Στην παρούσα εργασία εξετάζονται θέματα που αφορούν το μοντέλο υπογείων υδάτων του υδροφορέα του Γλαύκου και συγκεκριμένα: (α) τη δυνατότητά που έχει το μοντέλο του Ζιώγα (2013) να προσομοιώσει τη συμπεριφορά του υδροφορέα πέραν της περιόδου 2008-2012, για την οποία έχει ρυθμιστεί, (β) εναλλακτικά μοντέλα τα οποία μπορούν να προσομοιώσουν ικανοποιητικά τη συμπεριφορά του υδροφορέα, (γ) τη σημασία των μετρήσεων της υπόγειας στάθμης στις διάφορες θέσεις των γεωτρήσεων παρατήρησης για τη ρύθμιση του μοντέλου (δ) τη συμπεριφορά του υδροφορέα σε σενάρια άντλησης και υδρολογικών συνθηκών που διαφέρουν από τις συνθήκες των τελευταίων ετών και (ε) σφάλματα που προκύπτουν από αβεβαιότητες σχετικά με τη θέση των διεπιφανειών μεταξύ γεωλογικών σχηματισμών. Η διερεύνηση αυτή έγινε με το μοντέλο Visual Modflow σε συνδυασμό με τον κώδικα PEST. Συμπληρωματικά προς το Visual Modflow χρησιμοποιήθηκε και το μοντέλο GMS. Αφορμή για τη διερεύνηση έδωσε η διαπίστωση του Μαμουνάκη (2016), ότι η τροποποίηση κάποιων παραδοχών του Ζιώγα (2013) σχετικά με την κατανομή της υδραυλικής αγωγιμότητας στον υδροφορέα του Γλαύκου οδηγούν σε αποτελέσματα συγκρίσιμα με εκείνα του Ζιώγα.
Στο Κεφάλαιο 1 γίνεται συνοπτική παρουσίαση του περιεχομένου της εργασίας και των προβλημάτων, τα οποία αυτή πραγματεύεται.
Στο Κεφάλαιο 2 παρουσιάζονται τα προγράμματα Visual Modflow , PEST, και GMS που χρησιμοποιούνται. Το Visual Modflow χρησιμοποιείτε για την προσομοίωση και τη χρονική επέκταση του μοντέλου έως το 2017 ενώ ο κώδικας PEST (κώδικας επίλυσης του αντίστροφου προβλήματος) χρησιμοποιείται για τον προσδιορισμό των παραμέτρων των εναλλακτικών μοντέλων του υδροφορέα. Το μοντέλο GMS χρησιμοποιήθηκε συμπληρωματικά προς το μοντέλο Visual Modflow διότι δίνει τη δυνατότητα λεπτότερης διακριτοποίησης σε περιοχές του κανάβου. Χρησιμοποιήθηκε για να εξεταστεί με τον τρόπο αυτό η επιρροή της διακριτοποίησης στα αποτελέσματα της προσομοίωσης.
Στο Κεφάλαιο 3 παρουσιάζεται το μοντέλο του Ζιώγα (2013), η κατανομή της υδραυλικής αγωγιμότητας στον υδροφορέα και ο τρόπος σύνθεσης των χρονοσειρών των συνιστωσών εμπλουτισμού του υδροφορέα καθώς και των αντλήσεων. Οι χρονοσειρές αυτές επεκτείνονται για την περίοδο από το Μάιο 2012 μέχρι τον Απρίλιο 2017. Επίσης περιγράφεται το σύστημα των γεωτρήσεων παρατήρησης της υπόγειας στάθμης στον υδροφορέα και οι διαθέσιμες χρονοσειρές μετρήσεων. Με τη βοήθεια των δεδομένων της περιόδου 2012-2017 γίνεται προσομοίωση της υπόγειας στάθμης και αξιολογείται το μοντέλο του Ζιώγα (2013) ως προς την καταλληλότητά του να χρησιμοποιηθεί για προσομοιώσεις της συμπεριφοράς του υδροφορέα πέραν της περιόδου για την οποία είχε ρυθμιστεί.
Στο Κεφάλαιο 4 παρουσιάζονται εναλλακτικά μοντέλα για τον υδροφορέα του Γλαύκου, οι παράμετροι των οποίων προσδιορίζονται με τη βοήθεια του κώδικα PEST. Τα μοντέλα αυτά προκύπτουν βάσει διαφορετικών υποθέσεων σχετικά με την κατανομή της υδραυλικής αγωγιμότητας στον υδροφορέα και την ανισοτροπία, καθώς επίσης και βάσει διαφορετικών υποθέσεων σχετικά με την αβεβαιότητα που παρουσιάζουν οι χρονοσειρές των πηγών εμπλουτισμού του υδροφορέα. Για τα σενάρια, τα οποία θεωρούνται αποδεκτά εξετάζεται η σύνθετη ευαισθησία των παρατηρήσεων ως προς όλες τις παραμέτρους αλλά και η σύνθετη ευαισθησία των παραμέτρων ως προς όλες τις παρατηρήσεις για να διαπιστωθεί ποιες παράμετροι επηρεάζουν περισσότερο τη συμπεριφορά του υδροφοράε και ποιες θέσεις παρατήρησης της υπόγειας στάθμης είναι πιο σημαντικές για ρύθμιση του μοντέλου. Τέλος εξετάζεται με τη βοήθεια του κώδικα GMS σε ποιο βαθμό η εφαρμογή λεπτότερης διακριτοποίησης σε περιοχές του υδροφορέα όπου βρίσκονται συγκεντρωμένες γεωτρήσεις άντλησης επηρεάζουν την προσομοίωση της υπόγειας στάθμης.
Επειδή η σύνθετη ευαισθησία των παρατηρήσεων σε μια θέση ως προς τις παραμέτρους του μοντέλου δεν δίνει μονοσήμαντες απαντήσεις για το πόσο σημαντικές είναι οι παρατηρήσεις σε μια θέση για τον προσδιορισμό των παραμέτρων, στο Κεφάλαιο 5 διερευνήθηκε το ερώτημα αυτό με εμπειρικό τρόπο. Συγκεκριμένα έγινε επανάληψη της διαδικασίας προσδιορισμού των παραμέτρων σε ορισμένα εναλλακτικά μοντέλα, αφαιρώντας κάθε φορά από τη διαδικασία τις παρατηρήσεις κάποιας ή κάποιων γεωτρήσεων παρατήρησης.
Στο Κεφάλαιο 6 εξετάζεται η επιρροή στον υδροφορέα διαφορετικών σεναρίων εκμετάλλευσης (ΣΕ) του υπόγειου νερού, καθώς επίσης και διαφορετικών υδρολογικών συνθηκών σε σχέση με αυτές που επικρατούν τα τελευταία χρόνια. Εφαρμόζεται δηλαδή αύξηση των αντλήσεων, μείωση του εμπλουτισμού αλλά και αύξηση της κατείσδυσης του ποταμού Γλαύκου με τεχνικά μέσα. Επίσης, μέσω της εφαρμογής των παραπάνω σεναρίων εξετάζεται ο χρόνος αντίδρασης του υδροφορέα σε μακροχρόνιες τέτοιες αλλαγές της άντλησης ή του εμπλουτισμού αλλά και η δυνατότητα βραχυπρόθεσμης αντιμετώπισης προβλημάτων αυξημένων απαιτήσεων νερού.
Στο Κεφάλαιο 7 αξιολογούνται οι επιπτώσεις εσφαλμένων υποθέσεων σχετικά με τη θέση της διεπιφάνειας μεταξύ δύο περιοχών διαφορετικής υδραυλικής αγωγιμότητας. Για το σκοπό αυτό διερευνώνται τα σφάλματα που προκύπτουν εάν εξ αιτίας έλλειψης στοιχείων αγνοηθεί η ύπαρξη της διεπιφάνειας σε: (α) περιορισμένο υδροφορέα με μονοδιάστατη ροή, (β) ελεύθερο υδροφορέα με μονοδιάστατη ροή (γ) περιορισμένο και ελεύθερο υδροφορέα με δισδιάστατη ροή και (δ) σε περιορισμένο υδροφορέα με μονοδιάστατη ροή κατά τη λύση του αντίστροφου προβλήματος με άγνωστη παράμετρο το λόγο των υδραυλικών αγωγιμοτήτων των δύο σχηματισμών από τους οποίους αποτελείται ο υδροφορέας.
Τέλος, στο Κεφάλαιο 8 παρουσιάζεται σύνοψη των αποτελεσμάτων της εργασίας καθώς και τα συμπεράσματα.
(EL)
In this paper we examine the issues concerning the groundwater model of the Glafkos aquifer, namely: (a) the ability of the Ziogas model (2013) to simulate the behavior of the aquifer beyond the 2008-2012 period for which it is regulated , (b) alternative models that can adequately simulate the behavior of the aquifer, (c) the significance of groundwater measurements at the various locations of the observation wells to model the model
(d) the behavior of the aquifer in pumping scenarios and hydrological conditions that differ from those of recent years; and (e) errors resulting from uncertainties about the location of the interfaces between geological formations. This investigation was carried out using the Visual Modflow model combined with the PEST code. Additionally to Visual Modflow, the GMS model was also used. The reason for the investigation was that of Mamounakis (2016), that the modification of certain Ziogas (2013) assumptions regarding the distribution of hydraulic conductivity in the Glaucus aquifer leads to results comparable to those of Zioga.Chapter 1 summarizes the content of the work and the problems it addresses.
Chapter 2 presents the Visual Modflow, PEST, and GMS programs used. Visual Modflow is used to model and temporally extend the model by 2017 while the PEST code is used to determine the parameters of alternative aquifer models.
The GMS model was used in addition to the Visual Modflow model because it allows for thinner discrimination in grid areas. It was used to examine the influence of discrimina- tion on the simulation results.
In Chapter 3 we present the model of Zioga (2013), the distribution of hydraulic conductivity in the aquifer and the way of synthesis of the time series of the aquifer enrichment components and the pumping. These time series are extended for the period from May 2012 to April 2017. It also describes the underground groundwater drilling system in the aquifer and the available time series of measurements.
With the help of the 2012-2017 data, simulation of the underground level is performed and the Zioga (2013) model is evaluated for its suitability to be used for simulations of the behavior of the aquifer beyond the period for which it was regulated.
Chapter 4 presents alternative models for the Glafcos aquifer, the parameters of which are identified by the PEST code. These models result from different assumptions about the distribution of hydraulic conductivity in the aquifer and anisotropy, as well as different assumptions about the uncertainty presented by the time series of aquifer enrichment sources.
For the scenarios considered acceptable, the complex sensitivity of the observations to all parameters and the complex sensitivity of the parameters to all observations are examined to determine which parameters most influence the behavior of the hydrographs and which observation points of the underground level are more important for setting the model. Finally, it is examined with the help of the GMS Code to what extent the application of finer discretization to areas of the aquifer where accumulated pumping drills affect the simulation of the underground level.
Because the complex sensitivity of the observations to a position relative to the model parameters does not give unambiguous answers as to how important the observations are in a position to determine the parameters, Chapter 5 has explored this question in an empirical way. Particularly, the process of identifying parameters in some alternative models was repeated, removing the observation of some or some observation drills from the process.
Chapter 6 examines the influence of different groundwater scenarios on the aquifer, as well as different hydrological conditions than those prevailing in recent years. The increase in pumping, reduction in enrichment and the increase of the Glauko river by technical means are applied. Also, through the application of the above scenarios, the response time of the aquifer to long-term changes in pumping or enrichment is examined, as well as the possibility of dealing with problems of increased water requirements in the short term.Chapter 7 evaluates the implications of false assumptions about the location of the interface between two regions of different hydraulic conductivity. For this purpose, the errors are investigated if, due to lack of data, the existence of the interface is neglected in: (a) limited aquifer with a one-dimensional flow, (b) free-flowing aquifer with one-dimensional flow, (c) d) in a limited aquifer with one-dimensional flow at the solution of the inverse problem with an unknown parameter the ratio of the hydraulic conductivities of the two formations from which the aquifer consists.
Finally, Chapter 8 presents a summary of the results of the work as well as the conclusions.
(EL)
Πανεπιστήμιο Πατρών
