Υδρογεωλογικές και ισοτοπικές έρευνες σε περιοχές της χερσονήσου της Αργολίδας

Abstract

The present doctoral thesis aimed at the combination of the isotopic characteristics of groundwater aquifers in Argolis peninsula with the existent hydrogeological conditions and vice-versa. The study area is located in the southern part below the imaginary line of Nea Epidavros – Tolo. It is characterized by a complex geological structure, a rapid tourist development, a lack of significant groundwater resources and the fact that the majority of the coastal aquifers (e.g. Iria, Tolo, Kranidi, Ermioni, Galatas etc.) are brackish to a large extent. This part of the peninsula which covers approximately 1300Km2 is mainly occupied by Mt. Arachnaio (1200m), Mt. Dhidhyma (1110m) and Adheres mountain ridge (726m) which host the most important aquifers in the region. The hydrogeological approach included the detection and the investigation of the recharge mechanism of numerous individual springs that are found in the peninsula. It should be noted that the majority of the spring water sites have not been registered officially, thus, from a hydrogeological point of view, the specific regions have not been studied thoroughly or at all by previous researchers. Initially, the research concerned a geological mapping at scale 1/5000 of the sites of hydrogeological interest which explained the appearance and the function mechanism of the springs. Afterwards, the hydrochemical characteristics of the groundwater sampling points were systematically monitored in order to interpret the subsurface water movement and the geochemical reactions that take place between the water and the rock formations. The second part of the present study concerned the implementation of isotopic methods so as to confront specific hydrogeological issues which are difficult to solve with the conventional ways of research. Therefore, this doctoral thesis aims to shed much light on several stable and radioactive isotope techniques which are then practiced as a case study in Argolis peninsula. Although in a global scale “Isotope Hydrology” has been recognized as an important scientific field since the late 1950’s, in Greece it has not been acknowledged as much as it should be. For this reason, our goal was to approach the isotopic characteristics of the study area in a systematic and not superficial way and to point out the potentials and the prospects of these methods in our country. The importance of the stable and radioactive isotope techniques in hydrogeology has been expressed by several pioneer scientists such as H. Craig, A.O. Nier, W. Dansgaard, S. Epstein, E. Eriksson, I. Friedman, W.F. Libby, K.O. Munnich, E. Tongiorgi and J.C. Vogel. At the same time the International Atomic Energy Agency has praised this prospect by creating an individual Isotope Hydrology Section in Vienna in 1958. It should be noted that isotopes were featured in less than 100 scientific papers on hydrological research and application in the period 1960 to 1965. During 1995-2000, however, more than 7000 such papers were published recognizing “Isotope hydrology” today as an important discipline of hydrogeological sciences. .............................................................

Η παρούσα διδακτορική διατριβή είχε ως βασικό στόχο τη σύζευξη των αποτελεσμάτων της ισοτοπικής σύστασης των υδάτων της χερσονήσου της Αργολίδας με τις υδρογεωλογικές συνθήκες που διαμορφώνονται στην περιοχή αυτή και αντιστρόφως. Συγκεκριμένα, εξετάστηκε το τμήμα που εκτείνεται νότια της νοητής γραμμής Νέα Επίδαυρος – Τολό το οποίο χαρακτηρίζεται από πολύπλοκη γεωλογική δομή, από αλματώδη τουριστική – παραθεριστική ανάπτυξη, από έλλειψη υδατικών πόρων και από το ότι οι παράκτιοι υδροφορείς (Ίρια, Τολό, Κρανίδι, Ερμιόνη, Γαλατάς κ.α.) έχουν υποστεί έντονη υφαλμύρινση. Η έκταση της ερευνηθείσας περιοχής ξεπερνάει τα 1300Km2 και οι σημαντικότεροι ορεινοί όγκοι τους οποίους φιλοξενεί και στους οποίους αναπτύσσεται υδροφορία είναι το όρος «Αραχναίο» (1200m), η οροσειρά των «Αδερών» (726m) και το όρος «Δίδυμα» (1110m). Η μελέτη των υδρογεωλογικών συνθηκών αρχικά περιελάμβανε τον εντοπισμό και την απογραφή των θέσεων εκφόρτισης του υπόγειου νερού στη χερσόνησο με στόχο την εξέταση του μηχανισμού λειτουργίας αυτών. Αξίζει να σημειωθεί ότι οι περισσότερες από τις θέσεις πηγαίων εκφορτίσεων δεν είχαν απογραφεί επίσημα και ως εκ τούτου τα διαθέσιμα υδρογεωλογικά δεδομένα από προηγούμενους μελετητές ήταν ελάχιστα έως ανύπαρκτα. Η προσέγγιση που έγινε αφορούσε στη γεωλογική χαρτογράφηση των περιοχών σε κλίμακα 1/5000 με τη βοήθεια της οποίας δόθηκαν απαντήσεις σχετικά με την παρουσία και τον τρόπο λειτουργίας των πηγαίων εκφορτίσεων. Στη συνέχεια, εξεταστήκαν επισταμένως τα υδροχημικά χαρακτηριστικά του υπόγειου νερού στις θέσεις ενδιαφέροντος τα οποία έδωσαν τη δυνατότητα εξαγωγής συμπερασμάτων που συνδέονται με την κίνηση του υπόγειου νερού και τις αντιδράσεις που λαμβάνουν χώρα από την επαφή του υπόγειου νερού με τα πετρώματα μέχρι τη θέση της πηγαίας εκδήλωσής του. Το δεύτερο μέρος της ερευνητικής δραστηριότητας εστιάστηκε στην εφαρμογή των ισοτοπικών μεθόδων στην επίλυση επιμέρους υδρογεωλογικών ζητημάτων στα οποία δύσκολα δίνεται απάντηση μέσα από τις κλασσικές μεθόδους έρευνας. Έτσι, η συμβολή της παρούσας εργασίας έγκειται στην εμβάθυνση σε θέματα Ισοτοπικής Υδρολογίας σταθερών και ραδιενεργών ισοτόπων και στην προσπάθεια εφαρμογής των μεθόδων αυτών σε μια περιοχή του ελληνικού χώρου, όπως είναι η χερσόνησος της Αργολίδας. Αν και το επιστημονικό πεδίο της Ισοτοπικής Υδρολογίας είναι γνωστό σε παγκόσμια κλίμακα από τις τα τέλη της δεκαετίας του 1950, στην Ελλάδα δεν βρήκε την ανταπόκριση που του αναλογεί. Η συγκεκριμένη διδακτορική διατριβή προσπαθεί να προσεγγίσει με συστηματικό τρόπο και όχι επιδερμικά τα ισοτοπικά χαρακτηριστικά της περιοχής μελέτης δίνοντας έτσι την ευκαιρία ανάδειξης των δυνατοτήτων αλλά και της προοπτικής που μπορούν να έχουν οι εν λόγω μέθοδοι και στον ελληνικό χώρο. Η σημασία της εφαρμογής των σταθερών και ραδιενεργών ισοτόπων στην υδρογεωλογία εκφράστηκε από πρωτοπόρους ερευνητές όπως οι: H. Craig, A.O. Nier, W. Dansgaard, S. Epstein, E. Eriksson, I. Friedman, W.F. Libby, K.O. Munnich, E. Tongiorgi και J.C. Vogel, ενώ ο Διεθνής Οργανισμός Ατομικής Ενέργειας συνέβαλλε προς την κατεύθυνση αυτή με τη δημιουργία ενός ανεξάρτητου τομέα Ισοτοπικής Υδρολογίας στη Βιέννη το 1958. .....................................