Τρωτότητα υδροφορέων αγροτικών και παράκτιων λεκανών απορροής λόγω νιτρορύπανσης και αλμυρής σφήνας. Η περίπτωση της λεκάνης του Αλμυρού, Μαγνησία, Ελλάδα
Creators: name: Λέπουρι, Σιμπιάνκα Μαλίκ
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2021
Subjects: Αλμυρή Σφήνα
Νιτρορύπανση
Τρωτότητα
Seawater Intrusion
Nitrate Pollution
Vulnerability

description: Αντικείμενο της εργασίας, είναι η εκτίμηση της τρωτότητας (Vulnerability) στη νιτρορύπανση και στην αλμυρή σφήνα στην αγροτική και παράκτια λεκάνη του Αλμυρού, Μαγνησίας στην Ελλάδα. Στην περιοχή μελέτης δεν έχουν πραγματοποιηθεί προηγούμενες μελέτες εκτίμησης τρωτότητας του υδροφορέα στη νιτρορύπανση και αλμυρή σφήνα. Οι υπεραντλήσεις των αποθεμάτων νερού για την κάλυψη των αρδευτικών αναγκών, έχουν υποβαθμίσει την ποιότητα και την ποσότητα του νερού του υδροφορέα Αλμυρού. Η εκτίμηση της τρωτότητας αποσκοπεί στην καλύτερη διαχείριση υδατικών πόρων της περιοχής και προστασία από την περαιτέρω υποβάθμιση του υδροφόρου συστήματος Αλμυρού. Η τρωτότητα εκτιμήθηκε για τη χρονική περίοδο 1992–2015 με τους δείκτες τρωτότητας κατάλληλους σε νιτρορύπανση DRASTIC, DRASTIC Pesticide, εμπειρικό δείκτη κατά Canter και το δείκτη τρωτότητας σε αλμυρή σφήνα GALDIT. Για την εκτίμηση της επίδρασης των ανθρωπογενών δραστηριοτήτων σε πιθανά γεγονότα ρύπανσης σε νιτρικά, συμπεριλήφθηκαν οι χρήσεις γης (Land Use–LU) και το καθεστώς λίπανσης των καλλιεργειών σε άζωτο με τον υπολογισμό της διακινδύνευσης (Risk) βάσει της τρωτότητας στη νιτρορύπανση. Στο πλαίσιο της παρούσας εργασίας εντάχθηκε η μέθοδος Πολυκριτηριακής Ανάλυσης, η Αναλυτική Ιεραρχική Διαδικασία (Analytical Hierarchy Process – AHP) στον υπολογισμό των δεικτών σε δυνητική ρύπανση. Με την εφαρμογή της Αναλυτικής Ιεραρχικής Διαδικασίας, οι βαρύτητες των παραμέτρων τρωτότητας τροποποιήθηκαν με βάση τις απαντήσεις ειδικών στους Υδατικούς Πόρους σε ερωτηματολόγιο για τα χαρακτηριστικά της περιοχής Αλμυρού. Κατά συνέπεια υπολογίστηκαν οι δείκτες τρωτότητας DRASTIC–AHP, DRASTIC Pesticide–AHP, Canter–AHP, GALDIT–AHP, αλλά και διακινδύνευσης DRASTIC LU–AHP, DRASTIC Pesticide LU–AHP, Canter LU–AHP για τα στατιστικά μέτρα του Μέσου Όρου (Average), της Διαμέσου (Median) και της Πιθανότερης τιμής (Mode) των βαρυτήτων σύμφωνα με την Αναλυτική Ιεραρχική Διαδικασία (AHP). Ο έλεγχος αξιοπιστίας των δεικτών πραγματοποιήθηκε με τον στατιστικό έλεγχο συσχέτισης Pearson με τις συγκεντρώσεις νιτρικών και αλατότητας σε σημεία παρατήρησης. Η μέθοδος DRASTIC παρουσιάζει την υψηλότερη συσχέτιση για όλες τις περιόδους μελέτης σε σύγκριση με τους υπόλοιπους δείκτες. Υψηλές τιμές τρωτότητας συναντώνται σε όλες τις μεθόδους ανατολικά της Λεκάνης Αλμυρού ενώ οι χαμηλότερες στο βόρειο-δυτικά και συγκεκριμένα, στις υπολεκάνες Χολόρεμα και Λαχανόρεμα. Πολύ υψηλές τιμές τρωτότητας παρατηρούνται ανατολικά των υπολεκανών Χολόρεμα, Ξηριά, βόρειο-ανατολικά του Λαχανορέματος, νότιο-ανατολικά της υπολεκάνης Πλατανορέματος και Ξηρορέματος και στα κεντρικά της Λεκάνης Αλμυρού. Οι δείκτες παρουσιάζουν μικρές διαφορές μεταξύ τους, με εξαίρεση τον δείκτη DRASTIC–AHP κατά τον οποίο εκτιμάται μικρότερο ποσοστό πολύ υψηλής και υψηλής τρωτότητας. Ο δείκτης τρωτότητας σε αλμυρή σφήνα GALDIT, εκτιμά ότι η παράκτια ζώνη παρουσιάζει υψηλή τρωτότητα σε όλη τη χρονική περίοδο ενώ πάνω από 80% της έκτασης του υδροφόρου συστήματος εμφανίζει χαμηλή τρωτότητα. Ο δείκτης διακινδύνευσης DRASTIC LU–AHP εμφανίζει το μεγαλύτερο ποσοστό πολύ υψηλής και υψηλής διακινδύνευσης ενώ η μέση διακινδύνευση δεν παρουσιάζει μεγάλη διαφορά μεταξύ των δεικτών. Συμπερασματικά, η τρωτότητα σε νιτρορύπανση και σε αλμυρή σφήνα, αλλά και η διακινδύνευση σε νιτρορύπανση που υπολογίστηκαν και πιστοποιήθηκαν με τα διαθέσιμα δεδομένα της Λεκάνης Αλμυρού μπορούν να αποτελέσουν πολύτιμα εργαλεία για τους επιστήμονες, τα όργανα τοπικής αυτοδιοίκησης αλλά και τους αποφασίζοντες των πολιτικών διαχείρισης των Υδατικών Πόρων με σκοπό την ποσοτική και ποιοτική διαχείριση αλλά και την αποτελεσματική προστασία των υδατικών συστημάτων.
description: The main subject of the present Master Thesis is the vulnerability in nitrate pollution and seawater intrusion in the rural and coastal Almyros Basin, in Magnesia, Greece. In the study area, no previous aquifer vulnerability assessment studies have been carried out focusing on nitrate pollution and seawater intrusion. Groundwater abstraction to cover irrigation needs have degraded the quality and quantity of the Almyros aquifer. The vulnerability assessment is aimed at the better management of the water resources in the area and their protection against further degradation of the Almyros aquifer system. Vulnerability indexes have been estimated for the period 1992-2015 with the vulnerability indicators suitable in DRASTIC, DRASTIC Pesticide, the empirical Canter, and the seawater wedge vulnerability index GALDIT. In order to assess the effect of anthropogenic activities in potential nitrate pollution events, the Land Use (LU) and nitrogen crop fertilization regime have been integrated to the estimation of Risk based on the vulnerability in nitrate pollution. In the context of this Thesis, a multicriterial analysis method, the Analytic Hierarchy Process (AHP) has been used in the calculation of indicators in potential pollution. With the application of the Analytical Hierarchy Process, the weights of vulnerability parameters were modified according to the answers of Water Resources Experts to a questionnaire about the characteristics of the Almyros region. Consequently, DRASTIC-AHP, DRASTIC Pesticide-AHP, Canter-AHP, DRASTIC LU-AHP, Drastic Pesticide LU-AHP, Canter LU-AHP, GALDIT–AHP, were configured and calculated for the statistical measures of Average, Median and Mode, according to the estimated weight values of the Analytical Hierarchy Process (AHP). The reliability control of the indicators was carried out with the Pearson correlation statistical control against the concentrations of nitrates and salinity at observation points. The DRASTIC method shows the highest correlation for all periods as compared to the other indicators. High vulnerability values are estimated in all methods in the east of Almyros Basin, while the lowest values appear in the north-west region and specifically, in sub-basins Cholorema and Lahanorema. Very high vulnerability values are observed east of the Cholorema, Xirias, north-east of Lahanorema, south-east of Platanorema and Xirorema and at the central region of Almyros aquifer. All Indicators show small differences between them, except for the DRASTIC-AHP index at which a smaller high and high vulnerability area is estimated. The GALDIT vulnerability index in seawater intrusion, estimates that the coastal zone has a high vulnerability throughout the study period and more than 80% of the aquifer area exhibits low vulnerability. The DRASTIC LU-AHP risk index displays the largest very high and high risking rate while the average risk does not have a big difference between the indicators. In conclusion, the vulnerability in nitrate pollution and seawater intrusion, and also the nitrate pollution risk have been calculated and certified with the available data for the Almyros Basin, and can be valuable tools for scientists, local government institutions and stakeholders of water resources for the effective management and protection of water systems.