title: Μοντελοποίηση υδατικού ισοζυγίου υγροβιοτόπου υπό την επίδραση επιφανειακών απορροών σε μεταλλευτική περιοχή
Creators: name: Ζερβογιαννης Ιωαννης
Publisher: name: Technical University of Crete
Year: 2024

description: Η σύγχρονη μεταλλευτική δραστηριότητα διαμορφώνει ένα πολύπλοκο περιβάλλον που επηρεάζει σημαντικά τους υδατικούς πόρους, καθώς η εξόρυξη και η επεξεργασία μεταλλευμάτων συνδέονται στενά με τα υπόγεια και επιφανειακά ύδατα. Ένας υγροβιότοπος παίζει σημαντικό ρόλο στο περιβάλλον και η διατήρησή του σε οικολογική λειτουργία με το απαιτούμενο νερό είναι απαραίτητη. Στο πλαίσιο αυτό, η παρούσα διπλωματική εργασία επικεντρώνεται στη μοντελοποίηση του υδρολογικού ισοζυγίου ενός υγροβιότοπου με την χρήση του λογισμικού Wetbud, το οποίο χρησιμοποιείται για πρώτη φορά στον Ελλαδικό χώρο, λαμβάνοντας υπόψη την επίδραση επιφανειακών απορροών σε μεταλλευτική περιοχή.
Η μεταλλευτική δραστηριότητα συχνά παρεμβαίνει στον υδρολογικό κύκλο, επηρεάζοντας την ποσότητα και την ποιότητα των υδάτινων πόρων. Η αλληλεπίδραση αυτή μεταξύ της μεταλλευτικής δραστηριότητας και του υδρογεωλογικού περιβάλλοντος συνήθως οδηγεί σε σημαντικές αλλαγές στην ισορροπία των υδάτινων πόρων προκαλώντας ελλείψεις σε γειτονικές περιοχές, αλλαγές στη ροή των ποταμών καθώς και μεταβολές στην ποσότητα διαθέσιμου νερού για άλλες χρήσεις, όπως η γεωργία και η ύδρευση. Παράλληλα, δύναται να προκαλέσει ρύπανση που προέρχεται από βαρέα μέταλλα και άλλες τοξικές ουσίες στα υπόγεια και επιφανειακά ύδατα. Συνεπώς, η μοντελοποίηση του υδατικού ισοζυγίου αποτελεί βασικό εργαλείο για την κατανόηση αυτών των αλληλεπιδράσεων και την εκτίμηση των επιπτώσεών τους στο περιβάλλον.
Το Wetbud είναι ένα νέο εργαλείο υδρολογικού σχεδιασμού υγροβιότοπων που μπορεί να εφαρμοστεί σε κάθε τοποθεσία ενδιαφέροντος με τις κατάλληλες προσαρμογές, χρησιμοποιώντας τα διαθέσιμα μετεωρολογικά, τοπογραφικά, εδαφολογικά και γεω-ϋδρολογικά δεδομένα. Το Wetbud μπορεί είτε να λειτουργήσει στη βασική του μορφή όπου η τοπογραφία του υγροτόπου, οι εδαφικοί παράμετροι και η ροή των υπόγειων υδάτων λαμβάνουν προκαθορισμένες τιμές, είτε σε προηγμένη μορφή, όπου αυτές οι παράμετροι περιλαμβάνονται σε μια πιο σύνθετη προσέγγιση μέσω της ενσωμάτωσης του πακέτου MODFLOW. Το λογισμικό Wetbud χρησιμοποιεί μετεωρολογικά δεδομένα από τον πλησιέστερο σταθμό και έχει ως επιλογή τον καθορισμό υγρού, κανονικού και ξηρού (W-N-D) έτους. Έχει ακόμη τη δυνατότητα να χρησιμοποιεί δεδομένα στάθμης υπογείων υδάτων από σταθμούς παρατήρησης για τα επιλεγμένα έτη W-N-D.
Στο πλαίσιο της παρούσας διπλωματικής εργασίας, χρησιμοποιήσαμε το λογισμικό Wetbud για την εξέταση δυο σεναρίων που περιλαμβάνουν τον υδρολογικό σχεδιασμό δύο υγροβιότοπων διαφορετικών διαστάσεων στη μεταλλευτική περιοχή της Ολυμπιάδας στη Χαλκιδική. Με βάση αυτό το μοντέλο, εξετάσαμε τα υδρολογικά και υδρογεωλογικά χαρακτηριστικά της περιοχής και εξετάσαμε τους παράγοντες που επηρεάζουν το υδατικό ισοζύγιο του υγροβιότοπου. Η ανάλυση των αποτελεσμάτων κατέδειξε την καταλληλόλητα του λογισμικού Wetbud για τον υδρολογικό σχεδιασμό υγροβιότοπων στο Ελλαδικό χώρο κατόπιν κατάλληλων προσαρμογών. Το υδρολογικό ισοζύγιο εκτιμήθηκε με επιτυχία και στα δυο σενάρια χρησιμοποιώντας ιστορικά υδρολογικά δεδομένα και διαθέσιμες μετρήσεις υποδεικνύοντας την υδρολογική συμπεριφορά του υγροβιότοπου σε μηνιαίο βήμα στους διαφορετικούς τύπους υδρολογικών ετών που εξετάστηκαν.
description: The contemporary mining activity constitutes a diverse field significantly impacting water resources, as mining and ore processing are closely linked to the hydrogeological environment. A wetland plays an important role in the environment and maintaining it in an ecological function with the necessary water is essential. In this context, this thesis focuses on the modeling of the water balance of a wetland using an application, Wetbud, for the first time in Greece, under the influence of surface runoff in a mining area.
The hydrological cycle in mining areas is often shaped by the interaction between water deposits and mining activity, which brings about significant changes in the hydrogeological balance. This interaction between mining activity and the hydrogeological environment usually leads to significant changes in the balance of water resources, causing drought in neighboring areas or changes in river flow, and affects the amount of water available for other uses, such as agriculture and water supply.
Modeling the water balance is a crucial tool for understanding these interactions and predicting their environmental impacts. 
Wetbud is a new tool for estimating wetland water budgets using available weather data and site-specific topographic, soil and geohydrologic data, coupled with mass balance mathematics. Wetbud is primarily intended as a planning tool for use in the design of created wetlands, but it can also be applied to native wetlands or wetland restoration sites where the required input parameters can be specified. Wetbud can be run in its basic form where wetland topography, soil parameters and groundwater flux are simplified, or in the advanced form, where these parameters are included in a more complex approach via integration of the MODFLOW package, a free 3D program that was developed by the United States Geological Survey. Both versions can also include overbank flow hydrology sources and the advanced form can also model sloping and irregular topography. The program downloads weather data from the nearest applicable station and selects appropriate wet-normal-dry (W-N-D) years following a modest user data clean-up step. Wetbud also has the ability to utilize existing short-term (e.g. 6 to 9 months) groundwater data from an up-gradient well to simulate longer-term groundwater level inputs for the selected W-N-D years. 
For this purpose, we used Wetbud and analyzed the results from two wetlands of different dimensions in a mining area in Halkidiki and specifically in the area of Olympiada. Based on this model, we examined the various factors affecting the water balance of the wetland and analyzed the results of the program.