Το υδατικό αποτύπωμα: ένα εργαλείο για την ορθολογική διαχείριση του νερού Μαρία Π. Παπαδοπούλου Επικ Καθ. ΕΜΠ Βασιλική Τσουκαλά Επικ. Καθ. ΕΜΠ
ΤΟ ΝΕΡΟ ΩΣ ΦΥΣΙΚΟΣ ΠΟΡΟΣ Αύξηση πληθυσμού αυξημένες ανάγκες ειδών διατροφής εντατικοποίηση αγροτικής παραγωγής Διαρκώς αυξανόμενες ανάγκες κατανάλωσης γλυκού νερού κατάλληλης ποιότητας Σημαντική ποσοτική και ποιοτική υποβάθμιση υδάτινων αποθεμάτων Φυσικός πόρος σε ανεπάρκεια ανάγκη ορθολογικής διαχείρισης Υδατικό αποτύπωμα ως μεθοδολογικό εργαλείο ορθολογικής διαχείρισης των Υδάτινων Πόρων
Τι είναι το ΥΔΑΤΙΚΟ ΑΠΟΤΥΠΩΜΑ? Είναι ένας εναλλακτικός δείκτης κατανάλωσης γλυκού νερού ο οποίος λαμβάνει υπόψη τόσο την άμεση όσο και την έμμεση κατανάλωση νερού ενός χρήστης (Hoekstra, 2002) Ορίζεται ως ο συνολικός όγκος γλυκού νερού (m 3 ) που καταναλώνεται από ένα άτομο ή μία κοινότητα για την παραγωγή προϊόντων και υπηρεσιών Υ.Α. αφορά συγκεκριμένη περιοχή, υδατική χρήση και χρονικό διάστημα και αναφέρεται σε καταναλωτή ή παραγωγό
Το Υδατικό Αποτύπωμα μπορεί να υπολογιστεί για ένα προϊόν, μια σαφώς καθορισμένη ομάδα καταναλωτών (π.χ. οικογένειες, πόλη) ή χρηστών (π.χ. αγρότες, Βιομηχανία) Είναι ένας γεωγραφικά προσδιορισμένος δείκτης ο οποίος προσδιορίζει όχι μόνο την ποσότητα γλυκού νερού που καταναλώνεται καθώς και την σχετιζόμενη με τη συγκεκριμένη παραγωγή προϊόντος/υπηρεσίας ρύπανση αλλά και την περιοχή κατανάλωσης του υδάτινου δυναμικού
Το προβλήματα που καλείται να αντιμετωπίσει το υδατικό αποτύπωμα είναι: Η έλλειψη νερού λόγω ελλιπών υποδομών και ανισοκατανομής υδάτινων πόρων περιορισμένη πρόσβαση σε νερό Η υφιστάμενη χρήση υδάτινων πόρων σε λεκάνες απορροής με υψηλές πιέσεις τοπικές συνθήκες έλλειψης νερού
Συνιστώσες ΥΔΑΤΙΚΟΥ ΑΠΟΤΥΠΩΜΑΤΟΣ
Υδατικό Αποτύπωμα: Σε Παγκόσμια Κλίμακα Ελλάδα (2389 m 3 /cap), Ισπανία (2325 m 3 /cap), Πορτογαλία (2264 m 3 /cap), Ιταλία (2332 m 3 /cap), Η.Π.Α. (2483m 3 /cap), Κίνα (700m 3 /cap), Μέσο ετήσιο Υ.Α. είναι ίσο με 1240 m 3 /cap Hoekstra and Chapagain 2007
Περιοχές με έλλειμμα υδάτινων αποθεμάτων (μπλε νερό) 1996-2005 Hoekstra et al, 2012
Υδατικό Αποτύπωμα: Η Ελληνική Πραγματικότητα Είδος κατανάλωσης νερού Όγκος νερού (εκατ. m 3 /yr) Όγκος νερού (m 3 /cap/yr) Παραγωγή αγροτικών προϊόντων 14.80 1403 Παραγωγή εισαγόμενων αγροτικών προϊόντων 7.18 680 Παραγωγή βιομηχανικών προϊόντων 0.78 73 Παραγωγή εισαγόμενων βιομηχανικών προϊόντων 1.62 154 Οικιακή κατανάλωση νερού 0.83 79 Υδατικό αποτύπωμα (ολική κατανάλωση) 25.21 2389 Παραγωγή εξαγόμενων αγροτικών προϊόντων 3.35 - Παραγωγή εξαγόμενων βιομηχανικών προϊόντων 1.87 -
ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΓΕΩΡΓΙΚΗΣ & ΑΡΔΕΥΤΙΚΗΣ ΠΟΛΙΤΙΚΗΣ ΜΕ ΤΗ ΧΡΗΣΗ ΤΟΥ ΥΔΑΤΙΚΟΥ ΑΠΟΤΥΠΩΜΑΤΟΣ ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΗΝ ΠΕΔΙΑΔΑ ΜΕΣΣΑΡΑ ΚΡΗΤΗΣ
ΠΕΡΙΟΧΗ ΜΕΛΕΤΗΣ Πεδιάδα Μεσσαράς- ΝΔ Νομού Ηρακλείου Κρήτης Δήμος Τυμπακίου & Μοιρών- Καλλικρατικός Δήμος Φαιστού
ΠΕΡΙΟΧΗ ΜΕΛΕΤΗΣ- ΧΡΗΣΕΙΣ ΓΗΣ Κατεξοχήν γεωργική περιοχή Κύρια καλλιέργεια ελιά (ξηρική & αρδευόμενη)
ΠΕΡΙΟΧΗ ΜΕΛΕΤΗΣ- ΑΡΔΕΥΤΙΚΕΣ ΖΩΝΕΣ ΛΕΚΑΝΕΣ ΑΠΟΡΡΟΗΣ ΟΡΙΟ ΥΦΙΣΤΑΜΕΝΩΝ ΕΡΓΩΝ ΠΕΡΙΜΕΤΡΟΣ ΠΡΟΤΕΙΝΟΜΕΝΩΝ ΕΡΓΩΝ ΑΓΩΓΟΙ ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ
ΠΕΡΙΟΧΗ ΜΕΛΕΤΗΣ Αρδευτικές ζώνες Α, Β, Γ Μεσσαρά Εντατικοποίηση καλλιεργειών Κατασκευή μεγάλων αρδευτικών έργων Μη ορθολογική χρήση αρδευτικού νερού Υπερεκμετάλλευση υπογείου νερού (άρδευση με γεωτρήσεις) Συνεχής πτώση στάθμης υπόγειου υδροφορέα Ανεπάρκεια κάλυψης αρδευτικών αναγκών καλλιεργειών
ΠΡΟΤΕΙΝΟΜΕΝΗ ΛΥΣΗ Νέο υδροδοτικό δίκτυο (Φράγμα Φανερωμένης-αρδευτικά δίκτυα) Πλήρης κάλυψη αναγκών ζωνών Α, Β, Γ Μεσσαρά (εκσυγχρονισμός δικτύου) Ενοποίηση με ενδιάμεσες περιοχές Φανερωμένης, Βόρων & Τυμπακίου (αναδασμός) Αποκατάσταση άρδευσης περιοχών Σκουρβούλων & Γαλιάς (σήμερα άρδευση με γεωτρήσεις, εντός λεκάνης κατάκλισης φράγματος) Ενίσχυση & Βελτίωση υφιστάμενης έκτασης: 15.500 στρ. Άρδευση νέας έκτασης: 11.000 στρ. Σύνολο: ~ 26.500 στρ.
ΠΕΡΙΟΧΗ ΜΕΛΕΤΗΣ- ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΜΕΛΕΤΩΝ ΕΙΔΟΣ ΚΑΛΛΙΕΡΓΕΙΑΣ ΕΚΤΑΣΗ (στρ.) ΜΕΣΗ ΑΠΟΔΟΣΗ (kg/στρ.) ΣΙΤΗΡΑ 1000 200 ΚΡΙΘΑΡΙ 1000 220 ΚΟΦΤΟΛΙΒΑΔΑ 1500 550 ΕΛΛΙΕΣ ΕΛ (ΞΗΡ.) 500 40 ΕΛΙΕΣ ΕΛ (ΑΡΔ.) 12000 75 ΑΜΠΕΛΙΑ ΟΙΝ (ΞΗΡ.) 300 480 ΑΜΠΕΛΙΑ ΟΙΝ (ΑΡΔ.) 800 1500 ΟΣΠΡΙΑ 120 160 ΕΙΔΟΣ ΚΑΛΛΙΕΡΓΕΙΑΣ ΕΚΤΑΣΗ (στρ.) ΜΕΣΗ ΑΠΟΔΟΣΗ (kg/στρ.) ΜΗΔΙΚΗ 130 800 ΜΠΟΣΤΑΝΙΚΑ 1500 5000 ΠΑΤΑΤΕΣ 1400 3500 ΛΑΧΑΝΙΚΑ 1500 1250 ΝΤΟΜΑΤΕΣ 3600 3700 ΕΣΠΕΡΙΔΟΕΙΔΗ 950 2000 ΟΠΩΡΟΦΟΡΑ 280 2200 ΣΥΝΟΛΟ 26580 - Έκταση & απόδοση γεωργικής παραγωγής στην υφιστάμενη κατάσταση Γεωργοτεχνική μελέτη : μείωση καλ. ειδών μόνο αρδευόμενες, άρδευση με τοπικές μεθόδους (μικροεκτοξευτές- σταλλάκτες) Ορθολογική διαχείριση νερού
ΠΕΡΙΟΧΗ ΜΕΛΕΤΗΣ- ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΜΕΛΕΤΩΝ ΕΙΔΟΣ ΚΑΛΛΙΕΡΓΕΙΑΣ ΕΚΤΑΣΗ (στρ) ΜΕΣΗ ΑΠΟΔΟΣΗ (kg/στρ) ΕΛΙΕΣ ΕΛΑΙΟΠΟΙΗΣΙΜΕΣ 15000 90 ΜΠΟΣΤΑΝΙΚΑ 2650 6000 ΛΑΧΑΝΙΚΑ 3110 2000 ΝΤΟΜΑΤΕΣ 4110 6500 ΟΠΩΡΟΦΟΡΑ 1710 2500 ΣΥΝΟΛΟ 26580 - ΠΡΟΣΟΔΟΙ ΑΞΙΑ ΓΕΩΡΓΙΚΗΣ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ ΥΦΙΣΤ. ΚΑΤΑΣΑΣΗ ( /στρ) ΑΝΑΜΕΝOMENH ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ ( /στρ) 603.46 987.62 ΜΕΤΑΒΛΗΤΕΣ ΔΑΠΑΝΕΣ 155.47 234.36 ΑΚΑΘΑΡΙΣΤΗ ΓΕΩΡΙΚΗ ΠΡΟΣΟΔΟΣ 447.99 753.26 Οικονομοτεχνική μελέτη: 68% ακαθ.πρόσοδοι Αποδοτικό από πλευράς Εθνικής Οικονομίας 40% αποδόσεων Αύξηση απασχόλησης Οικονομική εξέλιξη περιοχής Υ.Α.: δείκτης καλύτερης αγροτικής πολιτικής?
ΜΕΘΟΔΟΛΟΓΙΑ- ΠΡΑΣΙΝΟ Υ.Α. 1 CWU g = åu g, CWU g Y CWU g : πράσινο νερό (βροχόπτωση) (m 3 /στρ.) Υ : απόδοση καλλιέργειας (ton/στρ.) U g : πράσινη μηνιαία υδατική χρήση (mm/month) Υπολογίζεται υδατική χρήση κάθε μήνα και αθροίζεται ώστε να προκύψει σε (mm/βλαστική περίοδο)=(m 3 /στρ./βλαστική περίοδο) ug
ΜΕΘΟΔΟΛΟΓΙΑ- ΠΡΑΣΙΝΟ Υ.Α 2 Στοιχεία για εφαρμογή Blaney-Criddle από Μ.Σ. Τυμπακίου (αξιόπιστη λειτουργία ανεμομέτρου FAO Penman- Monteith) Ανάλυση ανά μήνα (WF manual: ανά 10ήμερο)- έλλειψη στοιχείων μεταβολής K C, P t Βλαστική περίοδος: 4 στάδια (initial-crop development-mid. development-at harvest) K C μεταβολή ανά μήνα/στάδιο, συνδυασμός στοιχείων προσεγγιστικά για μεσογειακό κλίμα,καθαρισμό από ζιζάνια (μηδική, κοφτολίβαδα, εσπεριδοειδή) Πολυετείς δενδρώδεις καλλιέργειες (ελιά & εσπεριδοειδή ) εξετάζονται για 1 έτος- μέση απόδοση Για P t < 9mm εξίσωση USDA P eff < 0, χρήση πίνακα 3.1 «Εισαγωγή στα Εγγειοβελτιωτικά Έργα»- Παναγούλια, Δήμου
ΜΕΘΟΔΟΛΟΓΙΑ- ΜΠΛΕ Υ.Α 1, CWU B Y CWU b : μπλε νερό (άρδευση) (m 3 /στρ.) Υ : απόδοση καλλιέργειας (ton/στρ.) CWU b u b u b : μπλε μηνιαία υδατική χρήση (mm/month) u b max, 0 PETc Peff Ir PET C : εξατμισοδιαπνοή (mm/month) P eff I r : ωφέλιμη βροχόπτωση (mm/month) : απαιτήσεις άρδευσης καλλιέργειας ub
ΜΕΘΟΔΟΛΟΓΙΑ- ΜΠΛΕ Υ.Α 2 Θεωρείται πως I r καλύπτεται πλήρως I r = 0, αν απαιτήσεις εξατμισοδιαπνοής καλύπτονται αποκλειστικά από ωφέλιμη βροχόπτωση Γενικά ισχύει καθαρές απαιτήσεις σε αρδευτικό νερό : I r = PET C P eff + GW + SM + L όπου, PET C P eff GW SM L απαιτήσεις εξατμισοδιαπνοής ωφέλιμη βροχόπτωση συμβολή υπόγειου νερού νερό αποθηκευμένο στο ριζόστρωμα στην έναρξη της βλ. περιόδου συντελεστής έκπλυσης αλάτων WF manual : απαιτήσεις άρδευσης εξαρτώνται από εξατμισοδιαπνοή & διαθεσιμότητα πράσινου νερού GW, SM, L δεν λαμβάνονται υπόψη
ΜΕΘΟΔΟΛΟΓΙΑ- ΓΚΡΙ Υ.Α. 1, * AR c c AR : ποσότητα ρυπαντή που τοποθετείται για λύπανση (kg/στρ.) α : ποσότητα που εισχωρεί στο υδατικό σύστημα (~ 7 % ) c max : ποιοτικό όριο (mg/l) c nat : υπάρχουσα συγκέντρωση ρύπου στο υδατικό σύστημα (mg/l) Υ : απόδοση καλλιέργειας (ton/στρ.) N, P Επιφανειακός αποδέκτης : c max NO 3 = 50 mg/l ΚΥΑ Υ2/2600/2001 c max P 2 O 5 = 5 mg/l Y max nat Υπόγειος αποδέκτης : c max NO 3 = 11.3 mg/l Οδηγία 98/38/ΕΕ c max P 2 O 5 = 2.18 mg/l. max N,, P,, N,, P,
ΜΕΘΟΔΟΛΟΓΙΑ- ΓΚΡΙ Υ.Α. 2 Υδατικοί αποδέκτες περιοχής μελέτης: απαγορευτικά μέτρα (ΦΕΚ 1333/Β /3-07-2009) Επιφανειακοί αποδέκτες :Γεροπόταμος- Κουτσουλίδης, σε κίνδυνο (αρθ.5-60/2000) C nat = 0, λόγω έλλειψης στοιχείων
ΜΕΘΟΔΟΛΟΓΙΑ - ΘΕΡΜΟΚΗΠΙΑ Δεν υπάρχει ΥΑ ΚΑΛ.ΠΡ, πράσινη υδατική χρήση μηδενική PET C,QERM = PET C,UP *0, 70 u b, Ir, PETC, Καλλιέργειες : ντομάτες, λαχανικά, μποστανικά Παραδοχές : 50% συνολικών στρεμμάτων ίδια βλαστική περίοδος με υπαίθριες απόδοση 25% μεγαλύτερη
ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ- ΦΥΛΟ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΥ
ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ- ΥΦΙΣΤΑΜΕΝΗ/ΠΡΟΤΕΙΝΟΜΕΝΗ ΥΑ ΥΦΙΣΤΑΜΕΝΗ ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ ΠΡΟΤΕΙΝΟΜΕΝΗ ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ % ΜΕΙΩΣΗ (m 3 /ton) % (m 3 /ton) % ΠΡΑΣΙΝΟ 11,512 27 2,812 22 75 ΜΠΛΕ 13,288 32 5,930 47 55 ΓΚΡΙ 17,481 41 3,912 31 77 ΣΥΝΟΛΟ 42,281 100 12,654 100 70
ΣΕΝΑΡΙΟ 1: 10 καλλιέργειες με μικρότερο ΥΑ ΓΚ Δεν συμμετέχει η ελιά (max YA & max ΥΑ ΓΚ ) Συμφέρουσα ΛΥΣΗ από πλευράς ΥΑ Από οικονομική άποψη η ελιά κύρια καλλιέργεια μεγάλη αξία γεωργικής παραγωγής ΥΑ ΥΦΙΣΤΑΜΕΝΗ (m 3 /ton) ΣΕΝΑΡΙΟ 1 (m 3 /ton) % ΜΕΙΩΣΗ ΠΡΑΣΙΝΟ 11,512 901 92 ΜΠΛΕ 13,288 3,993 70 ΓΚΡΙ 17,481 3,103 82 ΣΥΝΟΛΟ 42,281 7,997 81
ΣΕΝΑΡΙΟ 2: Υπολογισμός Γκρι συνιστώσας ΥΑ ΥΦΙΣΤΑΜΕΝΗ (m 3 /ton) Ν επιφανειακά (m 3 /ton) Ν επιφανειακά & υπόγεια (m 3 /ton) ΠΡ 11,512 11,512 11,512 ΜΠ 13,288 13,288 13,288 ΓΚ 17,481 ΣΥΝ 42,281 1,225 93% 26,025 38% 5,420 69% 30,220 28% Υπόγεια νερά αυξάνουν ΥΑ πολύ μικρές επιτρεπόμενες συγκεντρώσεις P μικρότερη ποσότητα (~25%)- πολύ μικρότερες επιτρεπόμενες συγκεντρώσεις (10% επιφ. 20% υπογ.) απαιτείται μεγαλύτερη ποσότητα για διάλυση του ρύπου Πρέπει να λαμβάνεται υπόψη ο πλέον δυσδιάλυτος ρυπαντής
ΣΕΝΑΡΙΟ 3: Συνολική έκταση (μποστανικά, λαχανικά, ντομάτες) προτεινόμενης κατάστασης. θερμοκήπιο ΥΑ ΥΦΙΣΤΑΜΕΝΗ (m 3 /ton) ΠΡΟΤΕΙΝΟΜΕΝΗ (m 3 /ton) ΣΕΝΑΡΙΟ 3 (m 3 /ton) ΣΥΝΟΛΙΚΑ ΠΡΟΤΕΙΝΟΜΕΝΗΣ (m 3 /ton) ΠΡΑΣΙΝΟ 53.20 33.42 0.00 2,812.00 ΜΠΛΕ 1268.67 384.01 384.01 5,930.00 ΓΚΡΙ 935.41 356.74 356.70 3,912.00 ΣΥΝΟΛΟ 2257.28 774.22 740.80 12,654.00
ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ- 1 Αύξηση απόδοσης μειώνει το ΥΑ ΠΡΟΣΟΧΗ ΑΠΑΙΤΕΙΤΑΙ ώστε να αποφεύγεται η άσκοπη χρήση αρδευτικού νερού - Γκρι ΥΑ να εξετάζονται όλοι οι πιθανοί υδατικοί αποδέκτες ΥΑ (m 3 /ton) ΠΡΑΣΙ ΝΟ ΥΦΙΣΤ. ΥΠΑΙΘΡΙΑ ΙΣΠΑΝΙΑ LA-LUZ ΒΙΟΜ. ΕΛΛΑΔΑ 4.46 3.70 35.00 ΜΠΛΕ 189.02 90.70 84.00 ΓΚΡΙ ΣΥΝΟΛ Ο 139.72 7.15* 333.20 200,80* 7.20 * 20.60 101.60 139.60
ΕΙΔΟΣ ΚΡΗΤΗ ΣΤΕΡΕΑ ΚΑΛΛΙΕΡΓΕΙΑΣ ΕΚΤΑΣΗ (στρ) ΜΕΣΗ ΑΠΟΔΟΣΗ (kg/στρ) ΕΚΤΑΣΗ (στρ) ΜΕΣΗ ΑΠΟΔΟΣΗ (kg/στρ) ΜΗΔΙΚΗ 130 800 1030 910 ΚΡΙΘΑΡΙ 1500 5000 650 420 ΝΤΟΜΑΤΕΣ 1400 3500 705 8518 ΥΑ ΜΗΔΙΚΗ ΚΡΙΘΑΡΙ ΝΤΟΜΑΤΕΣ (m 3 /ton) ΚΡΗΤΗ ΣΤΕΡΕΑ ΚΡΗΤΗ ΣΤΕΡΕΑ ΚΡΗΤΗ ΣΤΕΡΕΑ ΠΡΑΣΙΝΟ 172.75 474.00 592.85 390.0 4.46 10.00 ΜΠΛΕ 1258.08 827.00 ΓΚΡΙ 431.48 481.00 802.00 ΣΥΝΟΛΟ 1862.00 1782.00 2103.00 1576.3 458.0 917.0 1032.0 848.00 1307.00 189.02 62.00 139.72 58.18 828.00 333.20 130.00 900.00
ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ- 2 Περιβαλλοντική προσέγγιση : Οικονομική προσέγγιση: ρύπανση & εξοικονόμηση νερού αποδόσεων & παραγωγικότητας ( /στρ) ΥΑ σημαντικό εργαλείο για βέλτιστη διαχείριση (εναλλακτικά σενάρια)- συνδυασμός με οικονομικά κ.α. κριτήρια ΜΠΟΡΕΙ ΝΑ ΕΞΑςΦΑΛΙςΕΙ ΤΗΝ ΑΕΙΦΟΡΟ ΔΙΑΧΕΙΡΙςΗ ΥΔΑΤΙΚΩΝ ΑΠΟΘΕΜΑΤΩΝ? Δίνει σαφείς χωροχρονικές πληροφορίες σε σχέση με την ποσότητα νερού που απαιτείται για διάφορες χρήσεις Χρειάζεται συνδυασμός με υδρολογικά, κοινωνικά & οικονομικά κριτήρια ΥΑ θέτει τις βάσεις για ανάπτυξη καλύτερων γεωργικών πρακτικών από πλευράς διαχείρισης, κατανομής, χρήσης και ρύπανσης υδατικών πόρων
ΠΕΡΕΤΑΙΡΩ ΕΡΕΥΝΑ Μεθοδολογία Πράσινο ΥΑ : πιο αναλυτική μελέτη ανά 10 ήμερο (μεταβολή K C, P eff ) Μπλε ΥΑ : I eff κατά Chapagain & Orr Γκρι ΥΑ : βάσεις δεδομένων σε επίπεδο λεκάνης απορροής υπάρχουσες συγκεντρώσεις c nat όχι μόνο N,P (υποτίμηση πραγματικότητας) & φυτοφάρμακα, παρασιτοκτόνα Υπολογισμός ενσωματωμένου νερού στον καρπό (αμελητέα συνεισφορά) Υπολογισμός εξάτμισης νερού από δεξαμενές αποθήκευσης, κανάλια μεταφοράς
ΕΥΧΑΡΙΣΤΙΕΣ Πατρίτσια Σταθάτου, Πολιτικό Μηχανικό Γιώργο Αλεξίου, Αγρονόμο Τοπογράφο Μηχανικό ΤΕΜ Α.Ε. για την παροχή στοιχείων από τη περιοχή της Μεσσαράς Ηρακλείου
Ευχαριστούμε για την προσοχή σας!!!