Υδατικοί πόροι με έμφαση στα υπόγεια νερά νήσου Κύθνου

Abstract

Αφορμή για την παρούσα διπλωματική εργασία αποτέλεσε το πρόβλημα της διαχείρισης των υδατικών πόρων στα νησιά της Ελλάδας και συγκεκριμένα στην νήσο Κύθνο. Αρχικά γίνεται αναφορά στη σπουδαιότητα του νερού, στο σκοπό της εργασίας και στις ερευνητικές εργασίες που πραγματοποιήθηκαν για την εξυπηρέτηση αυτού. Ακόμη, αναλύεται η κατάσταση των υδάτων στα νησιά της Ελλάδας και συγκεκριμένα στα νησιά του Αιγαίου. Στη συνέχεια δίνονται πληροφοριακά στοιχεία για την περιοχή έρευνας, εξετάζεται η γεωλογική – τεκτονική δομή της περιοχής, αναλύονται οι υδρογεωλογικές συνθήκες της περιοχής και εξετάζεται το υφιστάμενο καθεστώς εκμετάλλευσης των υπόγειων νερών της περιοχής. Η περιοχή που μελετήθηκε, η νήσος Κύθνος, βρίσκεται στο βορειοδυτικό μέρος του νομού Κυκλάδων, έχει έκταση 99,4 km2 και 1.456 κατοίκους σύμφωνα με την απογραφή του 2011. Η χαμηλή υδροπερατότητα των εκτεταμένων επιφανειακά σχιστολιθικών πετρωμάτων που εμφανίζονται στο νησί έχει δημιουργήσει συνθήκες πυκνού υδρογραφικού δικτύου και μεγάλο σχετικά ποσοστό επιφανειακής απορροής, ενώ η υπόγεια υδροφορία αναπτύσσεται, κατά κύριο λόγο, σε ρωγματικά και ανθρακικά υδρογεωλογικά περιβάλλοντα. Το δίκτυο ύδρευσης του δήμου Κύθνου τροφοδοτείται αποκλειστικά από υπόγεια ύδατα (πηγές, γεωτρήσεις, φρέατα) ενώ για πόση χρησιμοποιούνται κατά βάση εμφιαλωμένα νερά. Ακολούθως γίνεται αναφορά στις ιαματικές πηγές της νήσου Κύθνου και τα χαρακτηριστικά τους και πραγματοποιείται επεξεργασία των κλιματολογικών δεδομένων για την περιοχή έρευνας. Η εφαρμογή του μοντέλου του Thornthwaite έδωσε πραγματική εξατμισοδιαπνοή ίση με 318,54 mm ενώ από το υδρολογικό ισοζύγιο προέκυψε ότι από τα 43,207*106 m3 νερού που πέφτουν στο νησί τα 3,936*106 m3 κατεισδύουν, τα 7,587*106 m3 απορρέουν επιφανειακά, ενώ τα 31,683*106 m3 χάνονται μέσω της εξάτμισης και της διαπνοής. Από την ταξινόμηση των υπόγειων νερών, με βάση τα αποτελέσματα των χημικών αναλύσεων, καθορίζεται ο υδροχημικός τους τύπος και εξετάζεται η καταλληλότητα των υπόγειων νερών για ύδρευση και άρδευση. Γενικά παρατηρείται αυξημένη συγκέντρωση χλωριόντων, αφού η υπεράντληση των υδροφορέων κατά τη θερινή περίοδο οδηγεί σε φαινόμενα υφαλμύρωσης. Ενίοτε παρατηρείται και αυξημένη συγκέντρωση νιτρικών ιόντων, εξαιτίας αγροκτηνοτροφικών δραστηριοτήτων και έλλειψης αποχετευτικού δικτύου. Στο έβδομο κεφάλαιο γίνεται μια εκτίμηση του ισοζυγίου προσφοράς-ζήτησης της περιοχής , των προβλημάτων που αντιμετωπίζονται και γίνεται μια προσπάθεια να διατυπωθούν προτάσεις που αφορούν στη σωστή διαχείριση των υδατικών πόρων της νήσου Κύθνου. Η εικόνα του ισοζυγίου -αν και πλεονασματικό- δεν είναι αντιπροσωπευτική λόγω της ανεπάρκειας των διαθέσιμων δεδομένων τόσο της προσφοράς όσο και της ζήτησης. Στην περιοχή δεν υπάρχει κάποιο έργο ταμίευσης, η υπεράντληση των εκμεταλλεύσιμων υδροφορέων δημιουργεί ήδη μεγάλα προβλήματα στο νησί, ενώ η καταγραφή του υδρευτικού δικτύου είναι ιδιαίτερα δύσκολη, κυρίως λόγω της παλαιότητας, αλλά και εξαιτίας της παρέμβασης των κατοίκων στην πάροδο των ετών, με την αυθαίρετη εγκατάσταση αγωγών και την γενικότερη αλλοίωση του δικτύου ύδρευσης Τέλος, στο όγδοο κεφάλαιο παρουσιάζονται τα συμπεράσματα της έρευνας.

Greece is characterized by its specific complex of islands dominated by specific climatic conditions, of Mediterranean type. In most of the Aegean islands seasonal problem is reported (mainly due to tourism), while there are others that are in shortage of water supply all year round. Continuous and comprehensive coverage of demand is primary concern in these islands and the resources - methods that are able to solve are primarily the groundwater, the rainwater, the enrichment projects of groundwater aquifers, the gathering and storage of water projects, the desalinations and the water transport from other areas. The area studied, Kythnos island, is located in the northwestern part of the district of the Cyclades between Kea and Serifos and has an area of 99,4 km2 and 1,456 inhabitants according to the 2011 census. Geomorphologically, is a mountainous island, elongated and flattened to the northwest, with relatively mild morphological gradients and small levels of erosion. The formation of the island Kythnos involve two main sections of geological formations. The upper alluvial unit rests unconformably on the strata of the second section, consisting of metamorphic rocks, marbles and slates. The low water permeability of extensive surface of slate rocks shown on the island has created conditions of dense hydrographic network and relatively high rate of surface drainage, while underground water-bearing capacity is developing, mainly, in fracture and carbonate hydrogeological environments. The fracture water system, developed in slate rocks is relatively of low efficiency and the water-bearing capacity is formed in the detrited mantle of slate rocks. Within this slate system marble sheets are inserted with good, relatively, water-bearing capacity. The water-supply system of the Kythnos municipality is filled exclusively by groundwater (springs, boreholes, wells) while for drinking, bottled water is basically used. Of the 17 wells and boreholes that have been recorded for this project, 11 exploit the weak water-bearing capacity of slate formations, 4 the sedimentary water-bearing capacity, one borehole uses the karstic water-bearing capacity of marbles, and one borehole the weak water-bearing capacity of metamorphic gabbro rocks. The nine springs inventoried discharge the weak aquifer of slates. The most common case of deterioration of the water quality of a coastal aquifer, is the penetration of the sea and in the case of the island of Kythnos in intake projects perfectly observed low altitude level, the phenomenon of brackishing is expected to occur. For the compilation of the hydrological balance, the available data considered representative (daily values of rainfall and temperature) from the meteorological station of the island of Kea, as in the island there is no weather station. For the period November 2008-July 2012, the average annual rainfall amounts to 434,55 mm and the average annual temperature to 18.25οC. The application of the model of Thornthwaite gave actual evapotranspiration equal to 318,54 mm or equal to 73.3 % of the average annual amount of rainfall. Using infiltration rates from the literature, the hydrological balance was formed and resulted that 43,207*106 m3 of water falling on the island, 3,936*106 m3 infiltrate, the 7,587*106 m3 drain superficially, while 31,683*106 m3 vanish through evaporation and transpiration. As regards the quality of the water, fourteen of the twenty-six samples obtained for this project, chloride ion concentration observed is greater than the allowed value (250 mg/l) and two samples is marginally below the maximum permissible limit of chlorides (spring Lefkes 245 mg/l, borehole Elikodromio 248 mg/l). This indicates the strong presence of the phenomenon of brackishing into coastal aquifers of the island, while high values of chloride found in higher altitudes (eg borehole Elikodromio), due to airborne droplets from the sea and pollution from the use of fertilizers in the surrounding area and from uncontrolled waste disposal, as in the island there is not established biological cleaning. Generally they are characterized by their suitability for irrigation, as water of high risk of salinity and low risk of alkalinity. Sometimes observed increased concentration of nitrate ions, because of agropastoral activities and lack of sewerage network and hence the water becomes inappropriate for human consumption without proper treatment, which is not happening in the island. The balance of supply - demand is the consideration of available water resources and demand for water use in a particular place and time, as to plan the development of water resources and the direction of purpose. As regards the island of Kythnos, the surface and underground water reserves available annually, it is estimated that they do not exceed the 523 x 106 m3/year on average. Yet an important part of the water reaches unexploited the sea, due to the impossibility of its draw-off. The total usable quantity offered is estimated at 1,7427 x 106 m3/year, while the total annual requirement of water for human consumption, irrigation, farming and industry, approximately is estimated at 375.560 m3 per year . The image of balance – although it is surplus – is not representative due to the lack of available data both supply and demand. Consequently, the management of water resource systems of Kythnos and studies, related to new water projects in the region mentioned, being realized using obsolete or at least simplistic methodologies, which are based on incomplete data and arbitrary assumptions. In the area there is no water reservoir project, the overpumping of exploitable aquifers creates already major problems on the island that are being increased many times during summer due to increased needs, while the recording of the water supply network is particularly difficult, mainly due to old age, but also because of the intervention of the residents over the years, with the arbitrary pipeline installation and the general deterioration of the water supply network.