1. ΤΙΤΛΟΣ ΕΡΓΟΥ 2 2. ΕΙΣΑΓΩΓΗ 2 3. ΓΕΝΙΚΑ 3 4. ΓΕΩΛΟΓΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ 4 4.1 ΓΕΝΙΚΑ 4 4.2 ΓΕΩΛΟΓΙΑ ΠΕΡΙΟΧΗΣ ΜΕΛΕΤΗΣ 5 5. ΥΔΡΟΓΕΩΛΟΓΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ 6 5.1 ΓΕΝΙΚΑ 6 5.2 ΥΔΡΟΓΕΩΛΟΓΙΚΗ ΣΥΜΠΕΡΙΦΟΡΑ ΓΕΩΛΟΓΙΚΩΝ ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΩΝ 7 5.3 ΥΔΡΟΓΕΩΛΟΓΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΠΕΡΙΟΧΗΣ ΜΕΛΕΤΗΣ ΥΔΡΟΦΟΡΟΙ ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΙ. 11 5.4 ΤΕΧΝΗΤΌΣ ΕΜΠΛΟΥΤΙΣΜΌΣ 12 6. ΤΡΩΤΟΤΗΤΑ ΥΔΡΟΦΟΡΟΥ ΟΡΙΖΟΝΤΑ 13 6.1 ΈΝΝΟΙΑ ΤΗΣ ΤΡΩΤΟΤΗΤΑΣ 13 7. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ 15 1
1. ΤΙΤΛΟΣ ΕΡΓΟΥ ΠΑΡΑΧΩΡΗΣΙΟΥΧΟΣ : ΑΥΤΟΚΙΝΗΤΟΔΡΟΜΟΣ ΑΙΓΑΙΟΥ Α.Ε. ΜΕΛΕΤΗ-ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ-ΧΡΗΜΑΤΟΔΟΤΗΣΗ-ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ- ΕΡΓΟ : ΤΙΤΛΟΣ : ΣΥΝΤΗΡΗΣΗ ΚΑΙ ΕKΜΕΤΑΛΛΕΥΣΗ ΤΟΥ ΕΡΓΟΥ ΤΜΗΜΑ ΠΑΘΕ ΜΑΛΙΑΚΟΣ ΚΛΕΙΔΙ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ ΚΑΙ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ ΑΜΦΙΠΛΕΥΡΟΥ ΣΤΑΘΜΟΥ ΕΞΥΠΗΡΕΤΗΣΗΣ ΑΥΤΟΚΙΝΗΤΙΣΤΩΝ ΝΙΚΑΙΑΣ 2. ΕΙΣΑΓΩΓΗ Η μελέτη έχει σαν αντικείμενο την περιγραφή των υδρογεωλογικών στοιχείων της ευρύτερης περιοχής του οικισμού Νίκαιας του Δήμου Κιλελέρ. Συντάχθηκε σύμφωνα με: Τις προδιαγραφές και τους όρους που περιγράφονται στην παράγραφο 3 του άρθρου 5 της ΚΥΑ 145116/8-3-2011 ΦΕΚ 354/2011 «Καθορισμός μέτρων, όρων και διαδικασιών για την επαναχρησιμοποίηση επεξεργασμένων υγρών αποβλήτων και άλλες διατάξεις». Την ΚΥΑ 19002/9-9-2013 ΦΕΚ 2220Β/2013 «Τροποποίηση της υπ αριθ. 145116/2011 κοινής υπουργικής απόφασης «Καθορισμός μέτρων, όρων και διαδικασιών για την επαναχρησιμοποίηση επεξεργασμένων υγρών αποβλήτων και άλλες διατάξεις». Εγκύκλιος 145447/23-6-2011 ΑΔΑ: 4Α3ΥΟ-4 «Διευκρινίσεις σχετικά με την ορθή εφαρμογή της ΚΥΑ 145116/8-3-2011». Εγκύκλιος 1589/3-11-2011 ΑΔΑ: 45ΒΜΟ-Π8Β «Διευκρινίσεις σχετικά με την ορθή εφαρμογή της ΚΥΑ 145116/8-3-2011». Την ΚΥΑ 5673/400/14-3-1997 ΦΕΚ 192Β/1997 «Μέτρα και όροι για την επεξεργασία αστικών λυμάτων». Το ΠΔ 51/8-3-2007 ΦΕΚ 54/2007 «Καθορισμός μέτρων και διαδικασιών για την ολοκληρωμένη προστασία και διαχείριση των υδάτων σε συμμόρφωση με τις διατάξεις της Οδηγίας 2000/60/ΕΚ «για τη θέσπιση πλαισίου κοινοτικής δράσης 2
στον τομέα της πολιτικής των υδάτων» του Ευρωπαϊκού Κοινοβουλίου και του Συμβουλίου της 23 ης Οκτωβρίου 2000». Το είδος της επαναχρησιμοποίησης είναι ο εμπλουτισμός με τη μέθοδο της διήθησης δια μέσου στρώματος εδάφους με κατάλληλα χαρακτηριστικά και επαρκές βάθος. 3. ΓΕΝΙΚΑ Γεωγραφικά η περιοχή μελέτης βρίσκεται στην Δημοτική ενότητα Νίκαιας του Δήμου Κιλελέρ, Περιφερειακή Ενότητα Λάρισας. Υδρολογικά ανήκει στο Υδατικό Διαμέρισμα Θεσσαλίας (ΥΔ 08), στην κύρια υδρολογική λεκάνη Πηνειού (GR16) με έκταση 11.062Km 2. Το Υδατικό Διαμέρισμα εκτείνεται στο μεγαλύτερο τμήμα του εντός της Περιφέρειας Θεσσαλίας, ενώ περιλαμβάνει μικρό μέρος της Περιφέρειας Στερεάς Ελλάδας, και ελάχιστο μέρος των Περιφερειών Δυτικής και Κεντρικής Μακεδονίας. Εικόνα 1: Απόσπασμα χάρτη λεκάνης απορροής Πηνιου, Υδατικού Διαμερίσματος Θεσσαλίας 3
4. ΓΕΩΛΟΓΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ 4.1 Γενικά Στη Λεκάνη απορροής Πηνειού συναντώνται οι παρακάτω γεωτεκτονικές ζώνες: Ζώνη Πίνδου: που αποτελεί το δυτικό όριο της Θεσσαλίας, περιλαμβάνει αλπικά πετρώματα (δολομίτες και ασβεστόλιθοι, καθώς και ιζήματα βαθιάς θάλασσας) και μεταλπικά ιζήματα με ρθυμικές εναλλαγές ψαμμιτών, μαργών μικρολατυποπαγών, ραδιολαριτών, πελαγικούς και λατυπαπαγείς ασβεστόλιθους και γενικά φλυσχοειδείς σχηματισμούς. Η λιθοστρωματογραφία της ζώνης ολοκληρώνεται με τα μολασσικά ιζήματα της Μεσοελληνικής αύλακας Ολιγοκαινικής ηλικίας. Ενότητα Κοζιάκα: η οποία αναπτύσσεται στα δυτικά περιθώρια της Δυτικής Θεσσαλίας. Την ενότητα αυτή την συναντάμε στην Υπερπινδική υποζώνη με ιζήματα μεταβατικά μεταξύ της ζώνης Πίνδου και της Υποπελαγονικής ζώνης. Σε ορισμένες θέσεις της ενότητας μαζί με την σχιστοκερατολιθική διάπλαση εμφανίζονται και οφειολιθικές μάζες. Στους σχηματισμούς αυτούς έχουν αποτεθεί στα βυθίσματα των λεκανών νεογενείς σχηματισμοί (κροκαλοπαγή, ψαμμίτες, άργίλους και μάργες) και τεταρτογενείς αποθέσεις (αλλουβιακές αποθέσεις, υλικά αναβαθμίδων, κώνοι κορημάτων πλυρικά κορήματα και παράκτιοι σχηματισμοί). Οι νεογενείς αποθέσεις συναντώνται στους λόφους μεταξύ ανατολικής και δυτικής πεδιάδας της Θεσσαλίας στην περιοχή Σαρανταπόρου. Η κοκκομετρία των υλικών γενικά μειώνεται με την απομάκρυνση από τους κύριους κώνους των ποταμών και χειμάρρων που εκβάλλουν στην πεδινή ζώνη και αποτελούνται από αδρομερή υλικά. 4
Εικόνα 2: Απόσπασμα γεωλογικού χάρτη ΙΓΜΕ Φύλλο Χερσόνησος Κασσάνδρας 4.2 Γεωλογία περιοχής μελέτης Στην περιοχή του έργου συναντάμε: Πρόσφατα χαλαρά ιζήματα: Παράκτιες και ποτάμιες αποθέσεις από άμμο, άργιλο, πηλό και κροκάλες. Το πάχος τους κυμαίνεται από μερικά μέτρα έως μερικά δεκάδες μέτρα που κατά θέσεις ξεπερνούν τα 100m. Παλαιές προσχώσεις και πλευρικά κορήματα: Αμμώδεις άργιλοι, ψηφίδες, κροκάλες και λάτυπες μικρών διαστάσεων, που παραουσιάζουν σαφή εναλλαγή των αδρομερών και λεπτομερών λιθολογικών φάσεων. Το πάχος τους δεν ξεπερνά τα 20m και η ηλικία τους είναι κυρίως Πλειστοκαινική. Μολασσικοί σχηματισμοί: Μάργες, κροκαλοπαγή, ψαμμίτες με ενστρώσεις λεπτοπλακωδών μαργαϊκούς ασβεστόλιθους. Οι σχηματισμοί αυτοί έχουν σαφή στρώση και το πάχος τους κυμαίνεται στα 1000-2000m (Μεσοελληνικής Αύλακας). Ασβεστόλιθοι: ανθρακικά πετρώματα του αλπικού υποβάθρου, συχνά συναντώνται ανακρυσταλλωμένα έως ελαφρά μεταμορφωμένα και αποτελούν αντικείμενο έντονης λατομικής δραστηριότητας στην περιοχή. 5
5. ΥΔΡΟΓΕΩΛΟΓΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ 5.1 Γενικά Υδρολογικά ανήκει στο Υδατικό Διαμέρισμα Θεσσαλίας (ΥΔ 08), στην υδρολογική λεκάνη Πηνιού (GR16) με έκταση 11.062Km 2, εντός του Υπόγειου Υδατικού Συστήματος GR0800110 Σύστημα Λάρισας Κάρλας. Το Υδατικό Διαμέρισμα Θεσσαλίας (ΥΔ 08), με έκταση 13.055 km 2, οριοθετείται από τα Αντιχάσια όρη στα Βόρεια, δυτικά από την οροσειρά της Πίνδου, νότια από το όρος Όρθυς και ανατολικά από τον Όλυμπο και Όσσα, δια μέσου των οποίων ο ποταμός Πηνειός βρίσκει διέξοδο προς το Αιγαίο. Στα Βόρεια συνορεύει με το Υδατικό Διαμέρισμα Δυτικής Μακεδονίας (ΥΔ 09) και στα δυτικά με το Υδατικό Διαμέρισμα Δυτικής Στερεάς Ελλάδας (ΥΔ 04). Το ΥΔ 08 παρουσιάζει απλή γεωμορφολογική εικόνα, με τα ορεινά τμήματα του περιμετρικά και τα πεδινά στις κεντρικές περιοχές. Το Θεσσαλικό Πεδίο που αποτελεί το μεγαλύτερο τμήμα του υδατικού διαμερίσματος, είναι τεκτονικό βύθισμα που περιβάλλεται από τις οροσειρές Ολύμπου Καμβουνίνων στα βόρεια, Πίνδου στα δυτικά, Όρθυς στα νότια και Πηλίου-Όσσας στα ανατολικά. Η πεδιάδα της Θεσσαλίας διαχωρίζεται σε δύο κύρια αυτοτελή υδρογεωλογικά κοκκώδη συστήματα: της δυτικής και της ανατολικής πεδιάδας. Το κύριο υδρογεωλογικό ενδιαφέρον στην ΛΑΠ Πηνειού αφορά στις τεταρτογενείς αποθέσεις οι οποίες φιλοξενούν υψηλού δυναμικού υπόγειες υδροφορίες και δευτερευόντως στα καρστικά συστήματα που αναπτύσσονται στην περίμετρο των πεδινών εκτάσεων. Η δυναμικότητα των υπογείων υδροφορέων ποικίλει μεταξύ πολύ μεγάλων ορίων, τόσο στα αλλούβια, όσο και στις καρστικές περιοχές. Αυτή εξαρτάται στα μεν αλλούβια από την κοκκομετρία και την δυνατότητα τροφοδοσίας τους, στους δε καρστικούς υδροφορείς από το βαθμό καρστικοποίησης και την έκταση της υδρογεωλογικής λεκάνης που τους αντιστοιχεί. Τέλος στις υδροφορίες των διερρηγμένων πετρωμάτων ρόλο διαδραματίζουν τόσο το ύψος βροχής όσο και ο βαθμός τεκτονικής καταπόνησης των σχηματισμών και το πάχος του μανδύα αποσάθρωσης. Χαρακτηρίζεται από την πλούσια υδροφορία τόσο σε υπόγεια όσο και σε επιφανειακά ύδατα. αυτό οφείλεται κύρια στο μεγάλο βαθμό καρστικοποίησης των ανθρακικών πετρωμάτων της περιοχής και στη μεγάλη περατότητα των χαλαρών σχηματισμών του 6
Θεσσαλικού κάμπου που ευνοούν την αποθήκευση τεράστιων όγκων υπόγειου νερού. Εξάλλου, η πετρολογική σύσταση των σχηματισμών του κρυσταλλικού υποβάθρου ευνοεί την επιφανειακή απορροή. Ο εμπλουτισμός του προσχωματικού υδροφορέα εξασφαλίζεται άμεσα από τα ύδατα της βροχής και έμμεσα από την πλευρική τροφοδοσία του καρστικού υδροφορέα (Μπέλλος, 2004). 5.2 Υδρογεωλογική συμπεριφορά γεωλογικών σχηματισμών Η υδρολογική συμπεριφορά των διαφόρων γεωλογικών σχηματισμών, είναι συνάρτηση της λιθολογικής σύστασης, της κοκκομετρίας (κοκκώδεις σχηματισμοί), του βαθμού διαγένεσης και του τεκτονισμού που έχουν υποστεί (Δημόπουλος 1983). Η συμπεριφορά των διαφόρων λιθολογικών σχηματισμών έναντι του νερού προσδιορίζεται κυρίως από το πορώδες, την διαπερατότητα και την μεταβιβαστικότητα. Το πορώδες ή ολικό πορώδες είναι ένα μέτρο των διακένων (πόρων, κενών, ρωγμών) που υπάρχουν σε ένα πέτρωμα ή έδαφος και εκφράζεται με τον λόγο του συνολικού όγκου των διακένων (Vk) προς τον συνολικό όγκο του πετρώματος έδαφος (Vολ): n=vk/vολ. (Βουδούρης, 2006). Το ενεργό πορώδες αναφέρεται στο ποσό των διακένων που επικοινωνούν μεταξύ τους και επιτρέπουν τη ροή του υπόγειου νερού υπό την επίδραση της βαρύτητας ή της υδροστατικής πίεσης. Τα διάκενα που δεν συνεισφέρουν στη ροή αυτή καταλαμβάνονται από νερό συγκράτησης. Στους κοκκώδεις σχηματισμούς το ενεργό πορώδες κυμαίνεται από 0-3% (άργιλος) έως 20% (χαλίκια) (Βουδούρης, 2006). 7
Πίνακας 1: Τιμές ολικού πορώδους (Καλλέργης, 1999) Προσχώσεις Πορώδες (%) Ιζηματογενή πετρώματα Πορώδες (%) Κρυσταλλικά πετρώματα Πορώδες (%) Μικρά χαλίκια 24-36 Ψαμμίτες 5-30 Ρωγματωμένα 0-10 Μεγάλα 25-38 Ιλυόλιθοι 21-41 Μη 0-5 χαλίκια ρωγματωμένα Χονδρόκοκκη 31-48 Ασβεστόλιθοι 0-40 Βασάλτες 3-35 άμμος Λεπτόκοκκη 26-53 Καρστοποιημένοι 0-40 Αποσαθρωμένοι 34-57 άμμος ασβεστόλιθοι γρανίτες Ιλύς 34-61 Σχιστόλιθοι 0-10 Άργιλος 34-60 Το πορώδες χαρακτηρίζεται σαν πρωτογενές δηλ. το πορώδες που οφείλεται στα διάκενα που δημιουργήθηκαν κατά την διάρκεια σχηματισμού του πετρώματος και σαν δευτερογενές δηλ. το πορώδες που οφείλεται στα διάκενα που δημιουργήθηκαν λόγω τεκτονισμού, αποσάθρωσης, διάλυσης, δράσης του έμβιου κόσμου κ.α (Βουδούρης, 2006). Το πορώδες της άμμου, της αργίλου, των κροκάλων είναι πρωτογενές ενώ των ασβεστολίθων είναι δευτερογενές και προέρχεται κυρίως από την αποσάθρωση και τη διάλυση. Οι γεωλογικοί σχηματισμοί ταξινομούνται ανάλογα με τη δυνατότητα που παρέχουν στο νερό να διεισδύσει και να κινηθεί μέσα στη μάζα τους με την επίδραση της βαρύτητας σε δύο μεγάλες κατηγορίες: τους υδροπερατούς σχηματισμούς, που επιτρέπουν τη διείσδυση και κυκλοφορία του νερού διαμέσου της μάζας των και τους αδιαπέρατους, που δεν επιτρέπουν την κίνηση των νερών διαμέσου της μάζας των, υπό την επίδραση της βαρύτητας ή της υδροστατικής πίεσης. Βασική προϋπόθεση για να λειτουργήσει ένας σχηματισμός ως υδροφόρος, είναι η ικανότητά του να αποθηκεύει σημαντικές ποσότητες νερού στα διάκενά του, πρωτογενή ή δευτερογενή και να το μεταβιβάζει. Η διαπερατότητα είναι μια σταθερά, που εξαρτάται μόνο από τα χαρακτηριστικά του πορώδους μέσου (το σχήμα, το μέγεθος, τη διάταξη των κόκκων) με διαστάσεις L2. 8
Η υδροπερατότητα ή υδραυλική αγωγιμότητα (k) χρησιμοποιείται στην υδρογεωλογία γιατί το ρευστό είναι το νερό. Ένα μέσο έχει υδραυλική αγωγιμότητα ίση με τη μονάδα, όταν μεταβιβάζει στη μονάδα του χρόνου κάθετα στη διεύθυνση της υπόγειας ροής, τη μονάδα του όγκου νερού από μοναδιαία διατομή, με υδραυλική κλίση ίση με τη μονάδα και την επικράτηση του κινηματικού ιξώδους. Το κινηματικό ιξώδες σχετίζεται με την εσωτερική τριβή, την αντίσταση δηλ. του υγρού στη ροή. Η υδραυλική αγωγιμότητα έχει διαστάσεις ταχύτητας LT -1 και υπολογίζεται από το νόμο του Darcy (Βουδούρης, 2006). Γενικά οι γεωλογικοί σχηματισμοί χαρακτηρίζονται ως Πολύ υδροπερατοί όταν k 10-1 m/s Υδροπερατοί όταν 10-6 k<10-1 m/s Ημιπερατοί όταν 10-9 <k<10-6 m/s Πρακτικά υδατοστεγείς ή αδιαπέρατοι όταν k 10-9 m/s Στην περιοχή μελέτης μας επικρατούν οι προσχωματικές κυρίως αποθέσεις κυμαινόμενης υδροπερατότητας (Αμμώδεις άργιλοι, ψηφίδες, κροκάλες και λάτυπες). Οι νεογενείς και πλειστοκαινικές αποθέσεις που μπορεί να συναντήσουμε είναι μέτριας έως μικρής υδροπερατότητας. Τα πλευρικά κορήματα είναι ημισυνεκτικοί ή ασύνδετοι σχηματισμοί με σχετικά μεγάλη υδροπερατότητα και χαμηλή φέρουσα ικανότητα. Οι ποτάμιες αποθέσεις είναι ασύνδετες κροκάλες, λατύπες, άμμοι, ιλείς και άργιλοι σε αλλεπάληλα στρώματα. Είναι εξαιρετικά υδροπερατοί σχηματισμοί με περατότητα που κατά θέσεις μειώνεται λόγω της παρουσίας αργιλικού υλικού. 9
Εικόνα 3: Διαπερατότητα σχηματισμών χάρτης ΥΠΕΚΑ Σχέδια Διαχείρισης Υδατικών Πόρων Πίνακας 2: Τιμές της περατότητας ή υδραυλικής αγωγιμότητας (Καλλέργης, 1999) Υλικό K(m/s) Μεγάλα χαλίκια 1,7*10-3 Χαλίκια μεσαίου μεγέθους 3,1*10-3 Χαλίκια μικρού μεγέθους 5,2*10-3 Χονδρόκοκκη άμμος 5,2*10-4 Μεσόκοκκη άμμος 1,4*10-4 Λεπτόκοκκη άμμος 2,9*10-5 Ιλύς 9,2*10-7 άργιλος 2,3*10-9 Η διαπερατότητα (ks) συνδέεται με την υδραυλική αγωγιμότητα (k) με τη σχέση: ks=kμ/γ. Όπου μ= το δυναμικό ιξώδες (μονάδες ML -1 T -1 δηλ. N.s/m 2 ή poise P=dyn. s/cm 2 ) 10
γ= το ειδικό βάρος του ρευστού (N/m 3 ) μεταβιβαστικότητα είναι το γινόμενο της υδραυλικής αγωγιμότητας (k) επί το πάχος του υδροφόρου στρώματος (D): T=k*D. Η μεταβιβαστικότητα εκφράζει τον όγκο νερού που περνά από μια μοναδιαία διατομή του υδροφόρου στρώματος με υδραυλική κλίση ίση με τη μονάδα και την επικράτηση του κινηματικού ιξώδους. 5.3 Υδρογεωλογικά στοιχεία περιοχής μελέτης Υδροφόροι Σχηματισμοί. Οι παλαιές προσχώσεις και τα πλευρικά κορήματα αποτελούνται από εναλλαγές οριζόντων άδρο-μέσο κλαστικών υλικών (ψηφίδες, κροκάλες, λατύπες με ποικίλα ποσοστά λεπτοκλαστικού κλάσματος) και οριζόντων λεπτοκλαστικών υλικών (αμμώδεις άργιλοι, πηλοί με ποικίλο ποσοστό αδρο-μεσοκλαστικού κλάσματος). Κύρια χαρακτηριστικά των υδροφορέων αυτών είναι: α) η γρήγορη αλλαγή της κοκκομετρικής σύνθεσης των υλικών τόσο κατά την κατακόρυφο όσο και κατά την οριζόντια διεύθυνση, β) η, κατά θέσεις, επικράτηση του ενός ή του άλλου λιθολογικού τύπου και γ) η παρουσία φακών, διασταυρούμενης στρώσης κ.λπ. Τα παραπάνω φαινόμενα έχουν ως αποτέλεσμα: α) την έντονη ανισοτροπία χαρακτηριστικών όπως η διαπερατότητα (k, m/sec), η υδατοαγωγιμότητα (T, m²/sec), ο συντελεστής εναποθήκευσης (S) κ.λπ., κατά την οριζόντια και κατακόρυφη διεύθυνση και β) τη μείωση του τμήματος του υδροφορέα που συμμετέχει στη δημιουργία ενός υδροφόρου ορίζοντα. Εντός των προσχωματικών σχηματισμών αναπτύσσεται: Ένας ελεύθερος υδροφόρος, ο οποίος συναντάται συνήθως στην ευρύτερη κοίτη των ποταμών / χειμάρρων, λιμνών (φυσικών ή τεχνητών), Μία σειρά επάλληλων υδροφορέων μερικώς υπό πίεση, οι οποίοι συνήθως παρουσιάζουν επικοινωνία με τον ελεύθερο ορίζοντα, Μία σειρά επάλληλων υδροφορέων υπό πίεση. Η δημιουργία επάλληλων υδροφορέων, μερικώς υπό πίεση ή υπό πίεση, οφείλεται στην παρεμβολή εντός των αδρο-μεσοκλαστικών αποθέσεων, στεγανών οριζόντων. Επισημαίνεται 11
ότι, η συνεχής με το βάθος, παρεμβολή στεγανών (συνήθως αργιλικών) ενστρώσεων, λειτουργεί θετικά στην προστασία από τη ρύπανση των βαθύτερα ευρισκόμενων υδροφορέων. Έτσι, οι κοκκώδεις υδροφορείς παρουσιάζουν μεγάλη τρωτότητα στα πρώτα επιφανειακά μέτρα και μέτρια με το βάθος. Η εκφόρτιση των κοκκωδών ΥΥΣ γίνεται προς θέσεις με χαμηλότερα υψόμετρα (επιφανειακά συστήματα, κοίτες ποταμών ή ρεμάτων, λίμνες κ.λπ.) προς τη θάλασσα (εφόσον πρόκειται για παράκτια συστήματα) και μέσω των απολήψεων που λαμβάνουν χώρα για την εξυπηρέτηση διαφόρων χρήσεων ύδατος. 5.4 Τεχνητός εμπλουτισμός Με τον όρο εμπλουτισμό των υπόγειων υδροφορέων ορίζουμε όλες εκείνες τις διαδικασίες, φυσικές ή τεχνητές οι οποίες αυξάνουν τα εκμεταλλεύσιμα υπόγεια υδάτινα αποθέματα. Ειδικότερα, η αύξηση της ποσότητας του υπόγειου νερού με την εισαγωγή στα υδροφόρα στρώματα πρόσθετων ποσοτήτων νερού μέσω τεχνικών παρεμβάσεων καλείται τεχνητός εμπλουτισμός υδροφόρων στρωμάτων. Το νερό που θα χρησιμοποιηθεί στον εμπλουτισμό μπορεί να προέρχεται από επιφανειακά ή υπόγεια υδατικά συστήματα. Οι μέθοδοι εφαρμογής τεχνητού εμπλουτισμού διακρίνονται σε: άμεσες: επιφανειακή κατάκλυση και υπόγεια διήθηση ή συνδυασμό των δύο έμμεσες: επαγωγικός και συμπτωματικός εμπλουτισμός. Σκοπός της εφαρμογής μεθόδου Τεχνητού Εμπλουτισμού σε μία περιοχή είναι: η αντιμετώπιση της μείωσης ή της εξάντλησης του νερού στους εντατικά εκμεταλλευόμενους υδροφορείς και η αποκατάσταση της υδρολογικής ισορροπίας που διαταράχθηκε λόγω υπερεκμετάλλευσης ενδεχομένως δε και η αύξηση της εκμεταλλεύσιμης ποσότητας υπόγειου νερού, η ανύψωση της στάθμης του υπόγειου νερού σε παράκτια υδροφόρα συστήματα για την πρόληψη ή αντιμετώπιση του φαινομένου υφαλμύρινσης, η ενεργειακή χρήση νερού για την εισαγωγή κρύου και άντληση ζεστού νερού σε περιοχές γεωθερμικού πεδίου, η ποιοτική αναβάθμιση του υπόγειου νερού η αντιμετώπιση πλημμυρικών παροχών, η αποθήκευση και αξιοποίηση ποιοτικά υποβαθμισμένων νερών 12
Από τις πιο πάνω εφαρμογές μόνο η τελευταία αποτελεί πίεση για τους υπόγειους υδροφορείς καθώς επεμβαίνει στο υδραυλικό καθεστώς του υδροφορέα. Σε κάθε άλλη περίπτωση, η εφαρμογή του τεχνητού εμπλουτισμού αποτελεί σε παγκόσμιο επίπεδο μέθοδο επίλυσης πολλών προβλημάτων που σχετίζονται με την έλλειψη υδατικών πόρων, την υποβάθμιση της ποιότητάς τους ή την ορθολογική και βέλτιστη αξιοποίησή τους. Η εφαρμογή του τεχνητού εμπλουτισμού πρέπει να αποτελεί τμήμα ενός ολοκληρωμένου σχεδίου διαχείρισης υδατικών πόρων σε επίπεδο λεκάνης απορροής ποταμού. Ανάλογα με τις ιδιαιτερότητες (γεωλογικές υδρογεωλογικές) της κάθε περιοχής και τις διαθέσιμες πηγές, έχει αναπτυχθεί μια σειρά διαφορετικών μεθόδων για την εφαρμογή τεχνητού εμπλουτισμού. Κυριότερες από αυτές είναι ο εμπλουτισμός με κατάκλυση επιφανειακών εκτάσεων, η ενίσχυση της φυσικής απορροής σε κοίτες υδατορεμάτων, η εισαγωγή νερού με φυσική ροή ή υπό πίεση σε γεωτρήσεις και πηγάδια. 6. ΤΡΩΤΟΤΗΤΑ ΥΔΡΟΦΟΡΟΥ ΟΡΙΖΟΝΤΑ 6.1 Έννοια της τρωτότητας Η τρωτότητα σχετίζεται µε την ευκολία µε την οποία ένας ρύπος, που εισάγεται στην επιφάνεια του εδάφους, μπορεί να φθάσει στον υδροφορέα κάτω από συγκεκριμένες πρακτικές διαχείρισης των χρήσεων γης σε µια περιοχή, µε καθορισμένα χαρακτηριστικά του ρύπου και της ευαισθησίας του υδροφορέα. Έτσι η τρωτότητα του υπόγειου νερού είναι συνάρτηση τόσο των χαρακτηριστικών του υδροφόρου συστήματος, όσο και της απόστασης από την πηγή ρύπανσης, των χαρακτηριστικών του ρύπου και άλλων παραγόντων που μπορεί πιθανά να αυξήσουν το ρυπαντικό φορτίο του συγκεκριμένου ρυπαντή. Αντίθετα ευαισθησία του υδροφορέα (aquifer sensitivity) είναι η ευκολία µε την οποία ένας ρύπος μεταναστεύει από την επιφάνεια του εδάφους στον υδροφορέα και είναι χαρακτηριστικό των γεωλογικών συνθηκών, της ακόρεστης και κορεσμένης ζώνης και ανεξάρτητη των χρήσεων γης και των χαρακτηριστικών του ρύπου. Με βάση τους ανωτέρω ορισμούς προκύπτει ότι, η τρωτότητα δεν ταυτίζεται µε την ευαισθησία. Πρέπει να τονισθεί ότι η έννοια της τρωτότητας δεν συνδέεται αποκλειστικά µόνο µε τη ρύπανση ή τη μόλυνση των υπόγειων νερών, αλλά και µε την ποσότητα αυτών, καθώς και 13
µε την επίδραση ακραίων καιρικών φαινομένων π.χ. ξηρασιών στη δίαιτα των υδροφόρων. Η ακόρεστη ζώνη παίζει σημαντικό ρόλο στη μείωση της ρύπανσης, λόγω της βραδείας κίνησης του νερού και λόγω διαφόρων διαδικασιών που λαμβάνουν χώρα σε αυτήν, όπως: προσρόφηση και ανταλλαγή κατιόντων, χημικές αντιδράσεις, μείωση παθογόνων μικροοργανισμών κ.ά. Ο βαθμός εξασθένησης των ρύπων στην ακόρεστη ζώνη εξαρτάται από τη λιθολογία της, την κοκκοµετρία, το πάχος, τα χαρακτηριστικά του ρύπου και τη συγκέντρωσή του κ.λπ. Στην εδαφική ζώνη και ιδιαίτερα στη ζώνη των ριζών μεγάλες ποσότητες χημικών στοιχείων εξασθενούν και αποδομούνται από μικροοργανισμούς. Συμπερασματικά η έννοια της τρωτότητας πρέπει να αντιμετωπίζεται σε τρία στάδια (Στουρνάρας, 1997): 1) Το στάδιο της δυνητικής εισόδου του ρύπου στο υδατικό σύστημα, που συνδέεται µε τις υδρογεωλογικές συνθήκες και τη συμπεριφορά του ρύπου. 2) Το στάδιο της παραμονής του ρύπου στο υδατικό σύστημα που συνδέεται µε τις φυσικοχημικές ιδιότητες του ρύπου και τις υδρογεωλογικές και υδραυλικές συνθήκες του υδροφορέα. 3) Το στάδιο της άφιξης του ρύπου στο υδροληπτικό έργο, αν γίνεται εκμετάλλευση του υδροφόρου ορίζοντα. Με βάση τα χαρακτηριστικά της ακόρεστης ζώνης διακρίνονται: α) ευνοϊκές συνθήκες προστασίας, όταν επικρατούν υλικά µε μεγάλη ικανότητα αυτοκαθαρισμού και πλευρική εξάπλωση, όπως: άργιλοι, πηλοί, λεπτόκοκκοι άμμοι, ελάχιστου πάχους 2,5m, µε συντελεστή υδροπερατότητας μικρότερο από αυτόν της λεπτόκοκκης άμμου, καθώς επίσης μεσόκοκκοι και χονδρόκοκκοι άμμοι και αμμοχάλικες ελάχιστου πάχους 4m µε συντελεστή υδροπερατότητας μικρότερο από αυτό της μεσόκοκκης άμμου (DVGW, Arbeitsblatt W 101, 1995, Καλλέργης, 2000). β) μέτριες συνθήκες προστασίας, όταν τα υλικά της προαναφερόμενης περίπτωσης εμφανίζονται στην ακόρεστη ζώνη µε μικρότερα πάχη και ο υδροφορέας παρουσιάζει καλές ιδιότητες αυτοκαθαρισµού, δηλ. το ενεργό μέγεθος των κόκκων είναι <0,4mm, η ταχύτητα ροής <3m/d και ο χρόνος παραμονής του νερού στον υδροφόρο >30 ημέρες. γ) δυσμενείς συνθήκες προστασίας, όταν δεν πληρούνται οι προδιαγραφές των δύο προαναφερόμενων περιπτώσεων, όπως αυτό συμβαίνει σε υδροφόρους µε δευτερογενές 14
πορώδες, καρστικοί και µη υδροφορείς, καθώς επίσης και σε χαλαρούς αδρομερείς υδροφόρους σχηματισμούς, έστω και αν υπάρχουν εμφανίσεις αργιλικών φακών. Κατά Rehse (1977) το δυναμικό αυτοκαθαρισμού της ακόρεστης ζώνης στους αλλουβιακούς σχηματισμούς εκτιμάται µε βάση το δείκτη καθαρισμού, ο οποίος προκύπτει από το πάχος των διαφόρων οριζόντων. Βασική προϋπόθεση είναι η παρουσία αργιλικών οριζόντων ή λεπτόκοκκων σχηματισμών µε έντονη συμμετοχή του αργιλικού υλικού. Εναλλαγές υδροπερατών και υδατοστεγανών στρωμάτων ακόμα και μικρού πάχους, αυξάνουν το βαθμό ικανότητας αυτοκαθαρισμού. 7. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ 1. Στην υπό μελέτη περιοχή το έδαφος στο οποίο θα πραγματοποιηθεί η διάχυση των υγρών αποβλήτων είναι άμμος, άργιλος, κροκάλες και αμμώδης άργιλος μπορεί κατά θέσεις να συναντήσουμε παρουσία τεμαχών ασβεστολίθων κυμαινόμενου βαθμού αποσάθρωσης. Οι αντίστοιχες τιμές υδραυλικής αγωγιμότητας, σύμφωνα με τον Πίνακα 3 είναι: K=10-6 για το μίγμα αργίλου με άμμους και κροκάλες. 2. Από τις γεωτρήσεις που έχουν πραγματοποιηθεί στην περιοχή έρευνας προκύπτει η ύπαρξη υδροφορίας. Η υδροστατική στάθμη βρίσκεται περίπου στα 70m βάθος. 3. Εκτιμώντας ότι: το πάχος του προς κορεσμό εδάφους όπου θα γίνεται η διάχυση των λυμάτων πού είναι τουλάχιστον 20m στο σημείο που βρίσκεται η περιοχή της εφαρμογής την έκταση που θα πραγματοποιείται η διάχυση την καλή κατάσταση των λυμάτων από τον βιολογικό καθαρισμό με βάση το σύνολο της μελέτης, συμπεραίνουμε ότι ο εμπλουτισμός με τη μέθοδο της διήθησης δια μέσου στρώματος εδάφους, δεν αναμένεται να δημιουργήσει προβλήματα ρύπανσης στο άμεσο μέλλον. Μετά τα πρώτα χρόνια λειτουργίας της μονάδας ο υδροφόρος ορίζοντας θα αρχίσει να εμπλουτίζεται με συνέπεια την ανοδική του τάση. 15
Η μέθοδος με αυλάκια κατασκευασμένα σε όλο το πεδίο, θα διευκολύνει τον ρυθμό διείσδυσης παρέχοντας μεγαλύτερη επιφάνεια. Οι τεχνικές των μεμβρανών προσφέρουν μια ασφαλή λύση και η διήθηση στο υπέδαφος κατόπιν παρέχει μια επιπλέον δικλείδα ασφαλείας. η απαιτούμενη κατά προσέγγιση ελάχιστη εδαφική έκταση είναι 95m 2 /m 3 λυμάτων ημερησίως για τα ημιπερατά εδάφη. 16