Geostatistical Simulation of Hydrofacies Heterogeneity of the East Thessaly Aquifer System in Greece
Creators: name: Μπολγκοράνου, Μαρία Ιωάννη
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2017
Subjects: Γεωστατιστική Προσομοίωση
Πλουριγκαουσσιανή Προσομοίωση
Γεωλογικό Μοντέλο
Geostatistical simulation
Geostatistics
Plurigaussian Simulation

description: In this study the spatial differentiation of hydrofacies was investigated in the alluvial aquifer system of East Thessaly basin in Greece. The alluvial deposits of this basin constitute a system of unconfined shallow aquifers which extend in the upper layers, while successive confined-artesian aquifers are developed in the deep permeable layers. This system, besides the percolated surface water, is supplied by water through lateral infiltration from karstic aquifers in alpine carbonate formations that outcrop along the margins of the basin. The overexploitation of the aquifers in the area during the last decades led to the manifestation of land subsidence phenomena, with extended damages in certain sites. The Civil Protection Agency of Greece and various research institutions are continuously involved in managing environmental hazards and planning future development of damaged areas. This action requires the knowledge of the characteristics of subsoil down to a certain depth. Within this framework, Plurigaussian Simulation techniques were applied to a set of borehole data from that basin, in order to simulate the alluvial hydrofacies. The results show a spatial differentiation regarding the facies proportions. According to the output model, the biggest part is covered by Clay (CL), which is definite a factor of subsidence phenomena. Especially, in certain North and NE parts (Giannouli, Melissochori and Omorfochori villages), several central areas (Nikaia and Halki villages) and a South-eastern district (Kileler village) of the basin, where the presence of clay dominates, there is high possibility of subsidence phenomena to be developed. Furthermore, according to the output of the model, uplift of the Basement is occurred in many parts of the basin, especially in the central and SE section. Larissa city appears stable as its geological background is mostly Basement. The possibility of these parts to develop subsidence phenomena is confirmed by observations that have been made in the area with Persistent Scatterer Interferometry (PSI). Moreover, Sand and Gravel (SG) facies create a continuous internal architecture and, as permeable facies, can generate channels in which the water can flow. This characteristic is beneficial to the cultivation and irrigation of the land
description: Σκοπός της παρούσας εργασίας είναι η μελέτη της χωρικής κατανομής των υδροφάσεων στο αλλουβιακό σύστημα του υδροφόρου ορίζοντα στην λεκάνη της Ανατολικής Θεσσαλίας. Τα αλλουβιακά ιζήματα της λεκάνης συνιστούν ένα σύστημα ελεύθερων, ρηχών υδροφορέων που επεκτείνονται έως τα πάνω επίπεδα, ενώ αντίστοιχοι αρτεσιανοί υδροφορείς αναπτύσσονται στα βαθύτερα στρώματα. Αυτό το σύστημα, εκτός από επιφανειακή κατείσδυση των νερών, τροφοδοτείται επίσης πλευρικά από καρστικούς υδροφόρους σε αλπικούς ανθρακικούς σχηματισμούς που βρίσκονται κατα μήκος των περιθωρίων της λεκάνης. H διαρκής υπεράντληση του υδροφόρου ορίζοντα την τελευταια δεκαετία, οδήγησε στην ανάπτυξη φαινομένων καθίζησης σε πολλές περιοχές κατα μήκος της λεκάνης. Η περιοχή της Ανατολικής Θεσσαλίας αποτελεί την μεγαλύτερη αγροτική περιοχή στην Ελλάδα. Η συνεχής άντληση νερού μέσω των υδρογεωτρήσεων και η κατανάλωση μεγάλης ποσότητας νερού λόγω άρδρευσης σε συνδυασμό με την παρουσία αργίλου οδήγησαν σε φαινόμενα καθιζήσεων. Η Υπηρεσία Πολιτικής Προστασίας καθώς και άλλοι οργανισμοί, μελετούν συστηματικά την περιοχή και εκτιμούν την πιθανότητα περαιτέρω ανάπτυξης καθιζήσεων. Για το σκοπό αυτό, κρίνεται απαραίτητη η δημιουργία του παρόντος γεωλογικού μοντέλου, καθώς και η διερεύνηση της επικοινωνίας μεταξύ των υδροπερατών σχηματισμών. Εντός αυτού του πλαισίου, εφαρμόστηκε η μέθοδος της «Πολυγκαουσσιανής Προσομοιώσης» σε 149 δείγματα από 14 γεωτρήσεις, έτσι ώστε να δημιουργηθεί το γεωλογικό μοντέλο. Η Προσομοίωση πραγματοποιήθηκε με το γεωστατιστικό λογισμικό ISATIS, της εταιρίας Geovariances. Το γεωλογικό μοντέλο που δημιουργήθηκε έδειξε πως η παρουσία αργίλου είναι αισθητή και κυριαρχεί σε όλη την λεκάνη. Tα αργιλικά εδάφη, λόγω της ικανότητας που έχουν να συγκρατούν το νερό και να διαστέλλονται και στην συνέχεια λόγω της υπεράντλησης του νερού να συρρικνώνονται και να σπάνε αποτελούν την βασικότερη αιτία των καθιζήσεων. Ειδικότερα, σύμφωνα με το μοντέλο, η παρουσία της αργίλου είναι κυρίαρχη στο Βόρειο και Βορειοανατολικό και κεντρικό τμήμα της λεκάνης. Συγκεκριμένα τα χωριά: Γιάννουλη, Μελισσοχώρι και Ομορφοχώρι στο Βόρειο τμήμα, καθώς και τα χωριά: Χάλκη και Νίκαια στο κεντρικό τμήμα κινδυνεύουν από καθιζήσεις, καθώς η παρουσία της αργίλου είναι ιδιαίτερα έντονη. Από την άλλη πλευρά, σε πολλά τμήματα της λεκάνης-όπως στο κεντρικό και νότιο-φαίνεται η ανύψωση του υποβάθρου έως την επιφάνεια. Η πόλη της Λάρισας φαίνεται να να είναι ευσταθής καθώς είναι ανεπτυγμένη πάνω σε σκληρούς σχηματισμούς υποβάθρου. Τα αποτελέσματα του μοντέλου καθώς και οι εκτιμήσεις των καθιζήσεων επιβεβαιώνονται από τις παρατηρήσεις μετακίνησης του εδάφους που έχουν πραγματοποιηθεί μέσω Persistent Scatterer Interferometry (PSI) από την υπηρεσία Terrafirma της Ευρωπαικής Διαστημικής Υπηρεσίας (ESA). Σύμφωνα με τα αποτελέσματα των παρατηρήσεων των εδαφικών μετακινήσεων, τα χωριά Χάλκη, Νίκαια και Γιάννουλη έχουν υποστεί καθιζήσεις. Η Λάρισα δεν παρουσίασε φαινόμενα καθιζήσεων. Τέλος, οι φάσεις του αμμοχάλικου και άλλων υδροπερατών σχηματισμών φαίνεται να επικοινωνούν μεταξύ τους και όχι να είναι διασκορπισμένες σ’ όλη την έκταση του μοντέλου και να δημιουργούν με τον τρόπο αυτό ένα είδος εσωτερικών καναλιών. Το αμμοχάλικο ορίζεται ως διαπερατό, επομένως το νερό μπορεί να κινείται ευκολότερα μέσω των διαύλων επικοινωνίας που δημιουργούνται, γεγονός που ευνοεί την άρδευση και καλλιέργεια της Γης
description: Σε συνεργασία με τα τμήματα : Γεωλογίας και Γεωπεριβάλλοντος (Εθνικό και Καποδιστριακό Πανεπιστήμιο Αθηνών) Μηχανικών Μεταλλείων Μεταλλουργών (Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο) Οικονομικών Επιστημών (Δημοκρίτειο Πανεπιστήμιο Θράκης)