Τμήμα Τεχνολόγων Γεωπόνων Τίτλος Μαθήματος Ρύπανση Υδάτινων Πόρων Ενότητα 7: Υπόγεια Νερά Θεοχάρης Μενέλαος – Μυριούνης Χρήστος Αν. ΚαθηγητήςΕπ. Συνεργάτης Άρτα, Ανοιχτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο ΤΕΙ Ηπείρου

Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative Commons. Για εκπαιδευτικό υλικό, όπως εικόνες, που υπόκειται σε άλλου τύπου άδειας χρήσης, η άδεια χρήσης αναφέρεται ρητώς. Ανοιχτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο ΤΕΙ Ηπείρου

Χρηματοδότηση Το έργο υλοποιείται στο πλαίσιο του Επιχειρησιακού Προγράμματος «Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση» και συγχρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση (Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο) και από εθνικούς πόρους. Το έργο «Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο TEI Ηπείρου» έχει χρηματοδοτήσει μόνο τη αναδιαμόρφωση του εκπαιδευτικού υλικού. Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό έχει αναπτυχθεί στα πλαίσια του εκπαιδευτικού έργου του διδάσκοντα. Ανοιχτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο ΤΕΙ Ηπείρου

4  Η ισορροπία στις χρήσεις του νερού διαταράχθηκε τις τελευταίες δεκαετίες από την αλματώδη αύξηση στις χρήσεις του νερού:  ύδρευση-άρδευση  βιομηχανική χρήση  την αύξηση της ρύπανσης του  Από τις δύο μεγάλες πηγές λήψεις νερού το υπόγειο κρίθηκε σαν το πιο προστατευμένο λόγω της εδαφικής κάλυψης και ξεχωρίστηκε από την αρχή για την πιο σημαντική χρήση του νερού που είναι η ύδρευση. Εισαγωγή Ανοιχτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο ΤΕΙ Ηπείρου

5 Σχετικά με την αποθήκευση αλλά και την κίνηση του υπόγειου νερού θα πρέπει να γίνει ένας θεμελιώδης διαχωρισμός των πετρωμάτων και σχηματισμών σε δύο κατηγορίες: Τα κοκκώδη ή πορώδη πετρώματα (ψαμμίτες, μολασσικά ιζήματα κ.τ.λ) Τα ρωγμώδη πετρώματα (ασβεστόλιθος, γρανίτες, οφιόλοφοι) Είδη Πετρωμάτων Ανοιχτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο ΤΕΙ Ηπείρου

6 Η διαίρεση των πετρωμάτων και σχηματισμών που έχει σχέση με τον τρόπο με τον οποίο συνδέονται μεταξύ τους τα επί μέρους στοιχεία των πετρωμάτων διακρίνεται σε:  Συνεκτικά που είναι εκείνα τα πετρώματα των οποίων τα επί μέρους στοιχεία συνδέοντα ισχυρά μεταξύ τους.  Μη συνεκτικά ή χαλαρά που είναι εκείνα τα πετρώματα των οποίων τα επί μέρους στοιχεία συνδέονται χαλαρά μεταξύ τους. Είδη Πετρωμάτων Ανοιχτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο ΤΕΙ Ηπείρου

7  Στη φύση δεν υπάρχει ποτέ εντελώς συμπαγές πέτρωμα ή συμπαγής σχηματισμός που να μην παρουσιάζει ρωγμές, πόρους ή άλλου είδους κενά πρωτογενή ή δευτερογενή, τα οποία πληρώνονται από αέρα ή νερό Το έδαφος και το υπέδαφος είναι στην πράξη ένα σύνθετο υλικό που συνίσταται από τρεις φάσεις:  τη στερεά  την υγρή  και την αέρια Είδη Πετρωμάτων Ανοιχτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο ΤΕΙ Ηπείρου

8  Πορώδες ολικό (ή πραγματικό) m ονομάζεται ο λόγος του όγκου όλων των κενών V v ενός πετρώματος ή σχηματισμού δια του ολικού όγκου V του πετρώματος ή σχηματισμού αυτού (στερεάς V s + αέριας V v φάσης). Δηλαδή έχουμε: Ολικό πορώδες Ανοιχτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο ΤΕΙ Ηπείρου

9 Ολικό πορώδες Στα ρωγμώδη πετρώματα το πορώδες εξαρτάται από την πυκνότητα και το άνοιγμα των ρωγμών, την πυκνότητα και το άνοιγμα των εγκοίλων. Στα κοκκώδη πετρώματα, το πορώδες εξαρτάται από το σχήμα των κόκκων και την κοκκομετρική σύσταση του.

10  Δίδεται από τον τύπο: Συντελεστής ομοιομορφίας U  Όπου με d 60 δίδεται η διάμετρος που αντιστοιχεί στο 60% του βάρους και d 10 η ενεργός διάμετρος.  Ανάλογα με την τιμή του συντελεστή ομοιομορφίας, μπορούμε να χαρακτηρίσουμε το δείγμα πολύ ομοιόμορφο, όταν U 15. Ανοιχτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο ΤΕΙ Ηπείρου

11 Ανοιχτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο ΤΕΙ Ηπείρου Η διάταξη των κόκκων Διατάξεις με σφαιρικούς κόκκους κατά το κυβικό ή ρομβοεδρικό τρόπο έδειξαν μεταβολές τιμών στο ολικό πορώδες από 47,64% έως 25,95% αντίστοιχα για τις ίδιες διαστάσεις κόκκων. Η τιμή του ολικού πορώδους μεταβάλλεται αρκετά στα διάφορα πετρώματα ιδίως στα ρωγμώδη.

12 Κατηγορίες νερού μέσα στο έδαφος Ένα υδροφόρο υλικό περιέχει νερό που μπορεί να διαιρεθεί σε 4 κατηγορίες ανάλογα με τις φυσικές και φυσικοχημικές δυνάμεις που το συγκρατούν ή μπορούν να το μετακινήσουν. Έτσι μέσα στο έδαφος έχουμε τις εξής κατηγορίες νερού:  Υγροσκοπικό νερό  Το υμενώδες νερό  Τριχοειδές νερό (αιωρούμενο τριχοειδές νερό ή συνεχές)  Το βαρυτικό νερό Ανοιχτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο ΤΕΙ Ηπείρου

13 Το ενεργό πορώδες  Το «βαρυτικό πορώδες» β εξαρτάται από κοκκομετρική σύσταση και το ολικό πορώδες. Το άθροισμα των ποσοτήτων των δύο ανωτέρω τύπων του ελεύθερου νερού, δίδει το ενεργό πορώδες. Το άθροισμα του ενεργού πορώδους και του πορώδους κατακράτησης μας δίδει το ολικό πορώδες. Το ενεργό πορώδες εξαρτάται από:  το ολικό πορώδες  το πορώδες κατακράτησης Ανοιχτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο ΤΕΙ Ηπείρου

14 Κατηγορίες νερού μέσα στο έδαφος  Στους χονδρόκοκκους σχηματισμούς και τα ρωγμώδη πετρώματα, το μέγιστο του ολικού πορώδους ανήκει σχεδόν στο ενεργό πορώδες. Όταν ελαττώνεται η διάμετρος των κόκκων, μειώνεται η συμμετοχή του ενεργού πορώδους στο ολικό, κάτω δε από μία τιμή διαμέτρου, το ενεργό πορώδες τείνει να μηδενισθεί και το πορώδες κατακράτησης να ταυτιστεί με το ολικό πορώδες Άμμος, Αμμοχάλικα25% Χαλίκια20% Λεπτόκοκκη άμμος (επίσης ο Ψαμμίτης και οι Μολάσσες) 10% Αργιλλοχάλικα ή χαλίκια με συνεκτική ουσία5% Συνήθεις πρόσφατες προσχώσεις αμμώδεις10-20% Άργιλος, πηλοί (με λίγες ξένες προσμίξεις)0- 3% Ανοιχτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο ΤΕΙ Ηπείρου

15 Ικανότητα καθαρισμού μέσα στο έδαφος Μεγαλύτερη ικανότητα καθαρισμού Μεγαλύτερος όγκος πόρων Συντελεστής διαπερατότητας από 10-3 έως 10-5 μ/δλ Καλύτερες πετρογραφικές δομικές συνθήκες Μικρότερη ικανότητα καθαρισμού Μικρότερος όγκος πόρων Στερεοποιημένα πετρώματα Μη στερεοποιημένα πετρώματα Ανοιχτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο ΤΕΙ Ηπείρου

16 Βακτηριολογικά χαρακτηριστικά των υπόγειων νερών Η μικροβιακή αφθονία εξαρτάται από:  Την υψηλή τιμή του ΡΗ  Την θερμοκρασία  Την σύνθεση των εδαφών  Την οξυγόνωση του νερού κατά την διάρκεια της υπόγειας ή αέριας διαδρομής του Ο καλύτερος τρόπος αφαίρεσης της μικροβιολογικής ρύπανσης είναι η διύλιση σε αλούβια αεριζόμενη στρώση. Ανοιχτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο ΤΕΙ Ηπείρου

17 Βακτηριολογικά χαρακτηριστικά των υπόγειων νερών Η ταξινόμηση των νερών από βιολογική άποψη μπορεί να γίνει ως εξής: Νερά ρωγμών: Είναι ύποπτα ρύπανσης και πρέπει να ελέγχονται. Νερά φρεάτων: Πρέπει να παρακολουθούνται Νερά πηγών: Γενικά είναι καλά όταν προστατεύονται οι περιοχές σύλληψης.. Ανοιχτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο ΤΕΙ Ηπείρου

18 Βακτηριολογικά χαρακτηριστικά των υπόγειων νερών Σχετικά με τους ενδείκτες της μικροβιολογικής ρύπανσης τα όρια είναι:  Escherichia Coli (Colibacille) : 0 germe/100 ml.  Streptocoques fecaux : 0 germe/50 ml.  Germes αναερόβιοι (Perfrigens) : 0 germe/20 ml.. Ανοιχτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο ΤΕΙ Ηπείρου

19 Υπόγεια ρύπανση Οι παράγοντες που επηρεάζουν την αντίσταση των εδαφικών υλικών είναι:  το είδος του πετρώματος ή της πρόσχωσης  το ποσό του περιεχομένου νερού στην πρόσχωση και των περιεχομένων αλάτων στο νερό ή των περιεχομένων ελευθέρων ιόντων Ρυπαντές με μεγάλο περιεχόμενο σε ιόντα, θα έχουν πολύ μικρότερη αντίσταση από το περιβάλλον φυσικό υπόγειο νερό.. Ανοιχτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο ΤΕΙ Ηπείρου

20 Χαρακτηριστικά των νερών  Τα νερά περιέχουν αέρια εν διαλύσει προερχόμενα από την ατμόσφαιρα. Ύλες εν διαλύσει που παραλαμβάνονται κατά την δίοδο μέσω των εδαφών και την έκπλυση τους και εμφανίζονται στην μορφή ιόντων, από μερικά mg/l έως μερικές εκατοντάδες mg/l και διακρίνονται σε:  κατιόντα: κυρίως ασβέστιο, μαγνήσιο, νάτριο, κάλιο.  ανιόντα: κυρίως διτανθρακικά, θειούχα, χλωριούχα, νιτρικά. Ανοιχτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο ΤΕΙ Ηπείρου

21 Φυσικά χαρακτηριστικά των νερών  Τα υπόγεια νερά βρίσκονται πάντοτε σε απουσία φωτός και σε αδυναμία ανανέωσης του οξυγόνου και επηρεάζονται από την διήθηση, μέσα από πορώδη εδάφη που το νερό διασχίζει πολύ αργά  Για την αντιμετώπιση της θολότητας του νερού και την επαναφορά του σε καθαρό, πρέπει να αφαιρέσουμε τα φύκη και τα σωματίδια της αργίλου Ανοιχτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο ΤΕΙ Ηπείρου

22 Φυσικά χαρακτηριστικά των νερών Μεταξύ των κυριότερων από τις εξήντα περίπου παραμέτρους που ελέγχονται για την καταλληλότητα του νερού είναι:  Τα τοξικά και ανεπιθύμητα μεταλλικά στοιχεία, κυρίως μόλυβδος, κάδμιο, υδράργυρος, νιτρικά.  Τα εντομοκτόνα, οι υδρογονάνθρακες, τα σύνθετα οργανοχλωριούχα.  Τα στοιχεία που επηρεάζουν την ποιότητα του νερού κατά την διάρκεια της μεταφοράς του. Ανοιχτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο ΤΕΙ Ηπείρου

23 Ασθένειες υδρικής προέλευσης  Στοιχεία όσον αφορά την προέλευση και τον τρόπο μετάδοσης ασθενειών. Ασθένεια και φορέαςΠροέλευση της ασθένειαςΤρόπος μετάδοσης Βρυκέλωση (brucelose)Μολυσμένα ζώαΕπαφή, με το νερό Άνθρακας (Bacterium anthracis) Μολυσμένα ζώαΕπαφή με το νερό ΛεπτοσπείρωσηΜόλυνση από ποντικούς Επαφή με το νερό ή το έδαφος Τέτανος (Clostridium tetani) Ζωικές εκκρίσεις, έδαφος, νερό, κλπ. Αμυχές, εκδορές Τυφοειδής, παρατυφοειδής και άλλες salmonelloses Ζώα μολυσμένα, πλη- θυσμός συνδεδεμένος (υγιείς Φορείς) Μέσω χώνευσης Δυσεντερία Shigella sppΠληθυσμός συνδε­δεμένοςΜέσω χώνευσης Χολέρα (Vibrio cholorae)-- Ανοιχτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο ΤΕΙ Ηπείρου

24 Επίδραση χημικών ουσιών στην υγεία του ανθρώπου Οι χημικές ουσίες όταν ξεπερνούν ορισμένα όρια, προκαλούν βλάβες στην υγεία του ανθρώπου. Ορισμένες από αυτές τις χημικές ουσίες είναι:  Αρσενικό (As). Είναι τοξικό. Στην Ν.Ζηλανδία αναφέρθηκαν θάνατοι οφειλόμενοι στην ύπαρξη αρσενικού σε φυσικά νερά όριο 0,01 μ.α.ε.  Βόριο. Επιφέρει σε ποσότητες πάνω από 1 μ.α.ε. σοβαρά τοξικά αποτελέσματα στην καρδιά, τα αιμοφόρα αγγεία και τα νεύρα. Ανοιχτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο ΤΕΙ Ηπείρου

25 Επίδραση χημικών ουσιών στην υγεία του ανθρώπου  Άργυρος (AG). Όριο 0,05 μ.α.ε.  Η ποσότητα του μόλυβδου στο πόσιμο νερό, πρέπει να διατηρηθεί κάτω από 0,5 μ.α.ε.  Εξασθενές χρώμιο. Όριο 0,05 μ.α.ε.  Κυάνιο (CN). Όριο 0,2 μ.α.ε.  Φθόριο. Πρέπει να περιέχεται σε ποσότητα ίση με 1 μ.α.ε στους 20°C Ανοιχτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο ΤΕΙ Ηπείρου

Βιβλιογραφία Χρηστίδης Χ., (2007): Ρύπανση υπόγειων υδάτων, Εργασία ΠΜΣ Γεωπληροφορική, κατεύθυνση Υδατικοί Πόροι, Τμήμα Αγρονόμων & Τοπογράφων Μηχανικών, σελ. 82. Μυριούνης, Χ., (2008a): Υδρογεωλογική και υδροχημική διερεύνηση των υπογείων νερών της παράκτιας ζώνης της υδρολογικής λεκάνης Αλμυρού Μαγνησίας, Διδακτορική διατριβή, Τμήμα Γεωλογίας, Α.Π.Θ., Θεσσαλονίκη, σελ Μυριούνης, Χ., (2008b): Μελέτη του Δικτύου Αποχέτευσης Ομβρίων και Ακαθάρτων Δήμου Συκεών, Ν. Θεσσαλονίκης με G.I.S. κα συστήματα CAD, Διπλωματική εργασία, Τμήμα Αγρονόμων και Τοπογράφων Μηχανικών, Τομέας Συγκοινωνιακών και Υδραυλικών Έργων, Α.Π.Θ., Θεσσαλονίκη, σελ Ανοιχτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο ΤΕΙ Ηπείρου

Σημείωμα Αναφοράς Copyright Τεχνολογικό Ίδρυμα Ηπείρου.. Έκδοση: 1.0, Διαθέσιμο από τη δικτυακή διεύθυνση: Ανοιχτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο ΤΕΙ Ηπείρου

Σημείωμα Αδειοδότησης Το παρόν υλικό διατίθεται με τους όρους της άδειας χρήσης Creative Commons Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 4.0 Διεθνές [1] ή μεταγενέστερη. Εξαιρούνται τα αυτοτελή έργα τρίτων π.χ. φωτογραφίες, Διαγράμματα κ.λ.π., τα οποία εμπεριέχονται σε αυτό και τα οποία αναφέρονται μαζί με τους όρους χρήσης τους στο «Σημείωμα Χρήσης Έργων Τρίτων». [1] Ο δικαιούχος μπορεί να παρέχει στον αδειοδόχο ξεχωριστή άδεια να χρησιμοποιεί το έργο για εμπορική χρήση, εφόσον αυτό του ζητηθεί. Ανοιχτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο ΤΕΙ Ηπείρου

Τέλος Ενότητας Επεξεργασία: Μυριούνης Χρήστος Άρτα, Ανοιχτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο ΤΕΙ Ηπείρου