Μελέτη πεδίων ανάμειξης γλυκού με αλμυρό νερό με βάση φυσικοχημικές παραμέτρους

• Κύριος συγγραφέας: Βρυώνης, Παναγιώτης
• Άλλοι συγγραφείς: Vryonis, Panagiotis
• Γλώσσα: Greek
• Έκδοση: 2022
• Θέματα: Ανάμειξη γλυκού με αλμυρό νερό; Ποταμοί; Δέλτα ποταμών; Μετρήσεις χλωροφύλλης-α; Επιτόπιες μετρήσεις χλωροφύλλης-α; Φυσικοχημικές παράμετροι; Λίμνη Τριχωνίδα; Φυσικοχημικές παράμετροι σε θαλασσινό νερό; Φυσικοχημικές παράμετροι σε λίμνες; Δέλτα Μόρνου; Δέλτα Αχελώου; Μετρήσεις pH; Διεπιφάνειες γλυκού - αλμυρού νερού; Μετεωρολογικοί παράμετροι; Mixing fresh and salt water; Rivers; River deltas; Chlorophyll-a measurements; in-situ chlorophyll-a measurements; Physicochemical parameters in sea waters; Trichonis lake; Physicochemical parameters in lakes; Acheloos delta; Mornos delta; Fresh water - salt water interfaces; pH measurements; Meteorolpgical parameters

Μελετήθηκαν οι διεργασίες στα πεδία ανάμειξης γλυκού με αλμυρό νερό με βάση τις γεωγραφικές και διαχρονικές μεταβολές των φυσικοχημικών παραμέτρων και της χλωροφύλλης-α σε συνάρτηση με τις μετεωρολογικές συνθήκες, την αερομεταφερόμενη σκόνη και το ρυθμό εκροής νερού στο Δέλτα του Αχελώου. Στο Δέλτα του Αχελώου, από τις διαχρονικές μεταβολές της χλωροφύλλης-α σε συνδυασμό με τις επικρατούσες μετεωρολογικές συνθήκες προέκυψε ότι υπάρχει μια διαρκής «πάλη» μεταξύ γλυκού και αλμυρού νερού που ρυθμίζεται από την ατμοσφαιρική πίεση. Σε όλες τις χρονικές περιόδους μετρήσεων παρατηρείται ισχυρή θετική συσχέτιση μεταξύ της μέσης τιμής της χλωροφύλλης-α και της ατμοσφαιρικής πίεσης. Αυτό προκύπτει και από τους συντελεστές συσχέτισης μεταξύ των δυο παραμέτρων που υπολογίστηκαν επί όλων των μετρήσεων. Επομένως, συμπεραίνεται ότι με την αύξηση της ατμοσφαιρικής πίεσης αποσύρεται η θάλασσα και έτσι το αλμυρό νερό που δρα ως ανάχωμα μπροστά στην εκβολή του ποταμού δυσχεραίνοντας την έξοδο του γλυκού νερού αποδυναμώνεται. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα να αυξάνεται ο ρυθμός ροής του γλυκού νερού στη θάλασσα, μεταφέροντας είτε νερό υψηλής περιεκτικότητας χλωροφύλλης-α, είτε μεταφέροντας νερό υψηλής περιεκτικότητας θρεπτικών συστατικών (N,P) και επιταχύνοντας τη διεργασία της πρωτογενούς παραγωγής. Εκτός από την ατμοσφαιρική πίεση, σημαντική επίδραση στη πρωτογενή παραγωγή και την αύξηση της χλωροφύλλης-α έχει και η βροχόπτωση. Παρατηρείται θετική συσχέτιση μεταξύ των μέσων τιμών της χλωροφύλλης-α στην υδάτινη στήλη και της βροχόπτωσης. Σημειώνεται ακόμα ότι η μέγιστη μέση τιμή χλωροφύλλης-α παρατηρείται τη χειμερινή περίοδο (10/11/2018). Με βάση τα πιο πάνω συμπεραίνεται ότι η βροχόπτωση επηρεάζει έμμεσα την πρωτογενή παραγωγή αφού από αυτήν εξαρτάται η ποσότητα του νερού που εισρέει στο θαλάσσιο περιβάλλον από τον Αχελώο. Επίσης παρατηρείται ισχυρή θετική συσχέτιση μεταξύ των μέσων τιμών χλωροφύλλης-α κάθε περιόδου και της αντίστοιχης ημερήσιας ποσότητας του νερού εκροής από τη λίμνη Στράτου. Παρατηρείται ακόμα ισχυρή θετική συσχέτιση μεταξύ των μέσων τιμών χλωροφύλλης-α κάθε περιόδου και της αντίστοιχης ημερήσιας ποσότητας νερού εισροής στη λίμνη του Στράτου, από την οποία εξαρτάται η ποσότητα εκροής. Με βάση τα παραπάνω προκύπτει ότι η ποσότητα του νερού που συγκεντρώνεται από τη λεκάνη απορροής του Αχελώου στη λίμνη Στράτου, μέρος της οποίας εκβάλλει στο δέλτα του Αχελώου παίζει ρυθμιστικό ρόλο στη πρωτογενή παραγωγή με τα θρεπτικά συστατικά που μεταφέρει. Επειδή η βροχόπτωση επηρεάζει την ποσότητα του νερού απορροής του ποταμού Αχελώου που μπαίνει στη λίμνη Στράτου και στη συνέχεια καταλήγει στην εκβολή του ποταμού διερευνήθηκε κατά πόσο η μεταφορά ξηρής αερομεταφερόμενης σκόνης από την ατμόσφαιρα στην περιοχή επηρεάζει τις διαχρονικές μεταβολές της χλωροφύλλης-α στο δέλτα του Αχελώου. Βρέθηκε ισχυρή θετική συσχέτιση μεταξύ των μέσων τιμών της χλωροφύλλης-α κάθε περιόδου και του αντίστοιχου συνολικού ημερήσιου βάρους των σωματιδίων PM10 στην ατμόσφαιρα. Από αυτό προκύπτει ότι η ατμοσφαιρική σκόνη αποτελεί πηγή εισόδου θρεπτικών συστατικών που συμβάλλουν στην αύξηση της πρωτογενούς παραγωγής. Η τιμή της χλωροφύλλης-α αυξάνεται όσο ο άνεμος έχει ΒΑ ή ΝΑ διεύθυνση, ενώ μειώνεται όταν γίνεται ΒΔ. Συμπεραίνεται οτι οι διευθύνσεις αυτές του ανέμου διευκολύνουν το γλυκό νερό να μην εγκλωβιστεί από το «ανάχωμα» του αλμυρού νερού και μέσα στον κόλπο, που βρίσκεται ανατολικά της εκβολής, αλλά να ρέει με ΒΑ διεύθυνση διευκολύνοντας τη ροή του γλυκού νερού. Θα πρέπει να σημειωθεί ότι οι σχέσεις που δείχνουν την επίδραση των συνολικών μετεωρολογικών συνθηκών στην κατανομή της χλωροφύλλης-α και επομένως της ποιότητας των νερών αλλά και ειδικότερων διεργασιών όπως η πρωτογενής παραγωγή στο δέλτα του Αχελώου, στηρίζονται στους μέσους όρους εκατοντάδων μετρήσεων σε μεγάλο πάχος της υδάτινης στήλης σε ένα μεγάλο αριθμό σταθμών και σε έξι διαφορετικές περιόδους από 3/8/2017 έως 23/8/2020. Επομένως η εικόνα που προκύπτει από τη διερεύνηση των σχέσεων αυτών σ ’ότι αφορά τις διεργασίες που πραγματοποιούνται στη περιοχή αυτή έρευνας ως αποτέλεσμα της ανάμειξης γλυκού-αλμυρού νερού και της επίδρασης της εκβολής του ποταμού στο θαλάσσιο περιβάλλον είναι συνολική και αντιπροσωπευτική. Η εφαρμογή της παραγοντικής ανάλυσης τύπου R επιβεβαίωσε όλα τα πιο πάνω όπως φαίνεται στους πίνακες τόσο των συντελεστών συσχέτισης , όσο και στη διαμόρφωση των παραγόντων. Για την περαιτέρω διερεύνηση της διεργασίας ανάμειξης γλυκού αλμυρού νερού στην εκβολή του Αχελώου έγιναν μετρήσεις φυσικοχημικών παραμέτρων και χλωροφύλλης -α σε προφίλ κατά τον άξονα ροής του ποταμού (18.6.21),σε αυξανόμενη απόσταση από την εκβολή και κατασκευάστηκαν οι τομές αλατότητας , θερμοκρασίας και χλωροφύλλης κατά τον άξονα ροής . Στην τομή της αλατότητας διακρίνεται η επίπλευση του γλυκού νερού επί του αλμυρού , και η αραίωση του γλυκού νερού με την αύξηση του βάθους. Επίσης προκύπτει ότι ο ρυθμός ανάμειξης γλυκού αλμυρού νερού είναι μεγάλος μέχρι τα 5μ , ενώ συνεχίζεται η ανάμειξη με μικρότερο ρυθμό μέχρι τα 20 περίπου μέτρα βάθος , όπου η αλατόμητα προσεγγίζει την τιμή της αλατότητας στο ευρύτερο θαλάσσιο χώρο. Σημειώνεται ότι το εύρος των τιμών των φυσικοχημικών παραμέτρων και της χλωροφύλλης είναι συγκρίσιμο με τις αναφερόμενες τιμές στη βιβλιογραφία για τη Μεσόγειο σε ανάλογα περιβάλλοντα. Με βάση τις γεωγραφικές μεταβολές αλατότητας και θερμοκρασίας στα επιφανειακά νερά καθορίστηκαν επίσης τα γεωγραφικά όρια στην επιφάνεια της θάλασσας στα οποία κρατάει η ανάμειξη γλυκού αλμυρού νερού. Μια αντίστοιχη μελέτη των διεργασιών ανάμειξης γλυκού –αλμυρού νερού έγινε και στο δέλτα του Μόρνου, η οποία έδειξε ότι παρατηρείται ισχυρή θετική συσχέτιση των μέσων τιμών χλωροφύλλης -α κάθε περιόδου με την αντίστοιχη τιμή της βροχόπτωσης, καθώς και με την αντίστοιχη μηνιαία ποσότητα του νερού που εισέρχεται στη λίμνη του Μόρνου από την λεκάνη απορροής του ποταμού αυτού, από την οποία εξαρτάται η ποσότητα του νερού εκροής , γεγονός που δείχνει τον ρυθμιστικό παράγοντα του γλυκού νερού στην πρωτογενή παραγωγή. Ενώ στο δέλτα του Αχελώου παρατηρείται ισχυρή θετική συσχέτιση μεταξύ της ατμοσφαιρικής πίεσης και της συγκέντρωσης της χλωροφύλλης-α, στο δέλτα του Μόρνου δεν παρατηρείται συσχέτιση μεταξύ χλωροφύλλης-α και ατμοσφαιρικής πίεσης. Αυτό οφείλεται: α) στο γεγονός ότι οι γεωμορφολογικές συνθήκες του δέλτα Μόρνου δεν ευνοούν τον εγκλωβισμό μαζών νερού υψηλής αλατότητας, που να εμποδίζει τη ροή του γλυκού νερού κάτω από χαμηλές πιέσεις. β) Στη περιοχή αυτή του Κορινθιακού Κόλπου παρατηρούνται έντονα ρεύματα που οδηγούν στη γρήγορη ανάμειξη γλυκού και αλμυρού νερού. γ) Οι ποσότητες γλυκού νερού που εισέρχονται στον Κορινθιακό κόλπο από την εκβολή του Μόρνου είναι πολύ μικρότερες από εκείνες που εκβάλλουν στο δέλτα του Αχελώου. Η θετική συσχέτιση που παρατηρείται μεταξύ των μέσων τιμών χλωροφύλλης σε κάθε περίοδο μετρήσεων και της αντίστοιχης συγκέντρωσης νιτρικών ιόντων στο νερό της λίμνης του Μόρνου, από την οποία υπάρχει η συνεχής εκροή του οικολογικού νερού, δείχνει τη συμβολή των εισερχόμενων στο θαλάσσιο περιβάλλον νιτρικών ιόντων στην πρωτογενή παραγωγή. Στην περίπτωση αυτή αποδεικνύεται άμεσα η σύνδεση των νιτρικών ιόντων που προέρχονται από τα ποτάμια με την πρωτογενή παραγωγή και κατ’ επέκταση με την αύξηση της χλωροφύλλης-α στην παράκτια ζώνη και κατ' επέκταση στη Μεσόγειο Θάλασσα. Αποτυπώνεται επομένως στην εργασία αυτή μια απτή απόδειξη της δράσης των νιτρικών ιόντων, που εισέρχονται από τα ποτάμια στην παράκτια ζώνη, στην πρωτογενή παραγωγή και τη διαμόρφωση της τροφικής κατάστασης των νερών της ανατολικής Μεσογείου. Με δεδομένο το γεγονός ότι ένα μέρος του νερού του Αχελώου έχει τη προέλευσή του από τη λίμνη Τριχωνίδα, έγιναν μετρήσεις και κατασκευάστηκαν τα προφίλς κατακόρυφων μεταβολών των φυσικοχημικών παραμέτρων και της χλωροφύλλης-α στη λίμνη αυτή, με βάση τη μελέτη των οποίων διερευνήθηκαν οι διαχρονικές μεταβολές της θερμικής στρωμάτωσης στη λίμνη. Μελετήθηκε επίσης η εξάρτηση της ποιότητας των νερών της λίμνης από τις επικρατούσες μετεωρολογικές συνθήκες στην περιοχή. Το πάχος της υδάτινης στήλης και η ενέργεια του ανέμου στη λίμνη διαδραματίζουν σημαντικό ρόλο στη δημιουργία ή μη θερμικής στρωμάτωσης. Στις 2/10/2016 σε όλους τους σταθμούς έρευνας η ενέργεια του ανέμου δεν ήταν ικανή να εμποδίσει τη δημιουργία θερμικής στρωμάτωσης. Είναι ενδιαφέρον να σημειωθεί ότι ενώ στα δέλτα Αχελώου και Μόρνου οι συντελεστές συσχέτισης μεταξύ χλωροφύλλης-α και βροχόπτωσης δείχνουν θετική συσχέτιση μεταξύ χλωροφύλλης-α και βροχόπτωσης, στη περίπτωση της Τριχωνίδας παρατηρείται μια τάση μείωσης της χλωροφύλλης-α με την αύξηση της βροχόπτωσης. Αυτό πιθανόν να οφείλεται στη μεταφορά μεγάλων ποσοτήτων φερτών υλικών με αποτέλεσμα να αυξηθεί η θολότητα και να παρεμποδίζεται η διέλευση του φωτός. Αυτό συνάδει με την αναφερόμενη στη βιβλιογραφία συχνή υπερχείλιση της λίμνης με κάλυψη των γειτονικών προς τη λίμνη εδαφών.