ΠΑΡΑΚΤΙΟΙ ΥΔΡΟΦΟΡΕΙΣ - ΘΑΛΑΣΣΙΑ ΔΙΕΙΣΔΥΣΗ Σήμερα στις αναπτυσσόμενες χώρες 6 στους 10 ανθρώπους ζουν σε μια ζώνη 60 Km από τις ακτές και στις αρχές της νέας χιλιετίας περισσότεροι από τα 2/3 του πληθυσμού θα ζουν στην άμεση γειτονία με τη θάλασσα. Παράκτια πεδία συναντώνται σε όλες τις ηπείρους Μερικοί από τους πιο παραγωγικούς υδροφορείς σε παγκόσμια κλίμακα βρίσκονται σε παράκτια πεδία Οι διακυμάνσεις του θαλασσίου επιπέδου κατά το Πλειστόκαινο (2,588,000 to 11,700 years ago) Είχαν ως αποτέλεσμα τα αλμυρά νερά να καταλάβουν μερικούς σύγχρονους γλυκούς υδροφορείς
Τα γλυκά νερά ρέουν σύμφωνα με την κλίση και εκρέουν μέσω διαφόρων μηχανισμών προς τα παράκτια νερά Η ποσότητα που εκρέει από τους υδροφορείς είναι συνάρτηση του όγκου της τροφοδοσίας και της ποσότητας του υπόγειου νερού που μπορεί να διαφύγει μέσω των διαθέσιμων μηχανισμών Περιοχές με δυναμική διείσδυση αλμυρού νερού Πολλοί υδροφόροι βρίσκονται σε υδραυλική επικοινωνία με τον πυθμένα ωκεανών και κόλπων Κάτω από φυσικές συνθήκες, συμβαίνει υποεπιφανειακή εκροή μέσα στη θάλασσα Σε μερικές περιοχές, Σε υποθαλάσσιους υδροφόρους βρίσκονται αποθηκευμένοι τεράστιοι όγκοι γλυκού νερού
Με την εκμετάλλευση, υποχωρούν οι στάθμες των ΥΝ κάτω από το επίπεδο της θάλασσας και πολύ αλμυρά νερά διεισδύουν μέσα στους υδροφόρους Σε μερικές περιοχές, οι γεωλογικοί σχηματισμοί περιέχουν εγκλωβισμένες αλμύρες Η ταπείνωση των επιπέδων της στάθμης, μπορεί να μεταβάλλει το υπάρχον καθεστώς με αποτέλεσμα οι αλμύρες να αναμιγνύονται με το αντλούμενο γλυκό νερό - προβλήματα υποβάθμισης
θα απαιτηθεί μια μεγάλη χρονική περίοδος για την απομάκρυνση του υποβαθμισμένου νερού θα πρέπει να αποφεύγουμε στην γειτονία τέτοιων αλμύρων υπεράντληση των υπόγειων νερών
Η διείσδυση αλμυρού νερού είναι ο πιο χαρακτηριστικός τύπος υποβάθμισης της ποιότητας του ΥΝ σε παράκτιες περιοχές Πηγές αλμυρού νερού υπάρχουν: με τη μορφή συγγενετικών νερών στην ενδοχώρα κάτω από γλυκούς υδροφορείς διαπνοή Τυπικές σχέση γλυκούνερού / αλμυρού νερού σε ένα παράκτιο υδοφορέα που αποτελείται από ένα αριθμό υδροφόρων οριζόντων πηγή στάθμη της θάλασσας εκροή στον πυθμένα της θάλασσας διαφορά στη αλατότητα υδραυλική κλίση διάχυση γλυκό υπόγειο νερό ημιπερατός σχηματισμός ΑΛΜΥΡΟ ΥΠΟΓΕΙΟ ΝΕΡΟ
κατά την περίοδο 1951-2010 (Philandras, et al. 2011) Το σχήμα και η θέση του ορίου αλμυρού/γλυκού υπόγειου νερού είναι συνάρτηση του όγκου του γλυκού νερού που εκρέει από τον υδροφόρο Μικρότερης κλίμακας αλλαγές προκαλούν: η δράση της παλίρροιας και εποχιακές ή ετήσιες κλιματικές αλλαγές Το όριο είναι σε κατάσταση φαινομενικής ισορροπίας Φυσικές αλλαγές στη θέση ισορροπίας οφείλονται σε αλλαγές στο κλιματικό πρότυπο ή στη θέση του θαλασσίου επιπέδου Οι ετήσιες βροχοπτώσεις στην Ελλάδα, μειώθηκαν περίπου 10-25 %
διείσδυση αλμυρού νερού Η είσοδος αλμυρού υπόγειου νερού σε γλυκούς υδροφορείς που προκαλείται από ανθρώπινες ενέργειες Παθητική θαλάσσια διείσδυση όταν μια μικρή ποσότητα εκτρέπεται από τον υδροφόρο, η υδραυλική κλίση όμως παραμένει πρός την πλευρά του ορίου αλμυρού/γλυκού νερού ενεργητική διείσδυση Οι συνέπειες της είναι πολύ πιο σοβαρές, παρατηρείται αναστροφή της φυσικής υδραυλικής κλίσης (από επικεντρωμένες υπεραντλήσεις) η διείσδυση μπορεί να προκληθεί από τη διάνοιξη καναλιών αποστράγγισης για να χαμηλώσει η υδροστατική επιφάνεια
υδροστατική επιφάνεια επίπεδο της θάλασσας Εικόνα 2 Α. Ελευθερος παράκτιος υδροφορέας σε φυσικές συνθήκες εκροής υπόγειου νερού. Β. Παθητική θαλάσσια διείσδυση που οφείλεται σε γενική υποχώρηση της υδροστατικής στάθμης. Η ροή στη ζώνη του γλυκού νερού έχει ακόμη κατευθυνση προς τη θάλασσα. γλυκό υπόγειο νερό αλμυρό υπόγειο νερό υδροστατική επιφάνεια επίπεδο της θάλασσας γλυκό υπόγειο νερό αλμυρό υπόγειο νερό
υπό πίεση στρώμα πίεζομετρική επιφάνεια A Εικόνα 3 Α. Ενεργητική θαλάσσια διείσδυση σε ένα αρτεσιανό υδροφόρο με την δυναμομετρική επιφάνεια κάτω από το επίπεδο της θάλασσας Β. Ενεργητική θαλάσσια διείσδυση σε ένα ελεύθερο υδροφόρο με την υδροστατική επιφάνεια κάτω από το επιπέδου της θάλασσας. επίπεδο της θάλασσας υδροφορέας γλυκό υπόγειο νερό υπό πίεση στρώμα υδροστατική επιφάνεια αλμυρό υπόγειο νερό B επίπεδο της θάλασσας γλυκό υπόγειο νερό αλμυρό υπόγειο νερό
Διείσδυση της Θάλασσας Το θαλάσσιο νερό λόγω της μεγαλύτερης πυκνότητά του έχει την τάση να κινηθεί προς την ενδοχώρα κάτω από το σώμα του γλυκού υπόγειου νερού με αποτέλεσμα να δημιουργηθεί μια διεπιφάνεια γλυκού/αλμυρού νερού Σε μερικές περιπτώσεις η επαφή μπορεί να έχει τη μορφή μιάς λεπτής ζώνης ανάμιξης παράκτιες περιοχές της Ελλάδας (π.χ. Αργολίδα, Ροδόπη) στους ελεύθερους υδροφόρους το γλυκό νερό ρέει προς τα επάνω και εκρέει κοντά στην ακτή το αλμυρό νερό διαγράφει μια κυκλική ροή κοντά στη διεπιφάνεια
Κυκλοφορία γλυκού και αλμυρού υπόγειου νερού στη ζώνη διάχυσης σε ένα παράκτιο υδροφορέα επιφάνεια της γης υδροστατική στάθμη θαλασσα γλυκό υπόγειο νερό ζώνη διάχυσης θαλάσσιο νερό
Σχέσεις γλυκού αλμυρού νερού Η διαφορά στην πυκνότητα γλυκού/αλμυρού νερού είναι ιδιαίτερα σημαντική Υπάρχει μια απότομη διεπιφάνεια ανάμεσα στο γλυκό και στο αλμυρό νερό. Baydon-Ghyben (1888-1889) και Herzberg (1901) τέλος 19ου αιώνα Αρχή των Ghyben-Herzberg z ( x, y) w h ( x, y) s w βασιζόμενοι στο ειδικό βάρος (1.025) του θαλάσσιου νερού, κατέληξαν ότι σε ένα ελεύθερο παράκτιο υδροφορέα το βάθος, στο οποίο εκτείνεται το υπόγειο νερό κάτω από το επίπεδο της θάλασσας, είναι κατά προσέγγιση 40 φορές το ύψος της υδροστατικής στάθμης πάνω από το επίπεδο της θάλασσας
ισοδυναμικη γραμμή υδροστατική επιφάνεια μέσο επίπεδο της θάλασσας z (x,y) είναι το βάθο στη θέση (x,y) σε m ως προς τη διεπιφάνεια γλυκό υπόγειο νερό αλμυρό υπόγειο νερό h (x,y) είναι η ανύψωση σε m της υδροστατικής στάθμης πάνω από το θαλάσσιο επίπεδο στο σημε (x,y) πυκνότητα πυκνότητα ρ w είναι η πυκνότητα του γλυκού νερού g/cm 3 ρ s είναι η πυκνότητα του αλμυρού νερού νερού σε g/cm 3 Σχέση της στάθμης του γλυκού νερού με το βάθος της διεπιφάνειας
1800.00 1600.00 h f 1400.00 γλυκό νερό 1200.00 1000.00 800.00 z αλμυρό νερό 600.00 400.00 200.00 0.00 0.00 200.00 400.00 600.00 800.00
ΜΕΘΟΔΟΙ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑΣ ΤΩΝ ΥΠΟΓΕΙΩΝ ΝΕΡΩΝ ΑΠΟ ΤΗΝ ΘΑΛΑΣΣΙΑ ΔΙΕΙΣΔΥΣΗ Για να σχεδιάσουμε, να κατασκευάσουμε και να θέσουμε αποτελεσματικά σε λειτουργία ένα φραγμό στη θαλάσσια διείσδυση, πρέπει να αξιολογηθούν οι πολύπλοκες αλληλεπιδράσεις γεωλογικών, υδρολογικών και οικονομικών συνθηκών Οι συνθήκες αυτές περιλαμβάνουν: την μετανάστευση του θαλάσσιου νερού μέσω των διαφόρων διαδρομών στους υδροφόρους τις μεταβολές στις παροχές των παραγωγικών γεωτρήσεων τις μεταβολές στον εποχιακό φυσικό εμπλουτισμό το κόστος και τη διαθεσιμότητα του νερού που θα χρησιμοποιηθεί για τη δημιουργία του υδραυλικού φραγμού και την ανάλυση κόστους - οφέλους οι φραγμοί τροποποιούνται για να ανταποκρίνονται στις καινούριες συνθήκες
Οι μέθοδοι προστασίας των υπόγειων νερών από την θαλάσσια διείσδυση αποβλέπουν: Στην εμπόδιση της πλήρους η μερικής διαφυγής του γλυκού νερού προς τη θάλασσα. Στην αύξηση του υδραυλικού φορτίου του γλυκού νερού Στη ρύθμιση του σχεδίου άντλησης νερού σε ορισμένες ζώνες Οι φραγμοί λειτουργούν μέσω της δημιουργίας μιας επιφάνειας γλυκού νερού στους Παράκτιους υδροφορείς, η οποία κλίνει προς την πλευρά της θάλασσας Οι λύσεις για αντιμετώπιση της θαλάσσιας διείσδυσης περιλαμβάνουν:
Μείωση και έλεγχο των αντλήσεων υπόγειου νερού με στόχο να τεθεί φραγμός στο καθεστώς υπερεκμετάλλευσης Χρησιμοποίηση εισαγόμενου νερού για την κάλυψη των απαιτήσεων που δεν ικανοποιούνται από το υφιστάμενο καθεστώς διαχείρισης των υπόγειων νερών Κατασκευή υδραυλικών φραγμών γλυκού νερού πλησίον της ακτής Ενα διαχειριστικό πρόγραμμα για την αξιολόγηση των αποτελεσμάτων Ενα χαμηλότοκο χρηματοδοτικό πρόγραμμα μακρόχρονης διάρκειας Η ύπαρξη υπηρεσίας διαχείρισης των πόρων και της χρηματοδότησης του προγράμματος
παράγοντες που εμπλέκονται στο εφαρμόσιμο ή μη μιας μεθόδου το απαιτούμενο κεφάλαιο, το ετήσιο κόστος των αναγκαίων φυσικών εργασιών (π.χ. γεωτρήσεις, δίκτυα παροχής και κατανομής, υπόγειοι φραγμοί κ.λ.π), η διαθεσιμότητα και το κόστος των συμπληρωματικών παροχών, το νομικό καθεστώς, οι απαιτήσεις σε αποχέτευση και ισορροπία αλάτων, οι δυνατότητες συντήρησης πλημμυρικών απορροών, και η αποθηκευτική ικανότητα
To φάσμα των μεθόδων παρεμπόδισης της θαλάσσιας διείσδυσης περιλαμβάνει (ASCE, 1987): Μείωση των αντλούμενων ποσοτήτων υπόγειου νερού μείωση των αντλήσεων σε ένα προσχεδιασμένο επίπεδο και εφόσον αυτό κριθεί αναγκαίο τροποποίηση του σχεδίου άντλησης Μέθοδος κατάκλυσης απαιτεί την ύπαρξη ευνοϊκών φυσικών συνθηκών και την παρουσία πρόσθετης πηγής νερού Υπόγειος φραγμός Φυσική διακοπή της υδραυλικής επικοινωνίας των υδροφόρων με τη θάλασσα μέσω μιας αδιαπέρατης «μεμβράνης» ανάμεσα στην πηγή του θαλάσσιου νερού και στις αντλούμενες γεωτρήσεις Μειονεκτήματα κίνδυνος αύξησης της αλατότητας - κατασκευαστικές και οικονομικές δυσκολίες
Σχήμα 8. Ελεγχος της θαλάσσιας διείσδυσης με ένα αδιαπέρατο υποεπιφανειακό φραγμό παράλληλο προς την ακτή
σπήλαιο Σχήμα 9. Σχηματικό διάγραμμα ενός υπόγειου φράγματος σε ένα παράκτιο ασβεστόλιθικο σπήλαιο για την παρεμπόδιση της ανάμιξης γλυκού και αλμυρού νερού
Κοίλωμα άντλησης μπορεί να δημιουργηθεί μέσω μιας γραμμής από ελεγχόμενες γεωτρήσεις άντλησης, κατάλληλα διατεταγμένες κατά μήκος της ακτής και τοποθετημένες ανάμεσα στις παραγωγικές γεωτρήσεις και τη διαδρομή του θαλάσσιου νερού Υδραυλικό ύβωμα έντονος εμπλουτισμός του υδροφόρου, δημιουργία υβώματος στην επιφάνεια του υπόγειου νερού Σειρά από πεδία κατάκλυσης ή γεωτρήσεις εμπλουτισμού ή συνδυασμός των δύο, Πολύ αποτελεσματικός αποδείχθηκε ο συνδυασμός υδραυλικού υβώματος με ένα κοίλωμα άντλησης
Δημιουργία υβώματος με τη χρήση γεωτρήσεων μια συστοιχία από γεωτρήσεις εμπλουτισμού, διευθετημένες κατάλληλα και παράλληλα προς την ακτή, επιτρέποντας την ομοιόμορφη υποχώρηση της αλμυρής σφήνας προϋποθέτει ικανοποιητική γνώση των υδρογεωλογικών συνθηκών Τα κρίσιμα σημεία ελέγχου είναι αυτά που βρίσκονται στη μέση περίπου της απόστασης ανάμεσα στις γεωτρήσεις εμπλουτισμού ίδιες εξισώσεις - χρησιμοποίηση θετικών προσήμων
West Coast Basin, Dominguez Gap και Alamitos παράδειγμα εφαρμογής περιβαλλοντικού σχεδίου διεθνούς σημασίας το μεγαλύτερο σύστημα φραγμών στη θαλάσσια διείσδυση σε όλη τη Βόρεια Αμερική πρότυπο αντιμετώπισης της θαλάσσιας διείσδυσης 38.646*10 6 m 3 εισαγώμενου νερού εγχύθηκαν και εμπλούτισαν τους υδροφόρους κατά το 1992-93. Η ποσότητα που προστατεύεται είναι πάνω από 234.27*10 6 m 3 επιβεβαιωμένη μέγιστη ποσότητα που μπορεί να αντληθεί τα 347.5*10 6 m 3 /έτος.
Υδρογεωλογική Λεκάνη Κεντρικής και Δυτικής Ακτής 153 Γεωτρήσεις έγχυσης 296 Γεωτρήσεις Φραγμός παρατήρησης Δυτικής Ακτής Μήκος 9 miles 41 Γεωτρήσεις έγχυσης 232 Γεωτρήσεις παρατήρησης Φραγμός Dominguez Μήκος 4.3 miles Gap Φραγμός Alamitos Gap 5 miles 5 km 35 Γεωτρήσεις έγχυσης 230 Γεωτρήσεις παρατήρησης
Υδρογεωλογική Λεκάνη Κεντρικής και Δυτικής Ακτής 153 Γεωτρήσεις έγχυσης 296 Γεωτρήσεις Φραγμός παρατήρησης Δυτικής Ακτής Μήκος 9 miles 41 Γεωτρήσεις έγχυσης 232 Γεωτρήσεις παρατήρησης Φραγμός Dominguez Μήκος 4.3 miles Gap Φραγμός Alamitos Gap 5 miles 5 km 35 Γεωτρήσεις έγχυσης 230 Γεωτρήσεις παρατήρησης
Υδρογεωλογική Λεκάνη Κεντρικής και Δυτικής Ακτής Παράκτιος Υδροφόρος- Χωρίς άντληση Ισορροπία Υδροφόρος Ορίζοντας Μέση στάθμη θάλασσας Θαλασσινό νερό Υφάλμυρο νερό Γλυκό νερό
Υδρογεωλογική Λεκάνη Κεντρικής και Δυτικής Ακτής Παράκτιος Υδροφόρος- Σε συνθήκες άντλησης Υδροφόρος ορίζοντας Θαλασσινό νερό Μέση στάθμη θάλασσας Υφάλμυρο νερό Γλυκό νερό
Υδρογεωλογική Λεκάνη Κεντρικής και Δυτικής Ακτής Παράκτιος Υδροφόρος- Επίσπευση Διείσδυσης Υδροφόρος ορίζοντας Μέση στάθμη θάλασσας Θαλασσινό νερό Υφάλμυρο Brackish νερό Water Fresh Water Γλυκό νερό
Υδρογεωλογική Λεκάνη Κεντρικής και Δυτικής Ακτής Παράκτιος Υδροφόρος- Άντληση και έγχυση Υδροφόρος ορίζοντας Θαλασσινό νερό Μέση στάθμη θάλασσας Υφάλμυρο Brackish νερό Water Fresh Water Γλυκό νερό
Υδρογεωλογική Λεκάνη Κεντρικής και Δυτικής Ακτής Παράκτιος Υδροφόρος- Άντληση και έγχυση Υδροφόρος Ορίζοντας Μέση στάθμη θάλασσας Θαλασσινό νερό Υφάλμυρο Brackish νερό Water Εγκαταλελειμ μένο Γλυκό Fresh (stranded) Water νερό υφάλμυρο νερό
Σχηματισμός κώνου ανόδου αλμυρού υπόγειου νερού κάτω από μία παραγωγική γεώτρηση
Απόλυτο υψόμετρο σε m ως προς το επίπεδο της θάλασσας 6 0 υδροστατική στάθμη κόλπος Biscayne -6 Γραμμή Ghyben-Herzberg -12-18 -24-30 1000 5000 10000 15000 16000 17000 18000 βάση του υδροφορέα Biscayne ισοχλωριούχες καμπύλες σε mg/l 18500 488 366 244 122 0 122 Απόσταση από την ακτογραμμή σε m Ζώνη διάχυσης στον κόλπο Biscayne (τροποποιήθηκε από τον Kohout,1960)
Χρήσιμες χημικές και φυσικοχημικές παράμετροι στη μελέτη της διείσδυσης της θάλασσας Η αποτελεσματική αντιμετώπιση της θαλάσσιας διείσδυσης συνδέεται άμεσα με την αποσαφήνιση του καθεστώτος αλμύρινσης πρέπει πρώτα να αποκλείσουμε άλλες αιτίες αλμύρινσης των υπόγειων νερών
Προς την κατευθυνση αυτή συμβάλλουν ιδιαίτερα η χρησιμοποίηση παραμέτρων όπως: η αλμυρότητα - ειδική ηλεκτρική αγωγιμότητα (SEC), ο λόγος Cl - /Br - είναι για το θαλασσινό νερό= 297 σε υπολείματα νερού της θάλασσας που εξατμίστηκε (υπεράλμυρα νερά) < 297 στη Νεκρά θάλασσα = 40 σε προϊόντα διάλυσης εβαποριτών > 1000 σε εκροές υγρών αποβλήτων μέχρι 800 σε επιστροφές άρδευσης είναι χαμηλός
Λόγος Na + /Cl - ο λόγος σε διεισδύον νερό της θάλασσας είναι < εκείνου του νερού της θάλασσας (< 0.86, molar ratio) H σχέση αυτή είναι >1 σε αστικά υγρά απόβλητα Λόγοι Ca/Μg και Ca/(HCO 3 +SO 4 ) σε διεισδύον νερό της θάλασσας είναι > 1 η βασική σύνθεση των υπόγειων νερών σε Cl - Η γραμμική συσχέτιση δd ή Cl με το 18 Ο κατά την ανάμιξη νερού της θάλασσας με γλυκό υπόγειο νερό έχει διαφορετική κλίση απ ότι σε αλμύρινση που προκαλείται από άλλες πηγές (άρδευση ή υγρά απόβλητα) Τα ισότοπα βορίου. Οι τιμές του δ 11 Β σε διεισδύον νερό της θάλασσας κυμαίνεται από 30 μέχρι την τιμή του νερού της θάλασσας (δ 11 Β=39 ), σε υπόγεια νερά που ρυπάνθηκαν από υγρά απόβλητα δ 11 Β= 5-25 1. διαγράμματα Piper και Durov 2. Βηματική διακριτική ανάλυση
Διαχείριση παράκτιων υδροφορέων 4 τεχνικές είναι αναγκαίες για την κατάλληλη διαχείριση των υπόγειων υδατικών πόρων σε σχέση με τη θαλάσσια διείσδυση Μετρήσεις: επαρκής κατανόηση των υδρογεωλογικών συνθηκών αξιόπιστα λεπτομερής χωρικός χαρακτηρισμό της διεπιφάνειας αλμυρού/γλυκού νερού Παρακολούθηση: Εγκαθίδρυση ενός προγράμματος παρακολούθησης των συνθηκών που θα παράσχει μια αξιόπιστα ασφαλή εκτίμηση των αλλαγών στην διεπιφάνεια αλμυρού/γλυκού νερού με το χρόνο Προσομοίωση (Μοντέλα): θα παράσχει τη μακράς διάρκειας συμπεριφορά της διεπιφάνειας αλμυρού/ γλυκού νερού ως απόκριση του συστήματος στις αλλαγές στον πληθυσμό, στις χρήσεις γης, στις βροχοπτώσεις και άλλες δραστηριότητες που επιδρούν στο υπόγεια νερά Τροποποίηση: Είναι αναγκαίο να χρησιμοποιηθούν τα αποτελέσματα των προβλέψεων του Μοντέλου, για να τροποποιηθούν οι αντλήσεις ή να θεωρηθεί η έγχυση επεξεργασμένων λυμάτων για τη διατήρηση της στάθμης του υπόγειου νερού και την παρεμπόδιση της παραπέρα προώθησης του αλμυρού νερού
Integrated Water Resources Management (IWRM) Global Water Partnership (GWP) IWRM είναι μια διαδικασία που προωθεί τη συντονισμένη ανάπτυξη και τη διαχείριση του νερού, της γης, και των σχετικών πόρων, προκειμένου να μεγιστοποιηθεί η προκύπτουσα οικονομική και κοινωνική ευημερία κατά τρόπο δίκαιο, χωρίς να θέτει σε κίνδυνο τη βιωσιμότητα των ζωτικών οικοσυστημάτων. AWRA (2011) Ο συντονισμένος σχεδιασμός, η ανάπτυξη, η προστασία και η διαχείριση του νερού, της γης, και των σχετικών πόρων κατά τρόπο που να ευνοεί τη βιώσιμη οικονομική δραστηριότητα, βελτιώνει και διατηρεί την ποιότητα του περιβάλλοντος, διασφαλίζει τη δημόσια υγεία και ασφάλεια και διασφαλίζει τη βιωσιμότητα των κοινοτήτων και των οικοσυστημάτων.
U.S. Army Corps of Engineers Η ΟΔΥΠ στοχεύει στην ανάπτυξη και τη διαχείριση του νερού, της γης και των σχετικών πόρων, εξετάζοντας παράλληλα πολλαπλές απόψεις για το πώς θα πρέπει να διαχειριζόμαστε το νερό (δηλ. να προγραμματίσουμε, να σχεδιάσουμε και να κατασκευάσουμε, να διαχειριστούμε, να αξιολογήσουμε και να ρυθμίσουμε) Είναι μια διαδικασία που κατευθύνεται στο στόχο για τον έλεγχο της αξιοποίησης και της χρήσης ποταμών, λιμνών, ωκεανών, υγροτόπων κ.ά. περιουσιακών στοιχείων του νερού με τρόπους που ενσωματώνουν την ισορροπία συμφερόντων των ενδιαφερομένων μερών, τους στόχους και τα επιθυμητά αποτελέσματα σε όλα τα επίπεδα διακυβέρνησης και των τομέων του νερού για τη βιώσιμη χρήση των γήινων πόρων
Κατά την θεώρηση αυτών των τριών ορισμών, είναι σαφές ότι η ΟΔΥΠ είναι μια προσέγγιση στη διαχείριση των υδάτων που επιδιώκει να ενσωματώσει τα φυσικά συστήματα με τα συστήματα του ανθρώπου ώστε να στραφούν μακριά από τον αποσπασματικό σχεδιασμό Σύμφωνα με την ASCE (1984) στόχος είναι ένας γενικός σκοπός ή μια επιθυμητή κατάληξη αντικειμενικός σκοπός είναι μια αναλυτική κατάσταση των σκοπών, (πιο περιορισμένη και εξειδικευμένη από ένα στόχο), πολιτική είναι μια αναλυτική κατάσταση από προθέσεις, πιο ευρεία έννοια από ότι οι στόχοι και οι αντικειμενικοί σκοποί, πρόγραμμα είναι μια αναλυτική κατάσταση από υπάρχουσες ή προτεινόμενες δράσεις που οδηγούν στην εφαρμογή των πολιτικών, περιορισμός είναι οριακή συνθήκη που περιορίζει αυτό που μπορεί να γίνει
Η ολοκληρωμένη διαχείριση των υδάτινων πόρων (ΟΔΥΠ) είναι: Mια συστηματική διαδικασία για: την αειφόρο ανάπτυξη, την κατανομή και την παρακολούθηση της χρήσης των υδάτινων πόρων στο πλαίσιο των κοινωνικών, οικονομικών και περιβαλλοντικών στόχων Η IWRM βασίζεται στην αντίληψη ότι όλες οι διαφορετικές χρήσεις των πεπερασμένων υδάτινων πόρων είναι αλληλοεξαρτώμενες. Η IWRM είναι επομένως μια "διαδικασία η οποία προάγει τη συντονισμένη αξιοποίηση και διαχείριση του νερού, της γης και των σχετικών πόρων, προκειμένου να μεγιστοποιηθεί η προκύπτουσα οικονομική και κοινωνική ευημερία με δίκαιο τρόπο, χωρίς να θέτει σε κίνδυνο τη βιωσιμότητα των ζωτικών οικοσυστημάτων
Το νερό είναι ένα κρίσιμο, αλλά συχνά παραβλεπόμενο στοιχείο για τη βιώσιμη ανάπτυξη Για να βρεθούν αποτελεσματικές, μακράς διαρκείας λύσεις στα προβλήματα του νερού, απαιτείται ένα παράδειγμα νέας διακυβέρνησης και διαχείρισης των υδάτων Ένα τέτοιο νέο παράδειγμα είναι ενθυλακωμένο στην έννοια της Ολοκληρωμένης Διαχείρισης Υδάτινων Πόρων (ΟΔΥΠ), η οποία έχει οριστεί από την GWP ως «μια διαδικασία που προωθεί τη συντονισμένη ανάπτυξη και τη διαχείριση του νερού, της γης και των σχετικών πόρων, προκειμένου να μεγιστοποιηθεί η επακόλουθη οικονομική και κοινωνική ευημερία με δίκαιο τρόπο χωρίς να διακυβεύεται η βιωσιμότητα των ζωτικών οικοσυστημάτων». Η ΟΔΥΠ αμφισβητεί ρητά τα συμβατικά, κλασματικά συστήματα ανάπτυξης και διαχείρισης του νερού και δίνει έμφαση στις ολοκληρωμένες προσεγγίσεις με πιο συντονισμένη λήψη αποφάσεων σε όλους τους τομείς και κλίμακες
Αναγνωρίζει ότι η αποκλειστική χρήση προσεγγίσεων του τύπου Top-Down ή καθοδηγούμενης προμήθειας, ή τομεακών και τεχνικώς βασιζόμενων προσεγγίσεων για τη διαχείριση των υδάτων επιβάλει μη βιώσιμο υψηλό οικονομικό, κοινωνικό και οικολογικό κόστος στις ανθρώπινες κοινωνίες και στο φυσικό περιβάλλον Οι επιχειρήσεις ως συνήθως δεν είναι ούτε περιβαλλοντικά βιώσιμες, ούτε είναι βιώσιμες σε οικονομικό και κοινωνικό επίπεδο Ως μια διαδικασία αλλαγής η οποία επιδιώκει να μετατοπίσει τα υδατικά συστήματα ανάπτυξης και διαχείρισης από τις σημερινές μη βιώσιμες μορφές τους, η ΟΔΥΠ δεν έχει σταθερή αρχή και πιθανά δεν θα τελειώσει ποτέ
η παγκόσμια οικονομία και κοινωνία είναι δυναμικές και το φυσικό περιβάλλον υπόκειται σε αλλαγές, τα συστήματα ΟΔΥΠ, επομένως, θα πρέπει να ανταποκρίνονται στις αλλαγές και να είναι ικανά να προσαρμόζονται στις νέες οικονομικές, κοινωνικές και περιβαλλοντικές συνθήκες και σε μεταβαλλόμενες ανθρώπινες αξίες Η ΟΔΥΠ δεν είναι αυτοσκοπός, αλλά ένα μέσο για την επίτευξη τριών βασικών στρατηγικών στόχων: απόδοση, ώστε οι υδατικοί πόροι να διατηρηθούν όσο το δυνατόν περισσότερο δικαιοσύνη, κατά την κατανομή του νερού μεταξύ των διαφόρων κοινωνικών και οικονομικών ομάδων περιβαλλοντική βιωσιμότητα, την προστασία της βάσης των υδατικών πόρων και των οικοσυστημάτων
Θα ήταν εύκολο για έναν που παίρνει τις αποφάσεις αντιμέτωπο με την προοπτική της αλλαγής στην γενική διακυβέρνηση να συμπεράνει ότι: αυτό για να γίνει είναι πολύ περίπλοκο με πάρα πολλά δύσκολα μειονεκτήματα (τήρηση ισορροπιών) και επιλογές Μπορεί να φαίνεται πολύ πιο εύκολο και πολιτικά ασφαλέστερο να διατηρήσει τις τρέχουσες πολιτικές και πρακτικές και να αποφύγει την αντιμετώπιση των κατεστημένων συμφερόντων που κερδίζουν από το ισχύον καθεστώς Ωστόσο, η απραξία δεν αποτελεί επιλογή! Τα προβλήματα απλώς θα επιδεινωθούν και θα είναι πιο δύσκολο να αντιμετωπιστούν Η ΟΔΥΠ θα πρέπει να θεωρηθεί ως μια διαδικασία μακροχρόνια και προς τα εμπρός-κινούμενη, αλλά επαναληπτική μάλλον παρά γραμμικού χαρακτήρα Δεν υπάρχει ένα τέλειο σύστημα ΟΔΥΠ και η αναζήτηση της τελειότητας μπορεί να οδηγήσει σε ατροφία δράσης
Παράκτια περιβάλλοντα Οι παράκτιες περιοχές είναι μια ιδιαίτερα δυναμική διεπιφάνεια ανάμεσα στις ηπείρους και τους ωκεανούς Ιστορικά, η ανησυχία για το υπόγειο νερό στις παράκτιες περιοχές έχει εστιάσει στην διείσδυση νερού της θάλασσας σε παράκτιους υδροφόρους. Το υπόγειο νερό έχει αναγνωριστεί ότι συνεισφέρει σε σημαντικό βαθμό θρεπτικές ουσίες και ρυπαντές στα παράκτια νερά Φυτά και κοινότητες άγριας ζωής που προσαρμόστηκαν σε ιδιαίτερες περιβαλλοντικές συνθήκες στις παράκτιες περιοχές μπορούν να επηρεαστούν από τις αλλαγές στη ροή και την ποιότητα των εκροών υπόγειων νερών στο θαλάσσιο περιβάλλον Οι αλλαγές στα σώματα επιφανειακού νερού ως απόκριση στην άντληση υπόγειων νερών είναι συνήθως ανεπαίσθητες και μπορούν να συμβαίνουν για μακρές χρονικές περιόδους Οι συσσωρευτικές επιπτώσεις της άντλησης μπορούν να προκαλέσουν σημαντικές και απρόβλεπτες συνέπειες όταν αυτές δεν εξετάζονται καταλλήλως στα προγράμματα διαχεάρισης των υδατικών
ΑΝΤΙΜΕΤΩΠΙΖΟΝΤΑΣ ΤΙΣ ΠΡΟΚΛΗΣΕΙΣ ΤΗΣ ΒΙΩΣΙΜΟΤΗΤΑΣ ΤΩΝ ΥΠΟΓΕΙΩΝ ΝΕΡΩΝ Η βιωσιμότητα των υπόγειων υδατικών πόρων εξαρτάται από πολλούς παράγοντες, συμπεριλαμβανομένων: των μειώσεων στην αποθήκευση των υπόγειων νερών των μειώσεων της ροής των υδρορρευμάτων και των λιμνών της απώλειας υγροτόπων και παραποτάμιων οικοσυστημάτων της καθίζησης του εδάφους, της διείσδυσης της θάλασσας και της αλλαγής στην ποιότητα των υπόγειων νερών Κάθε σύστημα υπόγειου νερού και κάθε περίπτωση αξιοποίησης υπόγειων νερών είναι μοναδική απαιτεί μια ανάλυση που να προσαρμόζεται στη φύση των προβλημάτων που αντιμετωπίζονται (πρέπει να ληφθούν υπόψη οι κοινωνικοί, οικονομικοί και νομικοί περιορισμοί) βασική πρόκληση για την επίτευξη της βιωσιμότητας των υπόγειων νερών είναι: η διαμόρφωση ενός πλαισίου υδρολογικών επιπτώσεων των διάφορων εναλλακτικών στρατηγικών της διαχείρισης κατά τρόπο ώστε να μπορούν να αξιολογηθούν κατάλληλα
Κατά το παρελθόν οι προσπάθειες εστίαζαν στις μεθόδους αξιολόγησης των επιπτώσεων της άντλησης υπόγειων νερών στην μακροπρόθεσμη βιωσιμότητα ενός υδροφόρου Οι αυξανόμενες ανησυχίες για την ρύπανση του υπόγειου νερού από τις ανθρώπινες δραστηριότητες οδήγησαν στη συνειδητοποίηση των μεγάλων δυσκολιών και δαπανών αποκατάστασης των ρυπασμένων υδροφόρων επέστησαν την προσοχή στη σημασία της πρόληψης της ρύπανσης των υπόγειων νερών Οι χημικές, βιολογικές και φυσικές πτυχές των συστημάτων των υπόγειων νερών είναι αλληλένδετες απαιτούν μια ολοκληρωμένη ανάλυση πολλά ζητήματα που περιλαμβάνουν την ποσότητα, την ποιότητα, και τις οικολογικές πτυχές του επιφανειακού νερού συσχετίζονται με το υπόγειο νερό
Η σημασία των δεδομένων για τα υπόγεια νερά Μια βασική αφετηρία για τη διασφάλιση ενός βιώσιμου μέλλοντος για οποιοδήποτε σύστημα υπόγειων νερών είναι η ανάπτυξη μιας περιεκτικής υδρογεωλογικής βάσης δεδομένων στο χρόνο Αυτά τα δεδομένα περιλαμβάνουν: βάθη και πάχη των υδρογεωλογικών ενοτήτων δειγματοληψία των υπόγειων νερών για την τεκμηρίωση της ποιότητας του νερού πριν και μετα την αξιοποίησή τους ταυτόχρονες μετρήσεις της ροής των υδρορρευμάτων και της ποιότητας αυτής κατά τη διάρκεια χαμηλών ροών που θα υποδείξουν τις πιθανές συνεισφορές της εκροής των υπόγειων νερών στην ποιότητα του επιφανειαακού νερού Τα γεωγραφικά συστήματα πληροφοριών (GIS) συνήθως είναι ένα αναπόσπαστο τμήμα του συστήματος της βάσης δεδομένων για να βοηθήσουν στην οργάνωση, την αποθήκευση και την επίδειξη της
Η θεμελίωση οποιασδήποτε καλής ανάλυσης υπόγειων νερών, συμπεριλαμβανομένων εκείνων των οποίων στόχος είναι να προταθούν και να αξιολογηθούν οι εναλλακτικές στρατηγικές της διαχείρισης, είναι η διαθεσιμότητα υψηλής ποιότητας δεδομένων Φυσικό πλαίσιο Υδρολογικό ισοζύγιο και φορτίσεις Χημικό πλαίσιο Χρήση των μοντέλων υπόγειων νερών που συντάχθηκαν με υπολογιστές τα μοντέλα προσομοίωσης της ροής και της μεταφοράς διαλυμένων ουσιών στα συστήματα υπόγειων και επιφανειακών νερών έχουν διαδραματίσει ένα αυξανόμενο ρόλο στην αξιολόγηση των εναλλακτικών προσεγγίσεων στην αξιοποίηση και τη διαχείριση των υπόγειων νερών Τα μοντέλα υπόγειων νερών είναι μια προσπάθεια να αντιπροσωπευθούν τα ουσιαστικά χαρακτηριστικά γνωρίσματα του πραγματικού συστήματος των υπόγειων νερών μέσω ενός μαθηματικού αντίστοιχου
Λόγω της χρησιμότητας της προσομοίωσης στη διαδικασία λήψης απόφασης, η βασική σύνταξη των μοντέλων προσομοίωσης και πρόβλεψης, πρέπει να αναβαθμίζεται περιοδικά διατίθενται συνεχώς νέες πληροφορίες για το σύστημα υπόγειων νερών Αν και οι προβλέψεις που βασίζονται σε προσομοιώσεις είναι ανακριβείς, μπορούν να αντιπροσωπεύσουν τις καλύτερες διαθέσιμες πληροφορίες λήψης απόφασης σε δεδομένο χρόνο Τα μοντέλα προσομοίωσης χρησιμοποιούνται για τον προσδιορισμό των πρόσθετων στοιχείων που απαιτούνται για τον καλύτερο προσδιορισμό και κατανόηση των συστημάτων υπόγειων νερών
Τα μοντέλα προσομοίωσης εξετάζουν και ποσοτικοποιούν τις συνέπειες των διάφορων σφαλμάτων και αβεβαιοτήτων στις πληροφορίες τις απαραίτητες στον προσδιορισμό των σχέσεων αιτίας και αιτιατού και τις σχετικές προβλέψεις που βασίζονται στο μοντέλο Αυτή η ικανότητα, επιτρέπει στους διαχειριστές του νερού να αξιολογήσουν τη σημασία και τις ενδεχομένως απροσδόκητες συνέπειες των αποφάσεών τους Εάν ένα μοντέλο χρησιμοποιείται για να εξετάσει ερωτήματα σε σχέση με τις μελλοντικές αποκρίσεις ενός συστήματος υπόγειων νερών, τότε η παρακολούθηση στο πεδίο του συστήματος των υπόγειων νερών πρέπει να συνεχιστεί και το μοντέλο πρέπει να επαναξιολογείται περιοδικά για να ενσωματώνει τις νέες πληροφορίες ή νέες ιδέες
Στρατηγικές για την βιωσιμότητα Οι εναλλακτικές στρατηγικές της διαχείρισης αποτελούνται από έναν μικρό αριθμό γενικών προσεγγίσεων Χρησιμοποίηση πηγών άλλων από το τοπικό υπόγειο νερό χρησιμοποίηση, είτε πλήρως είτε εν μέρει επιφανειακού νερού εισαγωγή νερού εκτός των ορίων της υδρολογικής ή της υδρογεωλογικής λεκάνης Αλλαγές στου ρυθμούς ή τα χωρικά πρότυπα άντλησης υπόγειων νερών 1. αύξηση στις αντλήσεις που οδηγεί σε νέα ισορροπία το σύστημα των υπόγειων νερών, 2. μείωση στις αντλήσεις που οδηγεί σε νέα ισορροπία το σύστημα των υπόγειων νερών, 3. αλλαγή στη χωρική κατανομή της άντλησης για ελαχιστοποίηση των υπαρχόντων ή πιθανών ανεπιθύμητων επιπτώσεων Οι διαχειριστικές στρατηγικές μπορεί να περιλαμβάνουν ποικίλους
Αύξηση του εμπλουτισμού του συστήματος υπόγειων νερών. Άντληση με σκοπό να προκαλέσει επαγωγική εισροή νερού από σώματα επιφανειακού νερού Εμπλουτισμός με επιφανειακό νερό ή επαναχρησιμοποιημένο νερό (υπόγειο ή επιφανειακό) καλής ποιότητας με επιφανειακή κατάκλυση ή έγχυση μέσω γεωτρήσεων Μείωση της εκροής από το σύστημα των υπόγειων νερών. Αντλήσεις που στοχεύουν στη μείωση της εκροής σε υδρορρεύματα, λίμνες, ή πηγές, λόγω εξατμισοδιαπνοής οι δύο αυτές δυνατότητες μπορούν να έχουν ανεπιθύμητες επιπτώσεις στα σώματα επιφανειακού νερού ή στους υπάρχοντες βιολογικούς πόρους
Αλλαγή στον αποθηκευμένο όγκο υπόγειου νερού σε διαφορετικές χρονικές κλίμακες. Οι δυνατότητες περιλαμβάνουν: Διαχείριση βραχυπρόθεσμων (χρονική κλίμακα μηνών και ετών) αυξήσεων και μειώσεων στην αποθήκευση του ταμιευτήρα των υπόγειων νερών ο ταμιευτήρας των υπόγειων νερών θα μπορούσε να είναι διαχειριζόμενος για κάποιο χρονικό διάστημα συγκρίσιμο με τη διαχείριση των ταμιευτήρων επιφανειακού νερού μια συνεχόμενη μακροπρόθεσμη (δεκαετίες και αιώνες) μείωση στην αποθήκευση των υπόγειων νερών ή πλήρης ή σχεδόν πλήρης εξάντληση της αποθήκευσης ενός υδροφόρου δεν αποτελεί μια στρατηγική για βιωσιμότητα, αλλά μια ακραία προσέγγιση που θα μπορούσε να εξεταστεί σε μερικές καταστάσεις
Οι καινοτόμες προσεγγίσεις που προορίζονται να ενισχύσουν την βιωσιμότητα των υπόγειων υδατικών πόρων περιλαμβάνουν συνήθως κάποιο συνδυασμό: χρήσης υδροφόρων ως ταμιευτήρων αποθήκευσης, συνδυασμένης χρήσης επιφανειακών και υπόγειων νερών τεχνητό εμπλουτισμό μέσω γεωτρήσεων ή επιφανειακής κατάκλυσης και χρήση ανακτημένου νερού
Επιτελικά Συμπεράσματα Τα υπόγεια νερά είναι ένας συχνά απαρατήρητος και μη αναγνωρισμένος ακρογωνιαίος λίθος στη θεμελίωση πολλών οικονομικών και περιβαλλοντικών συστημάτων Η βάση των υπόγειων υδατικών πόρων και τα κοινωνικά, οικονομικά και περιβαλλοντικά συστήματα που εξαρτώνται από αυτούς βρίσκονται σε καθεστώς απειλής από τις υπεραντλήσεις και τη ρύπανση Η κλίμακα και η ένταση των απολήψεων και της ρύπανσης έγιναν προφανείς μόνο κατά την τελευταία εικοσαετία Η εξέλιξη των αποτελεσματικών συστημάτων διαχείρισης για να αντιμετωπιστούν αυτές οι απειλές θα είναι μια μακροπρόθεσμη διαδικασία που απαιτεί: συνεχή πολιτική δέσμευση βελτιώσεις στα βασικά δεδομένα και επιστημονική κατανόηση
Η αναμονή για τα δεδομένα δεν πρέπει να αποτελέσει δικαιολογία για καθυστέρηση στη δράση Απλοί δείκτες τέτοιοι όπως: σημαντικές αλλαγές στη χρήση γης, μακροπρόθεσμη υποχώρηση της υδροστατικής στάθμης και αυξήσεις στην αλατότητα, παθογόνα ή βασικοί ρυπαντές αντιπροσωπεύουν σημαντικά σήματα σχετικά με την ανάγκη για διαχείριση Η άμεση δράση για να μειωθούν οι αντλήσεις, ο έλεγχος των πηγών ρύπανσης και η συλλογή πιό λεπτομερών στοιχείων όσον αφορά τη δυναμική των υδροφόρων είναι ουσιαστική για να αποφύγουμε μη αναστρέψιμες οικονομικές, κοινωνικές και περιβαλλοντικές ζημίες
Οι κοινωνικές, οικονομικές και περιβαλλοντικές αξίες που συνδέονται με τα υπόγεια νερά είναι συχνά μη αναγνωρισμένες και υποτιμημένες Τα υπόγεια νερά είναι η πιο αξιόπιστη πηγή παροχής πόσιμου νερού και υποστηρίζουν ένα ευρύ πεδίο οικονομικών και περιβαλλοντικών υπηρεσιών. Ο ρόλος των υπόγειων νερών στη γεωργία είναι σημαντικό να αναγνωριστεί Τα υπόγεια νερά είναι η πρωταρχική θωράκιση ενάντια στην ξηρασία οι περιοχές με πρόσβαση στην άρδευση με υπόγεια νερά είναι ικανές να επιτύχουν τις υψηλότερες γεωργικές παραγωγές.
Εάν η κλιματολογική μεταβλητότητα αυξάνει, η αποθηκευτική αξία των υπόγειων νερών θα είναι ένας ιδιαίτερα σημαντικός παράγοντας που θα καθορίσει την ικανότητα της κοινωνίας να διασφαλίσει τη βασική διατροφή, την παροχή πόσιμου νερού και να ικανοποιήσει τις περιβαλλοντικές ανάγκες που εξαρτώνται από αξιόπιστες πηγές νερού Τα υπόγεια νερά είναι γενικά λιγότερο τρωτά στη ρύπανση από τις πηγές επιφανειακού νερού
επιπτώσεις που είναι δύσκολο να προβλεφθούν ή να θεραπευτούν. Τα υπόγεια νερά διαδραματίζουν έναν κρίσιμο ρόλο στο περιβάλλον και τα εξαρτώμενα από το νερό οικοσυστήματα είναι μια σημαντική πηγή νερού για τις περισσότερες φυτοκοινωνίες και υγρότοπους στη επιφάνεια της γης οι υδροφόροι είναι επίσης η τελευταία χερσαία λεκάνη για τις επίγειες πηγές ρύπανσης και συσσωρεύουν τα προϊόντα αποβλήτων κατά τη διάρκεια του χρόνου Οι ανθρωπογενείς αλλαγές στις συνθήκες των υπόγειων νερών οδηγούν σε σύνθετες περιβαλλοντικές και κοινωνικοοικονομικές
Σε πολλές ξηρές περιοχές η πιεζομετρική στάθμη μειώνεται με ρυθμούς μεγαλύτερους από 3 μέτρα/έτος Όταν μολυνθούν, η αποκατάσταση των υδροφόρων είναι συχνά οικονομικά ή τεχνικά αδύνατη οι πληροφορίες πρέπει να παρουσιαστούν με τρόπο σαφή ώστε να ενημερώνουν και να εκπαιδεύουν το ευρύ κοινό και τους φορείς χάραξης πολιτικής. Χωρίς έναν υψηλό βαθμό κοινωνικής συναίνεσης, τα συστήματα διαχείρισης θα είναι συχνά πολιτικώς αδύνατο να εφαρμοστούν Υπάρχει, μια ασαφής διάκριση μεταξύ της φύσης των δικαιωμάτων υπόγειων νερών και της ιδιοκτησίας του ίδιου του πόρου Οι υδατικοί πόροι, από την ίδια την φύση τους, δεν είναι υποκείμενοι στις απόλυτες λύσεις της ελεύθερης αγοράς Τα προβλήματα υπόγειων νερών δεν είναι γενικά υποκείμενα σε γρήγορες λύσεις
Επειδή οι δεσμοί μεταξύ χρηστών και του πόρου δεν είναι συχνά προφανείς και επειδή πολλά οφέλη που συνδέονται με τα υπόγεια νερά είναι δημόσια αγαθά, η γενική οικονομική αξία των υπόγειων νερών δεν τυγχάνει αναγνώρισης η διαχείριση θα πρέπει να ποικίλει από την τοπική στην περιφερειακή κλίμακα προκειμένου να αντικατοπτρίζει τόσο τους κοινωνικούς όσο και τους υδρογεωλογικούς παράγοντες Αυτό μπορεί να καταστήσει την κεντρική ρύθμιση ανεπαρκή και αναποτελεσματική Σε πολλές περιπτώσεις, είναι ουσιαστικές προσεγγίσεις που περιλαμβάνουν ένα υψηλό επίπεδο συμμετοχής των ενδιαφερομένων Η πολιτική υποστήριξη για διαχείριση στηρίζεται στην κατανόηση κοινού και φορέων χάραξης πολιτικής των διαχειριστικών αναγκών
Η εκπαίδευση είναι ουσιαστική Τα οικονομικά κίνητρα που αντανακλούν την πλήρη αξία των υπόγειων υδατικών πόρων είναι επίσης σημαντικά Η εξέλιξη αποτελεσματικών διαχειριστικών προσεγγίσεων, απαιτεί μια λεπτή εξισορροποιητική δράση μεταξύ των ρόλων των ατόμων, των κοινοτήτων και κυβερνητικών ρόλων και των εκπαιδευτικών, οικονομικών, νομικών και ρυθμιστικών μηχανισμών Η υδρογεωλογική έρευνα είναι ιδιαίτερα χρήσιμη για διαχειριστικούς σκοπούς μόνο αν συμπληρώνεται από τις πληροφορίες που συνδέουν τα προβλήματα των υπόγειων νερών με το κοινωνικό και οικονομικό τους πλαίσιό
θα είναι δύσκολο να αναπτυχθεί η κοινωνική συναίνεση σχετικά με τα προβλήματα και τις πιθανές λύσεις. Επομένως, η διαδικασία χάραξης πολιτικής και η εφαρμογή απαιτούν οι κυβερνήσεις, και οι τεχνικοί τους, να διευθύνουν εκτενείς εκστρατείες οικοδόμησης συνειδητοποίησης, να εκπαιδεύσουν τους ενδιαφερόμενους, να εξαλείψουν τις απώλειες που συνδέονται με την απραξία, και να κινήσουν το ενδιαφέρον και να συμπεριλάβουν τους χρήστες και τις τοπικές κοινότητες στις διαχειριστικές προσπάθειες
Συνδυασμένη χρήση επιφανειακών και υπόγειων νερών Αναφέρεται στη συντονισμένη και προγραμματισμένη χρησιμοποίηση επιφανειακών και υπόγειων υδατικών πόρων με έναν ολοκληρωμένο τρόπο, αναγνωρίζοντας την αλληλεξάρτηση καθώς επίσης και τα διαφορετικά χαρακτηριστικά των δύο πηγών νερού
Ένας μεγάλος όγκος αποθήκευσης είναι διαθέσιμος στους πόρους ενός ελεύθερου υδροφόρου Για παράδειγμα, μπορούμε να αποθηκεύσουμε 15x10 6 m 3 νερού σε ένα τμήμα του υδροφόρου έκτασης 10 km x 10 km, με αποθηκευτικότητα 15%, αν επιτύχουμε με εμπλουτισμό την άνοδο της υδροστατικής στάθμης κατά 1 m Χρησιμοποιώντας την τεχνική του τεχνητού εμπλουτισμού τεράστιες ποσότητες νερού μπορούν να αποθηκευτούν σε έναν ελεύθερο υδροφόρο
Πρώτου επιπέδου ζώνες προστασίας των υπόγειων νερών, προστατεύουν την γεώτρηση και το άμεσο περιβάλλον της από μηχανικές ζημιές και από την άμεση ρύπανση. Η έκτασή τους είναι συνήθως μικρή - μερικές δεκάδες m 2 το μέγιστο. Σ αυτές αποκλείονται όλες οι δραστηριότητες Ζώνες προστασίας δευτέρου και τρίτου επιπέδου μερικές εκατοντάδες m 2 έως μερικά km 2 περιλαμβάνουν περιοχές εκροής, κώνους κατάπτωσης, περιοχές εμπλουτισμού και τροφοδοσίας και άλλες τρωτές περιοχές Σε διάφορες ευρωπαϊκές χώρες, οι ζώνες δευτέρου επιπέδου καλύπτουν περιοχές όπου παρατηρείται χρόνος παραμονής του νερού 50 έως 60 ημερών το επίπεδο περιορισμών και απαγορεύσεων στις ζώνες προστασίας μειώνεται με την απόσταση από τις γεωτρήσεις η υπερπροστασία των γεωτρήσεων παροχής νερού δεν είναι επιθυμητή επειδή οδηγούν σε οικονομικές απώλειες μια λεπτή ισορροπία κόστους/οφέλους περιλαμβάνεται στον καθορισμό της έκτασης των περιοχών προστασίας
ΞΗΡΑΣΙΑ ΚΑΙ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΤΩΝ ΠΑΡΟΧΩΝ ΝΕΡΟΥ ξηρασία (έρπουσα θεομηνία) το πιο πολύπλοκο υδρολογικό φαινόμενο περιλαμβάνει ζητήματα που σχετίζονται με: κλίμα, χρήσεις γης, κανόνες χρήσεις νερού ετοιμότητα πολύπλοκο διαχειριστικό πρόβλημα με πολλούς εμπλεκόμενους απαιτεί ατομική και συλλογική δράση για την διασφάλιση των αναγκαίων παροχών νερού και για να γίνουν εγκαίρως τα σχέδια παροχής και συντήρησης όταν οι παροχές είναι ανεπαρκείς απαιτεί σχέδια για τον καταμερισμό των σπάνιων παροχών νερού και τη χρησιμοποίησή τους όταν αυτές είναι αναγκαίες
σοβαρές επιπτώσεις σε πόλεις, βιομηχανίες και άλλους χρήστες νερού όπως άρδευση, παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας, αναψυχή και άγρια ζωή η αποτελεσματική διαχείριση των υδατικών πόρων δεν μπορεί να αντιμετωπίσει ολοκληρωτικά τις ελλείψεις νερού, μπορεί να ελαχιστοποιήσει τα προβλήματα κλιματολογικό χαρακτηριστικό σοβαρό συνεχιζόμενο παγκόσμιο ζήτημα που οφείλεται στην έλλειψη αποτελεσματικού σχεδιασμού και διαχείρισης ΗΠΑ, 1950/1990 Αθήνα, 1989-1992 σοβαρές οι συνέπειες οι αναφορές είναι συχνά υποβαθμισμένες και η προσαρμογή περιορισμένη το ενδιαφέρον εστιάζεται στην έλλειψη και μόλυνση Οι συνέπειες της ανεπάρκειας στη παροχή νερού δραματικές
κατανόηση της ξηρασίας Είναι δύσκολη εξαιτίας της πολυπλοκότητάς της έναρξη; διάρκεια; εξαιρετικά δύσκολη η πρόβλεψη της έναρξης ή της διάρκειας επιστημονική/διαχειριστική πολυπλοκότητα μετεωρολογική, γεωργική, υδρολογική, οικονομική ξηρασία Χαρακτηρίζονται από διαφορές οι πολιτικοί δεν γνωρίζουν πότε θα κτυπήσει η ξηρασία οι επιπτώσεις, η χρονομέτρηση και η ένταση της ξηρασίας είναι δύσκολο να περιγραφούν ποικίλει γεωγραφικά απαιτούνται σύνθετοι χάρτες και στατιστικές Είναι δύσκολο να αναλυθεί υδρολογικά λίγα πράγματα είναι γνωστά για την υδρολογία των χαμηλών ροών
Οι πολιτικές αντιμετώπισης εξαρτώνται από τα οικονομικά η ξηρασία είναι πολύπλοκη από οικονομικής πλευράς και εξαιρετικά δύσκολη η ποσοτικοποίηση των επιπτώσεων της στην οικονομία Υπάρχει ασυμφωνία για τις οικολογικές επιπτώσεις αντιμετώπιση των επιπτώσεων Οι στόχοι/σκοποί της διαχείρισης των υδατικών πόρων διαφορετικοί (μερικοί ασαφείς) αξιοσημείωτες κοινωνικές πτυχές οι ζημιές της μη γεωργικής ξηρασίας φαίνονται μικρές αλλά Επηρεάζουν τη διασφάλιση τροφής και τα σταθεροποιητικά προγράμματα των γεωργικών οικονομιών η πολιτική της ξηρασίας περιλαμβάνει μεγάλο μέρος από την πολυπλοκότητα της πολιτικής της γεωργοκτηνοτροφικής ανάπτυξης
Οι νομικές πλευρές της ξηρασίας είναι πολύπλοκες Νομικά εμπόδια και πολυπλοκότητα κατά την καταπολέμηση της ξηρασίας μέσω ευελιξίας στη διαχείριση του νερού και στα συστήματα μεταφοράς ανοίγει ο δρόμος για πολιτικές δυσκολίες εμφάνιση πολιτικών συγκρούσεων ενδοκυβερνητικό πρόβλημα με οριζόντιες και κατακόρυφες συνιστώσες απαιτεί εξαιρετικά επίπεδα συντονισμού περιλαμβάνει μεγάλα συμφέροντα και συγκρούσεις μεταξύ διαφορετικών ενδιαφερομένων ομάδων επιδείνωσης της δυναμικής για σύγκρουση διαχείριση της λειψυδρίας - πολιτικό ναρκοπέδιο Δεν υπάρχει απλή προετοιμασία και υπηρεσία διαχείρισης η αρχή της ενιαίας διοίκησης δεν παρατηρείται στη διαχείριση της ξηρασίας.
Μια τομεακή υπηρεσία με συμφέρον στην ξηρασία Παρακωλύει τον συντονισμό η πολυπλοκότητα παρακωλύει την κατανόηση και οδηγεί σε αδιέξοδο Η πολιτική πολυπλοκότητα της ξηρασίας παρακωλύει τις γραφειοκρατικές λύσεις διαχείριση της ξηρασίας προετοιμασία των συστημάτων παροχής και διαχείριση του νερού Τι σημαίνει αυτό; όλες τις δραστηριότητες που εξυπηρετούν: τον προγραμματισμό το σχεδιασμό, την εφαρμογή, τη ρύθμιση και λειτουργική διαχείριση σε αντιστοιχία με τον κίνδυνο της ξηρασίας
ΟΡΙΣΜΟΙ Υπάρχουν δύο ορισμοί για την ξηρασία: Περίοδος χωρίς αρκετές βροχοπτώσεις (μετεωρολογική ξηρασία) Περίοδος έλλειψης Η μετεωρολογική έλλειψη οδηγεί στο δεύτερο είδος της ξηρασίας τις ελλείψεις υδρολογική, γεωργική και κοινωνικοοικονομική ξηρασία Yδρολογική ξηρασία είναι η περίοδος υδρολογικού ελλείμματος περίοδοι με ροή των υδρρρευμάτων κάτω από την συνήθη και/ή εξάντληση της αποθήκευσης των ταμιευτήρων γεωργική ξηρασία μια περίοδος όπου η εδαφική υγρασία δεν επαρκεί για να καλύψει τις ανάγκες της εξατμισοδιαπνοής, έτσι ώστε να αρχίσει και να διατηρήσει την ανάπτυξη των φυτών κοινωνικο-οικονομική ξηρασία ελλείμματα στους υδατικούς πόρους που οφείλονται στην υπερκατανάλωση, ανεπαρκή υποδομή και προετοιμασία
Palmer (1965): Ένα χρονικό διάστημα, γενικά της τάξης των μηνών ή ετών σε διάρκεια, κατά το οποίο η πραγματική παροχή υγρασίας σε μια δεδομένη περιοχή υστερεί σταθερά έναντι της διατιθέμενης παροχής υγρασίας από τον επικρατούντα κλιματικό τύπο μη ευδιάκριτο συμβάν χωρίς αναγνωρίσιμη αρχή ή τέλος είναι αποτέλεσμα πολύπλοκων παραγόντων Portland Water Bureau H ξηρασία είναι μια περίοδος με ασυνήθιστα ξηρό καιρό και επαρκή διάρκεια, ώστε να προκαλέσει έλλειψη νερού
Δείκτες ξηρασίας έκφραση όλων των παραμέτρων με μία τιμή ικανοποιητικός δείκτης θα διευκόλυνε την ουσιαστική περιγραφή των πολυπλοκοτήτων στα διάφορα είδη της ξηρασίας και παρέχει το μέτρο ανάμεσα στις χρειαζούμενους και τους διαθέσιμους πόρους δίνουν το έναυσμα για περιοριστικά μέτρα στη χρήση νερού πληροφορούν το κοινό για τη διαθεσιμότητα παροχής νερού
Σχήμα 10.2. Πώς η ξηρασία επηρεάζει τον υδρολογικό κύκλο. (Πηγή: Changnon, 1987). Δείκτης ξηρασίας κατά περίπτωση Ατμοσφαιρικά κατακρημνίσματα Απορροή Εδαφική υγρασία Ροή υδρορεύματος Στάθμη υπόγειων νερών Χρόνος σε έτη
Οι αριθμητικοί δείκτες είναι απαραίτητοι για τον χαρακτηρισμό της έντασης των γεγονότων της ξηρασίας απλούστερος δείκτης (UNESCO/WMO) είναι η σύγκριση του ύψους των κατακρημνισμάτων και/ή της απορροής για μια δεδομένη περίοδο με τον μέσο μακράς περιόδου ο δείκτης the Palmer Drought Severity Index (PDSI) ΗΠΑ για τους διαχειριστές νερού ξηρασία σημαίνει ότι δεν έχουμε επαρκή ποσότητα νερού για να ικανοποιήσουμε τη ζήτηση επειδή οι παροχές νερού πέφτουν κάτω από τα προσδοκώμενα επίπεδα
ένας δείκτης ξηρασίας χρήσιμος στη διαχείριση πρέπει να ενσωματώνει το πόσο επαρκείς είναι οι παροχές για την κάλυψη της ζήτησης Δείκτης = Διαθέσιμες παροχές νερού Προσδοκώμενες ή μέσες παροχές νερού Οι δείκτες πρέπει να αντανακλούν τις τοπικές συνθήκες
Ο AWWA (1984) προτείνει για την αντιμετώπιση της ξηρασίας: Αναγνώριση της κατάστασης παροχής σε σχέση με την ξηρασία, εκτίμηση των δυνατοτήτων αύξησης της παροχής, εκτίμηση των δυνατοτήτων μείωσης της ζήτησης, ανάπτυξη σχεδίου για διαδοχικά μέτρα εκτάκτου ανάγκης και συλλογή προγραμμάτων hardware/software αποταμίευσης νερού Το Corps of Engineers Institute for Water Resources προτείνει: Διαδικασίες επιφυλακής μεθόδους εκτίμησης των αναμενόμενων ελλειμμάτων στην παροχή νερού μοντέλα για την πρόβλεψη της κατανάλωσης νερού μεθόδους υπολογισμού των δαπανών για τις παροχές εκτάκτου ανάγκης διαδικασίες υπολογισμού του δυναμικού μείωσης της ζήτησης και συντήρησης της παροχής μεθόδους για τον προσδιορισμό των νομισματικών απωλειών από τις μειώσεις της παροχής
Σιγουριά στις παροχές νερού να διασφαλίσουμε ότι παροχές νερού που εξυπηρετούν το σύνολο της περιοχής είναι επαρκείς για την αντιμετώπιση της ξηρασίας, συμπεριλαμβανομένης της διατήρησης επαρκών αποθεμάτων Οι υπηρεσίες παροχής νερού πρέπει να συνασπίζονται για την ανάπτυξη και δοκιμή περιφερειακών σχεδίων ενδεχόμενης ξηρασίας με τεχνικά έργα αποθήκευσης, επανακατανομή της αποθήκευσης, φροντίδα για κατασκευή αναχωμάτων και συνδυασμένη χρήση και προγράμματα διαχείρισης της ζήτησης διαχείριση του νερού κατά την ξηρασία είναι μια διαδικασία Οι ερευνητές θα πρέπει: να ξεμπλέξουν την πολυπλοκότητα της ξηρασίας και να παρουσιάσουν χρησιμοποιήσιμες ερμηνείες και δείκτες ξηρασίας
Παράδειγμα ξηρασίας στην Ελλάδα - ευρύτερη περιοχή Αθήνας οι υδατικοί πόροι κατανέμονται ακανόνιστα περιοχή ημίξηρη με έλλειψη νερού υψηλή συγκέντρωση πληθυσμού και δραστηριοτήτων σε μικρό χρονικό διάστημα περιθωριακές και παρακμάζουσες υποδομές Περιορισμένη εμπειρία διαχείρισης πολύπλοκων συστημάτων η πόλη σε συνθήκες φόρτισης, διαθέτει πολύ μικρή προσαρμοστικότητα στους φυσικούς κινδύνους ξηρασία του 1990 ήταν η χειρότερη βάσεις δεδομένων ελλιπείς και μη αξιόπιστες σχέδιο κατανομής νερού αμεθόδευτο. Οκτώβριος 1990 η πόλη είχε αποθέματα νερού για 56 μόνο μέρες
η εκτίμηση των επιπτώσεων της ξηρασίας, οι μηχανισμοί επιφυλακής και ο σχεδιασμός για απρόβλεπτα γεγονότα ήταν γενικά μη ικανοποιητικά Τα μέτρα ήταν αποσπασματικά, με έμφαση σε σύντομης διάρκειας δραστηριότητες Τα μέτρα εφαρμόστηκαν μετά την έναρξη του συμβάντος, χωρίς να δοθεί ιδιαίτερη προσοχή στον κρίσιμο παράγοντα της χρονομέτρησης της ξηρασίας.
Σχήμα 10.4. Επιπτώσεις από την ξηρασία στην πόλη της Αθήνας. Μηνιαία αποθέματα σε εκατομμύρια m3 νερού κατά την έτη 1985, 1989 και 1990. (Πηγή: Karavitis, 1992).
Δείκτης PALMER ΑLLEY, W. M., 1984. The Palmer Drought Severity Index: limitations and assumptions. Journal of Climate and Applied Meteorology, 23: 1100-1109
Για να συνοψίσουμε: Ενώ, προσεκτικά δομημένες κλιμακωτές οργανωτικές δομές και σχέδια μπορούν να βοηθήσουν την ανάπτυξη αποτελεσματικού και αποδοτικού σχεδιασμού και διαχείρισης, αυτές δεν αποτελούν εγγύηση επιτυχίας Η bottom-up υποστήριξη είναι ζωτικής σημασίας Η επίτευξη «top-down bottom-up" ισορροπίας πρέπει να επεκταθεί πέρα από τη δομή Πρόκειται για μια κατευθυντήρια φιλοσοφία που λέει ότι αν βασιζόμαστε μόνο σε μία πλευρά, θα λάβουμε αναπόφευκτα ένα αρνητικό αποτέλεσμα - ίσως ακόμη και μια καταστροφή Πρέπει να ενσωματώνουμε και τις δύο προσεγγίσεις συνεχώς, σε κάθε διανοητικό επίπεδο
Η επίτευξη της «top-down bottom-up" ισορροπίας πρέπει να επεκταθεί πέρα από τις δομές Είναι, μια κατευθυντήρια φιλοσοφία που λέει ότι: αν βασιζόμαστε μόνο στη μία από τις δύο πλευρές, θα έχουμε αναπόφευκτα αρνητικό αποτέλεσμα - ίσως ακόμη και μια καταστροφή. Πρέπει να ενσωματώνουμε και τις δύο προσεγγίσεις συνεχώς, σε κάθε πνευματικό επίπεδο
Οικοσυστημική προσέγγιση Οι συμβατικές προσεγγίσεις στόχευαν να ελέγξουν τον υδρολογικό κύκλο με την κατασκευή υδρολογικών δομών για την συλλογή αγαθών και υπηρεσιών και να παραγάγουν προβλέψιμα αποτελέσματα Η μείωση της ποικιλότητας και της λειτουργικότητας του οικοσυστήματος, η μείωση των αγαθών και των υπηρεσιών που παρέχουν τα οικοσυστήματα η η μείωση της ανθεκτικότητας των συστημάτων ήταν μερικές από τις συνέπειες της υιοθέτησης αυτής της προσέγγισης Οι βασικές συνιστώσες της προσέγγισης με βάση το οικοσύστημα, περιλαμβάνει: τη δημιουργία ικανοτήτων, εταιρικής σχέσης, πολιτική και σχεδιασμό και την αποτίμηση των υδατικών πόρων.
Η σωστή λειτουργία οικοσυστημάτων όπως: οι πηγές μεγάλων ποταμών, υγρότοποι και πλημμυρικά πεδία είναι ζωτικής σημασίας για την επιβίωση του ανθρώπου δεδομένου ότι η κοινωνία αντλεί μια μεγάλη ποικιλία σημαντικών οφελών Στο πλαίσιο των υδατικών πόρων, τα οικοσυστήματα ρυθμίζουν: την ποιότητα και ποσότητα των υδάτων, τους πόρους σε φυσική κατοικία και παρέχουν ζωτικής σημασίας πληροφορίες για την κοινωνία τα οικοσυστήματα είναι ιδιαίτερα πολύπλοκα συστήματα ο αποκλεισμός ζωτικής σημασίας πτυχών του συστήματος που αφορούν το περιβάλλον, όπως η οικολογική λειτουργικότητα κατά τη διάρκεια της λήψης αποφάσεων λόγω κακής κατανόησης της δυναμικής των συστημάτων οδηγεί σε υπονόμευση και μη βιώσιμες αποφάσεις
η έλλειψη κατανόησης και πολιτικής βούλησης όσον αφορά την αποδοχή μη ποσοτικών πτυχών της δυναμικής των οικοσυστημάτων οδηγεί σε ένα ανίκανο σύστημα διαχείρισης Μια προσέγγιση με βάση το οικοσύστημα για τη διαχείριση των υδατικών πόρων είναι μια συνειδητοποίηση ότι τα συστήματα διαχείρισης πρέπει να είναι προκαταβολικά ευέλικτα και προσαρμοζόμενα για να ασχοληθούν με την πολυπλοκότητα των οικοσυστημάτων Η προσέγγιση είναι παρόμοια με την ΟΔΥΠ, ωστόσο η προσέγγιση δίνει προτεραιότητα στην λειτουργία των οικοσυστημάτων και των σχετικών αγαθών και υπηρεσιών τους.