Υδρογεωλογικό καθεστώς Ανατολικής Κορινθίας και διαχείριση υδατικών πόρων

Abstract

Η παρούσα διατριβή αναφέρεται στις υδρογεωλογικές συνθήκες που επικρατούν στο ανατολικό τμήμα του Νομού Κορινθίας. Στόχος της διατριβής ήταν η αποτύπωση της υφιστάμενης ποσοτικής και ποιοτικής κατάστασης των υπόγειων νερών της περιοχής έρευνας, με ταυτόχρονη ανάδειξη των κύριων παραγόντων που συνέβαλλαν στη διαμόρφωση αυτής. Η περιοχή έρευνας περιλαμβάνει το τμήμα του νομού Κορινθίας που απαρτίζεται από τις υδρολογικές λεκάνες του Ράχιανη (μέχρι Σπαθοβούνι), του Ξεριά Κορίνθου ή Ποταμιάς (μέχρι Σολωμό) και των ρεμάτων που αποστραγγίζονται προς τον Σαρωνικό κόλπο. Οι υδατικές ανάγκες της περιοχής έρευνας προσεγγίζουν τα 11x106m3 νερού, από τα οποία το 1x106m3, αντιστοιχεί στις ανάγκες ύδρευσης και τα 9x106m3, στην κάλυψη των αναγκών άρδευσης. Το βόρειο τμήμα δομείται γεωλογικά από μεταλπικούς σχηματισμούς, με παρεμβολές εξαρμάτων του αλπικού υποβάθρου, ενώ το νότιο δομείται σχεδόν καθ’ ολοκληρία από ανθρακικούς σχηματισμούς της ζώνης Ανατολικής Ελλάδας. Οι σχηματισμοί αυτοί είναι επωθημένοι επί του φλύσχη της ζώνης Τρίπολης στην περιοχή των Δερβενακίων. Κύριο χαρακτηριστικό της τεκτονικής μακροδομής της περιοχής είναι η ύπαρξη ρηγμάτων και ρηξηγενών ζωνών, με διεύθυνση Α-Δ, που χωρίζουν την περιοχή σε επιμέρους ρηξητεμάχη (τεκτονικά βυθίσματα και κέρατα), καθένα από τα οποία έχει τη δική του γεωδυναμική και παλαιογεωγραφική εξέλιξη κατά τη νεοτεκτονική περίοδο. Το μέσο ετήσιο ύψος βροχόπτωσης της περιοχής έρευνας για την περίοδο υδρολογικών ετών 1978-79 έως 2009-10, προσδιορίστηκε ίσο με 590mm. Από τα 270x106m3 του μέσου ετήσιου όγκου βροχόπτωσης το 67% αντιστοιχεί στη διεργασία της εξατμισοδιαπνοής, το 25% στην κατείσδυση και το 8% στην επιφανειακή απορροή. Στους μεταλπικούς σχηματισμούς της λοφώδους ζώνης, αναπτύσσεται μικρής, έως μέτριας τοπικά, δυναμικότητας υπόγεια υδροφορία. Η μέση ετήσια τροφοδοσία των υδροφόρων, οι οποίοι αναπτύσσονται κυρίως στις λεκάνες Ράχιανη και Ξεριά, είναι της τάξης των 9x106m3. Μέρος της ποσότητας αυτής, κυρίως στα περιθώρια των λεκανών, όπου τα πλευρικά κορήματα και τα κροκαλοπαγή επίκεινται απευθείας επί των υποκείμενων ασβεστολίθων, μεταγγίζονται και τροφοδοτούν τους καρστικούς υδροφόρους. Οι ανθρωπογενείς δραστηριότητες (αγροτικές καλλιέργειες, τρόπος διαχείρισης υγρών και στερεών αποβλήτων), έχουν συμβάλλει στη ρύπανση των υπόγειων νερών, η οποία εκφράζεται κυρίως με υψηλές τιμές νιτρικών ιόντων. Οι ανθρακικοί σχηματισμοί, βρίσκονται σε άμεση επαφή και υδραυλική επικοινωνία με τη θάλασσα του Σαρωνικού κόλπου στα ανατολικά, σε μήκος πολλών χιλιομέτρων. Το γεγονός αυτό, σε συνδυασμό με την βύθιση του επιπέδου βάσης της καρστικοποίησης 10δες μέτρα κάτω από το σημερινό επίπεδο της θάλασσας, έχει οδηγήσει στη φυσική υφαλμύρινση των καρστικών υδροφόρων, η οποία εντείνεται σε συνθήκες υπεράντλησης. Η καρστική υδροφορία εκφορτίζεται μέσω παράκτιων και υποθαλάσσιων πηγών στις ακτές του Σαρωνικού, με κύρια πεδία εκφόρτισης τους όρμους Αλμυρής και Κόρφου. Η μέση ετήσια τροφοδοσία των καρστικών υδροφόρων που εκφορτίζονται μέσω των ανωτέρω πηγών προσεγγίζει τα 63x106m3. Αξιοποίηση της καρστικής υδροφορίας, μέσω βαθιών γεωτρήσεων, υφίσταται μόνον στην περιοχή Σπαθοβουνίου για την κάλυψη κυρίως αναγκών άρδευσης και στην περιοχή Σοφικού για την κάλυψη αναγκών ύδρευσης. Η ανορθολογική εκμετάλλευση των γεωτρήσεων αυτών έχει οδηγήσει στην υφαλμύρινση του αντλούμενου νερού Τα ποιοτικά χαρακτηριστικά των υπόγειων νερών της περιοχής έρευνας καθορίζονται κυρίως από τη σύσταση των γεωλογικών σχηματισμών στους οποίους φιλοξενούνται και κυκλοφορούν. Στην καταλληλότητά τους για διάφορες χρήσεις επιδρούν άμεσα οι ανθρωπογενείς δραστηριότητες (γεωργικές καλλιέργειες, τρόπος διαχείρισης αποβλήτων) και το καθεστώς εκμετάλλευσης των υπόγειων υδροφόρων. Το μεγαλύτερο μέρος των υπόγειων νερών από υδροφόρους των μεταλπικών σχηματισμών, είναι ακατάλληλο για ανθρώπινη κατανάλωση, λόγω υψηλής συγκέντρωσης νιτρικών ιόντων. Καλής ποιότητας υπόγεια νερά εντοπίζονται στα περιθώρια των επιμέρους λεκανών. Επίσης, μεγάλο μέρος των υπόγειων νερών των καρστικών υδροφόρων είναι ακατάλληλο για ανθρώπινη κατανάλωση, λόγω υψηλής συγκέντρωσης ιόντων χλωρίου (υφαλμύρινση) και νιτρικών ιόντων. Κατάλληλα για ανθρώπινη κατανάλωση χαρακτηρίζονται τα υπόγεια νερά μέρους των καρστικών υδροφόρων στα βόρεια περιθώρια της ορεινής ζώνης, καθώς και σε περιοχές του καρστικού υδροφόρου της ορεινής ζώνης στις οποίες η εκμετάλλευση είναι συμβατή με τα υδραυλικά χαρακτηριστικά του υδροφόρου. Ως προς την καταλληλότητα για άρδευση, σύμφωνα με το σύστημα ταξινόμησης Richards, το μεγαλύτερο μέρος των υπόγειων νερών όλων των τύπων υδροφόρων χαρακτηρίζεται καλής έως μέτριας ποιότητας, που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για άρδευση με περιορισμούς κυρίως όσον αφορά τις συνθήκες στράγγισης των αρδευόμενων εδαφών. Κακής ποιότητας για άρδευση χαρακτηρίζονται τα υπόγεια νερά των υδροφόρων που έχουν επηρεαστεί έντονα από τη θαλάσσια διείσδυση.

This thesis refers to the hydrogeological conditions in the eastern part of the prefecture of Corinthia. The aim of this study was to survey the existing quantitative and qualitative status of groundwater in the study area, along with the main factors which contributed to the configuration. The study area includes part of the prefecture of Corinth, which consists of the basins of Rachiani (up to Spathovouni) of Xerias Corinth or Potamia (up to Solomos) and streams drained to the Saronic Gulf. The water needs of the study area are close to 11x106m3. A particular problem in the region is the affordability of water supply needs, as the majority of existing drills and wells are located in areas with high nitrate or salinization. Geomorphologically, the research area can be easily separated into two zones and the northern section of this is the southern margin of the tectonic trench of the Corinthian Gulf , while the southern section is part of the tectonic Arachnaio horn. The northern section consists of post-alpine formations with upstands of alpine background interferences, while the south is built almost entirely by carbonate formations of the eastern geotectonic of Greece zone. These formations are overthrusted on flysch of Gavrovo – Tripolis geotectonic zone in the region of Dervenakia. The main tectonic feature of macro-structures of the area is the existence of faults and fault zones on EW direction, which divide the area into individual fault segments (tectonic grabens and horns), each of which has its own paleogeographic and geodynamic evolution during the neotectonic time. Τhe average annual rainfall of the study area for the period of hydrological years 1978-79 to 2009-10, was found equal to 590mm. From 270x106 m3 of the average annual rainfall, 67% corresponds to the process of evapotranspiration, 25% to the infiltration and 8% to the runoff. Post-alpine formations in hilly area have small to moderate capacity of local underground aquifer, which is overexploited for the coverage of water supply and irrigation needs. The mean annual supply of the aquifers, which are mainly developed in the basins Rachiani and Xerias is 9x106m3. Part of this amount is transmitted to the karstic aquifers, mostly in the margins of the basins, where the lateral scree and conglomerates, overlay directly on the underlying limestones. Human activities (agriculture, systems of management of liquid and solid waste), have contributed to the pollution of groundwater, which is predominantly expressed in high levels of nitrates. The carbonate formations are in direct hydraulic contact and communication with the sea of the Saronic Gulf in the east, stretching several kilometers. This combined with the sinking of the base level of karstification due to rising water levels of tens of meters below the present sea level, , has led to the salinization of natural karst aquifers, which is intensified in conditions of over-pumping. The karstic aquifer discharges through coastal and submarine springs to the coasts of the Saronic Gulf, and the main discharge sites are the bays of Almiri and Korfos. The mean annual supply of karst aquifers, which discharged through the above springs, is approximately to the 63x106m3. Utilization of the karst aquifer through deep wells exists both in Spathovouni for irrigation purposes and in Sofiko area for water supply needs. The improper use of these wells has led to salinization of the water. The ground water quality in the study area is defined by the texture of the geological formations, in which the ground water is host to and circulates. The usability of the ground water for various uses is directly connected with human activities, such as cultivations and wastes management, as well as with the status of its exploitation. In general, the biggest amount of the ground water, which is pumped from aquifers of post alpine formations, is improper for consumption by human beings due to high consideration of nitric ions. On the other hand, ground waters of good quality are detected in the margins of the post alpine basins. Regarding the ground water of the karstic aquifers in the study area, most of it is improper for consumption by human beings due to high consideration of both chloride (salinity) and nitric ions. On the contrary, the water from karstic aquifers at the northern margins of the mountainous area, but also from the karstic aquifers of this area in which the exploitation is compatible with their hydraulic characteristics, is characterized as proper for consumption by human beings. Furthermore, taking into account the usability of the ground water for irrigation purposes, the biggest amount of the ground water from every type of aquifers in the study area is characterized as of good to medium quality, according to Richards’s classification system. The only restriction is referred to the drain conditions of the irrigated soil. Finally, as ground water of poor quality for irrigation purposes, can be characterized the water of the aquifers that have intensively influenced by sea intrusion.