Διερεύνηση δυνατότητας δημιουργίας λιμνών στις περιοχές των ορυχείων Μεγαλόπολης κατά τη μεταλιγνιτική περίοδο

Abstract

Διερεύνηση δυνατότητας δημιουργίας λιμνών στις περιοχές των ορυχείων Μεγαλόπολης κατά τη μεταλιγνιτική περίοδο Τίτλος Ονοματεπώνυμο συγγραφέα και δήλωση πνευματικής υπευθυνότητας Στυλιανή Δημητρακοπούλου02048 Αριθμός Μητρώου Α/Μ stelladim2001@yahoo.gr EMail ΜΜΜ Σχολή(-ες) Γεωλογικών Επιστημών Τομέας(-εις) Τεχνικής Γεωλογίας και Υδρογεωλογίας Εργαστήριο(-α) Επιβλέπων Καθηγητής Κυρούσης Ιωάννης Ημ/νία εξέτασης 19 Οκτ 201014 Νοε 2010 Ημ/νία αποδέσμευσης Όνομα (GR) Στυλιανή Όνομα πατρός (GR) ΔημήτριοςΔημητρακοπούλου Επώνυμο (GR) Stiliani Όνομα (EN) Όνομα πατρός (EN) Dimitrios Επώνυμο (EN) DimitrakopoulouΔιερεύνηση δυνατότητας δημιουργίας λιμνών στις περιοχές των ορυχείων Μεγαλόπολης κατά τη μεταλιγνιτική περίοδο Τίτλος στα Ελληνικά Investigation of the possibility to create lakes in Megalopolis mining area during the post-mining period. Τίτλος στα Αγγλικά Χορηγός εκπόνησης Τίτλος ειδικότητας που αποκτήθηκε Περίληψη (στα Ελληνικά) Αντικείμενο της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η διερεύνηση της δυνατότητας δημιουργίας και διατήρησης μόνιμων ταμιευτήρων νερού στις περιοχές των ορυχείων Κυπαρισσίων, Θωκνίας, Μαραθούσας και Χωρεμίου στη λεκάνη Μεγαλόπολης, κάτω από τις ιδιαίτερες υδρογεωλογικές και κλιματικές συνθήκες που επικρατούν στον Ελληνικό χώρο. Οι γεωλογικοί σχηματισμοί της λεκάνης της Μεγαλόπολης ανήκουν στις γεωτεκτονικές ζώνες Ωλονού - Πίνδου και Γαβρόβου – Τριπόλεως που αποτελούνται κυρίως από εναλλαγές ανθρακικών σχηματισμών και φλύσχη. Τα νεώτερα ιζήματα, λιμναίας προέλευσης, που πληρούν τη λεκάνη, μέσα στα οποία παρεμβάλλονται και τα λιγνιτικά στρώματα, αποτελούνται από μάργες, αργίλους, μαργαϊκές και αμμμώδεις αργίλους, άμμους, και κροκαλοπαγή. Από την έρευνα που έχει προηγηθεί έχει διαπιστωθεί η ύπαρξη ενός σημαντικού καρστικού υδροφορέα, που επηρεάζει τις εργασίες εκμετάλλευσης του ορυχείου Κυπαρισσίων. Σύμφωνα με σταθμημετρήσεις που πραγματοποιήθηκαν στα πλαίσια της διπλωματικής, η στάθμη του βρίσκεται το 2010 στο +300 - +305 m, ενώ το χαμηλότερο σημείο του δαπέδου των ορυχείων βρίσκεται στα +270 m. Τα ανανεώσιμα αποθέματά του ανέρχονται σε 18-20 x 106 m3 νερού. Η μέση ετήσια βροχόπτωση για την περίοδο 1971-2009 υπολογίστηκε σε 900 mm. Σύμφωνα με το χρονοδιάγραμμα του ορυχείου η εκμετάλλευση θα έχει ολοκληρωθεί το έτος 2026. Ο όγκος του κενού, που πρέπει να πληρωθεί με νερό για τον σχηματισμό της λίμνης στα ορυχεία Χωρεμίου και Μαραθούσας θα είναι περίπου, είναι V=364 x 106 m3. Λαμβάνοντας υπόψη ότι η μέση ετήσια εξάτμιση από υδάτινη επιφάνεια σε 1500 mm, προκύπτει αδυναμία σχηματισμού λίμνης μόνο από τις απευθείας βροχοπτώσεις. Για αυτό τον λόγο εξετάστηκαν διάφορες εναλλακτικές λύσεις, που συνδυάζουν την διοχέτευση νερού από τον Αλφειό και την άντληση νερού από τον καρστικό υδροφορέα. Από τη διερεύνηση αυτή προέκυψε ότι ο χρόνος που απαιτείται για την πλήρωση του κενού ανέρχεται σε 6 - 41 χρόνια. Για την εξέταση της ποιότητας του νερού της λίμνης έγιναν χημικές αναλύσεις στα πλαίσια της διπλωματικής εργασίας. Από αυτές προέκυψε ότι η ποιότητα του νερού, που θα χρησιμοποιηθεί για την δημιουργία και την διατήρηση της λίμνης, είναι πολύ καλή και το ίδιο καλή αναμένεται να είναι και η ποιότητα του νερού της τελικής λίμνης. Από την έρευνα που πραγματοποιήθηκε προέκυψε ότι η ευστάθεια των πρανών του τελικού κενού βελτιώνεται με την δημιουργία της λίμνης και εξαρτάται από το ρυθμό πλήρωσης του κενού. Το τελικό συμπέρασμα είναι ότι η δημιουργία της λίμνης στο κενό που θα απομείνει είναι εφικτή, αλλά θα πρέπει να γίνει σε διάστημα 5-7 ετών, για λόγους ποιότητας νερού και βελτίωσης της ευστάθειας των πρανών. Αυτή η εργασία αποτελεί μια πρώτη προσέγγιση του θέματος και των προβλημάτων που αναμένεται να αντιμετωπισθούν αλλά είναι προφανές οτι η πλήρης μελέτη του θέματος απαιτεί την διεπιστημονική συνεργασία πολλών ειδικοτήτων όπως Μηχανικών Μεταλλείων, Περιβαντολόγων, Λιμνολόγων, Υδρογεωλόγων, Εδαφοτεχνικών, Αρχιτεκτόνων τοπίου, Οικονομολόγων κλπ. Αντικείμενο της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η διερεύνηση της δυνατότητας δημιουργίας και διατήρησης μόνιμων ταμιευτήρων νερού στις περιοχές των ορυχείων Κυπαρισσίων, Θωκνίας, Μαραθούσας και Χωρεμίου στη λεκάνη Μεγαλόπολης, κάτω από τις ιδιαίτερες υδρογεωλογικές και κλιματικές συνθήκες που επικρατούν στον Ελληνικό χώρο. Οι γεωλογικοί σχηματισμοί της λεκάνης της Μεγαλόπολης ανήκουν στις γεωτεκτονικές ζώνες Ωλονού - Πίνδου και Γαβρόβου – Τριπόλεως που αποτελούνται κυρίως από εναλλαγές ανθρακικών σχηματισμών και φλύσχη. Τα νεώτερα ιζήματα, λιμναίας προέλευσης, που πληρούν τη λεκάνη, μέσα στα οποία παρεμβάλλονται και τα λιγνιτικά στρώματα, αποτελούνται από μάργες, αργίλους, μαργαϊκές και αμμμώδεις αργίλους, άμμους, και κροκαλοπαγή. Από την έρευνα που έχει προηγηθεί έχει διαπιστωθεί η ύπαρξη ενός σημαντικού καρστικού υδροφορέα, που επηρεάζει τις εργασίες εκμετάλλευσης του ορυχείου Κυπαρισσίων. Σύμφωνα με σταθμημετρήσεις που πραγματοποιήθηκαν στα πλαίσια της διπλωματικής, η στάθμη του βρίσκεται το 2010 στο +300 - +305 m, ενώ το χαμηλότερο σημείο του δαπέδου των ορυχείων βρίσκεται στα +270 m. Τα ανανεώσιμα αποθέματά του ανέρχονται σε 18-20 x 106 m3 νερού. Η μέση ετήσια βροχόπτωση για την περίοδο 1971-2009 υπολογίστηκε σε 900 mm. Σύμφωνα με το χρονοδιάγραμμα του ορυχείου η εκμετάλλευση θα έχει ολοκληρωθεί το έτος 2026. Ο όγκος του κενού, που πρέπει να πληρωθεί με νερό για τον σχηματισμό της λίμνης στα ορυχεία Χωρεμίου και Μαραθούσας θα είναι περίπου, είναι V=364 x 106 m3. Λαμβάνοντας υπόψη ότι η μέση ετήσια εξάτμιση από υδάτινη επιφάνεια σε 1500 mm, προκύπτει αδυναμία σχηματισμού λίμνης μόνο από τις απευθείας βροχοπτώσεις. Για αυτό τον λόγο εξετάστηκαν διάφορες εναλλακτικές λύσεις, που συνδυάζουν την διοχέτευση νερού από τον Αλφειό και την άντληση νερού από τον καρστικό υδροφορέα. Από τη διερεύνηση αυτή προέκυψε ότι ο χρόνος που απαιτείται για την πλήρωση του κενού ανέρχεται σε 6 - 41 χρόνια. Για την εξέταση της ποιότητας του νερού της λίμνης έγιναν χημικές αναλύσεις στα πλαίσια της διπλωματικής εργασίας. Από αυτές προέκυψε ότι η ποιότητα του νερού, που θα χρησιμοποιηθεί για την δημιουργία και την διατήρηση της λίμνης, είναι πολύ καλή και το ίδιο καλή αναμένεται να είναι και η ποιότητα του νερού της τελικής λίμνης. Από την έρευνα που πραγματοποιήθηκε προέκυψε ότι η ευστάθεια των πρανών του τελικού κενού βελτιώνεται με την δημιουργία της λίμνης και εξαρτάται από το ρυθμό πλήρωσης του κενού. Το τελικό συμπέρασμα είναι ότι η δημιουργία της λίμνης στο κενό που θα απομείνει είναι εφικτή, αλλά θα πρέπει να γίνει σε διάστημα 5-7 ετών, για λόγους ποιότητας νερού και βελτίωσης της ευστάθειας των πρανών. Αυτή η εργασία αποτελεί μια πρώτη προσέγγιση του θέματος και των προβλημάτων που αναμένεται να αντιμετωπισθούν αλλά είναι προφανές οτι η πλήρης μελέτη του θέματος απαιτεί την διεπιστημονική συνεργασία πολλών ειδικοτήτων όπως Μηχανικών Μεταλλείων, Περιβαντολόγων, Λιμνολόγων, Υδρογεωλόγων, Εδαφοτεχνικών, Αρχιτεκτόνων τοπίου, Οικονομολόγων κλπ.

Τhe aim of the present diploma thesis is the investigation of possibility of creation and maintenance of permanent reservoirs of water after the end of the exploitation in open lignite mines. The regions of mines that are investigated are those of Kiparisia, Thoknia, Marathousa, and Choremi in the basin of Megalopolis. This study takes under consideration the particular hydrogeological and climatic conditions that prevail in Greece, since the examination mines are situated in the basin. The geological formations of the basin of Megalopolis belong in the geotectonic zones ‘Olonos – Pindos’ and ‘Gabrobou – Tripoleos’ that are constituted mainly by carbonic rocks and flysch. The newer sediments, lacustrine origin, that fill the basin, are constituted by lignite layers, marls, clays, marly and sandy clays, sands, and conglomerates. There is one important cartsic aquifer that influences the exploitation of the mine of Kiparisia. According to water level measurements that were carried out in the frame of the present work, its level in 2010 varies between +300 - +305 m, while the lower point of the floor of the mines is +270 m. The renewable reserves of this aquifer are 18-20 x 106 m3 of water. The average annual rainfall for the period 1971-2009 was estimated to be 900 mm. According to the planning of the mine the exploitation will be completed by 2026. The voids that will be filled with water for the creation of the lake are in the mines Choremi and Marathousa. The volume of the final void is estimated 364 x 106 m3. Taking into consideration that the average annual evaporation from the surface of the lake is 1500 mm it is obvious that the creation of the lake is not possible through natural flooding. Therefore, various alternative solutions were examined. These include the use of water from Alfios river and the pumping of ground water from the carstic aquifer. According to this investigation the time that is required for the filling of the void ranges between 6 - 41 years. Chemical analyses were done in order to examine the quality of the water that will be used to fill in the void out of these analyses was concluded that the quality is very good and the same is also expected for the water of the final lake. The stability of the slopes of the final void will be improved by the creation of the lake and is depended on the rate of the filling of the void. The conclusion is that the creation of a lake in these voids is a reliable solution, which should be accomplished in 5-7 years in order to guarantee better water quality and improvement of the stability. This work is a first approach of the problems that are expected to be faced and it is obvious that a complete study of this subject requires an interdisciplinary collaboration of many specialists as Mining Engineers, Enviromental Engineers, Limnologists, Hydrogeologists, Geotechnical Engineers, Landscape Architects, Economists etc.