Στοχαστική προσομοίωση του υπόγειου υδροφορέα της λίμνης Κάρλας

Abstract

Η Θεσσαλία, η δεύτερη μεγαλύτερη πεδιάδα της Ελλάδας, είναι μια εντατικά καλλιεργημένη αγροτική περιοχή. Η έντονη και εκτεταμένη παραγωγή υδρόφιλων καλλιεργειών, όπως το βαμβάκι, έχουν οδηγήσει σε μια αξιοσημείωτη αύξηση της ζήτησης νερού, η οποία καλύπτεται από την υπερεκμετάλλευση των υπόγειων αποθεμάτων. Ο υπόγειος υδροφορέας της Λίμνης Κάρλας υφίσταται πλέον τις συνέπειες αυτής της κατάστασης. Η παλαιά Λίμνη Κάρλα κατείχε το μεγαλύτερο μέρος της ανατολικής πεδιάδας της Θεσσαλίας μέχρι το 1962, τη χρονιά της αποξήρανσή της. Ήταν από τους πιο σημαντικούς υδρότοπους στην Ελλάδα και ένας φυσικός ταμιευτήρας πολύ σημαντικός για την αποθήκευση νερού και για τον εμπλουτισμό του υποκείμενου υδροφορέα. Η κατασκευή ενός μικρότερου ταμιευτήρα δεν έχει ακόμη ολοκληρωθεί, ενώ το έργο της μερικής ανασύστασης της παλαιάς λίμνης είναι σχεδόν έτοιμο. Αυτή η καθυστέρηση έχει προκαλέσει σοβαρά περιβαλλοντικά προβλήματα, όπως μεταξύ άλλων, ο περιορισμός του φυσικού εμπλουτισμού του υποκείμενου υδροφορέα και η αύξηση της άντλησης του υπόγειου νερού, η οποία με τη σειρά της οδήγησε στην δραματική πτώση της στάθμης του. Σήμερα το επίπεδο της στάθμης είναι περισσότερο από 200 m κάτω από το έδαφος στα νότια της πεδιάδας και η πτώση της στις ζώνες με τη μεγαλύτερη άντληση να φτάνει στα 80 m τα τελευταία 20 χρόνια. Η έλλειψη δεδομένων, όσον αφορά κυρίως τη χωρική μεταβλητότητα της υδραυλικής αγωγιμότητας (Κ) δημιουργεί ένα αβέβαιο υδρογεωλογικό περιβάλλον για το υπό μελέτη πεδίο. Επιπλέον, οι χιλιάδες μη καταγεγραμμένες και ανεξέλεγκτες γεωτρήσεις που αντλούν από τον υπόγειο υδροφορέα για την ικανοποίηση των τεράστιων αναγκών σε νερό, αποτελούν μια άλλη πηγή αβεβαιότητας. Σε αυτή τη μελέτη ένα στοχαστικό μοντέλο αναπτύχθηκε για την προσομοίωση του υδροφορέα της Λίμνης Κάρλας μέσω της γεωστατιστικής προσέγγισης, στην οποία χρησιμοποιήθηκε η Ακολουθιακή Προσομοίωση Gauss (SGSIM) από το GSLIB, τόσο για την μη εξαρτημένη, όσο και για την εξαρτημένη στοχαστική προσομοίωση της υδραυλικής αγωγιμότητας. Το τυχαίο πεδίο της υδραυλικής αγωγιμότητας θεωρήθηκε ότι ακολουθεί λογαριθμική κατανομή, με μια μέση τιμή και μια τυπική απόκλιση. Η εξάρτηση επιτεύχθηκε με τη χρήση των 15 δειγματοληπτικών τιμών της Κ σε κάποιες θέσεις του πεδίου. Προέκυψαν έτσι πολλαπλές Monte-Carlo απεικονίσεις της υδραυλικής αγωγιμότητας, οι οποίες εισήχθησαν στο Modflow και έδωσαν αντίστοιχες απεικονίσεις των υδραυλικών υψών. Υπολογίσθηκαν χάρτες με τη μέση τιμή και την τυπική απόκλιση των υδραυλικών υψών από όλες τι απεικονίσεις. Η εκτίμηση της αβεβαιότητας που πραγματοποιήθηκε αφορά κυρίως την επίδραση της εξάρτησης της Κ από τις δειγματοληπτικές της τιμές και την υπερεκμετάλλευση του υδροφορέα στις προσομοιωμένες τιμές των υδραυλικών υψών που προέκυψαν.