title: Γεωστατιστική ανάλυση δεδομένων στάθμης υδροφορέα στο υδατικό διαμέρισμα Κρήτης
title: Geostatistical analysis of groundwater level data at the water district of Crete
Creators: name: Κουτσελλης Λεωνιδας
Publisher: name: Technical University of Crete
Year: 2020

description: Το γλυκό νερό αποτελεί παράγοντα ζωτικής σημασίας για την ύπαρξη ζωής στον πλανήτη μας. Το γεγονός ότι δεν βρίσκεται σε αφθονία οδηγεί στην επιτακτική ανάγκη για την εύρεση τρόπων ορθολογικής διαχείρισης του. Στα πλαίσια αυτά κινείται η παρούσα διπλωματική εργασία που αποσκοπεί στον προσδιορισμό των υπογείων υδροφορέων του υδατικού διαμερίσματος Κρήτης οι οποίοι παρουσιάζουν κακή ποσοτική κατάσταση, ώστε να γίνει η λήψη των απαραίτητων μέτρων για την αντιμετώπιση του προβλήματος.
Για τον προσδιορισμό αυτό, έγινε η γεωστατιστική ανάλυση των δεδομένων μέσης στάθμης των υπογείων υδροφορέων από 472 υδροσημεία της Κρήτης και των δεδομένων μέσου ύψους των βροχοπτώσεων, όπως αυτό καταγράφτηκε σε 81 μετεωρολογικούς σταθμούς του νησιού. Ακολούθησε η συσχέτιση τους. Η γεωστατιστική μας βοηθά, διότι ασχολείται µε την χωρική εκτίμηση φυσικών μεγεθών σε σημεία μιας περιοχής μελέτης όπου δεν υπάρχουν μετρήσεις. Ο στόχος είναι η αναπαραγωγή της χωρικής κατανομής στις περιοχές αυτές βάσει των μετρημένων τιμών στα γνωστά σημεία, όταν είναι γνωστό πως οι μετρήσεις παρουσιάζουν χωρική εξάρτηση μεταξύ τους.  Οι πιο γνωστές γεωστατιστικές μέθοδοι είναι οι μέθοδοι Kriging.
Χρησιμοποιώντας το πρόγραμμα ArcGIS και την μέθοδο Kriging για τέσσερα διαφορετικά μοντέλα (σφαιρικό, εκθετικό, Γκαουσσιανό, K-Bessel) για την μέση στάθμη υδροφορέων και τα μέσα ύψη βροχοπτώσεων, έγινε η καταγραφή των σφαλμάτων των μοντέλων αυτών, για να επιλεχθεί το βέλτιστο, κατασκευάστηκαν τα αντίστοιχα ημιβαριογράμματα και εν συνεχεία διεξήχθη η χαρτογράφηση της εκτιμώμενης μέσης στάθμης καθώς και η χαρτογράφηση για τα εκτιμώμενα μέσα ύψη βροχοπτώσεων για όλη την έκταση του νησιού. Έπειτα βρέθηκαν ποιες περιοχές με αρκετές γεωτρήσεις έχουν μέγιστη μέση στάθμη υδροφόρου ορίζοντα κάτω από 30 m και δέχονται ετησίως λιγότερο από 600 mm βροχοπτώσεων. Οι υπόγειοι υδροφορείς αυτοί εκτιμώνται πως παρουσιάζουν κακή ποσοτική κατάσταση.
Τέλος έγινε μια αποτίμηση των αποτελεσμάτων αυτών, μία εκτίμηση για την επιρροή των σφαλμάτων σε αυτά και παρατέθηκαν τρόπου αποφυγής τους. Ακολούθησαν προτάσεις για μελλοντικές έρευνες και προτάσεις για μέτρα αντιμετώπισης της υποβάθμισης των υπογείων υδροφορέων Κρήτης.
description: Fresh water is a vital factor in the existence of life on our planet. The fact that it is not abundant leads to the necessity of finding ways to manage it rationally. In this context, this thesis is aiming at identifying the aquifers of Crete that are in poor quantitative condition, in order to take the necessary measures to address the problem.
For this purpose, we applied geostatistical analysis of average groundwater level observations taken from 472 locations at the island of Crete and of average annual rainfall that was recorded at 81 meteorological stations. Then, the correlation between them was explored. Geostatistical analysis helps in estimating physical quantities at points in a study area where there are no measurements by using observations at neighbouring points. The most popular geostatistical methods are the Kriging techniques.
In this work the ArcGIS program was applied in terms of Ordinary Kriging method using four different variogram models (spherical, exponential, Gaussian, K-Bessel/Matern) to determine the spatial variability of the average aquifer level and the average rainfall. Estimation errors and uncertainty of these models were examined in order to compare them and select the optimal one. Maps of estimated average level and estimated average rainfall throughout the island were produced and discussed. Significant areas of the island with maximum average groundwater level below 30 m and less than 600 mm of rainfall per year were identified. These aquifers were assessed for poor quantitative condition.
Αn evaluation of results was performed as well as an assessment of the impact of the errors. Propositions for future research and for measures to address the degradation of the aquifers of Crete were presented