Τυπολογία και εκτίμηση της οικολογικής κατάστασης με τη χρήση των γεωγραφικών συστημάτων πληροφοριών (ΓΣΠ) στη λεκάνη απορροής του ποταμού Ζηλιάνα (υδατικό διαμέρισμα Δυτικής Μακεδονίας):
Creators: name: Πολυχρονιάδης, Κωνσταντίνος Ευσταθίου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2010
Subjects: Οδηγία 2000/60/ΕΚ
Λεκάνη απορροής
Οικολογική ποιότητα
Directive 2000/60/EC
Drainage basin
Ecological quality

description: Ο απώτερος σκοπός της Οδηγίας 2000/60/EK είναι η εφαρμογή ενός προγράμματος ολοκληρωμένης διαχείρισης των λεκανών απορροής και η επίτευξη καλής κατάστασης όλων των υδατικών συστημάτων (εσωτερικών επιφανειακών, μεταβατικών, παράκτιων και υπόγειων υδάτων) το αργότερο έως το έτος 2015. Για την εκτίμηση της οικολογικής κατάστασης των επιφανειακών υδατικών σωμάτων συστήνεται έλεγχος φυσικοχημικών, βιολογικών και υδρομορφολογικών στοιχείων. Η περιοχή έρευνας είναι η λεκάνη απορροής του ποταμού Ζηλιάνα στη Νότια Πιερία. Η Ζηλιάνα έχει τις πηγές της από τον Όλυμπο και τις εκβολές στο Νότιο Θερμαϊκό Κόλπο. Με την εφαρμογή του Corine Land Cover 2000 για τη καταγραφή των χρήσεων γης, παρατηρήθηκε πως η μεγαλύτερη περιοχή καλύπτεται από δασικές εκτάσεις και λιγότερες αγροτικές, ενώ οι κατοικημένες περιοχές περιορίζονται μόλις σε 4 χωριά. Στην περιοχή, σε κοντινή απόσταση από την κοίτη του ποταμού, έχει κατασκευαστεί Εγκατάσταση Επεξεργασίας Λυμάτων (ΕΕΛ), η οποία όμως δεν έχει τεθεί σε λειτουργία μέχρι στιγμής. Για την πληρέστερη μελέτη και απεικόνιση όλων των δεδομένων της περιοχής έρευνας που συλλέχθηκαν και καταγράφηκαν, χρησιμοποιήθηκαν εκτενώς τα Γεωγραφικά Συστήματα Πληροφοριών και πιο συγκεκριμένα το λογισμικό ArcGis 9.3. Ακολουθώντας το Σύστημα Β’ σύμφωνα με την Οδηγία – Πλαίσιο για την τυπολογία της περιοχής, προέκυψαν 25 διαφορετικοί τύποι βασιζόμενοι σε 4 διαφορετικούς περιγραφείς: το υψόμετρο, την έκταση της λεκάνης απορροής, τη γεωλογία του υποβάθρου και την κλίση. Η τυπολογία και ο διαχωρισμός των υδατικών σωμάτων που εφαρμόστηκαν οδήγησαν στη πραγματοποίηση δειγματοληψιών σε 4 σταθμούς (Ξηρόλακκας, Καλλιπεύκη, Συμβολή και Εκβολές) την περίοδο του Απριλίου 2010. Η δειγματοληψία των βενθικών μακροασπονδύλων πραγματοποιήθηκε με τη μέθοδο «3 λεπτών λακτίσματος – σάρωσης» και ο προσδιορισμός τους έγινε μέχρι την κατώτερη δυνατή ταξινομική ομάδα. Η ποιότητα του νερού του κάθε σταθμού δειγματοληψίας προσδιορίστηκε από το Ελληνικό Σύστημα Αξιολόγησης (ΕΣυΑ) και με τη χρήση του πολυμετρικού δείκτη STAR όπως ορίζει η Ευρωπαϊκή Άσκηση Διαβαθμονόμησης. Τα αποτελέσματα δείξανε καλή ποιότητα και στους 4 σταθμούς δειγματοληψίας σύμφωνα με το ΕΣυΑ ενώ σύμφωνα με τον πολυμετρικό δείκτη καλή και υψηλή (σε σχέση με την πενταβάθμια κλίμακα που ορίζεται από την Οδηγία 2000/60 ΕΚ). Επιπλέον πραγματοποιήθηκε δειγματοληψία μακρόφυτων στην παράκτια ζώνη που έδειξε μέτρια ποιότητα υδάτων, αλλά δεν μπορούν να εξαχθούν ασφαλή συμπεράσματα τη συγκεκριμένη περίοδο, οπότε δεν συνυπολογίστηκε στην συνολική εκτίμηση της οικολογικής κατάστασης. Αντίθετα, λήφθηκαν υπόψη οι μετρήσεις των υδρομορφολογικών παραμέτρων, όπως η ροή του ύδατος και η σύσταση του υποστρώματος και υπολογίστηκαν οι δείκτες HMS, QBR και IHF. Ειδικότερα, με τον υπολογισμό του βαθμού τροποποίησης των ενδιαιτημάτων, ο δείκτης HMS έλαβε τις τιμές από 0 έως 6 με μέσο όρο 2,25 κατατάσσοντας συνολικά το ποτάμι στην κατηγορία «σχεδόν φυσικό - μικρή τροποποίηση». Παράλληλα πραγματοποιήθηκε ο υπολογισμός των φυσικοχημικών παραμέτρων, συμπεριλαμβανομένων και των συγκεντρώσεων των θρεπτικών αλάτων, τα οποία αναλύθηκαν στο Διαβαλκανικό Κέντρο Περιβάλλοντος. Κατόπιν, οι τιμές των μετρήσεων των παραμέτρων συγκρίθηκαν με τα επιτρεπτά όρια για το πόσιμο νερό και τη διαβίωση των ιχθύων και τα αποτελέσματα δείξανε πως σχεδόν όλες οι τιμές δεν τα ξεπερνάνε. Ακολούθησε η στατιστική επεξεργασία των βιολογικών, των υδρομορφολογικών και των φυσικοχημικών παραμέτρων εφαρμόζοντας τις εξής μεθόδους: Ανάλυση Cluster, Ανάλυση Simper, Ομαδοποίηση Fuzzy και μέθοδος Canoco.Οι πρώτες 3 μέθοδοι δείξανε πως οι σταθμοί Καλλιπεύκη και Συμβολή εμφανίζουν τη μεγαλύτερη ομοιότητα μεταξύ τους ενώ οι σταθμοί Ξηρόλακκας και Εκβολές τη μεγαλύτερη ανομοιότητα. Η μέθοδος Canoco έδειξε πως τελικά μόνο οι μεταβλητές BOD5(mg/l) και T (oC) κρίθηκαν ως οι πιο σημαντικές παράμετροι στο διάγραμμα ταξιθέτησης και ότι, πιο συγκεκριμένα, η θερμοκρασία επηρέασε σε μεγάλο βαθμό το σταθμό Εκβολές και προξένησε την απουσία άλλων παραμέτρων από το διάγραμμα. Ο προσδιορισμός των πιέσεων και η εκτίμηση των επιπτώσεων αποτέλεσαν τα τελευταία στάδια μελέτης της λεκάνης απορροής του ποταμού Ζηλιάνα. Για τον προσδιορισμό των πιέσεων εφαρμόστηκε το μοντέλο DPSIR και η Impress ανάλυση ώστε να ελεγχθεί η δυνατότητα του συγκεκριμένου υδάτινου σώματος να κατορθώσει να ανταποκριθεί στο σύνολο των περιβαλλοντικών στόχων της Οδηγίας 2000/60. Η εκτίμηση των πηγών ρύπανσης ανέδειξε ως σημειακές πηγές τα αστικά λύματα και τη σταβλισμένη κτηνοτροφία και ως διάχυτες όλες τις δραστηριότητες της περιοχής έρευνας και κυρίως τις αγροτικές. Οι συνολικές τιμές εισροών των ρύπων BOD, Ολικού αζώτου (Ν) και Ολικού φωσφόρου (Ρ) δεν ξεπέρασαν τα επιτρεπτά όρια διαβίωσης των ιχθύων, οπότε και τα όρια του αρδευτικού νερού. Η κατηγοριοποίηση της Ζηλιάνας ανάλογα με την βεβαιότητα των επιπτώσεων υπέδειξε απουσία επιπτώσεων με βάση της πιέσεις ρύπανσης ενώ πιθανές επιπτώσεις με βάση τις μορφολογικές πιέσεις. Τα παραπάνω αποτελέσματα δείξανε πως η επικινδυνότητα λόγω της απουσίας των σημαντικών πιέσεων είναι ανύπαρκτη και θα αποφευχθεί η επιδείνωση, ενώ λόγω των μορφολογικών πιέσεων, η επικινδυνότητα είναι μέτρια και επιβάλλεται επιχειρησιακή παρακολούθηση ως μέτρο αντιμετώπισης.
description: The ultimate aim of the Directive 2000/60/EC is a program of integrated management of water basins and the achievement of good condition in all water bodies (inland surface waters, transitional, coastal and groundwater) by 2015. To estimate the ecological status of surface water bodies, it is recommended to examine the physicochemical, the biological and the hydromorphological data. The study area is the Ziliana river basin in South Pieria. Ziliana has its sources from Olympus and its mouth in the Southern Thermaikos Gulf. With the implementation of Corine Land Cover 2000 and the projection of land uses, it was observed that the largest area was covered by forests, agricultural land was less and the urban area were limited to just four villages. In the region, close to the river, a new Sewage Treatment Plant (WWTP) has been constructed but it’s not operational yet. For a complete study and display of all data of the research area that was collected and reported, Geographic Information Systems have been extensively used and more specifically the Software of ArcGis 9.3. Following the system B according to the Directive – Framework for the typology of the region, we resulted in 25 different water types based on four different descriptors: the altitude, the area of the drainage basin, the geology bedrock and the slope. The typology and the separation of water bodies led to 4 sampling sites (Xirolakkas, Kallipeyki, Symvoli and Ekvoles) in the period of April 2010. The sampling of benthic macroinverterbrates was operated with the method of “3-minute kick &amp; sweep” and their identification was mad by the lowest possible taxa. The water quality of each sampling site was established with the Hellenic Evaluation System and the use of the STAR polymetric index as defined by the European intercalibration exercise. The results showed good water quality in all 4 sampling sites according to the Hellenic Evaluation System, while according to the STAR polymetric index they showed good and high quality (compared to the five-point scale defined by the Directive 2000/60 EC. Moreover, a sampling of macrophytes took place in the coastal area that resulted in moderate water quality, but reliable conclusions cannot be drawn in this period so it was excluded from the overall assessment of ecological status. On the contrary, measurements were taken for the hydromorphological parameters such as the water flow and the composition of the substrate and calculated the HMS, QBR and IHF index. Specifically, by calculating the degree of habitat modification, HMS index took values from 0 to 6 with a total average of 2.25 that classified the river as “nearly natural – light modification”. The physicochemical parameters have also been calculated, including the concentrations of nutrients which were analyzed in the Balkan Center of Environment. Then, the parameter values were compared with the allowable boundaries for drinking water and the living of the fish and the results showed that almost all values did not outreach them. The procedure continued with the statistical processing of the biological, the hydromorphological and the physicochemical parameters by applying the following methods: Cluster Analysis, Simper Analysis, Fuzzy c-means clustering and Canoco method. The first three methods demonstrated that the two sampling sites of Kallipeyki and Symvoli showed the greatest similarity in between whereas the sampling sites of Xirolakkas and Ekvoles evolved the biggest dissimilarity. The method Canoco (Canonical Community Ordination) showed that only the variables of BOD5(mg/l) and T (oC) were ultimately considered as the most important elements in the ordination diagram and more specifically, the temperature posed a great influence on the site Ekvoles and caused the absence of other variables from the diagram. The identification of pressures and the assessment of the impacts were the last stages of the study in Ziliana river basin. To determine the pressures, DPSIR model and Impress Analysis were applied to test the ability of this water body to meet all the environmental objectives of Directive 2000/60. The assessment of pollution sources revealed as point sources the urban wastewater and the stabled livestock, whereas as diffused sources, all activities in the study area, but mainly the agricultural. The overall inflow of pollutants BOD, total nitrogen (N) and total phosphorus (P) did not exceed the permissible boundaries for the living of the fish, thus the boundaries of the irrigation water. The categorization of Ziliana according to the certainty of the impacts indicated no impact based on the pressures by pollution, while possible impact in the case of morphological pressures. The above results showed that the risk due to the absence of considerable pressures was nonexistent and any deterioration will be avoided, whereas the risk based on the morphological pressures is moderate and an operational monitoring will be imposed.