Συγκριτική αξιολόγηση και οικονομική αποτίμηση μέτρων αντιμετώπισης της θαλάσσιας διείσδυσης στον παράκτιο υδροφορέα των Νέων Μουδανιών
Creators: name: Καρύδας, Παναγιώτης Απόστολου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2018
Subjects: Θαλάσσια διείσδυση
Νέα Μουδανιά
Κλιματική αλλαγή
Seawater intrusion
Nea Moudania
Climate change

description: Η Ελλάδα είναι μια παραθαλάσσια χώρα με μεγάλο μήκος ακτογραμμών και μεγάλο αριθμό νησιών, όπου συγκεντρώνεται το μεγαλύτερο μέρος των οικονομικών δραστηριοτήτων της, όπως ο τουρισμός. Λόγω του τουρισμού τους καλοκαιρινούς μήνες ο πληθυσμός στις παράκτιες περιοχές αυξάνεται ραγδαία, όπως επίσης και οι ανάγκες του σε νερό. Ο παραπάνω λόγος σε συνδυασμό με την έντονη και ανεξέλεγκτη αγροτική δραστηριότητα τους καλοκαιρινούς μήνες έχει σαν αποτέλεσμα την εξάντληση των αποθεμάτων των υπόγειων υδροφορέων και τη θαλάσσια διείσδυση στις περιοχές αυτές. Ένα χαρακτηριστικό παράδειγμα είναι ο παράκτιος υδροφορέας στην λεκάνη απορροής των Ν. Μουδανιών Χαλκιδικής που εξετάζεται στην παρούσα διπλωματική εργασία. Στα πλαίσια της παρούσας διπλωματικής εργασίας εξετάστηκαν και συγκρίθηκαν διάφορα διαχειριστικά μέτρα προκειμένου να αντιμετωπιστεί η έντονη πτώση του υδραυλικού φορτίου και το φαινόμενο της υφαλμύρωσης λόγω θαλάσσιας διείσδυσης που παρατηρείται στην περιοχή, λαμβάνοντας υπόψη κάποια σενάρια μεταβολής της βροχόπτωσης λόγω της κλιματικής αλλαγής. H προσομοίωση του φαινομένου της θαλάσσιας διείσδυσης πραγματοποιήθηκε με το κώδικα SEAWAT. Τα μη μόνιμα μοντέλα μεταφοράς που αφορούν τα διαχειριστικά μέτρα έχουν αναπτυχθεί σε προγενέστερη μελέτη από τον κ. Ηλία Σιάρκο, ωστόσο δεν έχουν τροποποιηθεί ώστε να συμπεριλαμβάνουν την παράμετρο της κλιματικής αλλαγής και συγκεκριμένα τη μείωση των κατακρημνίσεων σε βάθος χρόνου. Εν συνεχεία, τροποποιήθηκε ο εμπλουτισμός των μη μόνιμων μοντέλων που αναφέρονται στα διαχειριστικά μέτρα και του μοντέλου χωρίς την εφαρμογή κάποιου διαχειριστικού μέτρου για τα δύο σενάρια βροχόπτωσης. Το πρώτο μέτρο αφορά τη μείωση της άντλησης κατά 20% σε όλες τις γεωτρήσεις. Το δεύτερο αναφέρεται στην αναστολή λειτουργίας κάποιων γεωτρήσεων σε κοντινή απόσταση από την ακτογραμμή οι οποίες πιθανόν να έχουν υποστεί υφαλμύρωση. Το τρίτο μέτρο αφορά την τροφοδοσία νερού από ταμιευτήρα στη λεκάνη απορροής του ποταμού Ολυνθίου. Το τέταρτο μέτρο αφορά τον τεχνητό εμπλουτισμό του υδροφορέα μέσω της κατασκευής συστάδας γεωτρήσεων και τη τροφοδοσία των γεωτρήσεων αυτών από το πάνω τμήμα του. Έπειτα, παρουσιάζονται τα αποτελέσματα των παραπάνω μοντέλων ως προς το υδραυλικό φορτίο και την συγκέντρωση χλωριόντων σε χρονική αλλά και σε χωρική κλίμακα για το κάθε σενάριο βροχόπτωσης σε μορφή διαγραμμάτων. Η παρουσίαση των αποτελεσμάτων καθιστά εύκολη την σύγκριση τους και την εξαγωγή συμπερασμάτων σχετικά με το πιο μέτρο είναι το κατάλληλο για εφαρμογή, προκειμένου να αντιμετωπιστεί το φαινόμενο της υφαλμύρωσης λόγω θαλάσσιας διείσδυσης και της έντονης πτώσης του υδραυλικού φορτίου. Εν κατακλείδι, πραγματοποιήθηκε μια οικονομική αποτίμηση των μέτρων αυτών επιλέγοντας τα δυο αποτελεσματικότερα εκ των τεσσάρων όσον αφορά το υδραυλικό φορτίο και την ανάσχεση του θαλάσσιου μετώπου αντίστοιχα. Σχετικά με το υδραυλικό φορτίο, πιο αποτελεσματικό μέτρο θεωρήθηκε η τροφοδοσία του νερού από το ταμιευτήρα στη λεκάνη απορροής του Ολυνθίου ποταμού. Όσον αφορά την ανάσχεση του θαλάσσιου μετώπου, καταλληλότερο θεωρήθηκε ο τεχνητός εμπλουτισμός του υδροφορέα. Τέλος, εφαρμόστηκε η μέθοδος της ανάλυσης κόστους-οφέλους, όπου υπολογίστηκαν το κόστος και το όφελος για το καθένα από τα δύο παραπάνω μέτρα και υπολογίστηκαν η καθαρή παρούσα αξία και ο λόγος κόστους-οφέλους
description: Greece is a country with a long coastline and a large number of islands, where most of its economic activities, such as tourism, are concentrated. Due to tourism in the summer months, the population in coastal areas grows rapidly as does its water needs. The above reason combined with the intense and uncontrolled agricultural activity during the summer months results in the depletion of the coastal aquifers and the intrusion of sea-water. A prominent example is the coastal aquifer in Nea Moudania, Chalkidiki, which is examined in this thesis. Within this framework, various management measures have been examined and compared in order to deal with the intense decline of the hydraulic head and the phenomenon of salinization, due to sea-water intrusion in the area, taking into account two specific scenarios of rainfall variation due to climate change. The simulation of the sea-water intrusion phenomenon was performed using SEAWAT code. Transient models of variable-density groundwater flow related to these management measures have been developed in an earlier study by Mr Ilias Siarkos, but they have not been modified to include of climate change, namely the reduction of precipitation over time. In addition, the recharge of the transient models including the management measures as well as the model without the implementation of any management measures for both rainfall reduction scenarios was modified. The first measure concerns the reduction of pumping rates by 20% in all irrigation wells. The second concerns the suspension of certain well’s operation, near the coastline, due to probable unsuitable drinking water quality (salinization). The third measure concerns the supply of water from a reservoir in the Olynthios river basin. The fourth measure concerns the artificial recharge of the aquifer through the construction of injection wells near the coastline and the supply of these wells from its upper part. Afterwards, the results of the above models are presented with respect to the hydraulic head and chlorine concentration, in both time and spatial scale for each rainfall reduction scenario, in the form of diagrams. The presentation of the results makes it easy to compare the measures and to draw conclusions regarding which is the most appropriate measure to apply in order to address the phenomenon of salinization due to sea-water intrusion and the severe decline in the hydraulic head. Briefly, an economic assessment of these measures was carried out by selecting the two most efficient measures of the four in terms of hydraulic head and the containment of sea-water intrusion, respectively. Regarding the hydraulic head, the most effective measure was the supply of water from the reservoir to the Olynthios river basin. As far as the containment of sea-water intrusion is concerned, the artificial recharge of the aquifer was more appropriate. In the end, a cost-benefit analysis was applied, where the cost and benefit were calculated for each of the above two measures and the net present value and cost-benefit ratio were calculated