| Περίληψη: | Η παρούσα διδακτορική διατριβή μελετά τις υδρογεωλογικές – υδροχημικές συνθήκες, που επικρατούν στην ευρύτερη περιοχή της αποξηραμένη λίμνης Μουριάς Ν. Ηλείας, με κύριο σκοπό τη δημιουργία μοντέλου ορθολογικής διαχείρισης των υπόγειων νερών.
Το γεωλογικό υπόβαθρο της περιοχής έρευνας που περιλαμβάνει τμήμα της υδρολογικής λεκάνης του Αλφειού, τη λεκάνη της Σταφυλίας και τη μεσολεκανώδη των δύο υδρολογικών λεκανών περιοχή, δομούν οι ασβεστόλιθοι ηλικίας Παλαιοκαίνου της Ιόνιας ζώνης και οι εβαπορίτες. Τα μεταλπικά ιζήματα που διαδέχονται τους εβαπορίτες έχουν μεταβαλλόμενο πάχος, που φτάνει τα 2,5km και καλύπτουν σχεδόν ολόκληρη την περιοχή μελέτης. Τα ιζήματα αυτά αποτελούνται από αργίλους, μάργες, ιλυόλιθους και ψαμμίτες σε εναλλαγές.
Τρεις κύριες διευθύνσεις ρηγμάτων δημιουργούν ένα πολύπλοκο καθεστώς διάρρηξης στην περιοχή της πόλης του Πύργου. Τα ρήγματα ΒΔ – ΝΑ διεύθυνσης απαντώνται στα νότια και ανατολικά της πόλης του Πύργου, στην περιοχή του Επιταλίου και του Πανόπουλου αντίστοιχα. Ρήγματα διεύθυνσης ΒΑ – ΝΔ απαντώνται βόρεια της πόλης του Πύργου, στην περιοχή του Βουνάργου. Ρήγματα διεύθυνσης Α – Δ απαντώνται στα ΝΑ της πόλης του Πύργου εκατέρωθεν του ποταμού Αλφειού. Η τεκτονική δραστηριότητα και η σεισμικότητα της περιοχής είναι ιδιαίτερα ενεργή μέχρι σήμερα και έχει παίξει καθοριστικό ρόλο στην μεταλπική ιζηματογένεση, στην διαμόρφωση της γεωμορφολογικής δομής, στην ανάπτυξη του υδρογραφικού δικτύου και στην διαμόρφωση των υδρογεωλογικών συνθηκών.
Το υδρογραφικό δίκτυο της περιοχής χαρακτηρίζεται ως μέτρια ανεπτυγμένο, με το τεκτονικό καθεστώς της περιοχής να αποτελεί καθοριστικό παράγοντα στη διαμόρφωση και ανάπτυξη του υδρογραφικού δικτύου. Επίσης ένα σημαντικό χαρακτηριστικό γνώρισμα του υδρογραφικού δικτύου της περιοχής είναι η απουσία δέλτα στις εκβολές των ποταμών και των χειμάρρων. Το γεγονός αυτό οφείλεται κατά κύριο λόγο στην έντονη δράση των κυμάτων, καθώς και στις τεκτονικές κινήσεις ανύψωσης των ακτών.
Η γεωμορφολογική ανάπτυξη της ευρύτερης περιοχής του Πύργου – Αρχαίας Ολυμπίας χαρακτηρίζεται από ήπιο ανάγλυφο με μεγάλη εξάπλωση της πεδινής ζώνης και ομαλή μετάβαση στην λοφώδη και ημιορεινή ζώνη. Προς τα βόρεια και ανατολικά, καθώς η επίδραση της τεκτονικής είναι εντονότερη, το υψόμετρο της περιοχής σταδιακά αυξάνει και φτάνει μέχρι τα +640m, ενώ το μέσο υψόμετρο είναι +92m.
Το μέσο ετήσιο ύψος βροχόπτωσης για την περιοχή του Πύργου είναι 828mm και από την ανάλυση των βροχομετρικών δεδομένων για ολόκληρη την υδρολογική λεκάνη του Αλφειού, προέκυψε μια σχετικά έντονη πτωτική πορεία των ετησίων τιμών βροχόπτωσης κατά τα τελευταία 25 χρόνια και ειδικά η περίοδος 1984-1999 θεωρείται περίοδος ξηρασίας.
Ο μέσος ετήσιος όγκος νερού από βροχόπτωση το χρονικό διάστημα 1975 – 2004, ανέρχεται σε 3.962,4x106m3, που αντιστοιχεί σε ένα μέσο ύψος 1.103,7 mm ατμοσφαιρικών κατακρημνισμάτων, κατανεμημένων σε όλη την υδρολογική λεκάνη του Αλφειού. Με βάση το ισοζύγιο κατά Thornthwaite – Mather, οι απώλειες λόγω εξατμισοδιαπνοής υπολογίζονται σε 1.497,05x106m3 νερού ανά έτος, ή 413 mm νερού κατανεμημένων σε όλη την επιφάνεια της περιοχής έρευνας. Η μέση ετήσια ποσότητα νερού που κατεισδύει ανέρχεται σε 1.104,09x106m3 νερού, κατανεμημένων σε όλη την επιφάνεια της περιοχής έρευνας, ή ποσοστό 35,29 % του ύψους βροχής. Από μετρήσεις παροχής στη θέση Φράγμα Φλόκα υπολογίσθηκε ότι ο μέσος ετήσιος όγκος νερού ανέρχεται σε 1.613,36x106 m3.
Στην ευρύτερη περιοχή μελέτης αναπτύσσονται υδροφόρα στρώματα τόσο ελεύθερου χαρακτήρα, όσο και υπό πίεση, που ανήκουν στο σχηματισμό του Βουνάργου. Τα υδροφόρα στρώματα που διερευνήθηκαν εντοπίζονται στην πεδινή περιοχή του Πύργου, στην υπολεκάνη του Ενιπέα και στην περιοχή του Βουνάργου, που ανήκει στη λεκάνη της Σταφυλίας. Οι προσχωματικοί υδροφόροι της πεδινής περιοχής παρουσιάζουν τιμές των υδραυλικών ιδιοτήτων, που κρίνονται τυπικές για έναν ελεύθερο υδροφόρο.
Οι υπό πίεση υδροφόροι ορίζοντες αναπτύσσονται σε βαθύτερα στρώματα στους ψαμμίτες του σχηματισμού του Βουνάργου και είναι υψηλής δυναμικότητας. Στην πεδινή ζώνη οι ψαμμίτες αυτοί απαντώνται σε βάθος μεγαλύτερο των 30m περίπου και οριοθετούνται από αργιλικά στρώματα. Οι συχνές εναλλαγές στρωμάτων άμμου και αργίλου κατά θέσεις, καθώς και η παρουσία πολυάριθμων ρηγμάτων στο σχηματισμό του Βουνάργου οδηγεί πολλές φορές σε πιθανή μίξη νερών από βαθύτερους υδροφόρους. Η τροφοδοσία του υδροφόρου αυτού γίνεται κυρίως μέσω κατείσδυσης του νερού των βροχοπτώσεων, καθώς και μέσω ρηγμάτων και διαρρήξεων.
Από τη μελέτη της πιεζομετρίας της περιοχής του Πύργου διαπιστώνεται ότι ο ελεύθερος υδροφόρος ορίζοντας παρουσιάζει αρνητικές απόλυτες στάθμες στις παράκτιες περιοχές καθ’ όλη τη διάρκεια του υδρολογικού έτους. Αυτό οφείλεται κυρίως στη λειτουργία των αντλιοστασίων για την αποστράγγιση των επιφανειακών νερών της περιοχής, τα οποία στην παράκτια ζώνη αντλούν και μέρος των υπόγειων.
Η αριθμητική προσομοίωση του ελεύθερου υδροφόρου ορίζοντα στην περιοχή του Πύργου έγινε με τη χρήση του λογισμικού Flowpath και έδωσε ικανοποιητικά αποτελέσματα όσον αφορά στην προσομοίωση της πιεζομετρικής επιφάνειας αλλά και στην επεξεργασία ενός αξιόπιστου υδρογεωλογικού ισοζυγίου. Σύμφωνα με αυτό, περίπου το 15% του νερού στον υδροφόρο προέρχεται από πλευρικές διηθήσεις του ποταμού Αλφειού, ενώ το υπόλοιπο 85% προέρχεται από την κατείσδυση του νερού των βροχοπτώσεων την χειμερινή περίοδο και των αρδεύσεων τη θερινή περίοδο. Τα αποστραγγιστικά κανάλια παίζουν πολύ σημαντικό ρόλο στην περιοχή, καθώς οδηγούν στα αντλιοστάσια και τελικά στη θάλασσα περίπου το 85% του νερού του υδροφόρου, με το υπόλοιπο 15% να εκφορτίζεται υπόγεια προς τη θάλασσα.
Ακόμη το μοντέλο έδωσε τη δυνατότητα πρόβλεψης της συμπεριφοράς του υδροφόρου σε περίπτωση αλλαγής των υδρολογικών συνθηκών στην περιοχή. Στην περιοχή της Μουριάς, όπου τη θερινή περίοδο η τροφοδοσία του υδροφόρου είναι άμεσα συνδεδεμένη με τις αρδεύσεις, παρατηρήθηκε ότι ένας σταθερός όγκος νερού κατεισδύει στον υδροφόρο ακόμα και με μηδαμινές βροχοπτώσεις. Διερευνήθηκε καταρχήν το υποθετικό σενάριο της υψηλής βροχόπτωσης κατά τη χειμερινή περίοδο και προσδιορίστηκε το υδρογεωλογικό ισοζύγιο. Σύμφωνα με αυτό το 82% των εισροών στον υδροφόρο προέρχεται από την απευθείας κατείσδυση του νερού των βροχοπτώσεων και των αρδεύσεων, ενώ το υπόλοιπο 18% διηθείται πλευρικά από τον Αλφειό ποταμό. Το 13% περίπου εκρέει υπόγεια προς τη θάλασσα, ενώ το 87% οδηγείται προς τη θάλασσα μέσω των αντλιοστασίων.
Ένα ακόμα υποθετικό σενάριο που διερευνήθηκε ήταν η προσομοίωση του ελεύθερου υδροφόρου ορίζοντα πριν την αποξήρανση της λίμνης Μουριάς τη δεκαετία του 1960. Από την εφαρμογή του μοντέλου και την προσομοίωση της λίμνης Μουριάς, αποδεικνύεται ο ρόλος των στραγγιστικών αντλιοστασίων και των αποστραγγιστικών καναλιών στη διαμόρφωση του υδραυλικού χαρακτήρα της περιοχής, καθώς στο παρελθόν και πριν την αποξήρανση της λίμνης Μουριάς, το υδραυλικό φορτίο ήταν υψηλότερο σε ολόκληρη την περιοχή κατά 2m περίπου. Ενδιαφέρον επίσης παρουσιάζει το γεγονός, ότι σύμφωνα με το υδρογεωλογικό ισοζύγιο οι πλευρικές διηθήσεις από τον ποταμό Αλφειό προς τον υδροφόρο ορίζοντα εμφανίζονται μειωμένες κατά 10% περίπου σε σχέση με την σημερινή κατάσταση. Αυτό αποδίδεται στο γεγονός ότι η παρουσία των στραγγιστικών αντλιοστασίων (και ειδικότερα αυτού που απέχει 500m από τον Αλφειό) δημιουργούν αναρρόφηση νερού από τον ποταμό ενισχύοντας έτσι την πλευρική διήθηση. Ακόμη παρατηρήθηκε ότι η κατανομή των πιεζομετρικών καμπύλων παρουσιάζεται περισσότερο ομοιόμορφη σε σχέση με τις σημερινές συνθήκες.
Σε ορισμένες θέσεις στον ελεύθερο υδροφόρο ορίζοντα της περιοχής του Πύργου παρουσιάζονται φαινόμενα ιοντοανταλλαγής, λόγω της διείσδυσης του θαλασσινού νερού προς την ενδοχώρα. Οι θέσεις αυτές εντοπίστηκαν κυρίως σε μία ζώνη παράλληλη της ακτογραμμής, η οποία καταλαμβάνει το ανατολικό τμήμα της αποξηραμένης λίμνης Μουριάς και εκτείνεται έως τον ποταμό Αλφειό. Επίσης παρατηρήθηκε το φαινόμενο της αποδολομιτίωσης και της οξείδωσης του σιδηροπυρίτη, ενώ οι ανθρωπογενείς επιδράσεις αντανακλώνται από τις υψηλές συγκεντρώσεις κυρίως των ενώσεων του αζώτου. Τα φαινόμενα αυτά επιβεβαιώθηκαν και από την παραγοντική ανάλυση, η οποία πραγματοποιήθηκε για τα κύρια στοιχεία και τα ιχνοστοιχεία του ελεύθερου υδροφόρου ορίζοντα.
Στη χημική σύσταση του νερού των αποστραγγιστικών καναλιών οι συγκεντρώσεις των στοιχείων είναι αυξημένες κυρίως στην παράκτια ζώνη, και αυτό μπορεί να οφείλεται τόσο σε επίδραση από το θαλασσινό νερό, όσο και σε ρύπανση από ανθρωπογενείς παράγοντες. Οι μέγιστες τιμές που λαμβάνουν τόσο τα κύρια στοιχεία, όσο και τα ιχνοστοιχεία καθιστούν τα επιφανειακά αυτά νερά ακατάλληλα για κάθε χρήση, καθώς στα κανάλια καταλήγουν συχνά οικιακά και βιομηχανικά απορρίμματα εμπλουτίζοντας το νερό σε βαρέα μέταλλα.
Στα πλαίσια της παρούσας διατριβής η ερευνητική ομάδα του προγράμματος ΠΕΝΕΔ κατασκεύασε σε μία έκταση 5 στρεμμάτων στο ανατολικό άκρο της αποξηραμένης λίμνης Μουριάς μία πειραματική λίμνη. Το βρόχινο νερό που κατέκλυσε την εκσκαφή της νέας λίμνης, ήρθε σε επαφή με τα αργιλικά ιζήματα που κυριαρχούν στην περιοχή και μέσα σε μικρό χρονικό διάστημα το νερό απέκτησε υψηλές συγκεντρώσεις στοιχείων.
Οι υψηλές συγκεντρώσεις σε σίδηρο και μαγγάνιο των δειγμάτων νερού του υπό πίεση υδροφόρου της περιοχής του Πύργου είναι ο κυριότερος λόγος για την ακαταλληλότητά τους. Η επικράτηση αναγωγικών συνθηκών σε μεγάλο τμήμα του υδροφόρου ευνοεί τις υψηλές συγκεντρώσεις των στοιχείων αυτών.
Η υδροχημική έρευνα στα δείγματα νερού του υπό πίεση υδροφόρου ορίζοντα του σχηματισμού του Βουνάργου έδειξε ότι τα νερά αυτά έχουν γρήγορη ανανέωση σε σχέση με τον υπό πίεση υδροφόρο της περιοχής του Πύργου και η τροφοδοσία τους γίνεται από βόρειες και ανατολικές διευθύνσεις. Η παρουσία H2S σε συνδυασμό με τις αυξημένες συγκεντρώσεις NH4+ και βορίου οφείλονται στην πιθανή ανάμιξη του νερού με θερμομεταλλικά νερά, που βρίσκονται βαθύτερα και αναδύονται μέσω ρηγμάτων.
Στην υδρολογική λεκάνη της Σταφυλίας και ειδικότερα κατά μήκος της ρηξιγενούς ζώνης Βουνάργου – Κατακόλου διαπιστώθηκε η ύπαρξη νερών με ιδιαίτερα υδροχημικά χαρακτηριστικά, όπως οι υψηλές συγκεντρώσεις νατρίου, η έκλυση μεθανίου, υδροθείου κ.ά. Οι υψηλές συγκεντρώσεις CO2 σε συνδυασμό με την ύπαρξη ραδονίου στα υπόγεια νερά θεωρείται ότι οφείλονται στην ύπαρξη θερμομεταλλικής υδροφορίας, η οποία εκδηλώνεται σε μία επιμήκη ζώνη παράλληλη στο ρήγμα του Βουνάργου. Οι θερμομεταλλικές εμφανίσεις της περιοχής πιθανά συνδέονται με την κατείσδυση μετεωρικού νερού σε μεγάλα βάθη μέσω μεγάλων τεκτονικών ασυνεχειών. Σε μεγάλα βάθη το νερό έρχεται σε επαφή με εβαπορίτες και εμπλουτίζεται με θειικά ιόντα, τα οποία λόγω του αναγωγικού περιβάλλοντος ανάγονται σε υδρόθειο. Η άνοδος του θερμομεταλλικού νερού προς την επιφάνεια γίνεται μέσω τεκτονικών ασυνεχειών. Στην πορεία του αναμιγνύεται με νερά υδροφόρων οριζόντων, που βρίσκονται σε μικρότερο βάθος με αποτέλεσμα η θερμοκρασία του να μειώνεται, προκαλώντας παράλληλα μεταβολή του υδροχημικού χαρακτήρα των υδροφόρων αυτών.
Η εφαρμογή της μεθόδου DRASTIC στην περιοχή του Πύργου οδήγησε στην δημιουργία ενός μοντέλου τρωτότητας του ελεύθερου υδροφόρου ορίζοντα με βάση τους ρύπους που εισάγονται στην επιφάνεια του εδάφους. Η τροποποίηση της αρχικής μεθοδολογίας ως προς τις τιμές των παραμέτρων, αλλά και της βαρύτητας των συντελεστών, επέφερε ικανοποιητική συσχέτιση μεταξύ της ενδογενούς τρωτότητας και της συγκέντρωσης του ολικού αζώτου.
|
|---|
