ΠΕΡΙΛΗΨΗ:
Το φαινόμενο της υφαλμύρισης αποτελεί μείζον περιβαλλοντικό πρόβλημα στις παράκτιες περιοχές όταν η διαχείριση των διαθέσιμων υδατικών πόρων γίνεται με ανορθολογικό τρόπο.
Η παρούσα μεταπτυχιακή εργασία εξετάζει τις υδρογεωλογικές συνθήκες που επικρατούν στην παράκτια ζώνη Ν.Δ. Τριφυλίας, Νομού Μεσσηνίας και ερευνά τις περιβαλλοντικές επιπτώσεις που προκαλούνται από την έλλειψη κατάλληλων μέτρων ορθής διαχείρισης και προστασίας των υπόγειων νερών. Ιδιαίτερη έμφαση δίνεται στον προσδιορισμό του μετώπου υφαλμύρισης της παράκτιας ζώνης μέσω μοντέλων προσομοίωσης της υπόγειας ροής και με την χρήση του κώδικα Princeton Transport Code (PTC).
Το γεωλογικό υπόβαθρο της περιοχής έρευνας συνίσταται από τα ανθρακικά ιζήματα και το φλύσχη της ζώνης Γαβρόβου-Τρίπολης. Η ανθρακική σειρά αποτελείται από Ηωκαινικούς ασβεστόλιθους, Δολομιτικούς ασβεστόλιθους και δολομίτες, επάνω στους οποίους επικάθεται ασύμφωνα η τουρβιδιτική ακολουθία του φλύσχη. Μεταλπικά ιζήματα κυρίως Πλειο-πλειστοκαινικής ηλικίας καταλαμβάνουν το μεγαλύτερο τμήμα της παράκτιας περιοχής και βρίσκονται σε επικλυσιγενή ασυμφωνία με τους σχηματισμούς του υποβάθρου.
Το νεοτεκτονικό καθεστώς της Τριφυλίας έχει καθορίζεται από τρία κύρια συστήματα διαρρήξεων: ένα ΒΒΔ-ΝΝΑ, ένα Α-Δ και ένα ΒΒΑ-ΝΝΔ διεύθυνσης σύστημα. Το πρώτο σύστημα είναι υπεύθυνο για το σχηματισμό δύο τεκτονικών τάφρων και συχνά μετατοπίζεται από τα εγκάρσια Α-Δ διεύθυνσης ρήγματα, τα οποία τέμνουν ταυτόχρονα και τα υπερκείμενα Πλειο-πλειστοκαινικά ιζήματα, υποδηλώνοντας, έτσι, ότι έχουν και σήμερα έναν πιθανώς ενεργό χαρακτήρα.
Το υδρογραφικό δίκτυο της Ν.Δ. Τριφυλίας έχει αναπτυχθεί κατά μήκος των μεγάλων αυτών τεκτονικών ασυνεχειών, ενώ η αλλαγή της πορείας της κοίτης πολλών χειμάρρων υποδηλώνει ότι πολλά από τα ρήγματα αυτά σήμερα ενδέχεται να είναι ενεργά.
Το ανάγλυφο της Ν.Δ. Τριφυλίας είναι σχετικά ομαλό και έχει επηρεαστεί από Νεοτεκτονικές κινήσεις. Είναι μία πεδινή έως ημιορεινή περιοχή, με υψόμετρο, το οποίο ελαττώνεται βαθμιαία από ανατολικά προς δυτικά. Το ορεινό τμήμα περιορίζεται μόνο στα ανατολικά της περιοχής και δομείται κυρίως από το σχηματισμό του φλύσχη.
Τα κλιματολογικά χαρακτηριστικά της περιοχής εξαρτώνται τόσο από τη θάλασσα του Ιονίου στα δυτικά όσο και από γεωμορφολογικά χαρακτηριστικά της ευρύτερης περιοχής ανατολικότερα. Οι βροχοπτώσεις, η θερμοκρασία του ατμοσφαιρικού αέρα, η εξάτμιση και οι άνεμοι έχουν άμεση και στενή σύνδεση με το ανάγλυφο της γήινης επιφάνειας.
Στην παράκτια ζώνη της περιοχής μελέτης αναπτύσσονται κυρίως Πλειστοκαινικά θαλάσσια ιζήματα που φιλοξενούν έναν εκτεταμένο, ελεύθερο και υψηλής απόδοσης υδροφόρο ορίζοντα, ο οποίος είναι υπερκείμενος ενός υποκείμενου χαμηλής απόδοσης υδροφορέα που αναπτύσσεται εντός Πλειοκαινικών σχηματισμών στο βόρειο τμήμα της περιοχής έρευνας. Το κατώτερο αυτό υδροφόρο στρώμα είναι υποπίεση. Επίσης στην ευρύτερη περιοχή, ανατολικότερα της παράκτιας ζώνης, αναπτύσσεται το καρστικό υδροφόρο σύστημα της Τριφυλίας. Οι καρστικοί αυτοί ασβεστολιθικοί σχηματισμοί, όπως και τα προαναφερόμενα Πλειοκαινικά στρώματα, δεν θα αποτελέσουν αντικείμενο της παρούσας εργασίας.
Όλες οι παράμετροι που επηρεάζουν τα χαρακτηριστικά των υδροφόρων στρωμάτων στην περιοχή θα συνεκτιμηθούν και αφού αξιοποιηθούν κατάλληλα τα διαθέσιμα δεδομένα από την υφιστάμενη βιβλιογραφία, τις μετρήσεις και την έρευνα πεδίου, θα μοντελοποιηθεί ο παράκτιος υδροφορέας της Ν.Δ. Τριφυλίας με τη χρήση εξειδικευμένου λογισμικού σε ηλεκτρονικό υπολογιστή (Η/Υ). Το λογισμικό που θα χρησιμοποιηθεί είναι το πρόγραμμα Argus One. Η προσομοίωση του υδροφορέα θα γίνει με τους αλγόριθμους και τις μαθηματικές εξισώσεις του μοντέλου PTC.
Η προσομοίωση του υπό μελέτη υδροφορέα με μαθηματικές εξισώσεις και της δημιουργίας αριθμητικού μοντέλου θα καθορίσει με τον ακριβέστερο τρόπο τις διεργασίες που λαμβάνουν χώρα στην υπόγεια ροή. Η ξεκάθαρα καθορισμένη λειτουργία του παράκτιου υδροφορέα στην περιοχή, σε συνάρτηση με τις γενικότερες ανθρωπογενείς δραστηριότητες και τις χρήσεις γης στον ευρύτερο χώρο θα οδηγήσει σε ασφαλή συμπεράσματα και προτάσεις για την αντιμετώπιση του προβλήματος της υφαλμύρισης στην υφιστάμενη κατάσταση ή ακόμα και στο μέλλον.
Οι προτεινόμενες λύσεις με τη σειρά τους θα δημιουργήσουν το γενικό πλαίσιο πάνω στο οποίο θα πρέπει να κινηθούν τοπικοί φορείς και κοινωνίες προκειμένου να επιτύχουν την αποτελεσματικότερη αντιμετώπιση και την ανάσχεση του φαινομένου και εν τέλει να διαφυλάξουν την περιβαλλοντική ισορροπία της περιοχής τους.
Περιέχει πίνακες, σχήματα, εικόνες, χάρτες.
ABSTRACT:
Saltwater intrusion is a major environmental problem in coastal areas when the available water resources are managed in an inproper way.
This thesis examines the hydrogeological conditions prevailing in the SW Trifilia coastal zone and investigates the environmental impacts caused by the lack of appropriate measures for the proper management and protection of groundwater. Particular emphasis is given to identifying the saltwater intrusion zone through modeling of underground flow and using the Princeton Transport Code (PTC).
The geological background of the research area consists of the carbonate sediments and the flysch of the Gavrovo-Tripoli belt. The carbonate series consists of the Eocene limestones, dolomitic limestones and dolomites, on which the Turbidite sequence of the flysch is sited. Post-Alpine sediments mainly of the Plio-Pleistocene age occupy most of the coastal area and are in controversial inconsistency with the background formations.
The neo-tectonic regime of Trifilia has been determined by three major strike systems: NNW-SSE, E-W and NNE-SWW direction system. The first system is responsible for the formation of two tectonic trenches and is often shifted by the transverse E-W faults, which simultaneously crosses the upper Plio-Pleistocene sediments, thus suggesting that they still have a potentially active character today.
The hydrographic network of SW Trifilia has developed along these large tectonic discontinuities, while changing the course of many streams suggests that many of these faults today may be active.
The terrain of the SW Trifilia is relatively smooth and has been affected by Neotectonic movements. It is a low to semi-mountainous area, with altitude, which gradually decreases from east to west. The mountainous part is restricted to the eastern part of the area and is mainly structured by the formation of the flysch.
The climatic characteristics of the area depend both on the Ionian Sea in the west and on the geomorphological characteristics of the wider region to the east. Rainfall, air temperature, evaporation and winds have a direct and close connection to the terrain of the Earth's surface.
In the coastal zone of the study area mainly Pleistocene marine sediments are expanded that host an extensive, free and highly efficient aquifer, which is the upper of a lower and low-efficient aquifer that develops in Pliocene formations in the northern part of the research area. This lower aquifer is a confined aquifer. Also, in the wider area, east of the coastal zone, the Trifilia Karstic aquifer system develops. These karstic limestones and the Pliocene layers before, will not be the subject of this paper.
All parameters that affect the characteristics of aquifers in the area will be taken into account, and after the available data from the existing literature, measurements and field research are appropriately exploited, the coastal aquifer of SW Trifilia will be modeled. using specialized software on a PC. The software to be used is the Argus One program. The simulation of the aquifer will be done with the algorithms and mathematical equations of the PTC model.
Simulation of the studied aquifer with mathematical equations and the formation of a numerical model will more precisely determine the elaboration taking place in the underground flow. The clearly defined operation of the coastal aquifer in the area, in conjunction with the more general anthropogenic activities and land use in the wider area, will draw to safe conclusions and proposals to deal the problem of saltwater intrusion in the current situation or even in the future.
The proposed solutions will create the general framework on which local actors and societies will have to move in order to achieve the most effective treatment and containment of the phenomenon and finaly to preserve the environmental balance of their region.
