Συνθήκες κατείσδυσης και υπόγειας ροής στις χαλαρές αποθέσεις των κοιτών των υδατορευμάτων της Μυγδονίας λεκάνης
Creators: name: Πελέκη, Αντωνία Κωνσταντίνου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2013
Subjects: Διήθηση
Διηθητόμετρο διπλού κυλίνδρου
Εξίσωση Kostiakov
Infiltration
Double ring infiltrometer
Equation of Kostiakov

description: Σκοπός της διατριβής ήταν η εύρεση της κατακόρυφης διηθητικότητας των ιζηματογενών αποθέσεων των κοιτών των υδατορευμάτων της Μυγδονίας λεκάνης και κατ’ επέκταση της ικανότητας τους να τροφοδοτούν τους υπόγειους υδροφόρους ορίζοντες και πιθανόν και τις λίμνες. Επιλέχθηκαν τα ρέματα Απολλωνίας και Μελισσουργού για τη λίμνη Βόλβη και τα ρέματα Κολχικού και Γερακαρούς για την Κορώνεια. Η ποσοτική μέτρηση της ταχύτητας διήθησης στην ύπαιθρο έγινε με το διηθητόμετρο διπλού δακτυλίου, μία συσκευή η οποία αποτελείται από δύο ομόκεντρους κυλινδρικούς δακτυλίους, διαφορετικής διαμέτρου, οι οποίοι τοποθετούνται στο ίδιο βάθος μέσα στο έδαφος. Το σύστημα τροφοδοτείται με νερό προσπαθώντας να διατηρηθεί σταθερή η στάθμη στους κυλινδρικούς δακτυλίους. Ο σκοπός του εξωτερικού δακτυλίου είναι να προωθήσει μονοδιάστατη, κατακόρυφη ροή κάτω από το εσωτερικό δακτύλιο και να λειτουργεί σαν εμπόδιο με σκοπό την αποφυγή πλευρικών διαδόσεων. Οι μετρήσεις λαμβάνονται από τον εσωτερικό δακτύλιο σε μονάδες ύψους νερού ανά χρόνο (ίντσες, εκατοστά ή χιλιοστά νερού ανά ώρα). Η ποσοτική εκτίμηση της ταχύτητας διήθησης μπορεί να εκφραστεί επίσης και με διάφορες προσεγγιστικές εξισώσεις. Η πιο επιτυχημένη από αυτές τις σχέσεις δόθηκε από τον Kostiakov και είναι και αυτή που εφαρμόστηκε στην παρούσα διπλωματική. Από τις μετρήσεις πεδίου προκύπτουν οι καμπύλες αθροιστικής και στιγμιαίας διηθητικότητας και από την εξίσωση του Kostiakov οι αντίστοιχες τιμές αθροιστικής και στιγμιαίας διηθητικότητας. Λύνοντας την εξίσωση της στιγμιαίας διηθητικότητας για συγκεκριμένο τελικό χρόνο (χρόνος τον οποίο διήρκεσε η μέτρηση έως ότου το έδαφος να κορεστεί) προκύπτει η τιμή της τελικής ταχύτητας διήθησης για το κάθε ρέμα η οποία ισούται με την κόρεσμένη υδραυλική αγωγιμότητα του εδάφους. Γενικότερα οι τιμές των ταχυτήτων διήθησης των ιζημάτων στις κοίτες των υδατορευμάτων της λεκάνης της Μυγδονίας ήταν πολύ υψηλότερες σε σχέση με τις τιμές βιβλιογραφίας, γιατί αυτές αναφέρονται σε τιμές εδαφών και όχι στα υλικά των κοιτών των χειμάρρων. Η υψηλότερη ταχύτητα διήθησης ήταν αυτή του ρέματος της Γερακαρούς και ακολουθούσε το ρέμα της Απολλωνίας, του Μελισσουργού και του Κολχικού. Η μικρότερη ταχύτητα διήθησης στο Κολχικό οφείλεται στο ότι η μέτρηση της διηθητικής ικανότητας του ρέματος πραγματοποιήθηκε σε ένα σημείο το οποίο αν και βρισκόταν αρκετά μακριά από τη λίμνη, το τμήμα της κοίτης είχε μικρή κλίση και το υλικό ήταν ιλυούχες άμμοι. Όσον αφορά το ρέμα της Γερακαρούς, η αρκετά μεγαλύτερη ταχύτητα διήθησης, σε σχέση με τα υπόλοιπα ρέματα, είναι πολύ πιθανόν να οφείλεται στην ύπαρξη εγκάρσιων τεχνητών αναβαθμών στην κοίτη του ρέματος, οι οποίες είναι υπεύθυνες για τη μείωση της κλίσης της κοίτης, τη μείωση της ταχύτητας νερού, τη συγκράτηση χονδρόκοκκης άμμου και συνεπώς στην αύξηση της κατείσδυσης. Η διαδικασία αυτή είναι θετικό στοιχείο για τον εμπλουτισμό του υπόγειου υδροφόρου ορίζοντα, αλλά όχι για τη λίμνη γιατί έτσι περιορίζεται η ποσότητα του νερού που κινείται προς αυτή. Επομένως για την δημιουργία επιφανειακής απορροής είναι απαραίτητη η ύπαρξη βροχοπτώσεων-παροχών μεγάλης έντασης, οι οποίες θα πρέπει να ξεπερνούν τη μέγιστη διηθητική ικανότητα των ιζημάτων της κοίτης, ώστε να επιτευχθεί η δημιουργία επιφανειακής απορροής, ενώ αντίθετα ασθενείς βροχοπτώσεις-παροχές δεν κατορθώνουν να δώσουν επιφανειακή απορροή αλλά κατεισδύουν και εμπλουτίζουν τους υδροφόρους.
description: The aim of the present thesis was to find the vertical infiltration of sedimentary deposits in the beds of Mygdonia basin streams and thus their ability to feed the aquifers and possibly the lakes. The streams that selected were Apollonia and Melissourgos for lake Volvi and Kolchiko and Gerakarou stream for lake Koroneia. The quantitative measurement of infiltration in the field was performed with double ring infiltrometer , a device which consists of two concentric cylindrical rings of different diameter , which are positioned at the same depth in the ground . The system is supplied with water trying to maintain a constant level in the cylinders . The purpose of the outer ring is to promote dimensional , vertical flow under the inner ring and act as a barrier to prevent lateral proliferation. Measurements taken from the inner ring in units of water per time (inches, centimeters or millimeters of water per hour). The quantitative measurement of infiltration can be expressed also by various approximate equations. The most successful of these equation had been given by Kostiakov and is also applied in this thesis. From field measurements resulting curves of cumulative and instantaneous infiltration and from Kostiakov’s equation the corresponding values of cumulative and instantaneous infiltration. Solving the equation of instantaneous infiltration for a specific final time (time in which the measurement lasted until the soil is saturated) resulting the value of the final infiltration for each stream which is equal to the saturated hydraulic conductivity of the soil. Generally the infiltration rates in loose sediments of deposited beds of Mygdonian basin were much higher than the literature values , because these refer to ground and not in the the beds of the streams. The highest infiltration rate was that of Gerakarou stream, followed by Apollonia, Melissourgos and Kolchiko streams. The smallest infiltration rate was this of Kolchiko stream because the measurement was taken from a point that even though it was quite far from the lake, part of the bed had a small slope and the material was clay loam-loam. Regarding the stream of Gerakarou , the much bigger infiltration rate , compared with other streams,is likely due to the existence of transverse artificial terracing in the bed of the stream , which is responsible for the reducing of the slope, the decreasing of water velocity , the restraint of coarse sand and consequently an increase in infiltration. This procedure is a positive factor for the enrichment of groundwater aquifer, but not for the lake because in this way the amount of water moving towards is being limited. Therefore to create runoff is essential to have high intensity rainfalls-supplies, which should not exceed the maximum infiltration capacity of bed sediments, in order to achieve the creation of surface runoff, while low intensity rainfalls – supplies fail to give surface runoff, but enrich the aquifers .