ΤΕΧΝΗΤΟΣ ΕΜΠΛΟΥΤΙΣΜΟΣ


 

Γενικά - Ιστορικό

  1. Το νερό της επιφανειακής απορροής μπορεί να αξιοποιηθεί με τους εξής τρόπους:

    Στην πρώτη περίπτωση η λύση είναι κατά κανόνα συμφέρουσα, όμως μπορεί να αξιοποιηθεί μόνο μικρό ποσοστό του επιφανειακού νερού. Εξάλλου η ζήτηση νερού είναι μέγιστη όταν η παροχή του υδρογραφικού δικτύου είναι ελάχιστη ή μηδενική. Άρα σε χώρες όπως η Ελλάδα δεν αποτελεί λύση σήμερα που απαιτείται αξιοποίηση όλου του υδατικού δυναμικού, ή πάντως μεγάλου τμήματός του.

        Στη δεύτερη περίπτωση έχουμε στην Ελλάδα, στις άλλες παραμεσογειακές χώρες και σε όλο τον υπόλοιπο κόσμο κατασκευή φραγμάτων και χρησιμοποίηση του νερού από τις τεχνητές λίμνες τους. Ανάλογα με τα χαρακτηριστικά της θέσης κατασκευής του φράγματος η λύση μπορεί να είναι περισσότερο ή λιγότερο συμφέρουσα ή και ενίοτε αρκετά έως παντελώς ασύμφορη, αλλά αναγκαία για κοινωνικούς λόγους, όταν δεν υπάρχει άλλη λύση.

        Στην τρίτη τέλος περίπτωση υπάρχει λύση που κατά τις τελευταίες δεκαετίες αναπτύχθηκε σιγά-σιγά γιατί έχει πολλά πλεονεκτήματα. Βέβαια η λύση αυτή ενδείκνυται όταν είναι πρόσφορες οι γεωλογικές και υδρογεωλογικές συνθήκες και εντέλει συμφέρουσες οι οικονομικές παράμετροι στο πλαίσιο συνολικής διαχείρισης των υδατικών πόρων μιας περιοχής ή λεκάνης. Σε ορισμένες περιοχές η λύση αυτή είναι είτε η μόνη εφικτή, είτε αναγκαία και γι' αυτό πρέπει να εφαρμόζεται ανεξάρτητα από οικονομικές παραμέτρους και αποδόσεις.

  1. Τι θα μπορούσαμε να θεωρήσουμε ως τεχνητό εμπλουτισμό υδροφόρων στρωμάτων; Ποιος είναι ο ορισμός του;

        Σε μια λεκάνη η περιοχή, υπό φυσικές συνθήκες, χωρίς παρέμβαση του ανθρώπου, το νερό των κατακρημνισμάτων που φθάνει στα υδροφόρα στρώματα και τα τροφοδοτεί, είτε άμεσα με την κατείσδυση, είτε έμμεσα με τη διήθηση από τις κοίτες του υδρογραφικού δικτύου, είναι ο φυσικός εμπλουτισμός. Το ύψος του είναι ορισμένο κάθε υδρολογικό έτος και εξαρτάται από τη γεωλογική σύσταση, από το βροχομετρικό ύψος και το βροχομετρικό σύστημα (ετήσια κατανομή της βροχής). Ο άνθρωπος έχει τη δυνατότητα να αυξήσει την ποσότητα αυτή του νερού, να προκαλέσει δηλαδή «τεχνητό εμπλουτισμό». Επομένως ως τεχνητό εμπλουτισμό των υδροφόρων στρωμάτων θα μπορούσαμε να χαρακτηρίσουμε την αύξηση των ποσοτήτων μετεωρικού νερού που εισέρχεται στα υδροφόρα στρώματα με χρήση διαδικασιών, τεχνικών, εγκαταστάσεων-διατάξεων από τον άνθρωπο. Στην πιο ευρεία έννοια θα λέγαμε ότι τεχνητός εμπλουτισμός είναι η εισαγωγή πρόσθετων ποσοτήτων νερού στο(-α) υδροφόρο(-α) στρώμα(-τα). Το πρόσθετο αυτό νερό μπορεί να προέρχεται από επιφανειακό νερό ή από νερό από παρακείμενο(-α) υδροφόρο(-α) στρώμα(-τα).

  1. Σκοπός του τεχνητού εμπλουτισμού είναι ένας από τους πιο κάτω ή συνδυασμός περισσότερων του ενός από αυτούς.

  1. Προϋποθέσεις εφαρμογής του τεχνητού εμπλουτισμού είναι οι εξής:

  1. Πλεονεκτήματα και Μειονεκτήματα του Τεχνητού Εμπλουτισμού. Στα πλεονεκτήματα θα μπορούσαμε να αναφέρουμε:

    Στα μειονεκτήματα θα μπορούσαμε να αναφέρουμε:

  1.     Ιστορικό εφαρμογής τεχνητού εμπλουτισμού. Η εφαρμογή τεχνητού εμπλουτισμού ιστορικά έχει αρχίσει κατά τη Ρωμαϊκή εποχή στην Τυνησία, όπου έχουν βρεθεί σαφή ίχνη. Και σε άλλες παραμεσογειακές περιοχές έχουν επίσης βρεθεί παρόμοια ίχνη της ίδιας εποχής.

        Σημαντικό έργο τεχνητού εμπλουτισμού έχουμε στα τέλη του 18ου - αρχές του 19ου αιώνα για την ύδρευση της Γαλλικής πόλης Toulouse, το οποίο βέβαια βελτιώθηκε αργότερα. Επίσης την ίδια εποχή έχουμε αντίστοιχο έργο για την ύδρευση της Γλασκώβης.

        Από το τέλος του 19ου αιώνα έχουμε κάποια έργα τα οποία βελτιώνονται στις αρχές του 20ου αιώνα. Όμως εκτενώς αναπτύσσεται ο τεχνητός εμπλουτισμός από τη δεκαετία του 1950, σχεδόν σε όλο τον κόσμο, όταν λόγω υπερεκμετάλλευσης άρχισε να υποχωρεί η στάθμη υδροφόρων στρωμάτων. Έτσι:

        Αναφέραμε τα πιο πάνω ενδεικτικά. Σήμερα σε όλες σχεδόν τις χώρες της Ευρώπης (Γαλλία, Τσεχία, Ρωσία, Βέλγιο, Σουηδία, Αγγλία, Ιταλία κλπ) υπάρχουν σημαντικά έργα τεχνητού εμπλουτισμού. Επίσης και σε όλο τον υπόλοιπο κόσμο (Ιαπωνία, Μέση Ανατολή, Αυστραλία, Μεξικό κλπ) υπάρχουν σήμερα έργα τεχνητού εμπλουτισμού με τεράστιες ποσότητες εμπλουτιζόμενου νερού. Σημειώνουμε ενδεικτικά ότι η Γαλλική πόλη Grenoble στις δυτικές Άλπεις, υδρεύεται σχεδόν αποκλειστικά από έργο τεχνητού εμπλουτισμού που κατασκευάστηκε το 1965.

        Για τον τεχνητό εμπλουτισμό στην Ελλάδα θα αναφερθούμε σε ειδικό κεφάλαιο πιο κάτω.


 

Κατηγορίες και είδη τεχνητού εμπλουτισμού


 

Μέθοδοι εφαρμογής τεχνητού εμπλουτισμού από επιφάνειες

 

Σχ. 1: Τεχνητός εμπλουτισμός με πλημμυρισμό επιφανειών (α): κάτοψη, (β): τομή ΤΤ΄ κατά την έναρξη του εμπλουτισμού (χρόνος t0), (γ): Τομή ΤΤ για διαφορετικούς χρόνους t1 και t2 (t2>t1) από την έναρξη του εμπλουτισμού. Στο (A) και στην τομή xx΄ έχουμε λεκάνες καθίζησης (βλ. κείμενο). Σχ. 2: (α): Νομόγραμμα που δείχνει την ταχύτητα διήθησης V κατά την εμπλουτισμό σε σχέση με την περατότητα k (κατά Bize, J. -Bourguet, L.-Lemoine, J. 1972) και (β): τη μείωση της ταχύτητας εμπλουτισμού (διήθησης) με το χρόνο t (κατά Καλλέργη, Γ. 2001) Σχ. 3: Τεχνητός εμπλουτισμός με κατάκλυση λεκανών. (α): κάτοψη, (β): τομή κάτω από μία λεκάνη πλάτους x (από Καλλέργη 2001 κατά Todd 1980)
Σχ. 4: Eνδεικτική κοίτη χειμάρρου από την οποία μπορεί να γίνει τεχνητός εμπλουτισμός Σχ. 5: Διευθετήσεις στις κοίτες χειμάρρων για τεχνητό εμπλουτισμό. (α): μικρά φράγματα κατά μήκος, (β): αυλάκια (κατά Todd 1980) Σχ. 6: Καρστικές επιφάνειες από τις οποίες μπορεί να γίνει εμπλουτισμός

 

Μέθοδοι εφαρμογής τεχνητού εμπλουτισμού από τάφρους

 

Σχ. 7: Δίκτυο τάφρων (αποστραγγιστικών) στην περιοχή Σοφιάδας (όρια Φθιώτιδας-Καρδίτσας) που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τεχνητό εμπλουτισμό. Σχ. 8: Η εξέλιξη του εμπλουτισμού από μία τάφρο. Βλ. κείμενο (κατά τους Bize, J. - Bourguet, L.-Lemoine, J. 1972 με επανασχεδίαση από το συγγραφέα) Σχ. 9: (α) η εξέλιξη του υβώματος τεχνητού εμπλουτισμού κάτω από μία τάφρο (βλ. κείμενο), (β) η θεωρητική και η πειραματική καμπύλη ανόδου του υβώματος (κατά Bize J.-Bourquet L.-Lemoine J., 1972, με επανασχεδιασμό και τροποποιήσεις από το συγγραφέα).

 

Μέθοδοι εφαρμογής δυναμικού εμπλουτισμού

 

Σχ. 10: Τεχνητός εμπλουτισμός από γεώτρηση (α): ελεύθερο υδροφόρο στρώμα, (β): υπό πίεση υδροφόρο στρώμα (βλ. κείμενο) (κατά Todd C., 1980, από τον Καλλέργη Γ., 2001, με επανασχεδίαση από το συγγραφέα) Σχ. 11: Τεχνητός εμπλουτισμός από γεώτρηση. (1): καμπύλη στάθμης, (2) καμπύλη ειδικής παροχής με το χρόνο (κατά Βαφειάδη Π.-Πανώρα Α., 1996, με επανασχεδιασμό από τους συγγραφείς) Σχ. 12: Πηγάδι για τεχνητό εμπλουτισμό.

 

Τρόποι επαγωγικού εμπλουτισμού

 

Σχ. 13: Επαγωγικός εμπλουτισμός λόγω άντλησης πλησίον τάφρου. (α): φυσικές ροές, (β): ροές κατά την άντληση (από Καλλέργη Γ., 2001, με επανασχεδιασμό από το συγγραφέα)

 

Οικονομικά στοιχεία στον τεχνητό εμπλουτισμό

 

Σχ. 14: Σχέση όγκου εμπλουτισμού και κόστους επενδύσεων (1): κόστος με προεπεξεργασία νερού, (2): κόστος χωρίς προεπεξεργασία νερού (κατά Bize J.-Bourquet L.-Lemoine J., 1972, ανασχεδιασμένο-τροποποιημένο από το συγγραφέα)

 

Τεχνητός εμπλουτισμός στην Ελλάδα

 

Σχ. 15: Θέσεις στην Ελλάδα στις οποίες έγινε τεχνητός εμπλουτισμός. (βλ. κείμενο) Σχ. 16: Διακύμανση της στάθμης υδροφόρων σε γεωτρήσεις παρατήρησης κατά τον τεχνητό εμπλουτισμό. (α): η περιοχή Βαφέΐκων Ξάνθης, (β): περιοχή Κόσυνθου (κατά Διαμαντή I.-Πλιάκα Φ.-Πεταλά Χ., 1999, και κατά Πλιάκα Φ.-Διαμαντή Ι.-Πεταλά Χ. 1999, ανασχεδιασμένο από το συγγραφέα). Σχ. 17: Διακύμανση της στάθμης υδροφόρου σε γεώτρησης παρατήρησης κατά τη διάρκεια εμπλουτισμού στην περιοχή Πέλλας (βλ. κείμενο), (κατά Βαφειάδη Π.-Πανώρα Α., 1996, ανασχεδιασμένο από το συγγραφέα).
Σχ. 18: Πείραμα τεχνητού εμπλουτισμού από πηγάδι στην περιοχή Κορινθίας. (α): χάρτης καμπυλών ίσης ανύψωσης της στάθμης, (β): τομή xx΄, (γ) καμπύλη στάθμης-χρόνου στο πιεζόμετρο ΒΕ103, (κατά Κουμαντάκη Ι. κ.ά., ανασχεδιασμένο (α), (γ) και συμπληρωμένο (β) από το συγγραφέα) Σχ. 19: Πείραμα τεχνητού εμπλουτισμού στη βιομηχανική περιοχή Πατρών. (α): χάρτης καμπυλών ίσης ανύψωσης της στάθμης, (β): τομή xx΄, (γ) διάγραμμα στάθμης-χρόνου (κατά Βουδούρη Κ. κ.ά., 2002, ανασχεδιασμένο και συμπληρωμένο (β) από το συγγραφέα) Σχ. 20: Τεχνητός εμπλουτισμός στο Αργολικό πεδίο. Απορροφητική ικανότητα σε φρέαρ με χρήση καθαρού νερού (α) και με χρήση νερού επιφανειακής ροής (β) (κατά Θάνο Μ., 1994, ανασχεδιασμένο από το συγγραφέα).

 

Ενδεικτική Βιβλιογραφία

 

ARCHAMBAULT, J.-MARGAT, J. (1967): «L’ alimentation artificielle des nappes en France».
- Symp. Haifa, A.I.H.S., publ. no 72.
ΒΑΦΕΙΑΔΗΣ, Π. (1995): «Τεχνητός εμπλουτισμός των υδροφόρων στρωμάτων».
- Εκδόσεις Γιαχούδη-Γιαπούλη, Θεσσαλονίκη, 138 σελίδες.
ΒΑΦΕΙΑΔΗΣ, Π.-ΠΑΝΩΡΑΣ, Α. (1996): «Μελέτη τεχνητού εμπλουτισμού των υδροφόρων στρωμάτων της περιοχής Ριζού-Πετραίας-Αρσενίου, Ν. Πέλλας».
- Εκδόσεις ΕΘ.Ι.ΑΓ.Ε., Ινστιτούτο Εγγείων Βελτιώσεων Σίνδου Θεσσαλονίκης, 92 σελίδες.
BENKHE, J.J. (1969): «Clogging in surface spreading operations for artificial groundwater recharge».
- Wat. Ressor. Res. V.5, no 4.
BIZE, J.-BOURGUET, L.-LEMOINE, J. (1972): «L’ alimentation artificiell des nappes souterraines».
- Εκδόσεις Masson et Cie, 200 σελίδες, Paris.
BONIFACE, S. (1959): «Some experiments in artificial recharge in the lower Lee valley».
- Proc. of the Inst. of Civ. Eng., Dec. 59, vol. 14, paper no 6394.
ΒΟΥΔΟΥΡΗΣ, Κ. κ.ά. (2002): «Αποτελέσματα του πιλοτικού προγράμματος τεχνητού εμπλουτισμού του υπό πίεση υδροφορέα της βιομηχανικής περιοχής Πατρών, μέσω βαθειών γεωτρήσεων».
- Πρακτικά 6ου Υδρογεωλογικού Συνεδρίου, Ξάνθη, σελ. 47-58.
BOUWER, H. (1995): «Artificial recharge. Issues and future».
- Pr. of the 2nd Inter. Symp. on Artificial Recharge of Groundwater. Published by ASCE, New York, p. 2-10.
BOUWER, H. (1996): «Issues in artificial recharge».
- Wat. Sci. Tech. vol. 33, no 10-11, p. 381-390.
BUCHN, S. (1964): «The problem of ground-water recharge. Artificial recharge as a source of water».
- Inst. of Water Engineering Journal, v. 18, no 3, p. 239-246.
ΓΛΕΖΟΣ, Μ. (1994): «Εμπλουτισμός των υδροφόρων από χαμηλά φράγματα ανάσχεσης της χειμαρρικής ροής στα ορεινά-Περίπτωση Απέραθου Νάξου».
- Πρακτικά 2ου Υδρογεωλογικού Συνεδρίου, Πάτρα, 24-28/11/93, σελ. 99-106.
ΔΙΑΜΑΝΤΗΣ, Ι. (2003): «Τεχνητός εμπλουτισμός».
- Δακτυλογραφημένες Σημειώσεις για τους Μεταπτυχιακούς Φοιτητές, 84 σελίδες, Ξάνθη.
ΔΙΑΜΑΝΤΗΣ, Ι.-ΠΛΙΑΚΑΣ, Φ.-ΠΕΤΑΛΑΣ, Χ. (1999): «Εφαρμογή τεχνητού εμπλουτισμού υδροφορέα της περιοχής Βαφέικων του Νομού Ξάνθης».
- Πρακτικά 5ου Υδρογεωλογικού Συνεδρίου, Νοέμβριος 99, Λευκωσία, σελ. 81-96.
DILLON, P.J. (2002): «Management of aquifer recharge for sustainability».
- Proc. of 4th Intern. Symp. on artificial recharge on groundwater, Adelaide 22-26/9/02, 567 p., εκδόσεις Balkema (περιέχει 100 ανακοινώσεις για τον τεχνητό εμπλουτισμό).
FLEET, M.-ΒΟΥΔΟΥΡΗΣ, Κ. (1995): «Πείραμα τεχνητού εμπλουτισμού μέσω γεώτρησης στα πλειο-πλειστοκαινικά ιζήματα της Βιομηχανικής Ζώνης Πατρών».
- Πρακτικά 6ου Συνεδρίου της Ελλ. Υδροτ. Ένωσης, σελ. 74-83.
HEALY, R.-COOK, P. (2002): «Using groundwater levels to estimate recharge».
- Hydrogeology Journal, vol. 10, no 1, pp. 91-109.
ΘΑΝΟΣ, Μ. (1994): «Παρατηρήσεις συμπεράσματα από πείραμα τεχνητού εμπλουτισμού υδροφόρων στο Αργολικό πεδίο».
- Πρακτικά 2ου Συνεδρίου της Ελληνικής Υδρογεωλογίας, τόμος Α, σελ. 119-134.
KELLY, T.E. (1967): «Artificial recharge at Valley City».
- Ground Water, v. 5, no 2, p. 20-25.
ΚΟΥΜΑΝΤΑΚΗΣ, Ι.-ΠΑΝΑΓΟΠΟΥΛΟΣ, Α.-ΣΤΑΥΡΟΠΟΥΛΟΣ, Ξ.-ΒΟΥΔΟΥΡΗΣ, Κ. (1999): «Εφαρμογή τεχνητού εμπλουτισμού στο παράκτιο υδροφόρο σύστημα του βορείου τμήματος του Νομού Κορινθίας».
- Πρακτικά 5ου Υδρογεωλογικού Συνεδρίου, Νοέμβριος 99, Λευκωσία, σελ. 65-80.
MANDOUL, H. (1898): «Contribution a l’ etude des filtres naturels. Application a l’ alimentation en eau de Toulouse».
-
ΜΑΡΙΟΛΑΚΟΣ, Η. et al. (2001): «Τεχνητός εμπλουτισμός υπόγειου καρστικού υδροφορέα του Φυλληϊου όρους στην περιοχή των Φαρσάλων (Θεσσαλία)».
- Πρακτικά 9ου Διεθνούς Συνεδρίου της Ε.Γ.Ε., Σεπτεμ. 2001, δημοσιεύθηκε στο Δελτίο της Ε.Γ.Ε., τόμος XXXIV15, σελ. 1843-1850.
MUCKEL, D.C. (1958): «Artificial recharge in relation to groundwater storage».
- An. Conf. on Water for Texas. Col. Station, Texas, Water Research and Information Center, p. 85-94.
PHIEN, N.-GIAO, P.H.-NUTALAYA, P. (1998): «Field experiment of artificial recharge through a well with reference to land subsidence control».
- Engin. Geol. 50, p. 187-201.
ΠΛΙΑΚΑΣ, Φ.-ΔΙΑΜΑΝΤΗΣ, Ι. (1998): «Ο τεχνητός εμπλουτισμός των υπόγειων νερών και εφαρμογές του στην Ελλάδα και το διεθνή χώρο».
- Τεχνικά Χρονικά, εκδόσεις Τ.Ε.Ε., σειρά 1, τ. 18, σελ. 65-74.
ΠΛΙΑΚΑΣ, Φ.-ΔΙΑΜΑΝΤΗΣ, Ι.-ΠΕΤΑΛΑΣ, Χ. (1999): «Αποτελέσματα από την εφαρμογή τεχνητού εμπλουτισμού υπόγειου υδροφορέα της περιοχής Πολύσιτου του Νομού Ξάνθης με τη μέθοδο επανεργοποίησης παλιών αδρανοποιημένων κοιτών».
- Πρακτικά 5ου Υδρογεωλογικού Συνεδρίου, Νοέμβριος 99, Λευκωσία, σελ. 97-113.
ΠΛΙΑΚΑΣ, Φ.-ΠΕΤΑΛΑΣ, Χ.-ΔΙΑΜΑΝΤΗΣ, Ι. (1999): «Εφαρμογή του προγράμματος Modflow για την προσομοίωση τεχνητά εμπλουτιζόμενου υπόγειου υδροφορέα στην περιοχή Πολύσιτου του Νομού Ξάνθης».
- Πρακτικά 5ου Υδρογεωλογικού Συνεδρίου, Νοέμβριος 99, Λευκωσία, σελ. 133-150.
PYNE, R.D.G. (1995): «Ground Water Recharge and Wells: A guide of aquifer storage».
- Recovery Lewis Publishers, Boca Baton, 375 p.
ΠΟΥΛΟΒΑΣΙΛΗΣ, Α.-ΓΙΑΝΝΟΥΛΟΠΟΥΛΟΣ, Π.-ΖΥΜΗΣ, Α. (2002): «Η εφαρμογή του τεχνητού εμπλουτισμού στο Αργολικό πεδίο. Πρόσφατα αποτελέσματα και προοπτικές».
- Πρακτικά 6ου Συνεδρίου της Ελλην. Επιτ. Υδρογεωλ., σελ. 59-70.
ΠΟΥΛΟΒΑΣΙΛΗΣ, Α.-ΠΑΓΩΝΗΣ, Κ. (1981): «Τεχνητός εμπλουτισμός των υπόγειων υδροφόρων σχηματισμών».
- Δελτίο της Ε.Ε.Α.Α., no 3, p. 411-446.
SCOTT, V.H.-ARON, G. (1967): «Aquifer recharge efficiency of wells and trenches».
- Ground Water, v. 5, no 3, p. 6-14.
ΣΤΟΥΡΝΑΡΑΣ, Γ. (1995): «Τεχνητός εμπλουτισμός υδροφόρων οριζόντων».
- Σημειώσεις, Τομέας Δυναμικής-Τεκτονικής-Εφαρμοσμένης Γεωλογίας Παν. Αθηνών, 13 σελίδες.
TAKASHI ASANO (1985): «Artificial recharge of groundwater».
- Butterworth Publishers, 767 p., Boston.
VAUX, H.J. (1985): «Economic aspects of groundwater recharge».
- Artificial Recharge of Groundwater, edited by Assano T., Butterworth Publishers, chapter 5, p. 703-718.
WHETSTONE, G.A. (1956): «Artificial recharge through tunnels».
- American Water Works Ass. Journal, v. 48, no 11, p. 1444-1456.


Προηγούμενο

Κεφάλαια

Επόμενο

1 2 3 4 5 6 _ 8 9

Τεχνική Επιμέλεια & Επεξεργασία: Σωτήρης Π. Σμπόρας

Αρχική Σελίδα Περιεχόμενα