Προσομοίωση και βέλτιστη διαχείριση παράκτιων υπόγειων υδατικών συστημάτων
Authors: Περδικάκη Μάρθα 
Published: February 2023

Η διαχείριση των παράκτιων υδροφόρων συστημάτων, αφορά στα προβλήματα που προκύπτουν από την ανθρώπινη δραστηριότητα και τις ιδιαίτερες υδροδυναμικές συνθήκες λόγω της υδραυλικής επικοινωνία του υδροφορέα με τη θάλασσα. Αναπόσπαστο κομμάτι του σχεδιασμού διαχείρισης είναι η ανάπτυξη αξιόπιστου μαθηματικού μοντέλου υπόγειας ροής. Μέσω της μαθηματικής προσομοίωσης είναι δυνατό να προβλεφθεί η απόκριση του συστήματος σε μελλοντικές πιέσεις.Η παραπάνω μεθοδολογία εφαρμόστηκε στο παράκτιο πεδινό πεδίο του Μαραθώνα. Μέσα από εκτενή έρευνα πεδίου και μέσω της παρακολούθησης του υδροφόρου συστήματος του Μαραθώνα αποσαφηνίστηκαν η υδραυλική συμπεριφορά του προσχωματικού υδροφορέα της περιοχής και η αλληλεπίδραση του με τον υποκείμενο καρστικό υδροφορέα και τη θάλασσα. Το υδρολογικό ισοζύγιο του προσχωματικού υδροφορέα υπολογίστηκε μέσω υδρολογικών μεθόδων. Οι μετρήσεις στάθμης και οι χημικές αναλύσεις υπόγειου νερού δηλώνουν την υφαλμύριση των δύο υδροφορέων εξαιτίας της θαλάσσιας διείσδυσης. Μία πιλοτική εγκατάσταση Τ.Ε, κατασκευάστηκε και δοκιμάστηκε στην περιοχή του Σχινιά προκειμένου να αντιμετωπιστούν ζητήματα ποσότητας και ποιότητας του υπογείου νερού στην περιοχή μελέτης. Η εγκατάσταση περιλαμβάνει καινοτόμες τεχνολογίες για την εξυγίανση του νερού εμπλουτισμού (υβριδική μονάδα προηγμένης οξείδωσης-αφαλάτωσης) και για την εισαγωγή του νερού εμπλουτισμού στον υδροφορέα μέσω οριζόντιας γεώτρησης. Η οριζόντια γεώτρηση εμπλουτισμού που ορύχθηκε στην πιλοτική εγκατάσταση, προσομοιώθηκε με πεπερασμένες διαφορές με τη χρήση του κώδικα MODFLOW-CFP. Για να διερευνηθεί περαιτέρω η δυνατότητα εφαρμογής του κώδικα CFP, η οριζόντια γεώτρηση προσομοιώθηκε με το πακέτο WEL του MODFLOW-2005, συγκρίνοντας τα αποτελέσματα των δύο προσομοιώσεων. Για τα δύο μοντέλα, διεξήχθη ανάλυση ευαισθησίας και βαθμονόμηση μέσω του κώδικα UCODE_2014. Βάσει των αποτελεσμάτων, αποδείχτηκε ότι το πακέτο CFP παράγει μια πιο ρεαλιστική αναπαράσταση της οριζόντιας γεώτρησης εμπλουτισμού.Οι υδρογεωλογικές και υδρολογικές μετρήσεις τροφοδότησαν με δεδομένα την κατασκευή του μαθηματικού μοντέλου για την προσομοίωση του προσχωματικού υδροφορέα του Μαραθώνα. Η υπόγεια ροή προσομοιώθηκε με τον κώδικα MODFLOW-2005 ενώ πραγματοποιήθηκε ανάλυση ευαισθησίας και βαθμονόμηση των παραμέτρων του μοντέλου με τον κώδικα UCODE_2014. Η προσομοίωση της ροής μεταβαλλόμενης πυκνότητας για τον παράκτιο υδροφορέα πραγματοποιήθηκε με τον κώδικα SEAWAΤ. Οι παράμετροι που υπολογίστηκαν κατά τη βαθμονόμηση της ροής χρησιμοποιήθηκαν για το μοντέλο SEAWAT και τα αποτελέσματα της προσομοίωσης έδειξαν καλύτερη προσαρμογή των προσομοιωμένων υδραυλικών φορτίων στα μετρημένα σε σχέση με τον κώδικα MODFLOW 2005.Για την βέλτιστη διαχείριση του υπογείου νερού του Μαραθώνα πραγματοποιήθηκε η διαδικασία της συμμετοχικής μοντελοποίησης. Τα αποτελέσματα του συμμετοχικού εργαστηρίου που πραγματοποιήθηκε στον Μαραθώνα χρησιμοποιήθηκαν για τη σύνθεση μιας σειράς εναλλακτικών σεναρίων εφαρμογής Τ.Ε. βάσει των αναγκών κάθε ομάδας ενδιαφερομένων. Η επιλογή του καλύτερου διαχειριστικού σεναρίου επιτεύχθηκε με τη δημιουργία ενός νέου δείκτη αξιολόγησης βασισμένο στην Αναλυτική Ιεραρχική Διαδικασία (Analytic Hierarchy Process – AHP). Ο δείκτης αποδείχτηκε ένα χρήσιμο εργαλείο για την λήψη αποφάσεων στην διαδικασία συμμετοχικής μοντελοποίησης για να αναδειχθούν τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα των διαφόρων σεναρίων και να υποστηριχθούν τα ενδιαφερόμενα μέρη στη διαδικασία λήψης αποφάσεων.