Εκτίμηση Υδατικού Αποτυπώματος καλλιεργειών της πεδιάδας του Νέστου με τη μεθοδολογία της Αποτίμησης Κύκλου Ζωής
Creators: name: Λιάπης, Αλέξανδρος Κωνσταντίνου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2017
Subjects: Υδατικό Αποτύπωμα
Αποτίμηση Κύκλου Ζωής
Πεδιάδα Νέστου
Διαχείριση Αρδευτικού Νερού
Water Footprint
Life Cycle Assessment
Nestos Plain
Irrigation Water Management

description: Η συνεχής αύξηση του παγκόσμιου πληθυσμού και η προσπάθεια για αναβάθμιση του βιοτικού επιπέδου, συνεπάγονται αναπόφευκτα και τη συνεχή εξάντληση και υποβάθμιση των υφιστάμενων φυσικών πόρων. Η αποτελεσματική διαχείρισή τους και η εξασφάλιση των μελλοντικών γενεών σε αυτούς είναι πιο αναγκαία από ποτέ. Η παρούσα μεταπτυχιακή διατριβή ασχολείται με έναν από τους σημαντικότερους φυσικούς πόρους, το νερό. Σκοπός της είναι ο προσδιορισμός του Υδατικού Αποτυπώματος των καλλιεργειών, σε ένα από τα πλέον σημαντικά οικοσυστήματα της Βορείου Ελλάδος, την πεδιάδα του ποταμού Νέστου. Για την παρούσα διατριβή χρησιμοποιείται η μέθοδος των Ridoutt και Pfister για την Αποτίμηση του Υδατικού Αποτυπώματος, η οποία βασίζεται στις αρχές της μεθοδολογίας της Αποτίμησης Κύκλου Ζωής, σε συμβατότητα με το ISO 14046. Οι καλλιέργειες της περιοχής μελέτης είναι επτά (φασόλια, βαμβάκι, κηπευτικά, καλαμπόκι, ρύζι, ζαχαρότευτλα και ντομάτα). Τα μετεωρολογικά δεδομένα που χρησιμοποιήθηκαν αποτελούνται από μετρήσεις βροχόπτωσης, θερμοκρασίας, σχετικής υγρασίας, ταχύτητας ανέμου και ηλιοφάνειας, προέρχονται από το Μετεωρολογικό Σταθμό Χρυσούπολης και αφορούν τη χρονική περίοδο 1980-2001. Αρχικά έγινε ο υπολογισμός των καθαρών αναγκών σε νερό άρδευσης (IWRn) των καλλιεργειών, με τη χρήση του προγράμματος CROPWAT. Από τις διαθέσιμες μεθόδους υπολογισμού της ωφέλιμης βροχόπτωσης επιλέχθηκαν δύο: η μέθοδος της Soil Conservation Service (USDA SCS) και η μέθοδος κατά FAO (FAO/AGLW). Οι δυο μέθοδοι συγκρίνονται και τελικά επιλέγεται αυτή που δίνει τα δυσμενέστερα αποτελέσματα για τη συνέχιση των υπολογισμών. Με τις καθαρές ανάγκες σε νερό άρδευσης και την απόδοση της καλλιέργειας, έγινε αρχικά μια προσέγγιση των βασικών όρων του Υδατικού Αποτυπώματος σύμφωνα με τους Α.Υ. Hoekstra και A.K. Chapagain, και στη συνέχεια υπολογίστηκε η συνιστώσα του Υδατικού Αποτυπώματος που σχετίζεται με την κατανάλωση, κατά Ridoutt και Pfister.Οι υπολογισμοί έγιναν για δύο σενάρια: στο πρώτο λήφθηκαν υπ’ όψιν οι καθαρές ανάγκες σε νερό άρδευσης (IWRn), ενώ στο δεύτερο οι ολικές ανάγκες σε νερό άρδευσης (IWRt) ώστε να γίνει καλύτερη προσέγγιση των πραγματικών συνθηκών. Η συνιστώσα κατανάλωσης σταθμίστηκε τελικά, με τη βοήθεια του Δείκτη Υδατικής Πίεσης (Water Stress Index), ενός συντελεστή που χαρακτηρίζει την κάθε περιοχή ως προς την υδατική της επάρκεια. Στη συνέχεια υπολογίστηκε η συνιστώσα του Υδατικού Αποτυπώματος που σχετίζεται με την υποβάθμιση των υδατικών αποθεμάτων της περιοχής μελέτης, λόγω λίπανσης των καλλιεργειών. Η κατηγορία περιβαλλοντικών επιπτώσεων που επιλέχθηκε να αξιολογηθεί ήταν ο ευτροφισμός των αποθεμάτων γλυκού νερού και η αξιολόγηση έγινε με τη βοήθεια του προγράμματος SimaPro. Τελικά οι δύο συνιστώσες προστέθηκαν για να δώσουν μια ενιαία τιμή για το Υδατικό Αποτύπωμα κάθε καλλιέργειας, για λόγους καλύτερης κατανόησης και παρουσίασης των αποτελεσμάτων. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι ο υπολογισμός του Υδατικού Αποτυπώματος σύμφωνα με τη μεθοδολογία της Αποτίμησης Κύκλου Ζωής είναι ένα εμπεριστατωμένο εργαλείο εκτίμησης των περιβαλλοντικών επιπτώσεων από τη χρήση των υδατικών πόρων μιας περιοχής για αρδευτικούς σκοπούς. Λόγω της συσχέτισής τους με τα τοπικά υδατικά αποθέματα, τα αποτελέσματα είναι άμεσα συγκρίσιμα και με άλλες περιοχές, διευκολύνοντας την ολοκληρωμένη διαχείριση των υδατικών πόρων σε τοπικό αλλά και παγκόσμιο επίπεδο
description: The ongoing growth of global population and the effort to improve standard of living, lead inevitably to the depletion and degradation of natural resources. Therefore, the need for effective management and accessibility for future generations to them, is more important than ever. This thesis concerns one of the most vital of natural resources; water. The thesis’s aim is to estimate the Water Footprint of crops in one of the most important ecosystems of Northern Greece, the plain of River Nestos. To conduct the Assessment of Water Footprint for this thesis, the methodology of Ridoutt and Pfister was implemented, which is based on the framework and principles of Life Cycle Assessment (LCA), in compliance with ISO 14046. There are seven crops in the study area (beans, cotton, horticultural, maize, rice, sugar beet and tomato). The climate data that were used consist of rainfall, temperature, relative humidity, wind speed and sunshine duration. They were acquired from the Hellenic National Meteorological Service, from the station that is positioned near Chrysoupoli, regarding the period 1980-2001. Initially, the net irrigation water requirements (IWRn) of the crops were calculated, using the software CROPWAT. The effective rainfall was calculated with 2 different methods; the method of the Soil Conservation Service (USDA SCS) and the method that is proposed from FAO (FAO/AGLW). These two methods were compared, eventually the one that gives the higher requirements for the rest of the calculations. With the net irrigation water requirements and the maximum crop yield, the two components of the Water Footprint (blue and green) are calculated with the methodology of Hoekstra and Chapagain. Then, the Water Footprint component that is related with water consumption, is calculated according to Ridoutt and Pfister. The calculations have been conducted for two different scenarios; for the first one, the net irrigation water requirements (IWRn) are considered, where for the second one the calculations are being made considering the total irrigation water requirements (IWRt) in order to simulate more accurately field conditions. The consumption component is then weighted, using the Water Stress Index (WSI), an index that characterizes each region according to its water sufficiency. The Water Footprint component that is related to degradation of water, is calculated regarding data for the crops’ fertilization. The environmental impact category that is chosen to be studied for this stage is the eutrophication of freshwater in the study area, and the calculations were conducted using the LCA software SimaPro. Finally, the two components were added to give a total Water Footprint for each crop, in order to have a more comprehensible result. The results have shown that the Water Footprint calculation according to the Life Cycle Assessment methodology is a comprehensive tool for the assessment of environmental impacts of water use for irrigation purposes. Because of the correlation of the water use with the local water supplies, the results are directly comparable with those of other regions, facilitating the water resources management at local, as well as global level