Βελτιστοποίηση του δείκτη Drastic για την εκτίμηση της τρωτόττηας στην εξωτερική ρύπανση με στατιστικές μεθόδους: εφαρμογή στον υδροφορέα της λεκάνης της Φλώρινας

Περίληψη

Στην παρούσα εργασία διερευνήθηκε και επικαιροποιήθηκε το υδρογεωλογικό και υδροχημικό καθεστώς του αλλουβιακού υδροφορέα της λεκάνης της Φλώρινας. Επιπρόσθετα τροποποιήθηκε ο δείκτης DRASTIC για την εκτίμηση της τρωτότητας και τη διακινδύνευση του αλλουβιακού υδροφορέα στην εξωτερική ρύπανση. Η περιοχή έρευνας  βρίσκεται στο βορειοδυτικό άκρο της Ελλάδας, ανήκει γεωλογικά στην πελαγονική ζώνη και μορφολογικά περικλείεται από τρεις ορεινούς όγκους. Για τον σκοπό της εργασίας μετρήθηκε η στάθμη του υπόγειου νερού σε 59 γεωτρήσεις για δύο περιόδους (υγρή και ξηρή περίοδος 2016) και συλλέχθηκαν δείγματα νερού από 29 γεωτρήσεις. Σε αυτά πραγματοποιήθηκαν χημικές αναλύσεις των κύριων ιόντων. Παρατηρήθηκαν αυξημένες τιμές στην περιεκτικότητα των νιτρικών NO3- (έως 68 mg/L) και θειϊκών ιόντων SO42- (έως 1020 mg/L), ως αποτέλεσμα της χρήσης λιπασμάτων στην περιοχή. Από την στατιστική επεξεργασία των αποτελεσμάτων των χημικών αναλύσεων με το πρόγραμμα AquaChem ορίσθηκε ο υδροχημικός τύπος του νερού ως ασβεστούχος οξυανθρακικός. Δείκτες ποιότητας νερού χρησιμοποιήθηκαν ως μέτρο της ποιοτικής του κατάστασης και τα αποτελέσματα έδειξαν ότι το υπόγειο νερό είναι από αρκετά καλό έως μέτριο για άρδευση. Από την εκτίμηση της τρωτότητας με χρήση της μεθόδου Typical DRASTIC βρέθηκε υψηλή τρωτότητα στο νοτιοδυτικό και βορειοδυτικό άκρο της περιοχής όμως δεν παρουσιάζεται συσχέτιση με τα νιτρικά ιόντα. Κατά την βελτιστοποίηση του δείκτη DRASTIC λήφθηκαν υπόψη τόσο η συγκέντρωση των νιτρικών ιόντων όσο και οι χρήσεις γης και προέκυψαν οι δείκτες DRASTIC-N και DRASTIC-LN. Υψηλή τρωτότητα μέσω της DRASTIC-N εκδηλώνεται νοτιοδυτικά και βορειοδυτικά της λεκάνης ενώ χαμηλότερη κεντρικά και βορειοανατολικά. Παρουσιάζει όμως και αυτή πολλή μικρή συσχέτιση με τα νιτρικά ιόντα. Η DRASTIC-LN εκφράζει την διακινδύνευση και συνδυάζει την DRASTIC-N με τις χρήσεις γης. Ο συντελεστής συσχέτισης με τα νιτρικά ιόντα εδώ δίνει θετική συσχέτιση. Αυξημένες τιμές διακινδύνευσης εμφανίζονται στο κεντρικό τμήμα και νοτιοανατολικά της λεκάνης καθώς ανάλογα με την καλλιέργεια χρησιμοποιούνται και αντίστοιχες ποσότητες λιπασμάτων. Συμπερασματικά σε εφαρμογές της DRASTIC σε αλλουβιακούς υδροφορείς θα ήταν χρήσιμο να συνδυάζονται και οι χρήσεις γης για πιο αξιόπιστα αποτελέσματα.


In this paper is presented the hydrogeological and hydrochemicalhydrochemical regime in the alluvial aquifer of Florina basin, as well as the optimization of the DRASTIC indexto estimate groundwater vulnerability and pollution risk to external pollution.The study area covers an area of XX and located in northern Greece. It belongs to the pelagonal zone and is surrounded by three mountains. The climate is characterized as continental. Groundwater level measurements were performed in 59 boreholes for two periods (wet and dry periods of 2016). Furthermore, 29 groundwater samples were collected and analyzed for the main ions. Increased concentrations of  NO3- (up to 68 mg / L) and SO42- (up to 1020 mg / L) were observed as a result of the overuse of fertilizers in the area. The dominant water type is Ca-HCO3. Water quality indices were used to determine the quality status of groundwater and the results have shown that groundwater is good enough for irrigation. From the estimation of vulnerability using the typical DRASTIC method, high vulnerability characterizes the southwestern and northwestern parts of the area, however, there is no correlation with nitrate concentrations. The original DRASTIC index was modified based on nitrate concentration and land uses and hence DRASTIC-N and DRASTIC-LN were created. According to DRASTIC-N high vulnerability is located in the southwest and northwest parts of the basin, while low vulnerability areas are located in the center and northeast part of the study area. DRASTIC-N has low correlation with nitrate ions. DRASTIC-LN was used for the assessment of groundwater pollution risk. The correlation coefficient with nitrate ions is positive in this case. High risk is observed in the central and southeast part of the basin. Corresponding amounts of fertilizer are used depending on the crop. To conclude, the modified vulnerability and pollution risk map of the alluvial aquifer can be used from stakeholders in order to prevent groundwater quality deterioration.