Διερεύνηση των υδρογεωλογικών συνθηκών και της χωροχρονικής μεταβολής των ποιοτικών χαρακτηριστικών των υπόγειων νερών του Δήμου Σαρωνικού

Διακοπούλου, Χρυσάνθη; Diakopoulou, Chrysanthi

dc.contributor.author	Διακοπούλου, Χρυσάνθη	el
dc.contributor.author	Diakopoulou, Chrysanthi	en
dc.date.accessioned	2020-12-30T07:53:14Z
dc.date.available	2020-12-30T07:53:14Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/52700
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.20398
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Ποιότητα υδάτων	el
dc.subject	Water quality	en
dc.subject	Υδροφορέας	el
dc.subject	Aquifer	en
dc.subject	Υδροχημικές αναλύσεις	el
dc.subject	Hydrochemical analysis	en
dc.subject	Υδρολογικό ισοζύγιο	el
dc.subject	Hydrological balance	en
dc.subject	Δείκτης ποιότητας ύδατος	el
dc.subject	Water quality index	en
dc.title	Διερεύνηση των υδρογεωλογικών συνθηκών και της χωροχρονικής μεταβολής των ποιοτικών χαρακτηριστικών των υπόγειων νερών του Δήμου Σαρωνικού	el
heal.type	masterThesis
heal.classification	Υδρογεωλογία	el
heal.classification	Hydrogeology	en
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2020-10-30
heal.abstract	Η παρούσα διπλωματική εστιάζει στην χωροχρονική μεταβολή των ποιοτικών παραμέτρων του υπογείου νερού της λεκάνης της Αναβύσσου. Η κοινότητα της Αναβύσσου ανήκει στο Δήμο Σαρωνικού, μαζί με τις κοινότητες Παλαιάς Φωκαίας, Σαρωνίδας, Καλυβίων Θορικού και Κουβαρά. Εκτός από την υδρογεωχημική μελέτη της περιοχής, υπολογίστηκε και το υδρολογικό ισοζύγιο της λεκάνης της Αναβύσσου. Για την εκτίμηση του υδατικού ισοζυγίου έγινε χρήση της βροχόπτωσης και της θερμοκρασίας. Η περιοχή της Αναβύσσου διαθέτει μετεωρολογικό σταθμό ο οποίος βρίσκεται σε λειτουργία από το 2012 αλλά με πολλές ελλείψεις στα δεδομένα του αυτά τα χρόνια. Ως εκ τούτου, για την εύρεση του ύψους βροχής στην Ανάβυσσο χρησιμοποιήθηκαν οι γειτονικοί σταθμοί Λαυρίου και Κερατέας. Ως σταθμοί βάσης χρησιμοποιήθηκαν οι σταθμοί του Ελληνικού και Μαρκόπουλου, με κοινά υδρολογικά έτη από το 1970 έως το 2019. Η συμπλήρωση των ελλείψεων και η επέκταση έγινε με χρήση της απλής γραμμικής παλινδρόμησης ενώ εκεί όπου ο συντελεστής συσχέτισης δεν ήταν ικανοποιητικός έγινε χρήση της μεθόδου των κανονικών λόγων. Για την επιφανειακή ολοκλήρωση της σημειακής βροχόπτωσης χρησιμοποιήθηκε η υψομετρική μέθοδος. Υπολογίστηκε η μέση μηνιαία βροχόπτωση του κάθε σταθμού, η οποία συσχετίστηκε με το υψόμετρο του αντίστοιχου σταθμού, με χρήση της απλής γραμμικής παλινδρόμησης και λαμβάνοντας υπόψη και το μέσο υψόμετρο της λεκάνης. Η μέση θερμοκρασία βρέθηκε με την ίδια διαδικασία που ακολουθήθηκε για τη βροχόπτωση, με χρήση της απλής γραμμικής παλινδρόμησης. Ακολούθως υπολογίστηκε η δυνητική εξατμισοδιαπνοή κατά Thornthwaite και στη συνέχεια, μέσω εκείνης και της βροχόπτωσης, υπολογίστηκε η πραγματική εξατμισοδιαπνοή σύμφωνα με το ισοζύγιο Thornthwaite-Mather. Προκύπτει ότι υπάρχει πλεόνασμα νερού από τον Νοέμβριο έως και το Μάρτιο ενώ η αναπλήρωση της εδαφικής υγρασίας γίνεται το δεύτερο δεκαπενθήμερο του Οκτωβρίου. Για τον υπολογισμό της επιφανειακής απορροής χρησιμοποιήθηκε ένα απλό μοντέλο υδατικού ισοζυγίου, το οποίο έχει ως δεδομένα εισόδου τη βροχόπτωση και τη δυνητική εξατμισοδιαπνοή. Η κατείσδυση υπολογίστηκε έμμεσα από το υδατικό ισοζύγιο. Σύμφωνα με τα ανωτέρω προέκυψε ότι το ύψος βροχής που δέχεται η περιοχή μελέτης είναι 419,6 mm και αντιστοιχεί σε ποσότητα νερού 22,49×106 m3. Η πραγματική εξατμισοδιαπνοή είναι 332,6 mm, αντιστοιχεί σε ποσότητα νερού 17×106 m3 και αποτελεί το 79,27% της βροχόπτωσης. Η επιφανειακή απορροή είναι 10,49 mm και αντιστοιχεί σε ποσότητα νερού 0,562×106 m3 ενώ αποτελεί το 2,5% της βροχόπτωσης. Το υπόλοιπο 18,23%, τα 76,38 mm αντιστοιχούν στη κατείσδυση του νερού που σε ποσότητα νερού είναι 4,09×106 m3. Η περιοχή μελέτης ανήκει στην Αττικοκυκλαδική μάζα. Στην περιοχή της Αττικής συναντάται από κάτω προς τα πάνω η Ενότητα Βάσης, η Ενότητα Χώρας, η Ενότητα Κυανοσχιστολίθων και η Ανώτερη Ενότητα. Η Ενότητα Κυανοσχιστολίθων βρίσκεται τεκτονικά πάνω από την Ενότητα Χώρας ενώ σε ορισμένες θέσεις βρίσκεται επωθημένη απ’ ευθείας στην Ενότητα Βάσης. Στην ευρύτερη περιοχή της Αναβύσσου από την Ενότητα Βάσης συναντάται το Κατώτερο Μάρμαρο και από την Ενότητα Κυανοσχιστολίθων το Κάλυμμα Στύρας με σχιστόλιθους, φυλλίτες και χαλαζίτες. Επίσης συναντώνται Νεογενή ιζήματα και Τεταρτογενείς αποθέσεις. Το μεγαλύτερο τμήμα της λεκάνης της Αναβύσσου καλύπτεται από μεγάλο πάχος Τεταρτογενών αποθέσεων, στις οποίες αναπτύσσεται υδροφορία που βρίσκεται σε υδραυλική επικοινωνία με τη θάλασσα. Εκτός από την υδροφορία των προσχώσεων υπάρχει και η καρστική υδροφορία. Όσον αφορά στην υδρολιθολογική κατάταξη των γεωλογικών σχηματισμών, στους υδροπερατούς ανήκουν τα μάρμαρα, ως μακροπερατοί σχηματισμοί που έχουν αναπτύξει δευτερογενές πορώδες, τα ημισυνεκτικά κροκαλοπαγή και οι Τεταρτογενείς αποθέσεις. Στους ημιπερατούς σχηματισμούς ανήκουν οι μαργαϊκοί ασβεστόλιθοι, οι ψαμμίτες, οι μάργες, οι πηλοί και οι σχιστόλιθοι, όταν το πέτρωμα των τελευταίων έχει υποστεί διάρρηξη ή/και όταν εμφανίζεται αποσαθρωμένο. Αντίθετα, όταν το πέτρωμα των σχιστολίθων είναι υγιές, τότε εκείνοι ανήκουν στους αδιαπέρατους σχηματισμούς. Η διαφορά των σχιστολίθων με τα μάρμαρα και τους ασβεστόλιθους, ως προς την υδροπερατότητά τους, είναι ότι όταν εντός των σχιστολίθων εντοπίζεται δίκτυο ασυνεχειών, το νερό που κατέρχεται παρασύρει τα προϊόντα διάλυσης του μητρικού πετρώματος σε άλλες θέσεις που φράσσουν τελικά τη δίοδό του. Αντίθετα τα ανθρακικά πετρώματα διαλύονται από το νερό. Τα δείγματα που ελήφθησαν για τις χημικές αναλύσεις προήλθαν κυρίως από την λεκάνη της Αναβύσσου και την Παλαιά Φώκαια, με δύο δείγματα να προέρχονται από την περιοχή των Καλυβίων Θορικού. Χρησιμοποιήθηκαν και παλαιότερες χημικές αναλύσεις, από τα έτη 2001 και 2011, με σκοπό τον προσδιορισμό του κυρίαρχου μηχανισμού ελέγχου της χημείας του υπόγειου νερού αλλά και την χρονική μεταβολή της χημικής σύστασης του υπόγειου νερού. Προκύπτει ότι ο κυρίαρχος μηχανισμός ελέγχου της χημείας του υπόγειου νερού για τα έτη 2001 και 2011 ήταν η εξατμισοδιαπνοή ενώ για το 2020 η αλληλεπίδραση του πετρώματος με το νερό. Ωστόσο το σύνολο των δειγμάτων για το 2020 ήταν μικρό με συνέπεια να μην μπορούν να εξαχθούν αξιόπιστα συμπεράσματα. Η επικράτηση του μηχανισμού της εξάτμισης στον έλεγχο της χημείας των υπόγειων νερών, σε συνδυασμό με τη χρήση λιπασμάτων, την επιστρεφόμενη «αρδευτική» ροή και την υπεράντληση του υπόγειου νερού, έχει προκαλέσει υφαλμύρωση στις γεωτρήσεις και τα πηγάδια της παράκτιας κυρίως ζώνης και τη συνολική υποβάθμιση της ποιότητας του νερού. Είναι σημαντικό να ειπωθεί ότι εκτός από το φυσικό μηχανισμό ελέγχου της χημείας του υπόγειου νερού, υπάρχει και ο ανθρώπινος παράγοντας, ο οποίος με τις ενέργειές του, όπως τη χρήση λιπασμάτων, επηρεάζει την χημική σύσταση του υπόγειου νερού. Επιπροσθέτως, το νερό που αποτελεί την επιστρεφόμενη αρδευτική ροή δύναται να έχει τριπλάσια ή και δεκαπλάσια συγκέντρωση αλάτων σε σχέση με την συγκέντρωση αλάτων του νερού που χρησιμοποιήθηκε αρχικά στην άρδευση. Με σκοπό να διερευνηθεί η ποιότητα του υπόγειου νερού για υδρευτική χρήση χρησιμοποιήθηκε ο Δείκτης Ποιότητας Νερού (Water Quality Index). Οι χημικές παράμετροι που χρησιμοποιήθηκαν για τον προσδιορισμό της ποιότητας του υπόγειου νερού ήταν: pH, Νa+, Ca2+, NO3-, Cl-, K+, Mg2+, HCO3-, SO42-, TH, T.D.S. Σύμφωνα με τα αποτελέσματα του WQI (Water Quality Index) και τα κριτήρια ποσιμότητας του Παγκόσμιου Οργανισμού Υγείας (WHO, 2017), το μεγαλύτερο ποσοστό των δειγμάτων για το 2001 και το 2011 είναι ακατάλληλο προς πόση. Αντίθετα το μεγαλύτερο ποσοστό των δειγμάτων του 2020 είναι κατάλληλο προς πόση. Ωστόσο πρέπει να σημειωθεί ότι ο αριθμός των δειγμάτων για το 2020 είναι μικρός με συνέπεια να μην μπορούν να εξαχθούν αξιόπιστα συμπεράσματα. Με σκοπό να διερευνηθεί η καταλληλότητα του υπόγειου νερού για άρδευση χρησιμοποιήθηκαν οι δείκτες SAR, %Na, PI καθώς και το διάγραμμα Wilcox. Ο δείκτης προσρόφησης νατρίου και ο δείκτης διαπερατότητας έδειξαν ότι όλα τα δείγματα είχαν είτε εξαιρετικό είτε καλό νερό για άρδευση και για τα τρία έτη (2001, 2011, 2020). Υπήρξε μια μικρή διαφοροποίηση όσον αφορά το %Na, με τα δείγματα να έχουν είτε εξαιρετικό είτε καλό είτε επιτρεπτό νερό για άρδευση. Για το 2001 τα δείγματα που σύμφωνα με το δείκτη αυτό είχαν επιτρεπτό νερό για άρδευση βρίσκονταν κυρίως στο παράκτιο τμήμα της λεκάνης της Αναβύσσου. Η κατηγοριοποίηση που προέκυψε σύμφωνα με το διάγραμμα Wilcox, για το 2001, έδειξε ότι τα περισσότερα δείγματα έχουν μέτριο έως πολύ μέτριο νερό για άρδευση το οποίο μπορεί να χρησιμοποιηθεί με προφυλάξεις. Ακόμη τρία δείγματα, τα πηγάδια Π16, Π18, και Π19, είχαν σύμφωνα με το διάγραμμα, τιμές εκτός ορίων, δηλαδή είχαν πολύ υψηλή ηλεκτρική αγωγιμότητα. Για το 2011, τα δείγματα που σύμφωνα με το %Na έχουν επιτρεπτό νερό για άρδευση, δεν συγκεντρώνονται σε ένα σημείο αλλά είναι διάσπαρτα στην περιοχή της Αναβύσσου, της Παλαιάς Φώκαιας και του Θυμαρίου. Σύμφωνα με την κατηγοριοποίηση από το διάγραμμα Wilcox τα περισσότερα δείγματα είχαν μέτριο έως πολύ μέτριο νερό που μπορεί να χρησιμοποιηθεί με προφυλάξεις. Κανένα δείγμα, για το έτος αυτό, δεν βρίσκεται εκτός ορίου στο διάγραμμα. Για το 2020, σύμφωνα με το %Na, δείγμα από την ιδιωτική γεώτρηση στα Καλύβια Θορικού είχε αμφίβολο νερό για άρδευση ενώ δείγμα από πηγάδι στη Παλαιά Φώκαια είχε επιτρεπτό νερό για άρδευση. Στο διάγραμμα Wilcox αυτά τα δύο δείγματα είχαν κακής ποιότητας νερό που μπορεί να χρησιμοποιηθεί μόνο σε ανθεκτικά φυτά και με προσθήκη γύψου. Καθίσταται φανερό πόσο πολύ επηρεάζει η ηλεκτρική αγωγιμότητα την απόδοση των καλλιεργειών.	el
heal.abstract	The present diplomacy focuses on the spatio-temporal change of the parameters that characterize the quality of the aquifer in the basin of Anavussos. The community of Anavussos belongs to the Municipality of Saronikos with the communities of Palea Fokea, Saronida, Kalivia Thorikou and Kouvara. Geologically, the largest part of Anavussos basin is covered with thick Quaternary deposits, at which an aquifer is developed with hydraulic communication with the sea. Apart from the aquifer of the alluvium, there is also the karstic aquifer, which is surrounded by impermeable formations and does not come into contact with the aquifer of the alluvium or with the sea. The samples were taken mainly from the basin of Anavussos and Palea Fokea. Two samples were taken from Kalivia Thorikou. Also data from chemical analysis of previous years was used in order to determine the dominant process controlling the groundwater chemistry and to observe the chemical changes of the groundwater composition over time. The dominant process in controlling the groundwater chemistry is evaporation. This process, in combination with the irrigation return flow, the extensive use of agricultural fertilizers and over-pumping has caused the salinization of the coastal zone and the overall deterioration of the quality of the water. It is important to note that besides the natural mechanism controlling the groundwater chemistry there is also the human factor, whose actions, such as the use of fertilizers, affects the chemical composition of the groundwater chemistry. In addition, the water that constitutes the return irrigation flow may have three or even ten times the salt concentration of the initial salt concentration of the water that was used originally in irrigation. The drinking suitability in Anavussos basin was determined through the Water Quality Index (WQI) modelling approach and the WHO (2017) standards. The largest percentage of the samples, concerning the year of 2001 and 2011, showed that the water was unsuitable for drinking. In 2011 the largest percentage showed drinking suitability, the same as 2020. Regarding the suitability of groundwater for agricultural uses, various indices have been calculated (SAR, %Na, PI). According to these indices, the largest percentage of samples, for the years 2001, 2011 and 2020 showed that the water is suitable for agricultural use. However, according to the Wilcox diagram, most of the samples from the mentioned years, have medium quality water that can be used in irrigation with certain restrictions.	en
heal.advisorName	Κουμαντάκης, Ιωάννης	el
heal.committeeMemberName	Κουμαντάκης, Ιωάννης	el
heal.committeeMemberName	Βασιλείου, Ελένη	el
heal.committeeMemberName	Παπακωνσταντής, Ηλίας	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Πολιτικών Μηχανικών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	204 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false