ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΗ ΔΙΑΤΡΙΒΗ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΥΔΑΤΙΚΩΝ ΠΟΡΩΝ ΥΠΟΛΕΚΑΝΗΣ ΒΟΛΒΗΣ

Παρουσίαση με θέμα: "ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΗ ΔΙΑΤΡΙΒΗ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΥΔΑΤΙΚΩΝ ΠΟΡΩΝ ΥΠΟΛΕΚΑΝΗΣ ΒΟΛΒΗΣ"— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΗ ΔΙΑΤΡΙΒΗ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΥΔΑΤΙΚΩΝ ΠΟΡΩΝ ΥΠΟΛΕΚΑΝΗΣ ΒΟΛΒΗΣ
ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΤΜΗΜΑ ΑΓΡΟΝΟΜΩΝ ΚΑΙ ΤΟΠΟΓΡΑΦΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ : ΤΕΧΝΙΚΕΣ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΙ ΣΤΗΝ ΑΝΑΛΥΣΗ, ΣΧΕΔΙΑΣΜΟ ΚΑΙ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΤΟΥ ΧΩΡΟΥ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗ : ΟΡΓΑΝΩΣΗ ΚΑΙ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΠΟΡΩΝ ΚΑΙ ΕΡΓΩΝ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΗ ΔΙΑΤΡΙΒΗ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΥΔΑΤΙΚΩΝ ΠΟΡΩΝ ΥΠΟΛΕΚΑΝΗΣ ΒΟΛΒΗΣ ΕΚΠΟΝΗΣΗ: ΑΘΑΝΑΣΙΑ ΖΕΪΜΠΕΚΗ ΕΠΙΒΛΕΠΩΝ ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ ΤΖΙΜΟΠΟΥΛΟΣ ΧΡΗΣΤΟΣ ΝΟΕΜΒΡΙΟΣ 2004

2 Στόχος της μελέτης Δομή της μελέτης
Ο στόχος της παρούσας μεταπτυχιακής διατριβής υπήρξε η εκτίμηση του υδατικού ισοζυγίου της υπολεκάνης Βόλβης με ένα πρόγραμμα Επιχειρησιακού σχεδιασμού σε περιβάλλον Visual Fortran, καθώς και η δημιουργία σεναρίων για την καλύτερη διαχείριση των υδάτων. Η παρούσα εργασία αποτελεί συνέχεια της έρευνας που έχει γίνει για την υπολεκάνη Κορώνεια. Μ΄ αυτό τον τρόπο δημιουργείται μια ολοκληρωμένη "εικόνα" της κατάστασης των υδάτων για την λεκάνη Μυγδονία συνολικά. Δομή της μελέτης Λεκάνη Μυγδονίας και τα χαρακτηριστικά της. Υπολεκάνη Βόλβης και τα κυριότερα χαρακτηριστικά της περιοχής μελέτης. Εκτίμηση του υδρολογικού ισοζυγίου με την τροποποιημένη μέθοδο Τurc. Διαχείριση των υδατικών πόρων. Διαχειριστικό μοντέλο για τη λίμνη Βόλβη, ένα πρόγραμμα Επιχειρησιακού σχεδιασμού σε περιβάλλον Visual Fortran και τα σενάρια. Συμπεράσματα. Προτάσεις.

3 ΛΕΚΑΝΗ ΜΥΓΔΟΝΙΑΣ Γεωγραφία λεκάνης απορροής Μυγδονίας
Η λεκάνη απορροής της Μυγδονίας καλύπτει έκταση τ.χλμ. περίπου. Ορίζεται βόρεια από τη λεκάνη του Στρυμόνα ποταμού, δυτικά απ΄ αυτή του Γαλλικού ποταμού, νότια από τις λεκάνες των ποταμών Ανθεμούντα, Ολυνθίου και Χαβρία και τέλος ανατολικά από τις μικρές ποταμοχειμάρριες λεκάνες, όπως αυτή του Ρήχιου ποταμού στα Στενά της Ρεντίνας, οι οποίες εκφορτίζονται στον κόλπο του Ορφανού στο βόρειο Αιγαίο. Σχήμα 1. Γεωγραφικός χάρτης της λεκάνης Μυγδονίας

4 Το πεδινό της τμήμα, μέχρι τα 200 μέτρα πάνω από τη θάλασσα, είναι περί τα 656 τ.χλμ. ή το 31,8% της συνολικής της έκτασης. Η έκταση αυτή περιβάλλεται από τους ορεινούς όγκους του Βερτίσκου και Κερδυλίων στα βόρεια, από τον Χορτιάτη και Χολομώντα στα νότια και από λοφώδεις μικρούς όγκους στα ανατολικά και δυτικά της. Έτσι σχηματίζεται μια λεκάνη που έχει κατεύθυνση από Δ προς Α. Έχει μήκος περίπου 60 Km και αποτελεί την λεκάνη απορροής Μυγδονίας, που πριν από μερικά εκατομμύρια χρόνια αποτελούσε τη λίμνη Μυγδονία. Σχήμα 2. Τοπογραφικό διάγραμμα της ευρύτερης περιοχής στην οποία ανήκει η λεκάνη της Μυγδονίας (Ψιλοβίκος, 1977)

5 Ο φυσικός χώρος Προβλήματα
Στους περισσότερους υγροτόπους και ιδιαίτερα στη λίμνη Κορώνεια και σε ορισμένες περιοχές της λίμνης Βόλβης, η ζώνη αυτή έχει καταπατηθεί από αγροτικές κυρίως καλλιέργειες. Οι λίμνες προσχώνονται από τα φερτά υλικά των ρυακιών και των χειμάρρων με αποτέλεσμα τη μείωση του βάθους και της έκτασης τους. Τα τελευταία δέκα χρόνια στην λίμνη Κορώνεια υπολογίζεται περίπου 5 με 6 m πτώση της στάθμης της και στη Βόλβη περίπου 2,5 – 3 m. Συγκριτικά, η λίμνη Κορώνεια δέχεται σήμερα εντονότερες ανθρωπογενείς πιέσεις, κυρίως λόγω της συγκέντρωσης μεγαλύτερου αριθμού ανθρώπινου πληθυσμού και περισσότερων γεωργικών και βιομηχανικών δραστηριοτήτων, με αποτέλεσμα εντονότερα προβλήματα ρύπανσης και υποβάθμισης των φυσικών οικοσυστημάτων της περιοχής.

6 Προστασία του υγροτόπου
Το υγροτοπικό σύμπλεγμα των λιμνών Κορώνειας – Βόλβης – Ρήχιου ποταμού αποτελεί ευαίσθητο οικοσύστημα εξαιρετικά μεγάλης αξίας, ως προς το ρόλο που παίζει για τη διατήρηση της οικολογικής ισορροπίας και τη διαφύλαξη της βιολογικής ποικιλότητας. Οι λίμνες Κορώνεια και Βόλβη αποτελούν από το 1975 σύμφωνα με τη διεθνή Σύμβαση Ramsar Υγροβιότοπο Διεθνούς Σημασίας. Σύμφωνα με την κοινοτική Οδηγία 69/409/ΕΟΚ αποτελούν "Ειδικά Προστατευόμενη Περιοχή" (SPA). Σύμφωνα με την Οδηγία 92/43/ΕΟΚ αποτελούν "Περιοχή Κοινοτικού Ενδιαφέροντος" (SCI). Σύμφωνα με τη διεθνή σύμβαση της Βαρκελώνης αποτελούν "Ειδικά Προστατευόμενη Μεσογειακή Περιοχή".

7 ΥΠΟΛΕΚΑΝΗ ΒΟΛΒΗΣ Μορφολογία Γεωγραφία
Η λίμνη της Βόλβης βρίσκεται ΒΑ της Θεσσαλονίκης και σε απόσταση 39 Km. Είναι διατεταγμένη σε σειρά με τη λίμνη της Κορώνειας, με διαμήκη άξονα Δ-Α διεύθυνσης και η μεταξύ τους απόσταση είναι 11,5 Km. Μορφολογία Η λίμνη είναι ο βασικός αποδέκτης των αποστραγγιζόμενων νερών του μεγαλύτερου τμήματος της λεκάνης Μυγδονίας. Σ΄ αυτή καταλήγουν τα νερά των βορειοανατολικών κλιτυών του Χορτιάτη, των βόρειων του Χολομώντα και Στρατονικού, των νοτίων του Βερτίσκου και των δυτικών Κερδυλλίων, καθώς και του όρους Βόλβης.

8 Υδρολογία Η λίμνη Βόλβη τροφοδοτείται από τους εξής κυριότερους χείμαρρους : Ποταμιάς : Διέρχεται δυτικά του Σχολαρίου και ενώνεται με τον ποταμό Δερβένι. Λαγκαδικίων : Αποστραγγίζει τη λεκάνη Ζαγκλιβερίου και ενώνεται με τον ποταμό Δερβένι. Βαμβακιάς (ή Κρύας Βρύσης) : Συμβάλλει στον Ρήχιο ποταμό. Μεγάλο Ρέμα : Διέρχεται Α της Ν. Απολλωνίας και εκβάλλει στη λίμνη Βόλβη Κερασιάς : Διέρχεται ΝΔ του Μοδίου και εκβάλλει στη λίμνη. Δερβενίου : Ενώνει τις δύο λίμνες. Λειτουργεί ως αποστραγγιστική τάφρος και εκφορτίζει τα πλεονάζοντα νερά της λίμνης Κορώνειας στη Βόλβη. Ποτ. Ρήχιος : Εκφορτίζει τα πλεονάζοντα νερά της λεκάνης Μυγδονίας, μέσω των στενών της Ρεντίνας, στη θάλασσα (κόλπος Ορφανού). Σχήμα 3. Χειμαρρικό δίκτυο στην υπολεκάνη Βόλβης.

9 Λίμνη Βόλβη Η λίμνη Βόλβη έχει σχήμα επίμηκες διεύθυνσης Α-Δ. Το μέσο μήκος της είναι 19,5 Km και το πλάτος της 3,4 Km. Η επιφάνεια της λίμνης για μέση στάθμη +37 m είναι 68,6 Km2, στοιχείο που την καθιστά μία από τις μεγαλύτερες σε έκταση ελληνικές λίμνες. Οι ακτές της Βόλβης παρουσιάζουν ποικιλομορφία σύστασης και εκτείνονται σε μήκος. Γενικά, οι βόρειες ακτές της λίμνης είναι απότομες με μεγάλη κλίση πυθμένα, με κυματοειδές περίγραμμα και βραχώσεις. Ενώ, το υπόλοιπο τμήμα της περιμετρικά παρουσιάζει ομαλές κλίσεις πυθμένα. Η Βόλβη κατατάσσεται στις ανοικτές λίμνες επειδή έχει φυσική αποχέτευση, δηλαδή τα πλεονάζοντα νερά της με το Ρήχιο ποταμό εκφορτίζονται στη θάλασσα (Κόλπος Ορφανού). Η χωρητικότητα της λίμνης Βόλβης είναι της τάξης των εκατομμυρίων κυβ. μέτρων. Αυτή η χωρητικότητα μεταβάλλεται μεταξύ ανώτερης (+37) και κατώτερης στάθμης (+36) κατά 70 * 106 m3 περίπου (Βαφειάδης 1988). Σημειώνεται πως στη συγκεκριμένη εργασία ο όγκος της λίμνης θεωρείται πως είναι m3. Δέχεται κάθε έτος μεγάλες ποσότητες φερτών υλικών και κυρίως στο νότιο τμήμα της, όπου εκβάλλουν οι μεγαλύτεροι χείμαρροι, με αποτέλεσμα να προσχώνεται και να γίνεται διαρκώς μικρότερη. Ο Ψιλοβίκος (1977) από αεροφωτογραφίες υπολόγισε ότι από το 1953 μέχρι το 1970 (17 έτη) η επιφάνεια της λίμνης μειώθηκε κατά ποσοστό 8,5% περίπου.

10 Εκροές της λίμνης Ο ποταμός Ρήχιος εκφορτίζει τα πλεονάζοντα νερά της λίμνης Βόλβης, μέσω της κοιλάδας της Ρεντίνας, στη θάλασσα. Το μήκος του Ρήχιου ποταμού από τη λίμνη μέχρι την είσοδο του στη κοιλάδα της Ρεντίνας είναι 1,5 Km, ενώ από το τέλος της κοιλάδας μέχρι τη θάλασσα είναι 2,8 Km περίπου. Σχήμα 4. Διακύμανση της παροχής του Ρήχιου ποταμού.

11 Ανθρώπινες δραστηριότητες στην υπολεκάνη Βόλβης
. Πρωτογενής τομέας Γεωργία Το ήπιο κλίμα που δημιουργείται από την ύπαρξη των δύο λιμνών, το εύφορο έδαφος, αλλά και οι δυνατότητες άρδευσης των εκτάσεων γύρω από την λίμνη έχουν συμβάλλει στην αλματώδη ανάπτυξη της γεωργίας. Η χρήση λιπασμάτων έχει δημιουργήσει αρνητικές επιπτώσεις στον υδροφόρο ορίζοντα, αλλά και στα νερά της λίμνης Βόλβης. Μέρος αυτού του φορτίου καταλήγει στα υπόγεια ύδατα με τη μορφή νιτρικών αλάτων και κατόπιν στη λίμνη. Η άρδευση των καλλιεργούμενων εδαφών, η οποία γίνεται είτε με αρδευτικά δίκτυα είτε με γεωτρήσεις είτε με απ’ ευθείας αντλήσεις από τη λίμνη, σε συνδυασμό με τη σπατάλη του νερού, εξαιτίας υδροβόρων καλλιεργειών και του τρόπου ποτίσματος, οδήγησε σε μείωση της υπόγειας στάθμης των υδροφορέων.

12 Κτηνοτροφία - βόσκηση Η κτηνοτροφία που ασκείται στην ευρύτερη περιοχή της λίμνης έχει κι αυτή το μερίδιο της ευθύνης της στην αύξηση των θρεπτικών αλάτων (φωσφορικά – νιτρώδη – νιτρικά) και της αμμωνίας στα νερά, με συνέπεια τον ευτροφισμό της. Οι μονάδες κτηνοτροφίας στην περιοχή δεν είναι εφοδιασμένες με βιολογικό καθαρισμό και γενικά δεν πληρούν τις προϋποθέσεις υγιεινής εφόσον σχεδόν στο σύνολο τους δεν έχουν άδεια λειτουργίας. Έτσι, διαθέτουν τα απόβλητα τους είτε σε απορροφητικούς βόθρους είτε σε χείμαρρους και ρέματα, με συνέπεια να καταλήγουν τελικά στη λίμνη είτε έμμεσα μέσω υπόγειων υδροφορέων είτε άμεσα μέσω επιφανειακών νερών. Η άναρχη ανάπτυξη της ενσταυλισμένης και της ελεύθερης, κυρίως, κτηνοτροφίας στην υπολεκάνη της Βόλβης, διαρκώς "φθείρει" το οικοσύστημα και απαιτεί δυναμικές καλλιέργειες κυρίως αρδευόμενες για την παραγωγή ζωοτροφών, αλλά και βελτιωμένα βοσκοτόπια. Η ανεξέλεγκτη υπερβόσκηση των παραλιμνίων εκτάσεων έχει δυσμενείς συνέπειες για τη βλάστηση και τη γεωμορφολογία των οχθών. Επιπλέον, αυξάνει τη μεταφορά στερεών υλικών και θρεπτικών στοιχείων, ενώ υποβαθμίζει την ποιότητα του νερού.

13 Πίνακας 1. Βιομηχανίες – βιοτεχνίες στη λεκάνη απορροής της Βόλβης.
. Δευτερογενής τομέας Βιομηχανία - βιοτεχνία Πίνακας 1. Βιομηχανίες – βιοτεχνίες στη λεκάνη απορροής της Βόλβης. Από τις μονάδες αυτές οι περισσότερες είναι μικρής ή μέτριας δυναμικότητας, άρα και αντίστοιχη η όχληση στον υδάτινο αποδέκτη. Η κατακράτηση σωματιδίων που γίνεται στους βόθρους, όμως, είναι ανεπαρκέστατη κι έτσι, μετά την υπερχείλιση, τα απόβλητα καταλήγουν στους χείμαρρους σχεδόν ανεπεξέργαστα.

14 . Οικιστικές και λοιπές δραστηριότητες
Μεγάλη επιβάρυνση δημιουργείται στη λίμνη Βόλβη από τα ανεπεξέργαστα αστικά λύματα, τα οποία καταλήγουν σ΄ αυτή μέσα από άλλους αποδέκτες, συνήθως χείμαρρους και τους φορτίζουν με οργανικής μορφής ρύπανση, η οποία ευθύνεται για το φαινόμενο του ευτροφισμού. Το αποχετευτικό σύστημα των οικισμών της περιοχής συνίσταται από απορροφητικούς βόθρους, γεγονός που καθιστά πιθανή την εισροή των βοθρολυμάτων στους υπόγειους υδροφορείς. Έχουν αποπερατωθεί τα εσωτερικά αποχετευτικά δίκτυα των δημοτικών διαμερισμάτων Ν. Μαδύτου και Μοδίου και βρίσκονται υπό κατασκευή οι εξωτερικοί αγωγοί που θα οδηγούν τα λύματα από τις δύο κοινότητες στην πρότυπη εγκατάσταση επεξεργασίας λυμάτων. Εκκρεμεί, μάλιστα, πρόταση του Αναπτυξιακού Συνδέσμου των παραλιμνίων κοινοτήτων Βόλβης για επέκταση του συστήματος για όλες τις παραλίμνιες κοινότητες Βόλβης. Τα έργα αυτά αναμένεται να λειτουργήσουν ανακουφιστικά για τη λίμνη.

15 Γενικό υδρολογικό ισοζύγιο
Με την προϋπόθεση ότι δεν γίνονται εισροές νερού από άλλες υδρολογικές λεκάνες η γενική μορφή του υδρολογικού ισοζυγίου που εκφράζει ποσοτικά την ισότητα εισροών και εκροών στην υδρολογική υπολεκάνη είναι: P = Etr + A + I  ΔW  ΔR Όπου : P: τα ατμοσφαιρικά κατακρημνίσματα (σε m3/έτος), Etr: η πραγματική εξατμισοδιαπνοή (σε m3/έτος), A: η επιφανειακή απορροή (σε m3/έτος), I: η κατείσδυση (σε m3/έτος), ΔW: οι απώλειες από τις διάφορες καταναλώσεις (σε m3/έτος), ΔR: η μεταβολή στα αποθέματα νερού.

16 Υδατικό ισοζύγιο υπολεκάνης Βόλβης
Η κατάρτιση του υδατικού ισοζυγίου αποτελεί τη βάση κάθε διαχειριστικού σχεδίου για την υπό μελέτη περιοχή που θα στοχεύει στη βιώσιμη διαχείριση των υδατικών πόρων όχι μόνο της λίμνης Βόλβης, αλλά και όλης της λεκάνης Μυγδονίας. Η εκφόρτιση της λεκάνης Μυγδονίας στον Στρυμονικό κόλπο δια μέσου του Ρήχιου ποταμού καθιστά τον τελευταίο μέρος του συστήματος. Μία απλοποιημένη παρουσίαση του παραπάνω υδρολογικού συστήματος δίδεται παρακάτω: Σχήμα 5. Σχηματική διάταξη του υδρολογικού συστήματος της Μυγδονίας λεκάνης.

17 ΕΚΤΙΜΗΣΗ ΥΔΡΟΛΟΓΙΚΟΥ ΙΣΟΖΥΓΙΟΥ ΜΕ ΤΗΝ ΤΡΟΠΟΠΟΙΗΜΕΝΗ ΜΕΘΟΔΟ TURC
Ψηφιοποίηση χαρτών Πρόγραμμα AutoCAD χάρτες της Γ.Υ.Σ., φύλλα ΣΟΧΟΣ, ΣΤΑΥΡΟΣ, ΖΑΓΚΛΙΒΕΡΙ, ΣΙΤΟΧΩΡΙ, ΠΟΛΥΓΥΡΟΣ, ΑΡΝΑΙΑ, ΘΕΡΜΗ (κλίμακα 1 : ) Βροχοπτώσεις - Θερμοκρασία Όλα τα διαθέσιμα στοιχεία βροχόπτωσης και θερμοκρασίας συλλέχτηκαν από 13 διαφορετικούς σταθμούς στην ευρύτερη περιοχή της λεκάνης Μυγδονίας : για τα έτη από το Υπουργείο Γεωργίας για τα έτη από τον ‘ΕΜΥΘΕΜ’, για λογαριασμό του Ο.Υ.Θ. Σχήμα 6. Λεκάνη Μυγδονίας και σταθμοί

18 Τα δεδομένα του σταθμού της Θεσσαλονίκης ελήφθησαν από τις μετεωρολογικές παρατηρήσεις του μετεωρολογικού και κλιματολογικού σταθμού Θεσσαλονίκης, του οποίου οι μετρήσεις καλύπτουν ένα ευρύ χρονικό φάσμα από το 1934 και εντεύθεν. Για την εύρεση των υψών βροχής για τους υπόλοιπους σταθμούς και για τα έτη από το 1980 έως 1999, έγινε γραμμική συσχέτιση των υπαρχόντων βροχομετρικών δεδομένων των σταθμών με τα αντίστοιχα του σταθμού της Θεσσαλονίκης και με τον τρόπο αυτό έγινε επέκταση και στα έτη που δεν υπήρχαν παρατηρήσεις. Για την εύρεση της θερμοκρασίας σε κάθε σταθμό εφαρμόστηκε επίσης η μέθοδος της γραμμικής συσχέτισης, με τη διαφορά ότι για κάποιους σταθμούς (Γαλλικός, Λαχανάς, Ρεντίνα) δεν υπήρχαν διαθέσιμα δεδομένα. Για το λόγο αυτό χρησιμοποιήθηκαν τα υπάρχοντα στοιχεία θερμοκρασίας – υψομέτρου και με βάση το αντίστοιχο διάγραμμα αποδόθηκαν τιμές θερμοκρασίας στους σταθμούς που προαναφέρθηκαν. οι ισοκαμπύλες για τη βροχόπτωση (ισοϋέτιες) οι ισοκαμπύλες για τη θερμοκρασία (ισοθερμοκρασιακές) Με το πρόγραμμα παρεμβολής Surfer έγινε μια γεωστατιστική ανάλυση με τη μέθοδο Κriging Τα αποτελέσματα παρουσιάζονται υπό μορφή διδιάστατων χαρτών.

19 Σχήμα 7.Χάρτης βροχοπτώσεων για το υδρολογικό έτος 1999–2000
Σχήμα 8.Χάρτης θερμοκρασιών για το υδρολογικό έτος 1999 – 2000

20 Εξατμισοδιαπνοή Τροποποιημένος τύπος του Turc όπου
όπου Ρi : η βροχόπτωση κάθε μήνα σε mm και Τi : η θερμοκρασία κάθε μήνα σε οC. Με το πρόγραμμα παρεμβολής Surfer έγινε επίσης μια γεωστατιστική ανάλυση με τη μέθοδο Κriging και προσδιορίστηκαν οι ισοκαμπύλες της εξατμισοδιαπνοής. Σημείωση : Για την επιφάνεια της λίμνης δεν ισχύει ο παραπάνω τύπος της εξατμισοδιαπνοής. Η εξάτμιση από τη λίμνη προκύπτει από τη μελέτη του Παρασκευά Βαφειάδη, όπου αναφέρεται το υπάρχον εξατμισίμετρο της Νέας Απολλωνίας με μέση μετρηθείσα τιμή 920 mm. Για εμβαδό της λίμνης ,45 m2 (μέση στάθμη λίμνης +40 m) ισχύει: Εt λίμνης= m3.

21 Χωρισμός των υπολεκανών
Η λεκάνη της Βόλβης διαιρέθηκε σε επιμέρους υπολεκάνες λαμβάνοντας υπ’ όψιν αφενός τις κλίσεις των υδατορρευμάτων και αφετέρου το τοπογραφικό υπόβαθρο. Για την πιο λεπτομερή προσομοίωση ορισμένων χειμάρρων της υδρολογικής λεκάνης, θεωρήθηκαν επιμέρους τμήματα των υδρολογικών λεκανών των χειμάρρων. Ο διαχωρισμός πραγματοποιήθηκε με κριτήριο, κυρίως τις κλίσεις του εδάφους της περιοχής την οποία διασχίζει κάθε χείμαρρος, καθώς και την βλάστηση, αλλά και την εδαφολογική σύσταση της λεκάνης. Αυτός ο διαχωρισμός, επέτρεψε την χρήση διαφορετικών συντελεστών κατείσδυσης του νερού της βροχόπτωσης για κάθε επιμέρους τμήμα λεκάνης απορροής των χειμάρρων. Με τον τρόπο αυτό το πρόγραμμα αποκτά μεγαλύτερη ευελιξία και δυνατότητα ρύθμισης απ’ ότι στην περίπτωση της ενιαίας αντιμετώπισης κάθε υπολεκάνης χειμάρρου.

22 Οριοθέτηση της περιοχής ενδιαφέροντος ΥΠΟΛΕΚΑΝΕΣ
ΣΧΟΛΑΡΙ ΛΑΓΚΑΔΙΚΙΑ ΔΕΡΒΕΝΙ ΖΕΣΤΑ ΝΕΡΑ ΚΡΥΑ ΒΡΥΣΗ ΚΕΡΑΣΙΑΣ ΑΠΟΛΛΩΝΙΑ ΧΟΛΟΜΩΝΤΑΣ ΜΕΓΑΛΟ ΡΕΜΑ Σχήμα 9. Υδρολογική λεκάνη Μυγδονίας. Διαχωρισμός τμημάτων υδρολογικών λεκανών χειμάρρων, υδρολογικής υπολεκάνης λίμνης Βόλβης. Η υπόγεια εισροή από τη λίμνη Κορώνεια προκύπτει από τη μελέτη των Ιωσηφίδη-Κατσώνη και είναι ίση με μηδέν. Η αντλούμενη παροχή από τις γεωτρήσεις προκύπτει από τη μελέτη των Ιωσηφίδη-Κατσώνη και είναι ίση με m3 ετησίως.

23 ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΤΙΚΑ ΜΟΝΤΕΛΑ
Κρίση στη διαχείριση των υδατικών πόρων Η αύξηση του πληθυσμού της γης έχει αυξήσει τις συνολικές απαιτήσεις σε νερό, ενώ συγχρόνως η αλλαγή των συνηθειών διαβίωσης και η τεχνολογική ανάπτυξη προκαλούν αύξηση και των κατά κεφαλήν αναγκών σε νερό. Τα παραπάνω αποτελούν βασικές αιτίες της ρύπανσης του υδάτινου περιβάλλοντος. Σήμερα επικρατεί κρίση τόσο στην επάρκεια των υδατικών αποθεμάτων, όσο και στη διαχείρισή τους, που είναι αποκλειστικά ανθρωπογενούς χαρακτήρα, αφού οφείλεται εξ΄ ολοκλήρου σε αποτυχία της ακολουθούμενης υδατικής πολιτικής ή συχνά στην πλήρη απουσία της. Η καταπολέμηση της ρύπανσης και γενικότερα η προστασία του περιβάλλοντος πρέπει να λαμβάνονται υπόψη στον σχεδιασμό για βιώσιμη διαχείριση των υδάτων. Ο στόχος είναι να βρεθεί ένας αποδεκτός συμβιβασμός μεταξύ ικανοποίησης των ανθρώπινων αναγκών και χρήσης των υδατικών πόρων με τον πιο αποτελεσματικό τρόπο.

24 Διαχειριστικό μοντέλο για τη λίμνη Βόλβη
Για την εφαρμογή των επιχειρησιακών σχεδίων ή σεναρίων αναπαραστάθηκε κάθε υδρολογικό στοιχείο της περιοχής με τη σχηματοποίηση της υδρολογικής λεκάνης Βόλβης. Σχήμα 10. Σχηματοποίηση της υδρολογικής λεκάνης της λίμνης Βόλβης.

25 Σε κάθε τμήμα της υδρολογικής λεκάνης των χειμάρρων αντιστοιχεί ένας κόμβος υπολογισμού. Δεδομένα σε κάθε κόμβο είναι: ο εισερχόμενος όγκος νερού εξαιτίας των βροχοπτώσεων και της απορροής από τα ανάντη τμήματα του χειμάρρου, οι απώλειες λόγο εξατμισοδιαπνοής σε όγκο και ο συντελεστής κατείσδυσης νερού για κάθε τμήμα της υδρολογικής λεκάνης απορροής του χειμάρρου. Εκτός των χειμάρρων συμπεριελήφθησαν και οι εξής κόμβοι υπολογισμού: Ο κόμβος υπολογισμού της επίδρασης των αρδεύσεων της περιοχής με εισροές τον όγκο νερού των αντλήσεων και εκροές την εξατμισοδιαπνοή και τη διήθηση μέρους των εισροών προς τον υδροφορέα. Ο κόμβος υπολογισμού της χρήσης νερού για την ύδρευση οικισμών και για τις ανάγκες της βιομηχανίας. Εκροές στον κόμβο αυτό έχουμε την περιορισμένη διήθηση προς τον υδροφορέα. Ο κόμβος υπολογισμού του υδροφορέα, με εισροές τη διήθηση και εκροές για την άρδευση. Ο τελευταίος και σημαντικότερος κόμβος είναι ο κόμβος υπολογισμού των εισροών και εκροών της λίμνης Βόλβης. Εισροές : η βροχόπτωση και οι απορροές των χειμάρρων της υπολεκάνης Εκροές : η εξάτμιση του νερού από την επιφάνεια της λίμνης σε συνάρτηση με το εμβαδόν της επιφάνειας της καθώς και η εκροή προς τον Ρήχιο ποταμό Λίμνη Βόλβη

26 Σενάριο 1 Προσομοίωση της υδρολογικής συμπεριφοράς της λίμνης Βόλβης για τα έτη 1995~1999 Δεδομένα : οι μέσες ετήσιες τιμές της βροχόπτωσης και της θερμοκρασίας η εξατμισοδιαπνοή της περιόδου αυτής η παροχή του Ρήχιου ποταμού (από μετρήσεις του Υ.Ε.Β.) οι εκτιμήσεις των αντλήσεων για αρδευτικούς σκοπούς Οι παραδοχές για βασικές παραμέτρους τις οποίες δεν είναι δυνατόν να γνωρίζουμε με βάση τα υφιστάμενα στοιχεία είναι: Η έκταση του υπόγειου υδροφορέα ελήφθη ίση με 260 km2. Συντελεστές κατείσδυσης, για τις περισσότερες λεκάνες ελήφθη ίσος με Για την δεύτερη υπολεκάνη των Λαγκαδικίων ίσος με Ενώ για τις επίπεδες πεδινές λεκάνες ελήφθη ίσος με 0.07. Το αποτελεσματικό πορώδες θεωρήθηκε ίσο με 0.08 σύμφωνα και με εκτιμήσεις του ΙΓΜΕ. Οι αντλήσεις από τη λίμνη θεωρήθηκαν αμελητέες. Το αρχικό πάχος των διαθέσιμων υδάτων του υδροφορέα εκτιμήθηκε ίσο με h=9 m.

27 Μετά την εφαρμογή του προγράμματος Επιχειρησιακής Διαχείρισης με τα παραπάνω δεδομένα και παραδοχές, ελήφθησαν τα παρακάτω αποτελέσματα : Σχήμα 11. Διακύμανση της στάθμης της λίμνης για τα έτη 1995 – 1999. Σχήμα 12. Ετήσιες διακυμάνσεις της βροχόπτωσης, της εξατμισοδιαπνοής και της διαφορά τους. Η βροχόπτωση ξεκινά λίγο κάτω από τα m3 έχοντας μια διαφορά της τάξεως των m3 με την εξατμισοδιαπνοή ( m3). Αυτή η διαφορά κατά τη διάρκεια των ετών μειώνεται, καταλήγοντας το 1999 να παίρνει την τιμή των m3. Συνεχής πτώση της στάθμης της λίμνης Βόλβης που φτάνει σε απόλυτο υψόμετρο 39,11 m.

28 Αναλογική σχέση ανάμεσα στο υδατικό ισοζύγιο και τη θερμοκρασία
Αναλογική σχέση ανάμεσα στο υδατικό ισοζύγιο και τη θερμοκρασία. Όσο αυξάνεται η θερμοκρασία τόσο μειώνεται ο ετήσιος όγκος του νερού. Όσον αφορά τις απορροές των χειμάρρων, τις μεγαλύτερες απορροές παρουσιάζουν τα τμήματα εκείνα των υδρολογικών υπολεκανών των χειμάρρων που βρίσκονται δίπλα στην λίμνη Βόλβη και συγκεκριμένα η μεγαλύτερη απορροή συναντάται στο τέταρτο τμήμα της υπολεκάνης του Μεγάλου Ρέματος που φτάνει τα m3. Σχήμα 13. Διακύμανση υδατικού ισοζυγίου και των μέσων ετήσιων τιμών της θερμοκρασίας. Σχήμα 14. Απορροές των τεσσάρων επιμέρους τμημάτων της υπολεκάνης Μεγάλου Ρέματος.

29 Σχήμα 15. Απορροές των τριών επιμέρους τμημάτων της υπολεκάνης Χολομώντα.
Σε όλες τις υπολεκάνες εμφανίζεται μια παρόμοια γενικά διακύμανση των απορροών, δηλαδή ενώ ξεκινάνε με μια πτώση από το έτος 1995, διαπιστώνεται μια αύξηση που αρχίζει το 1997 και ολοκληρώνεται το 1998 και ακολουθούν πάλι μια πτωτική τάση. Σχήμα 16. Απορροές των τριών επιμέρους τμημάτων της υπολεκάνης Σχολαρίου.

30 Σενάριο 2 Προσομοίωση της υδρολογικής συμπεριφοράς της λίμνης Βόλβης για τα έτη 1995~2001. Διαφορές από το σενάριο 1 : 1.Επεκτείνεται η χρονική περίοδος προσομοίωσης κατά 2 χρόνια. 2.Μετά το 2000 οι χείμαρροι Λαγκαδικίων και Σχολαρίου μετέχουν μόνο στο 64% της παροχής τους. 3.Μετά το 2000 η παροχή εξόδου του Ρήχιου ποταμού μειώνεται σε m3 ετησίως. Οι τιμές των ετών 2000 και 2001 λήφθηκαν ίδιες με τις τιμές του έτους 1999. Οι παραδοχές για βασικές παραμέτρους ελήφθησαν παρόμοιες με τα προηγούμενο σενάριο. Συνεχίζεται η πτώση της στάθμης της λίμνης από το 2000 και μετά, φτάνοντας μέχρι το απόλυτο υψόμετρο 38,43 m το έτος 2001. Σχήμα 17. Διακύμανση της στάθμης της λίμνης για τα έτη 1995 –2001.

31 Σε σχέση με το 1ο σενάριο μετά το έτος 1999 παρατηρείται μια πτωτική τάση τόσο στη βροχόπτωση όσο και στην εξατμισοδιαπνοή. Σχήμα 18. Ετήσιες διακυμάνσεις της βροχόπτωσης, της εξατμισοδιαπνοής και της διαφορά τους. Το υδατικό ισοζύγιο συνεχίζει να μειώνεται, συγκεκριμένα από τα m3 που ήταν το έτος 1999 φτάνει στα m3 το έτος 2001. Σχήμα 19. Διακύμανση υδατικού ισοζυγίου για τα έτη 1995 – 2001.

32 Όλες οι υπολεκάνες παρουσιάζουν μια παρόμοια διακύμανση στις απορροές τους μετά το έτος 1999, όπως είναι λογικό εφόσον οι τιμές των βροχοπτώσεων και των εξατμισοδιαπνοών για τα έτη 2000 και 2001 λήφθηκαν ίδιες με τις τιμές του έτους 1999. Σχήμα 20. Απορροές των τεσσάρων επιμέρους τμημάτων της υπολεκάνης Μεγάλου Ρέματος. Σχήμα 21. Απορροές των τριών επιμέρους τμημάτων της υπολεκάνης Χολομώντα.

33 Σενάριο 3 Προσομοίωση της υδρολογικής συμπεριφοράς της λίμνης Βόλβης για τα έτη 1995~2001 με τη διαφορά από το σενάριο 2 ότι από το 2000 και μετά θεωρείται πλήρης εκτροπή των χειμάρρων Λαγκαδικίων και Σχολαρίου προς τη λίμνη Κορώνεια. Η στάθμη της λίμνης Βόλβης κατεβαίνει από τα 38,43 m (σενάριο 2) στα 38,28 m, που είναι αναμενόμενο. Σχήμα 22. Διακύμανση της στάθμης της λίμνης με την πλήρη εκτροπή των χειμάρρων Λαγκαδικίων και Σχολαρίου στα έτη

34 Όσον αφορά το υδατικό ισοζύγιο της υπολεκάνης Βόλβης, μειώνεται κι αυτό από τα m3 που ήταν για το έτος 2001 στο 2ο σενάριο, στα m3. Σχήμα 23. Διακύμανση υδατικού ισοζυγίου με την πλήρη εκτροπή των χειμάρρων Λαγκαδικίων και Σχολαρίου στα έτη Οι απορροές των υπολεκανών της μελέτης περιοχής είναι ίδιες με αυτές του 2ου σεναρίου. Μόνο οι απορροές των υπολεκανών του Σχολαρίου και των Λαγκαδικίων για τα έτη 2000 – 2001 μηδενίζονται, όπως είναι αναμενόμενο.

35 Σενάριο 4 Προσομοίωση της υδρολογικής συμπεριφοράς της λίμνης Βόλβης για τα έτη 1995~1999 θεωρώντας την παροχή εξόδου του Ρήχιου ποταμού σε m3 ετησίως. Σημαντική αλλαγή στη στάθμη της λίμνης. Κρατείται στις υψηλότερες τιμές από όλα τα προηγούμενα σενάρια, όπως φαίνεται καθ΄όλη τη διακύμανση της και δεν πέφτει κάτω από το απόλυτο υψόμετρο των 39,94 m (1999). Σε σύγκριση με το 1ο σενάριο, όπου παρουσιάζεται η δεύτερη καλύτερη τιμή γι΄ αυτό το έτος (39,11 m), είναι εμφανής η αισθητή διαφορά μεταξύ των δύο περιπτώσεων. Σχήμα 24. Διακύμανση της στάθμης της λίμνης θεωρώντας την παροχή του Ρήχιου ποταμού m3 στα έτη 1995 ~ 1999.

36 Το υδατικό ισοζύγιο αυξάνεται σημαντικά εφόσον θεωρήθηκε πως η παροχή του Ρήχιου ποταμού είναι μικρότερη από τις πραγματικές μετρήσεις. Ξεκινώντας από τα m3 το έτος 1995 όχι μόνο δεν πέφτει κάτω από τα 900 εκατομμύρια m3, όπως συμβαίνει στο 1ο σενάριο ( m3), αλλά φτάνει στα m3 το 1999. Σχήμα 25. Διακύμανση υδατικού ισοζυγίου θεωρώντας την παροχή του Ρήχιου ποταμού m3 στα έτη 1995 ~ 1999. Οι τιμές των ετήσιων διακυμάνσεων της βροχόπτωσης και της εξατμισοδιαπνοής είναι ίδιες με το 1ο σενάριο. Οι απορροές των υπολεκανών της μελέτης περιοχής είναι ίδιες με αυτές του 1ου σεναρίου.

37 ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ Το μεγαλύτερο απόλυτο υψόμετρο για την στάθμη της λίμνης Βόλβης (39,94 m) παρουσιάζεται στο 4ο σενάριο, όπου θεωρήθηκε η παροχή του Ρήχιου ποταμού m3. Διαπιστώνεται, λοιπόν, πως το σημαντικότερο πρόβλημα για τη λίμνη το δημιουργεί ο Ρήχιος, αφού σε σύγκριση με το 1ο σενάριο, όπου η παροχή του ήταν από πραγματικές μετρήσεις, η στάθμη φτάνει στο απόλυτο υψόμετρο των 39,11 m. Η καλύτερη "εικόνα" για το υδατικό ισοζύγιο της υδρολογικής λεκάνης της Βόλβης παρουσιάζεται επίσης στο 4ο σενάριο. Σε όλα τα έτη 1995 ~ 1999 εμφανίζει τις υψηλότερες τιμές από όλα τα σενάρια. Γεγονός που πάλι υποδεικνύει πως ο Ρήχιος ποταμός δημιουργεί το σπουδαιότερο ζήτημα. Όσον αφορά τις απορροές των μεγαλύτερων ρεμάτων της λεκάνης Βόλβης, παρατηρείται πως τις μεγαλύτερες απορροές έχουν τα τμήματα εκείνα των υδρολογικών υπολεκανών των χειμάρρων που βρίσκονται δίπλα στην λίμνη και συγκεκριμένα η μεγαλύτερη απορροή συναντάται στο τέταρτο τμήμα της υπολεκάνης του Μεγάλου Ρέματος. Η πτωτική πορεία της στάθμης της λίμνης δεν οφείλεται μόνο στις πολύ μεγάλες ποσότητες που διαφεύγουν προς το Ρήχιο ποταμό. Οι αυξημένες ανάγκες κατανάλωσης από τη γεωργική χρήση έχουν μεγάλο μερίδιο στις αντλήσεις από τη λίμνη και συμβάλλουν σε μεγάλο ποσοστό στη μείωση των υδατικών αποθεμάτων.

38 Επιδιωκόμενοι στόχοι Η υπολεκάνη Βόλβης και γενικότερα η λεκάνη Μυγδονίας, δεν διαθέτει τις βασικές υποδομές σχετικά με την ορθολογική διαχείριση των υδατικών πόρων της περιοχής. Η υφιστάμενη κατάσταση μαρτυρά την έλλειψη αυτή και επιτάσσει την εφαρμογή μέτρων – δράσεων και την υλοποίηση έργων τόσο θεραπευτικού όσο και προληπτικού χαρακτήρα. Τα όποια έργα πραγματοποιηθούν πρέπει να συντελέσουν : στην αποκατάσταση της στάθμης της λίμνης, στη αποκατάσταση του υδατικού ισοζυγίου, στην αποκατάσταση της οικολογικής ισορροπίας της, στην περιβαλλοντική αναβάθμιση της ευρύτερης περιοχής και στην εγκαθίδρυση ενός πλαισίου αειφόρου μακροχρόνιας διαχείρισης υδατικών πόρων για τη λεκάνη Μυγδονίας.

39 Προτάσεις Προτεινόμενο υδρολογικό διαχειριστικό σχέδιο αποκατάστασης της λίμνης είναι η κατασκευή ενός τεχνικού έργου στο ανατολικό τμήμα της, ανάντη του Ρήχιου ποταμού. Ένα θυρόφραγμα θα έδινε τη δυνατότητα να ελέγχεται η ποσότητα του νερού που διαφεύγει από τη λίμνη, κρατώντας τον όγκο της σε ικανοποιητικό επίπεδο. Η υδρολογική αποκατάσταση της λίμνης είναι αναγκαία και είναι δυνατή ακόμη μέσω της γεωργίας. Ένα προτεινόμενο ρυθμιστικό μέτρο, που θα ενθαρρύνει την χρήση πιο λειτουργικών αρδευτικών πρακτικών, είναι η επιβολή ενός λειτουργικού σχήματος χρέωσης. Για να επιτευχθεί κάτι τέτοιο, θα πρέπει να εκπονηθεί μια ακριβής καταγραφή όλων των γεωτρήσεων στην ευρύτερη λεκάνη της Μυγδονίας και να επιχειρηθεί η μόνιμη μέτρηση των αντλήσεων. Μία επιπλέον πρόταση που θα συμβάλλει στην μείωση της σπατάλης του νερού είναι η μεταβολή του τρόπου άρδευσης, δηλαδή κατάργηση των κανονιών βροχής και εφαρμογή, όπου είναι δυνατόν, της στάγδην άρδευσης. Επίσης θα πρέπει να εξετασθεί το ενδεχόμενο της αλλαγής των καλλιεργειών σε λιγότερο υδροβόρες καλλιέργειες. Στην αποκατάσταση της λίμνης και ευρύτερα της λεκάνης Μυγδονίας θα βοηθήσει η εφαρμογή του Αγροπεριβαλλοντικού σχεδίου. Απαραίτητη είναι και η ποιοτική αποκατάστασή της. Υποδομές, όπως βιολογικοί καθαρισμοί και δίκτυα αποχέτευσης θα συμβάλλουν στη διάσωση της λίμνης. Όπως επίσης, η εφαρμογή προγραμμάτων ελεγχόμενης χρήσης νερού (άρδευση – ύδρευση) ή περιβαλλοντικής γεωργίας καθιστούν τις βάσεις για αειφορική διαχείριση των υδατικών πόρων.

40 ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΗ ΔΙΑΤΡΙΒΗ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΥΔΑΤΙΚΩΝ ΠΟΡΩΝ ΥΠΟΛΕΚΑΝΗΣ ΒΟΛΒΗΣ
ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΤΜΗΜΑ ΑΓΡΟΝΟΜΩΝ ΚΑΙ ΤΟΠΟΓΡΑΦΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ : ΤΕΧΝΙΚΕΣ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΙ ΣΤΗΝ ΑΝΑΛΥΣΗ, ΣΧΕΔΙΑΣΜΟ ΚΑΙ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΤΟΥ ΧΩΡΟΥ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗ : ΟΡΓΑΝΩΣΗ ΚΑΙ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΠΟΡΩΝ ΚΑΙ ΕΡΓΩΝ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΗ ΔΙΑΤΡΙΒΗ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΥΔΑΤΙΚΩΝ ΠΟΡΩΝ ΥΠΟΛΕΚΑΝΗΣ ΒΟΛΒΗΣ ΕΚΠΟΝΗΣΗ: ΑΘΑΝΑΣΙΑ ΖΕΪΜΠΕΚΗ ΕΠΙΒΛΕΠΩΝ ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ: ΤΖΙΜΟΠΟΥΛΟΣ ΧΡΗΣΤΟΣ ΝΟΕΜΒΡΙΟΣ 2004