Προσομοίωση της υπόγειας ροής με το μαθηματικό μοντέλο Modflow στη λεκάνη Κορησού νομού Καστοριάς:
Creators: name: Κλαδάς, Ευάγγελος Νικολάου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2011
Subjects: Υδρογεωλογικά μοντέλα
Υπόγεια ροή
Υδροφορέας
Modflow
Groundwater
Mathematical model

description: Η παρούσα εργασία εξετάζει τη δυναμική του υπόγειου νερού της υδρογεωλογικής λεκάνης Κορησού. Η περιοχή έρευνας βρίσκεται στη Δυτική Μακεδονία, στο νομό Καστοριάς. Συγκεκριμένα αποτελεί υπολεκάνη της ευρύτερης λεκάνης της λίμνης της Καστοριάς και αποστραγγίζεται επιφανειακά μέσω του χειμάρρου του Ξεροπόταμου. Καταλαμβάνει έκταση 89.25km2 και αποτελείται από το ανάγλυφο της πεδινής ζώνης με έκταση 24.6km2 και το ανάγλυφο της ορεινής ζώνης με έκταση 64.65km2. Το μέσο υψόμετρο της πεδινής έκτασης ανέρχεται σε 700m και η κλίση της δεν ξεπερνά τις τρεις μοίρες. Η περιοχή έρευνας συγκροτείται κυρίως από μεταμορφωμένα πετρώματα της Πελαγονικής ζώνης και από τεταρτογενείς αποθέσεις. Τα κρυσταλλοσχιστώδη πετρώματα δομούν τον ορεινό όγκο καθώς και το υπόβαθρο της περιοχής έρευνας, ενώ το πεδινό τμήμα της λεκάνης καλύπτεται από νεογενή και τεταρτογενή ιζήματα αποτελούμενα από λιμναίας, χερσαίας, ποτάμιας και ποταμοχειμμάριας φάσης ιζήματα, ολοκαινικής και Πλειστοκαινικής ηλικίας. Το μέσο ετήσιο ύψος βροχής ανέρχεται σε 682mm (περίοδος 2004-2005) και η μεταβολή του υπερετήσιου ύψους βροχής με το υψόμετρο είναι 40.4mm/100m. Από τη σύνταξη του υδρολογικού ισοζυγίου προκύπτει ότι η ολική βροχόπτωση είναι 61x106m3 εκ των οποίων τα 40x106m3 επιστρέφουν στην ατμόσφαιρα μέσω της διαδικασίας της εξατμισοδιαπνοής ενώ τα υπόλοιπα (21x106m3) αποτελούν την ολική απορροή. Στην περιοχή έρευνας αναπτύσσεται ένας υδροφορέας που αποτελείται από επάλληλα υδροφόρα στρώματα. Η τροφοδοσία του γίνεται από την απευθείας κατείσδυση του νερού της βροχής, από τη διήθηση από το ποτάμι, από τις επιστροφές των αρδεύσεων και από το βόρειο τμήμα με υπόγεια εισροή. Οι απολήψεις του υπόγειου νερού γίνονται μέσω αντλήσεων και παρατηρείται μια εκροή υπόγειων υδάτων στο νότιο τμήμα. Τα υπόγεια αποθέματα τα οποία διακρίνονται σε ρυθμιστικά, μόνιμα και εκμεταλλεύσιμα, υπολογίστηκαν σε 3.98x106m3, 6.63x106m3 και 143.91x106m3 αντίστοιχα.Η υπόγεια ροή του νερού προσομοιώθηκε με τη χρήση του μαθηματικού μοντέλου MODFLOW στο πεδινό τμήμα της λεκάνης για το υδρολογικό έτος 2004-2005. Αυτό έγινε εφικτό καθώς οι τεταρτογενείς σχηματισμοί που αναπτύσσονται στην περιοχή πληρούν τις προϋποθέσεις εφαρμογής του μοντέλου. Η πρώτη προσομοίωση έγινε σε σταθερές συνθήκες (steady state) και προσομοίωσε τα υδρογεωλογικά και υδραυλικά χαρακτηριστικά του υδροφορέα σε πραγματικό χρόνο. Στη συνέχεια συντάχθηκαν πέντε διαφορετικά σενάρια. Σε κάθε σενάριο υπήρξε διαφορετική ποσότητα εξερχόμενου ή εισερχόμενου νερού από ή προς τον υδροφορέα. Τα αποτελέσματα από την προσομοίωση των νέων καταστάσεων του υδροφορέα συγκρίθηκαν και αξιολογήθηκαν με αυτά της πρώτης προσομοίωσης. Τέλος υπήρξε μια προσομοίωση υπό το καθεστώς μεταβαλλόμενων συνθηκών (transient state) για να διαπιστωθεί η ανταπόκριση του μοντέλου στη μεταβολή του χρόνου. Η υδρολογική λεκάνη του Κορησού δεν παρουσιάζει προβλήματα υπό την παρούσα χρήση. Δυνατότητες για περαιτέρω αξιοποίηση του υδροφορέα υπάρχουν πολλές καθώς μεγάλη ποσότητα βρόχινου νερού απομακρύνεται από την περιοχή ανεκμετάλλευτο. Η εφαρμογή του Κώδικα Ορθής Γεωργικής Πρακτικής, από την πλευρά των καταναλωτών, θα οδηγήσει σε μια συνδιαχείρηση επιφανειακών και υπόγειων νερών και θα συμβάλλει στην προστασία της ποσότητας και της ποιότητας των υδατικών πόρων καθώς και στην περαιτέρω αξιοποίησή τους.
description: This study examines the dynamic of underground water in the hydrogeological basin of korisos. This area is located in West Makedonia, at the prefecture of Kastoria. It is a sub-basin of the basin of kastoria’s lake and is drained by the river Xiropotamos. The study area covers an area of 89.25km2 of which 24.6 belong to lowlands and 64.65km belong to mountainous areas. The mean altitude of the lowland is 700m and the mean slope is less than three degrees. The study area belongs to Pelagonian geotectonic zone and consists of metamorphic rocks and quatemary deposits. The mountainous part of the area is covered by crystalline rocks, while the flat area is covered by neogene and quaternary deposits which consist of lacustrine, terrestrial, fluviatile and fluviatile-torrent phase sediments. The mean annual precipitation amounts to 682mm (period 2004-2005) and increased by 40.4mm per 100m of ground elevation. The total rainfall is 61x106m3 of which 40x106m3 become evapotranspiration and the rest become total runoff water. In the alluvial deposits a productive aquifer is developed, consists of successive water bearing layers. The ground water recharge occurs from direct infiltration of precipitation, infiltration of the river water and irrigation returns. Also there is an area of lateral crossflow contributes to groundwater recharge along the northern margin of the basin. The receipts of the groundwater occur basic from pumping. Also there is an area of lateral crossflow along the southern margin of the basin contributes to groundwater receipts.The underground water deposits which were distinguished as adjusting, permanent and exploitable were computed corresponding as 3.98x106m3, 6.63x106m3 and 143.91x106m3. Groundwater flow simulation with the use of mathematical model (Modflow Model), was attempted in the flat area. This effort was proved successful, due to the fact that dominant flow conditions do adequately resemble those of porous media. The first simulation, which took place in steady state, simulated the hydrogeological and hydraylic statement at real time. Then five different scenarios were created. In each of them different quantity of recharge or receipt water was applied. The results of the new five simulations were compared and evaluated with the first one. Also a simulation carried out in transfer state. According to this procedure the simulation of groundwater flow in the change of time was checked. In the hydrogeological basin of Κorisos there are not any problems with the quantity and the quality of underground water at the present use. The application of code for good agriculture practice is necessary, in order to keep the underground water level as high as possible and to reduce the water pollution. Furthermore a rational water resources management, based on conjunctive use of surface and groundwater, should be applied in Κorisos basin aiming at sustainability of the aquifer system. Also there are presuppositions for increasing the deposit of water in the area due to the morphology of the basin and to the rainfall. Now a large quantity of the rain’s water is useless because of the surface runoff. This procedure drives the water into the river xiropotamos and then far away from the area.