Επίδραση των τεκτονικών συνθηκών στην προσομοίωση υπόγειας ροής καρστικών υδροφορέων

Στίκα, Μαρίνα; Stika, Marina

dc.contributor.author	Στίκα, Μαρίνα	el
dc.contributor.author	Stika, Marina	en
dc.date.accessioned	2020-12-30T07:57:24Z
dc.date.available	2020-12-30T07:57:24Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/52704
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.20402
dc.description	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο--Μεταπτυχιακή Εργασία. Διεπιστημονικό-Διατμηματικό Πρόγραμμα Μεταπτυχιακών Σπουδών (Δ.Π.Μ.Σ.) “Επιστήμη και Τεχνολογία Υδατικών Πόρων”	el
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Καρστικοί υδροφόροι	el
dc.subject	Θραυσιγενής παραμόρφωση	el
dc.subject	Προσομοίωση υπόγειας ροής	el
dc.subject	Modflow	el
dc.subject	Ucode	el
dc.subject	Modelmate	el
dc.subject	Ανάλυση ευαισθησίας	el
dc.subject	Karstic aquifers	en
dc.subject	Brittle deformation	en
dc.subject	Sensitivity analysis	en
dc.subject	Groundwater simulation	en
dc.title	Επίδραση των τεκτονικών συνθηκών στην προσομοίωση υπόγειας ροής καρστικών υδροφορέων	el
dc.title	The impact of tectonics on the simulation of flow in karstic aquifers	en
heal.type	masterThesis
heal.classification	Καρστικά συστήματα	el
heal.classification	Karst systems	en
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2020-10-26
heal.abstract	Η αβεβαιότητα για τον ρυθμό αναπλήρωσης των υπόγειων νερών καθώς και η ικανότητά τους να εξασφαλίσουν πόσιμο νερό σε περιόδους λειψυδρίας, αποτελούν πρόκληση μείζονος σημασίας για την διαχείριση των αποθεμάτων νερού, σε παγκόσμιο επίπεδο. Πολλές περιοχές στον πλανήτη τροφοδοτούνται από ένα καρστικό σύστημα, με το 20 – 25% του παγκόσμιου πληθυσμού να εξαρτάται από τα υπόγεια νερά των καρστικών υδροφορέων. Τα επιφανειακά και υπόγεια χαρακτηριστικά του καρστ προκύπτουν από τη φυσική διάλυση των πετρωμάτων μέσω “μονοπατιών” του υπόγειου υδατικού συστήματος, δημιουργώντας καταβόθρες, σπήλαια, αγωγούς. Τα “μονοπάτια” σχετίζονται άμεσα με τη θραυσιγενή παραμόρφωση της εκάστοτε περιοχής και αποτελούν αναπόσπαστο κομμάτι στην ανάπτυξη και εξάπλωση του καρστικού συστήματος. Σκοπός της παρούσας διπλωματικής είναι η εκτίμηση της επίδρασης των θραυσιγενών τεκτονικών δομών, στο υδρογεωλογικό καρστικό μοντέλο που αντιστοιχεί στην περιοχή μελέτης. Το παρόν μοντέλο αποτελεί μία επέκταση του πρότυπου μοντέλου που ανέπτυξε ο Pouliaris (2019), συνοδευόμενο από πλήθος στοχευμένων τεκτονικών μετρήσεων υπαίθρου. Η περιοχή μελέτης εκτείνεται στα 60 km2, στην νοτιοανατολική ακτή της Αττικής χερσονήσου και ειδικότερα στην περιοχή του Λαυρίου. Χαρακτηρίζεται από δύο υδροφόρα στρώματα, με υπερκείμενο των κοκκώδη υδροφόρο των Τεταρτογενών αποθέσεων και τον υποκείμενο καρστικό, ο οποίος αναπτύσσεται στο Ανώτερο Μάρμαρο της κατώτερης Ενότητας Καμάριζας. Για τις ανάγκες της εργασίας έγινε επίσκεψη στη περιοχή μελέτης για την συλλογή δεδομένων πεδίου, τα οποία αφορούν σε στοιχεία των θραυσιγενών επιπέδων (διαρρήξεων) στο Ανώτερο Μάρμαρο, όπου αναπτύσσεται ο υπό εξέταση καρστικός υδροφορέας. Οι διαρρήξεις που συγκεντρώνονται, κατατάσσονται σε ομάδες βάσει διευθύνσεως και κλίσης και συγχρόνως συνδέονται με το τεκτονικό καθεστώς της περιοχής. Με το πέρας της ανάλυσής τους εισάγονται στο μοντέλο και ψηφιοποιούνται. Η προσομοίωση την υπόγειας καρστικής ροής πραγματοποιείται με το λογισμικό ModelMuse, το οποίο ενσωματώνει τον αριθμητικό κώδικα προσομοίωσης υπόγειων νερών MODFLOW – 2005. Η αναπαράσταση του εννοιολογικού μοντέλου επιτυγχάνεται με τη χρήση διαφόρων πακέτων (packages) όπως τα LPF, WEL, HOB και GHB. Η χρονική διακριτοποίηση αφορά διάστημα 2 ετών ( Ιανουάριος 2014 έως Δεκέμβριος 2015), με αντίστοιχες περιόδους φόρτισης μηνιαίας διάρκειας και ημερήσιο χρονικό βήμα. Μετά την πρώτη εκτέλεση του μοντέλου εφαρμόζεται ο κώδικας UCODE για τη διαδικασία ανάλυσης της ευαισθησίας του μοντέλου, οι εξεταζόμενες παράμετροι είναι οι τιμές οριζόντιας υδραυλικής αγωγιμότητας των 12 διαρρήξεων, της κύριας μάζας (matrix) του ανθρακικού σχηματισμού και του αλλουβιακού σχηματισμού. Η αξιολόγηση των αποτελεσμάτων πραγματοποιείται με τη μέθοδο Fit independent statistics (Dimensionless Scaled Sensitivity, Composite Scales Sensitivity, Parameter Correlation Coefficient). Η μεγαλύτερη ευαισθησία του μοντέλου αποτυπώνεται στις οριζόντιες υδραυλικές αγωγιμότητες της διάρρηξης 5 (HK_FR5), της διάρρηξης 7 (HK_FR7), της διάρρηξης (HK_FR3) και της οριζόντιας υδραυλικής αγωγιμότητας στην κύρια μάζα (matrix) του ανθρακικού σχηματισμού (HK_Kgen). Μετά την βελτιστοποίηση των παραπάνω παραμέτρων η διαφορά προσομοιωμένων και μετρημένων υδραυλικών φορτίων φαίνεται να μειώνεται. Βασικός στόχος της παρούσας διπλωματικής είναι να εξασφαλίζονται αντιπροσωπευτικές τιμές σε κάθε βήμα της προσομοίωσης για την διεξαγωγή ασφαλών συμπερασμάτων του συνολικού διερρηγμένου καρστικού συστήματος.	el
heal.abstract	Groundwater resources management poses a challenge, as there is an uncertainty about their recharge rate and their ability to sustain drinking water in periods of water scarcity. Large areas of the Earth’s surface are covered by karst aquifers developed within carbonate rocks and roughly 20–25% of the global population depends largely or entirely on groundwaters obtained from them. The karst surface and underground characteristics result from the natural dissolution of the rocks through "paths" of the underground water system, creating sinkholes, caves and conduits. Those "paths" are directly related to the brittle deformation of each area and also composing an integral part of the development and spreading of the karst system. The purpose of this postgraduate dissertation is to assess the impact of brittle tectonic structures on the hydrogeological model corresponding to the study area. This model is an expansion of the a hydrologic model developed by Pouliaris (2019) using the MODFLOW - CFP code, for the same study area, accompanied by a variety of tectonic field measurements. The study area has an extent of approximately 60 km2, in the southeast coast of Attica peninsula, especially in the city of Lavrio. The presence of two aquifers characterizes the area, the upper granular aquifer in the Quaternary deposits and the lower karstic aquifer, which is developed through the Upper Marble of Kamariza Unit. Prior any simulation attempt, field measurements are collected during the field trip to the study area, which concern exclusively the Upper Marble of the Kamariza Unit. The collected fractures, together with the data file, are classified into groups based on their direction and slope. Based on the tectonic regime of the study area, the above groups are defined compared with the geometry of stretching lineation or the fold axis. At the end of the analysis, fractures are introduced into the model and digitized. The simulation of groundwater karst flow is performed with the ModelMuse software, which incorporates the numerical groundwater simulation code MODFLOW - 2005. The representation of the conceptual model is achieved by creating packages: LPF, WEL, HOB and GHB. The time factor is set for two years from January 2014 to December 2015, each stress period corresponds to a month with a daily time step. After the first run of the model, the UCODE code is applied for the process of sensitivity analysis, the examined parameters are the values of horizontal hydraulic conductivity of the 12 fractures, the horizontal hydraulic conductivity of the matrix and the horizontal hydraulic conductivity of the alluvial formation. The evaluation of the results is performed with the method Fit independent statistics (Dimensionless Scaled Sensitivity, Composite Scales Sensitivity, Parameter Correlation Coefficient). The highest sensitivity of the model is reflected in the horizontal hydraulic conductivities of fracture 5 (HK_FR5), fracture 7 (HK_FR7), fracture (HK_FR3) and the hydraulic conductivity in the matrix of the carbonate formation (HK_Kgen). Afterwards, the process of optimization the above parameters is taking place to reduce the difference between simulated and measured hydraulic heads. The main goal of this dissertation is to provide representative values in each step of the simulation to ensure safe conclusions of the total fractured karst system.	en
heal.advisorName	Καλλιώρας, Ανδρέας	el
heal.committeeMemberName	Αθανασάς, Κωνσταντίνος	el
heal.committeeMemberName	Παπακωνσταντής, Ηλίας	el
heal.committeeMemberName	Καλλιώρας, Ανδρέας	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Πολιτικών Μηχανικών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	100 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false