Ολοκληρωμένη διαχείριση υδατικών πόρων και στρατηγική βιώσιμης ανάπτυξης σε συνθήκες αλλαγής του κλίματος: εφαρμογή στη λεκάνη απορροής της Μυγδονίας
Creators: name: Μαλαματάρης, Δημήτριος Α.
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2019
Subjects: Υδρολογία
Διαχείριση υδατικών πόρων
Κλιματική αλλαγή
Λεκάνη απορροής Μυγδονίας
Hydrology
Water resources management
Climate change
Mygdonia water basin

description: Η λεκάνη απορροής Μυγδονίας αποτελεί χαρακτηριστικό παράδειγμα μη βιώσιμης διαχείρισης υδατικών πόρων στη νότια Ευρώπη. Κατά τη διάρκεια των τελευταίων δεκαετιών, οι λίμνες Κορώνεια και Βόλβη, οι οποίες χωροθετούνται εντός της λεκάνης Μυγδονίας και αποτελούν την πέμπτη και δεύτερη μεγαλύτερη φυσική λίμνη, αντίστοιχα, στην Ελλάδα καθώς και ο υπόγειος υδροφορέας της λεκάνης Μυγδονίας, υπέστησαν σοβαρή ποσοτική υποβάθμιση. Οι κύριοι στόχοι της Διδακτορικής Διατριβής είναι η διερεύνηση της μελλοντικής διαθεσιμότητας των επιφανειακών και υπόγειων υδατικών πόρων της λεκάνης Μυγδονίας και η πρόταση στρατηγικών βιώσιμης διαχείρισης για τη διασφάλιση της περιβαλλοντικής προστασίας, της οικονομικής ανάπτυξης και της κοινωνικής συνοχής στην περιοχή έρευνας. Αρχικά, συγκεντρώθηκαν όλα τα απαραίτητα υδρολογικά, περιβαλλοντικά, οικονομικά, κοινωνικά και λοιπά δεδομένα για την περιοχή έρευνας. Έπειτα, συλλέχθηκαν ιστορικά δεδομένα βροχόπτωσης και θερμοκρασίας από μετεωρολογικούς σταθμούς εντός και περιμετρικά της λεκάνης απορροής Μυγδονίας και πραγματοποιήθηκαν έλεγχοι συσχέτισης και ομοιογένειας. Ακολούθως, πραγματοποιήθηκε πρόγνωση του μελλοντικού κλίματος της λεκάνης απορροής Μυγδονίας έως το 2100, με εφαρμογή μεθόδου στατιστικού καταβιβασμού κλίμακας στις προγνώσεις βροχόπτωσης και θερμοκρασίας τριών κλιματικών μοντέλων. Στη συνέχεια, αναπτύχθηκε ένα ολοκληρωμένο συζευγμένο σύστημα τεσσάρων υδρολογικών μοντέλων για την προσομοίωση των επιφανειακών υδάτων και του υπόγειου υδροφορέα της λεκάνης Μυγδονίας. Ειδικότερα, προσομοιώθηκαν το επιφανειακό υδατικό ισοζύγιο της λεκάνης Μυγδονίας, η υπόγεια ροή στη λεκάνη Μυγδονίας, η υδραυλική επικοινωνία των λιμνών Κορώνειας και Βόλβης με τον υπόγειο υδροφορέα και το υδατικό ισοζύγιο των δύο λιμνών. Η υδρολογική ανάλυση που πραγματοποιήθηκε οδήγησε στο συμπέρασμα ότι αναμένεται ελλειμματικό υδατικό ισοζύγιο για τον υπόγειο υδροφορέα της λεκάνης Μυγδονίας και για τις λίμνες Κορώνεια και Βόλβη έως το 2100. Κρίθηκε, επομένως, απαραίτητη η διερεύνηση σεναρίων διαχείρισης και η πρόταση στρατηγικών διαχείρισης, με σκοπό την αποκατάσταση των υδατικών σωμάτων της λεκάνης απορροής Μυγδονίας. Προτάθηκαν και διερευνήθηκαν έξι σενάρια διαχείρισης που βασίζονται σε τέσσερις τοπικές, μία εθνική, τέσσερις ευρωπαϊκές και δύο διεθνείς εγκεκριμένες και σχεδιαζόμενες πολιτικές μετριασμού και προσαρμογής στην κλιματική αλλαγή. Τα σενάρια που προτάθηκαν περιλαμβάνουν σενάρια διαχείρισης της προσφοράς νερού, σενάρια διαχείρισης της ζήτησης νερού και σενάριο οικονομικής βιωσιμότητας της λεκάνης απορροής Μυγδονίας. Ειδικότερα, τα σενάρια που προτάθηκαν αφορούν: την αύξηση της παροχετευτικότητας του διευθετημένου τμήματος του χειμάρρου Σχολαρίου προς τη λίμνη Κορώνεια, την ανύψωση της στέψης του περιμετρικού αναχώματος της λίμνης Βόλβης, την κατασκευή λιμνοδεξαμενών, την αναδιάρθρωση των καλλιεργειών, την αλλαγή των συστημάτων άρδευσης και την εκμετάλλευση του αιολικού δυναμικού. Ο συνδυασμός των βιώσιμων και πλέον αποτελεσματικών σεναρίων διαχείρισης οδήγησε στη διαμόρφωση και πρόταση τριών στρατηγικών διαχείρισης. Η πρώτη στρατηγική διαχείρισης αφορά την εφαρμογή του μέτρου της αγρανάπαυσης με μείωση της συνολικής αρδευόμενης αγροτικής έκτασης, η δεύτερη στρατηγική στοχεύει στην ενίσχυση του κτηνοτροφικού τομέα της περιοχής έρευνας ως ανταγωνιστική αναπτυξιακή επιλογή με παράλληλη μείωση των υδροβόρων καλλιεργειών και προώθηση των ενεργειακών καλλιεργειών και η τρίτη στρατηγική διαχείρισης αφορά την προώθηση των συστημάτων στάγδην άρδευσης με παράλληλη μείωση των υδροβόρων και προώθηση των οικονομικά αποδοτικών καλλιεργειών.
description: Mygdonia water basin constitutes a characteristic example of non-sustainable water management in the southern Europe. During the last decades, Lakes Koronia and Volvi which are located in the Mygdonia basin and constitute the fifth and second largest natural lakes, respectively, in Greece as well as the Mygdonia basin aquifer have undergone severe quantitative degradation. The main objectives of the Doctoral Thesis are the study of the future surface water and groundwater resources availability in the Mygdonia basin and the proposal of sustainable management strategies in order to ensure the environmental protection, the economic development and the social cohesion in the study area. At first, all the necessary hydrological, environmental, economic, social and other data regarding the study area were collected. Then, historical precipitation and temperature data were collected from meteorological stations within and surrounding the Mygdonia basin and correlation and homogenization checks were performed. The future climate of the Mygdonia basin was projected until 2100, using a statistical downscaling method in the precipitation and temperature projections of three climate models. Afterwards, an integrated coupled system of four hydrological models was developed for the surface water and the Mygdonia basin aquifer simulation. In particular, the surface water balance of the Mygdonia basin, the groundwater flow in the Mygdonia basin, the water exchange between the Lakes Koronia and Volvi and the Mygdonia basin aquifer and the water balance of the two lakes were simulated. The hydrological analysis that was carried out resulted that a negative water balance is expected for the Mygdonia basin aquifer and Lakes Koronia and Volvi until 2100. Therefore, there is a necessity for management scenarios study and management strategies proposal for the restoration of the water bodies of the Mygdonia basin. Six management scenarios were proposed and examined which are based on four local, a national, four European and two international approved and planned climate change mitigation and adaptation policies. The proposed scenarios include water supply management scenarios, water demand management scenarios and a scenario of economic sustainability of the Mygdonia water basin. In particular, the proposed scenarios refer to: the increase of the discharge of the diversion of Sxolari stream towards Lake Koronia, the increase of the embankment elevation surrounding the Lake Volvi, the construction of artificial water reservoirs, the restructuring of crops, the change of irrigation systems, and the exploitation of wind energy. The combination of the sustainable and most efficient management scenarios resulted to the development and proposal of three management strategies. The first management strategy refers to the implementation of an agricultural fallow land measure reducing the total irrigated agricultural land, the second strategy aims to promote the livestock sector in the study area as a competitive development pathway while reducing the area of water consuming crops and promoting energy crops, and the third management strategy concerns the promotion of drip irrigation systems while reducing the water consuming crops and promoting the cost-effective crops.