ΠΑΡΑΚΤΙΑ ΥΔΡΟΦΟΡΑ ΣΤΡΩΜΑΤΑ


 

Γενικά

 

    Στα υδροφόρα στρώματα που βρίσκονται δίπλα στη θάλασσα το νερό τους έρχεται σε επαφή με το θαλασσινό νερό.

    Είναι γνωστό ότι το θαλασσινό νερό είναι ακατάλληλο για κάθε χρήση από τον άνθρωπο (οικιακή, βιοτεχνική, βιομηχανική, αρδευτική κλπ). Μπορεί να χρησιμοποιηθεί μόνο ως περιβάλλον για ιχθυοκαλλιέργειες.

    Υπάρχουν επομένως τα προφανή ερωτήματα:
• Πώς γίνεται η επαφή γλυκού αλμυρού νερού και αν μπορούμε να γνωρίζουμε τη θέση της.
• Πότε και υπό ποίες συνθήκες γίνεται διείσδυση αλμυρού νερού στο υπέδαφος, δηλ. πότε και πώς γίνεται υφαλμύρωση παράκτιων υδροφόρων στρωμάτων.
• Ποιους δείκτες έχουμε κατά τα φαινόμενα υφαλμύρωσης

    Αυτά και άλλα πολλά αποτελούν ερωτήματα με τα οποία θα ασχοληθούμε στο παρόν κεφάλαιο. Σημειώνουμε εξαρχής ότι το θέμα έχει απασχολήσει πολύ τους Υδρογεωλόγους και είναι ιδιαίτερης σημασίας για την Ελλάδα που έχει συνολικά (στο ηπειρωτικό και στο νησιωτικό τμήμα της) 17.000 km μήκος ακτών.

    Σημειώνουμε ότι τόσο στην Ελλάδα όσο και διεθνώς οι παράκτιες περιοχές έχουν μεγαλύτερη πληθυσμιακή πυκνότητα απ΄ ό,τι οι ενδοχωρικές και επίσης ότι σε αυτές παρατηρείται μεγάλη και έντονη οικονομική δραστηριότητα.

    Τέλος, λόγω γεωλογικής σύστασης τα παράκτια υδροφόρα στρώματα είναι τα πλέον πλούσια και αποδοτικά.


 

Επαφή γλυκού - αλμυρού νερού: έννοιες και ορολογία

 

Σχ. 1: Επαφή γλυκού-αλμυρού νερού και ο νόμος των Ghyben-Herzberg. (1) Ζώνη Μετάβασης, (α): περιεκτικότητα σε ιόντα Cl της ζώνης μετάβασης, (β): χημικό διάγραμμα από τα σημεία (1) και (2) της ζώνης μετάβασης, (γ): μονομετρικό (υδραυλικό) ισότιμό του της επαφής γλυκού-αλμυρού νερού.

 

Στατική ισορροπία της διεπιφάνειας: Νόμος των Ghyben-Herzberg

 

Σχ. 2: Ζώνη Διάφασης (διεπιφάνειας). (α): σε ελεύθερο, και, (β): σε υπό πίεση υδροφόρο στρώμα.


 

Δυναμική ισορροπία της διεπιφάνειας: διάφοροι νόμοι

 

Σχ. 3: (α): Θέσης της επιφάνειας διάφασης κατά Ghyben-Herzberg (1) και κατά Hubbert (2), (β): υπολογισμός της γωνίας κλίσης της διεπιφάνειας κατά Hubbert, 1940. Σχ. 4: (α): Ισοδυναμικές καμπύλες σε παράκτιο υδροφόρο στρώμα, (β): γραμμές ροής στο ίδιο παράκτιο στρώμα (κατά Kohout, 1964), βλ. κείμενο. Σχ. 5: Μοντέλο με γραμμές ροής και ισοδυναμικές καμπύλες (κατά Glover R., 1964), βλ. κείμενο.

 

Μεταβολή - Μετατόπιση της διεπιφάνειας - Όριο παροχής άντλησης

 

Σχ. 6: Ανύψωση της διεπιφάνειας (α): σε υπό πίεση, και , (β): σε ελεύθερο υδροφόρο στρώμα (βλ. κείμενο). Σχ. 7: Θεωρητική (hp) και πραγματική (hr) θέση της στάθμης του υδροφόρου και δείκτης ανισορροπίας (κατά Tulipano, L.-Fidelibus, M., 2002).

 

Η δομή και σύσταση της ζώνης μετάβασης

 

Σχ. 8: Χημική σύσταση της Ζώνης Διάφασης (Μετάβασης). (α): τομή σε παράκτιο υδροφόρο στρώμα στην περιοχή Miami της Φλώριδας στην οποία διακρίνονται οι ισοχλωρικές καμπύλες (κατά Cooper, H. 1959), (β): κατακόρυφη τομή ΖΖ΄στην οποία διακρίνονται οι ζώνες αλμυρότητας. Σχ. 9: Γεωμετρικό σχήμα της ζώνης μετάβασης και υπόγειες ροές (κατά Todd, K., 1980, ανασχεδιασμένο από το συγγραφέα). Σχ. 10: Τομή σε παράκτιο υδροφόρο στρώμα στην οποία διακρίνονται οι υπόγειες ροές όπως και η θέση και το σχήμα της ζώνης διάφασης (μετάβασης).

 

Χημική σύσταση - Ιοντικοί λόγοι - Υφαλμύρωση


 

Παράκτιες και υποθαλάσσιες πηγές

 

Σχ. 11: Παράκτια Α και υποθαλάσσιες Β, Γ πηγές και υποθαλάσσιες εισροές Δ (βλ. κείμενο). Σχ. 12: Διάγραμμα που δείχνει τη διακύμανση της παροχής q και της περιεκτικότητας του νερού της σε ιόντα Cl- της πηγής Αλμυρού Ηρακλείου Κρήτης. Σχ. 13: Υποθαλάσσια πηγή που διακρίνεται στην επιφάνεια της θάλασσας (από διάλεξη του Tulipano, L. το 2003 στο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης).
Σχ. 14: Θερμογραφία παράκτιας περιοχής Χανίων (κατά Παυλάκη, Π., 1989) Σχ. 15: Φωτογραφία από υπάκτιο φράγμα στην υποθαλάσσια πηγή Κιβερίου Αργολίδας.

 

Μέτρα προστασίας κατά της υφαλμύρωσης

 

Σχ. 16: Σχηματική απεικόνιση μιας αντλίας για αξιοποίηση υποθαλάσσιας πηγής (από διάλεξη του Tulipano, L. το 2003 στο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης). Σχ. 17: Δημιουργία φραγμού από υπεράντληση κοντά στην ακτή (από Καλλέργη, Γ., 2001, ανασχεδιασμένο και τροποποιημένο από το συγγραφέα). Σχ. 18: Δημιουργία φραγμού από τεχνητό εμπλουτισμό κοντά στην ακτή (από Καλλέργη, Γ., 2001, ανασχεδιασμένο και τροποποιημένο από το συγγραφέα).
Σχ. 19: Δημιουργία στεγανοποιητικού διαφράγματος κοντά στην ακτή. Σχ. 20: Κρύσταλλοι θειικού ασβέστιου από εφαρμογή στην περιοχή Ν. Περάμου Καβάλας (κατά Ziegenbalg, G.-Dimitriadis, K.-Sarrikostis, E., 2002).

 

Το πρόβλημα της υφαλμύρωσης στον ελληνικό χώρο

 

Σχ. 21: Περιοχές με επικινδυνότητα θαλάσσιας διείσδυσης λόγω υπεράντλησης.

 

Ενδεικτική Βιβλιογραφία

 

BEAR, J.-DAGAN, G. (1964): «Moving interface in coastal aquifers».
- Jour. Hydraulics Div., Amer. Soc. Civil Eng. v. 90, no HY4, p. 193-216.
BEAR, J.-TODD, D. (1960): «The transition zone between fresh and salt water in coastal aquifers».
- Berkeley California Univ. Water Resources Center, Contrib. 29, 156 p.
BEAR, J.-DAGAN, G. (1964): «Some exact solutions of interface problems by means of the hodograph method».
- Jour. Geoph. Res. v. 69, p. 1563-1572.
COOPER, H.H. (1959): «Hypothesis concerning the dynamic balance of fresh water and salt water in coastal aquifer».
- Geoph. Res. v. 64, no 8, 124 p.
COTECCHIA, V. (1977): «Studies and Investigation on apulian groundwaters and intruding seawaters (Salento Peninsula)».
- Quadermi IRSA-CNR, no 20, 462p., Roma.
CUSTODIO, E. (1976): «Relacions agua dulce-agua salada en las regiones costeras».
- Sect. 13 of Hidrologia Subterranea, Omega, Barcelona, p. 1313-1389.
GLOVER, R. (1964): «The patern of fresh-water flow in a coastal aquifer».
- Sea Water in coastal aquifer, Geol. Surv. Supply, paper 1613c, p. c3-c33.
GLOVER, R. (1964): «The patent of fresh water flowing in a coastal aquifer».
- Geol. Sur. Water Supply, paper 1613-c, p. c32-c35.
ΔΙΑΜΑΝΤΗΣ, Ι. (2001): «Παράκτια υδροφόρα στρώματα».
- Σημειώσεις για τους Μεταπτυχιακούς Φοιτητές του Τμήματος Γεωλογίας του Α.Π.Θ., 75 σελ. δακτυλογραφημένες.
DIAMANTIS, J.-PETALAS, C. (1989): «Sea water intrusion into coastal aquifers of Thrace and its impact on the environment».
- Toxic. and Env. Chemistry, v. 20-21, p. 291-305.
HEM, H.D. (1985): «Study and interpretation of the chemical characteristics of natural water».
- U.S. Geological Survey, Water Supply, paper 2254, 263 p.
HENRY, H.R. (1959): «Salt intrusion into fresh-water aquifer».
- Jour. Geophys. Research, v. 64, no 11, p. 1911-1919.
HENRY, H.R. (1960): «Salt intrusion into coastal aquifer».
- Intern. Assoc. Scientific Hydrology, publ. no 52, p. 478-487.
HENRY, H.R. (1964): «Interfaces between salt water and fresh water in coastal aquifers».
- Geological Survey Water Supply, paper 1613-c, p. c35-c70.
HERZBERG, A. (1901): «Die Wasserversorgung einiger Nordweebader».
- Munich, Jour. Gasbeleucht u. Wasserversorg., v. 44, p. 815-819, 842-844.
HILTON, H.-COOPER, J. (1964): «A hypothesis concerning the dynamique balance of fresh water and salt water in a coastal aquifer».
- Sea water in coastal aquifer, Geol. Surv. Water Supply, paper 1613-c, p. c1-c11.
HUBBERT, M.K. (1940): «The theory of groundwater motion».
- Journ. Geol. v. 48, no 8, p. 785-944.
ZIEGENBALG, G.-DIMITRIADIS, K.-SARRIKOSTIS, E. (2002): «Crystechsalin-a european project to manage and reduce saline water intrusion in coastal aquifers».
- Πρακτικά 6ου Υδρογεωλογικού Συνεδρίου, Ξάνθη 8-10/11/02, σελ. 13-21.
ΚΑΛΛΕΡΓΗΣ, Γ. (1980): «Το καρστικό σύστημα και οι παράκτιες υποθαλάσσιες καρστικές πηγές. Προβλήματα μελέτης και εκμετάλλευσης».
- Πρακτικά ΙΙ Σεμιναρίου Υδρολογίας, σελ. 445-482, Αθήνα.
ΚΑΛΛΕΡΓΗΣ, Γ. et al. (1997): «Απαιτούμενος χρόνος για την απορρύπανση υφαλμυρισμένων υδροφόρων. Εφαρμογή σε υδροφόρους από Πελοπόννησο, Κρήτη και Σύρο».
- Πρακτικά 4ου Υδρογεωλογικού Συνεδρίου, Θεσσαλονίκη 14-16/11/97, σελ. 97-103.
KOHOUT, F.A. (1960): «Cyclic flow of salt water in the Biscayne aquifer of south-eastern Florida».
- Jour. Geophys. Research, v. 65, no 7, p. 2133-2141.
KOHOUT, F.A. (1961): «Flow pattern of fresh and salt water in the Biscayne aquifer of the Miami area, Florida».
- Inter. Assoc. Sc. Hydrology publ. no 52, p. 440-448.
KOHOUT, F.A. (1964): «The flow of fresh water and salt water in the Biscayne aquifer, of the Miami area, Florida».
- Sea Water in Coastal aquifer, Geol. Surv. Water Supply , paper 1613-c, p. c12-c32.
ΚΟΥΜΑΝΤΑΚΗΣ, Ι. (1986): «Υποθαλάσσια τροφοδοσία των πλειοκαινικών υδροφορέων του δυτικώτερου τομέα της Χερσονήσου της Χαλκιδικής».
- Ι.Γ.Μ.Ε., Γεωλ. & Γεωφ. Μελ. τ. 6, σελ. 33-42.
ΚΟΥΜΑΝΤΑΚΗΣ, Ι. (1998): «Υφαλμύρινση υπόγειων υδροφόρων σε παραλιακές ζώνες Αττικής-Κορινθίας-Κεφαλονιάς-Ιθάκης-Νάξου-Καβάλας. Προτάσεις για συμβολή στη βελτίωσή τους».
- Ημερίδα του Τ.Ε.Ε. «Υφαλμύρωση Υπόγειων Υδροφορέων», Αθήνα.
ΛΑΜΠΡΑΚΗΣ, Ν. (1994): «Εισαγωγή στην Υδροχημεία».
- Εκδόσεις Πανεπιστημίου Πατρών, 158 σελ.
LAMBRAKIS, N.-KALLERGIS, G. (2001): «Reaction of subsurface coastal aquifers to climate and land use changes in Greece: Modeling of groundwater refreshening patterns under natural recharge conditions».
- Journal of Hydrology, v. 245, p. 19-31.
LUSCZYNSKI, N.J. (1961): «Head and flow of groundwater of variable density».
- Jour. Geoph. Research, v. 66, no 12, p. 4247-4256.
ΜΑΡΙΝΟΣ, Γ.-ΟΙΚΟΝΟΜΟΠΟΥΛΟΣ, Ι.-ΝΙΚΟΛΑΟΥ, Ν. (1978): «Προβλήματα εισροής υδάτων εις ελληνικά μεταλλεία με έμφασιν εις τας περιπτώσεις εισροής θαλασσίου ύδατος μέσω καρστικών ασβεστολίθων ή στεγανών διαπλάσεων».
- Ann. Geol. Pays Hell. v. 29, p. 195-208.
ΜΠΕΖΕΣ, Κ. (1983): «Επίδραση των μεταβολών της στάθμης της θάλασσας πάνω στη παροχή της καρστικής πηγής Αλμυρού Αγ. Νικολάου-Κρήτης».
- Πρακτικά 1ου Συνεδρίου της Ε.Υ.Ε., Θεσσαλονίκη, 1983, τόμος 1, τεύχος 1, σελ. ΙΙ 75-ΙΙ 84
McCOLLUM, M.J.-COUNTS, H.B. (1964): «Relation of salt-water encroachment to the major aquifer zones Savannah area, Georgia and South Carolina».
- Geological Survey, Water Supply, paper 1613-D, p. D1-D27+4 plan.
ΜΟΝΟΠΩΛΗΣ, Δ. et al. (1995): «Μελέτη των υδρολογικών παραμέτρων της Πηγής Αλμυρού Ηρακλείου (Κρήτη) σε συνθήκες φυσικής ροής».
- Πρακτικά 3ου Υδρογεωλογικού Συνεδρίου, σελ. 105-123.
ΜΟΝΟΠΩΛΗΣ, Δ. et al. (1995): «Μελέτη των υδρολογικών παραμέτρων της Πηγής Αλμυρού Ηρακλείου (Κρήτη) υπό συνθήκες τεχνητών παρεμβάσεων».
- Πρακτικά 3ου Υδρογεωλογικού Συνεδρίου, σελ. 132-149.
ΜΟΝΟΠΩΛΗΣ, Δ. et al. (1998): «Πρόβλεψη περιόδων εμφάνισης γλυκού νερού στην πηγή Αλμυρού Ηρακλείου Κρήτης».
- Γεωτεχνικά Επιστημονικά Θέματα, τ. 9, nο 2, σελ. 36-45.
ΜΟΝΟΠΩΛΗΣ, Δ.-ΚΛΕΙΔΟΠΟΥΛΟΥ, Μ. (2002): «Πρόταση εκμετάλλευσης υδροφορέα πηγών Αλμυρού Ηρακλείου (Κρήτη) μέσω υδρομαστευτικής στοάς».
- Ορυκτός Πλούτος, no 122, p. 27-36.
MORELL, I.-PULIDO, A. (1986): «Study of the freshwater-saltwater interface in the coastal aquifer of Oropesa-Torreblanca, Castellon, Spain».
- Pr. of 9th Salt Water Intrusion Meeting, 12-16/5, Delft, p. 61-72.
ΠΑΠΑΚΗΣ, Ν. (1966): «Υδρογεωλογική μελέτη πηγών Αγίου Γεωργίου Κιβερίου, Αργολίδας».
- Ι.Γ.Ε.Υ. Γεωλ. και Γεωφυσ. Μελ., τ. XI, no 1, σελ. 190-240.
ΠΑΥΛΑΚΗΣ, Π. (1989): «Συμβολή στην Υδρογεωλογική διερεύνηση του ασβεστολιθικού υδροφόρου συστήματος των πηγών Αγυιάς, Δυτ. Κρήτη».
- Διατριβή, Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών Α.Π.Θ., 130 σελ.
ΠΕΤΑΛΑΣ, Χ.-ΑΝΑΓΝΩΣΤΟΠΟΥΛΟΣ, Κ.-ΔΙΑΜΑΝΤΗΣ, Ι. (1999): «Χρήση βηματικής διακριτικής ανάλυσης στη αναγνώριση των πηγών υφαλμύρινσης-Εφαρμογή σε παράκτιους υδροφορείς της Θράκης».
- Πρακτικά 5ου Υδρογεωλογικού Συνεδρίου, Νοέμβριος 99, Λευκωσία, σελ. 168-183.
ΠΕΤΑΛΑΣ, Χ.-ΠΛΙΑΚΑΣ, Φ.-ΚΑΛΛΙΩΡΑΣ, Α.-ΔΙΑΜΑΝΤΗΣ, Ι. (2002): «Τεχνικά, διαχειριστικά και οικονομοτεχνικά στοιχεία συγχρόνων τάσεων αντιμετώπισης της διείσδυσης αλμυρού νερού σε παράκτιες περιοχές στο διεθνή χώρο».
- Πρακτικά 6ου Υδρογεωλογικού Συνεδρίου, Ξάνθη, 8-10/11/02, σελ. 23-34.
REVELLE, R. (1941): «Criteria for recognition of seawater in groundwater».
- Transactions of Amer. Geophys. Union, v. 22, p. 593-597.
ΣΑΜΠΑΤΑΚΑΚΗΣ, Π.-ΖΟΡΑΠΑΣ, Β. (2001): «Φαινόμενο υφαλμύρινσης-Επιπτώσεις στο περιβάλλον. Δυνατότητες αποτροπής τους».
- Πρακτικά Ημερίδας «Υδρογεωλογία και Περιβάλλον», Αθήνα, Σεπτέμβριος 2001, σελ. 141-151.
SCHMORAK, S.-MERCADO, A. (1969): «Upconing of fresh water-sea water interface below pumping wells, field study».
- Water Resource Research, v. 5, p. 1290-1331.
SOULIOS, G. (1986): «Systeme karstique aquifere d’ Almyros, Iraklio, Crete (Grece): un cas interessant de fonctionnement de systeme littoral».
- Bul. du Centre d’ Hydrogeologie, Univ. de Neuchatel, no 7, p. 171-191.
TODD, D.K. (1953): «Sea water intrusion in coastal aquifers».
- Amer. Geophys. Union trans., v. 34, no 5, p. 749-754.
TULIPANO, L.-FIDELIBUS, M. (1988): «Temperature of groundwaters in coastal aquifers: some aspects concerning saltwater intrusion».
- Pr. 10th Salt Water Intrusion Meeting Gent (Belgium), Natuurwetenschappelijk Tijschrift, v. 70, p. 308-316.
TULIPANO, L.-FIDELIBUS, M. (2002): «Mechanisms of groundwater salinisation in a coastal karstic aquifer subject to over-exploitation».
- Proc. 17th SWIM, Delft (The Netherlands), in press.
FETTER, C.W. (1972): «Position of the saline water interface beneath Oceanic Islands».
- Water Resources Research, v. 8, p. 1307-1315.
VOUDOURIS, K.-MANDILARAS, D.-ANTONAKOS, A. (2004): «Methods to define the surface distribution of the salt intrusion zone».
- Proc. 18th Salt Water Intrusion Meeting Cartagena Spain (20 pages, in press).


Προηγούμενο

Κεφάλαια

Επόμενο

1 2 3 4 _ 6 7 8 9

Τεχνική Επιμέλεια & Επεξεργασία: Σωτήρης Π. Σμπόρας

Αρχική Σελίδα Περιεχόμενα