Διαχείριση υπόγειων υδατικών πόρων σε υδροφόρους που υπόκεινται σε καθεστώς θαλάσσιας διείσδυσης: η περίπτωση του δυτικού παράκτιου τμήματος του νομού Ροδόπης

Abstract

Seawater intrusion phenomenon is one of most important environmental problems of coastal areas, especially at those where there is a significant amount of anthropogenic activities related to the exploitation of the groundwater resources. In such cases, the groundwater salinisation takes serious economic as well as social dimensions, apart from the direct environmental ones. The majority of the costal aquifers in Greece, appear to be quantitatively degraded due to the overpumping conditions in which they are subjected, practice which results in qualitative degradation due to the intrusion of seawater. The present doctoral dissertation investigates the phenomenon of seawater intrusion, as it evolves and develops, at the western coastal plain area of the Prefecture of Rhodope, under the prism of an integrated groundwater resources management of the examined aquifer system. The area of investigation extends between Lake Vistonida inlet and Lake Ismarida (from west to east) as well as between Aspropotamos River and the coastline (from north to south). The period of investigation, including the bibliographic research, the main investigation period with the relevant field works and finally the authoring of the dissertation in question, is limited between 2002 and 2006. Firstly it presents a bibliographic approach, regarding the phenomenon of seawater intrusion -the hydraulics of the coastal aquifers and the formation of the salt and fresh water interface- as well as the general managerial principles which are associated with the groundwater resources of coastal aquifers. It also includes an assessment of different case studies of coastal aquifers which are subjected to seawater conditions in Greece and aboard, as published in international scientific journals and conference proceedings. The area of investigation extends up to 165.1 km2, which is almost exclusively used for agricultural activities, apart from a small part which refers to built-up areas. The morphological relief of the study area is mainly semi-hilly to hilly, containing a significant hydrographic network which contributes to the recharge conditions of the study aquifer system. Regarding the hydrogeological characteristics of the study area, the upper geological layer (providing the confined conditions to the aquifer system), which overlies the main aquifer is composed of mudstones, sandstones and clays, while the aquifer layer is mainly composed of alluvial deposits, sands, gravels and conglomerates. The bottom of the aquifer system is composed of a grey-green clay layer, which extends up to the whole area of investigation. The investigation of the present doctoral dissertation was carried out under a both quantitative as well

Το φαινόμενο της θαλάσσιας διείσδυσης αποτελεί ένα από τα σημαντικότερα περιβαλλοντικά προβλήματα των παράκτιων περιοχών, ειδικότερα εκεί όπου καταγράφεται ένας σημαντικός αριθμός ανθρώπινων δραστηριοτήτων που σχετίζονται με την εκμετάλλευση του υπόγειου υδατικού δυναμικού των παράκτιων υδροφόρων. Σε αυτές τις περιπτώσεις, η υφαλμύριση των υπόγειων νερών λαμβάνει εκτός από περιβαλλοντικές, και οικονομικές καθώς και κοινωνικές διαστάσεις. Η πλειοψηφία των παράκτιων υδροφόρων στην ελληνική επικράτεια εμφανίζουν ποσοτική υποβάθμιση, εξαιτίας της υπαράντλησης των περιεχόμενων υπόγειων υδατικών πόρων τους, πρακτική η οποία επιφέρει και ποιοτική υποβάθμιση λόγω της διείσδυσης της θάλασσας και της επερχόμενης υφαλμύρισης. Η παρούσα διδακτορική διατριβή εξετάζει το φαινόμενο της θαλάσσιας διείσδυσης, όπως αυτό εμφανίζεται και εξελίσσεται στο δυτικό πεδινό και παράκτιο τμήμα του Νομού Ροδόπης, υπό το πρίσμα μιας ολοκληρωμένης διαχείρισης των υπόγειων υδατικών πόρων του υπόγειου υδροφόρου συστήματος. Η περιοχή έρευνας οριοθετείται γεωγραφικά από τον όρμο της λίμνης Βιστωνίδας έως τη λίμνη Ισμαρίδα (από δυτικά προς ανατολικά) καθώς και από τον Ασπροπόταμο έως την ακτογραμμή (από βόρεια προς νότια). Η χρονική περίοδος εκπόνησης της παρούσας διατριβής, συμπεριλαμβανομένης της βιβλιογραφικής αναζήτησης, των εργασιών υπαίθρου και της συγγραφής, αφορά στο διάστημα μεταξύ 2002 έως 2006. Κατ’ αρχάς παρουσιάζεται και προσεγγίζεται βιβλιογραφικά το φαινόμενο της θαλάσσιας διείσδυσης -η υδραυλική των υπόγειων νερών των παράκτιων υδροφόρων και ο σχηματισμός και η ανάπτυξη της διεπιφάνειας μεταξύ του αλμυρού και του γλυκού νερού- αλλά και γενικότερα οι διαχειριστικές παράμετροι που διέπουν τη διαχείριση των υπόγειων υδατικών πόρων των παράκτιων υδροφόρων. Επίσης παρατίθεται και αναλύεται ένας σημαντικός αριθμός περιπτώσεων εμφάνισης του φαινομένου της θαλάσσιας διείσδυσης σε παράκτιους υδροφόρους στην Ελλάδα και στο εξωτερικό, όπως καταγράφεται σε επίπεδο τρέχουσας γνώσης από διεθνή επιστημονικά περιοδικά και συνέδρια. Η έκταση της περιοχής μελέτης ανέρχεται στα 165,1 km2, συμπεριλαμβανομένων και των δομημένων εκτάσεων οι οποίες καταλαμβάνουν ένα μικρό τμήμα της, ενώ με εξαίρεση αυτές τις δομημένες εκτάσεις, όλο το υπόλοιπο τμήμα της χρησιμοποιείται αποκλειστικά για γεωργικές δραστηριότητες. Το μορφολογικό ανάγλυφο της περιοχής έρευνας χαρακτηρίζεται ημι-λοφώδες έως λοφώδες ενώ περιέχει ένα αξιόλογο υδρογραφικό δίκτυο μικρών χειμάρρων και ποταμών στα όριά της. Σχετικά με τα υδρογεωλογικά χαρακτηριστικά της περιοχής έρευνας, αναφέρεται το ανώτερο γεωλογικό στρώμα, υπερκείμενο του κυρίως υδροφόρου στρώματος, το οποίο περιλαμβάνει σχετικά στεγανά για την περιοχή υλικά όπως ιλυόλιθους, ψαμμίτες, μικροκροκαλοπαγή και αργίλους, υπεύθυνα για τη δημιουργία υπό πίεση συνθηκών. Το άμεσα υποκείμενο στρώμα περιέχει αλλουβιακές αποθέσεις που αποτελούνται από χονδρόκοκκα υλικά (άμμους, χαλίκια και κροκάλες), αποτελώντας το υδροφόρο στρώμα της περιοχής. Τα υδρογεωλογικά όρια ως προς το βάθος του υπό εξέταση υδροφόρου συστήματος, καθορίζονται από την εμφάνιση της γκριζοπράσινης αργίλου σε όλη την έκταση της περιοχής έρευνας. Η έρευνα της παρούσας διατριβής επεκτάθηκε τόσο στα ποσοτικά χαρακτηριστικά του υπόγειου υδροφόρου συστήματος όσο και στα ποιοτικά χαρακτηριστικά των υπόγειων υδατικών πόρων του υδροφόρου συστήματος.