title: Προσομοίωση του υπόγειου συστήματος της Μεσσαράς, με χρήση μοντέλου πεπερασμένων στοιχείων και εξέταση σεναρίων κλιματικής αλλαγής σύμφωνα με τη διακυβερνητική επιτροπή για την αλλαγή του κλίματος (IPCC)
title: Simulation of the Messara groundwater system using a finite elements model and testing of climate clange scenarios according to the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC)
Creators: name: Διακοπαρασκευας Παρασκευας
Publisher: name: Technical University of Crete
Year: 2020

description: Στο πλαίσιο της εκπόνησης της συγκεκριμένης διπλωματικής εργασίας εξετάζεται η χρήση του μοντέλου προσομοίωσης υπογείων υδάτων FEFLOW. Η προσομοίωση των υπογείων υδάτων αφορά την περιοχή της Μεσσαράς η οποία βρίσκεται στο Νότιο μέρος της Κρήτης και συγκεκριμένα στην νότια πλευρά του Νομού του Ηρακλείου. Η περιοχή αυτή έχεις μεγάλες απαιτήσεις σε νερό καθώς είναι από τις μεγαλύτερες αγροτικές περιοχές στην Ελλάδα.
Αρχικά για την πραγματοποίηση σωστής προσομοίωσης υπογείων υδάτων χρειάστηκε η κατάλληλη επεξεργασία των δεδομένων για να γίνει η εισαγωγή τους στο μοντέλο ροής υπογείων υδάτων και μεταφοράς μάζας FEFLOW. Η επεξεργασία των δεδομένων έγινε με την βοήθεια προγραμμάτων – εργαλείων όπως το ArcGIS, το Hydrognomon, το Matlab και το Microsoft Excel. Το πρόγραμμα ArcGIS χρησιμοποιήθηκε κυρίως για την επεξεργασία των χαρτών αλλά και σε περιπτώσεις που ήταν δυνατό και για πίνακες οι οποίοι περιείχαν τιμές εισόδου. Τα υπόλοιπα προγράμματα – εργαλεία χρησιμοποιήθηκαν για την επεξεργασία των πινάκων στους οποίους περιέχονται οι τιμές εισόδου. Στο πρόγραμμα του FEFLOW εισήχθησαν 12 πηγάδια παρατήρησης τα οποία περιείχαν τιμές για την στάθμη του υδροφόρου ορίζοντα από το 2009 έως το 2016.Στην συνέχεια εισήχθησαν και οι τιμές της βροχόπτωσης για τις αντίστοιχες χρονιές καθώς και τα πηγάδια άντλησης τα οποία βρίσκονται στην περιοχή. Για τους εδαφικούς σχηματισμούς εισήχθησαν οι τιμές της υδραυλικής αγωγιμότητας καθώς και το υψόμετρο της περιοχής μελέτης. Τέλος ορίστηκαν οι οριακές τιμές στα ανατολικά και δυτικά σύνορα του υδροφορέα και πραγματοποιήθηκε η βαθμονόμηση και ο έλεγχος του μοντέλου.
Στην συνέχεια χρησιμοποιήθηκαν τα δεδομένα τριών κλιματικών σεναρίων το RCP 2.6, το RCP 4.5 και το RCP 8.5. Αυτά τα σενάρια αποτελούν προσομοιωμένες μελλοντικές τιμές που αφορούν την ηλιακή ακτινοβολία καθώς και τα αέρια του θερμοκηπίου για τα επόμενα χρόνια. Για κάθε σενάριο υπήρχαν οι τιμές τις βροχόπτωσης ανά εξάμηνο και χρησιμοποιήθηκαν αυτές της περιόδου 2009 - 2039. Για την προσομοίωση των τιμών του σεναρίου χρησιμοποιήθηκε το μοντέλο υπογείων υδάτων FEFLOW το οποίο βαθμονομήθηκε με τις πραγματικές τιμές της βροχόπτωσης και παρατηρήθηκε η μεταβολή της στάθμης του υδροφόρου ορίζοντα από το 2009 έως το 2039.
Η μοντελοποίηση του υδροφορέα που πραγματοποιήθηκε στην παρούσα διπλωματική εργασία έχει σκοπό την προσομοίωση της στάθμης του υδροφόρου ορίζοντα για τα κλιματικά σενάρια RCP’s.

description: In the context of this thesis the use of the three dimensional finite elements ground water model FEFLOW is examined. The ground water simulation is related to the aquifer of Messara which is located in the southern part of the island of Crete and specifically in the southern part of the Heraklion Prefecture. This region has great demand for water because it’s one of the biggest agricultural areas in Greece.
A prerequisite for any groundwater simulation is the editing of all the necessary data and their correct processing into a compatible file format that can be imported to the groundwater model FEFLOW. The processing of input data is performed with the help of other programs and tools like ArcGIS, Hydrognomon, Matlab and Microsoft Excel. The program Arc GIS was mainly used for the processing of the maps that had to be imported in FEFLOW and whenever appropriate for data tables. The rest of the programs and tools were used for the process of time-series and constant data values that contain the information serving as the FEFLOW input. Water level of the aquifer for the years from 2009 to 2016 from 12 observation wells were available as input for FEFLOW. Apart from that, the value of the precipitation was imported for the corresponding years and also the pumping wells that existed in the area. Other necessary input parameters include the hydraulic conductivity values of different geological formations and the elevations of the study area. The last model parameter imported werethe boundary condition values set at the eastern and the western borders of the aquifer and the calibration and the validation of the model was accomplished.
After the initial setup and calibration of the model, data according to 3 climate scenarios were used, namely the RCP 2.6, the RCP 4.5 and the RCP 8.5. Those scenarios constitute the simulated future values of solar radiation and greenhouse gases for the years to come. For each scenario, the precipitation values for each semester were calculated concerning the years from 2009 to 2039. For the simulation of the water level value of the aquifer the latest version of the calibrated FEFLOW was used to produce the new simulated values of groundwater resulting when taking into account the input values of parameters for the different scenarios for the years 2009 to 2039.
The objective of the simulation of the aquifer that was conducted for the thesis was the simulation of the aquifer water level under the different RCP’s climate scenarios.