Προσομοίωση ροής υπόγειου νερού στην περιοχή της Νάξου, Ελλάδα.
Από RemoteSensing Wiki
Προσομοίωση ροής υπόγειου νερού στην περιοχή της Νάξου, Ελλάδα.
Συγγραφείς : : Aikaterini-Sofia Partsinevelou, Levkothea Evrenoglou and George Stournaras
Τίτλος: Simulation of the groundwater flow in hard rock hydrogeological environments. Application in Naxos Island, Greece.
Εισαγωγή
Τα υπόγεια ύδατα είναι ένας δυνητικά ανανεώσιμος φυσικός πόρος πόρος, αλλά σε σκληρά πετρώματα εδάφους η διαθεσιμότητα τους είναι περιορισμένη. Αν και παρατηρείται ότι τα εδάφη με μεγάλη σκληρότητα έχουν συχνά χαμηλή διαπερατότητα αλλά μπορούν να φιλοξενούν σημαντική ποσότητα υδάτινων πόρων. Μία τέτοια περίπτωση είναι το καθεστώς ροής των υπόγειων υδάτων στην περίπτωση της Νάξου. Απαιτείται η πλήρη κατανόηση του της γεωλογίας, της γεωμορφολογίας και των γραμμών της περιοχής, τα οποία άμεσα ή έμμεσα ελέγχουν τα χαρακτηριστικά του εδάφους. Υπάρχουν διάφορες μέθοδοι για τον εντοπισμό και τη χαρτογράφηση της εμφάνισης και τη διανομής υπογείων υδάτων. Οι πρόσφατες μελέτες έχουν επικεντρωθεί στις μεθόδους τηλεπισκόπησης και GIS, καθώς παρέχουν τα πλεονεκτήματα της πρόσβασης μεγάλης κάλυψης, ακόμη και σε απρόσιτες περιοχές όντας ταυτόχρονα πιο οικονομικές. Τα δεδομένα τηλεπισκόπησης επιτρέπουν την αναγνώριση των υδροφορέων υπογείων υδάτων και την εκτίμηση της αλλαγής τους, όπου το GIS επιτρέπει τη διαχείριση και ολοκλήρωση πολυθεματικών δεδομένων.
Μεθοδολογία
Προκειμένου να προσδιοριστεί και να οριοθετηθεί το δυναμικό υπογείων υδάτων των περιοχές της Νάξου, προσδιορίστηκε μια ομάδα παραγόντων . Διάφοροι θεματικοί χάρτες προετοιμάστηκαν και επαληθεύτηκαν εφαρμόζοντας τους επιλεγόμενους παράγοντες οι οποίοινήταν: α) η τοπογραφική κλίση, β) η πυκνότητα των γραμμών, γ) η υδρολιθολογία, δ) πυκνότητα αποστράγγισης και ε) έκταση γης την περιοχή μελέτης.
Η επιλογή αυτή βασίστηκε στα χαρακτηριστικά των σκληρών πετρωμάτων που υποδηλώνουν την καταλληλότητα για τη συγκράτηση των υπόγειων υδάτων και υψηλή την δυνατότητα διήθησης του νερού. Οι παράγοντες κατηγοριοποιήθηκαν σε τέσσερις κλάσεις, από το χαμηλό δείκτης 0 έως το υψηλό της δυνητικής διείσδυσης του νερού δείκτης 3 και σταθμίστηκαν σύμφωνα με την ανάλυση AHP. Ο δείκτης κατηγορίας για κάθε παράγοντα πολλαπλασιάστηκε με το συντελεστή το βάρος και ο τελικός δείκτης δυνητικών υδάτων (GPI)μ προέρχεται από την προσθήκη όλων των λαμβανομένων τιμών. Οι πληροφορίες της λιθολογίας, της γεωμορφολογίας, των γραμμών η κλίση και η κάλυψη της γης δημιουργήθηκαν με τη χρήση τοπογραφικών και γεωλογικών χάρτων της κλίμακας 1: 50.000, στοιχεία κάλυψης γης από το Υπουργείο Γεωργίας της Ελλάδας, αεροφωτογραφίες και το INTERNATIONAL JOURNAL OF GEOLOGY Volume 10, 2016 ISSN: 1998-4499 12
Χρησιμοποιήθηκε εικόνα Landsat 7 ETM + της περιοχής μελέτης. Πραγματοποιήθηκε η ενσωμάτωση της σε περιβάλλον G.I.S σε μορφή ράστερ System (GIS), χρησιμοποιώντας την επέκταση Spatial Analyst. Τελικά το το λογισμικό FeFlow χρησιμοποιήθηκε για την αναγνώριση των υπογείων υδάτων, δυνητικών ζωνών που βασίζονται στη ροή των υπόγειων υδάτων. Αναλυτικά, το σύνολο δεδομένων του Landsat 7 ETM + χρησιμοποιήθηκε και παράχθηκε μια συνδυασμένη δορυφορική εικόνα της Νάξου με 8 διαθέσιμες φασματικές ζώνες με ανάλυση 15m ανά εικονοστοιχείο. Στη συνέχεια χρησιμοποιήθηκαν αεροφωτογραφίες κλίμακας 1/30.000. Αφού ορθοτροποποιήθηκε παράχθηκε εικόνα υψηλής ανάλυσης που φτάνει τα 5 μέτρα ανά εικονοστοιχείο. Η υψηλή και η χαμηλή ανάλυση των εικόνων συνδιάστηκαν και προέκυψε μια εικόνα που έχει την ίδια προβολή και το ίδιο φασματικό αποτέλεσμα με τα χαρακτηριστικά της δορυφορικής εικόνας του Landsat 7, αλλά καλύτερη ανάλυση. Η νέα εικόνα χρησιμοποιήθηκε για την εξαγωγή γραμμών και την ερμηνεία και έγινε περαιτέρω μελέτη για την πυκνότητα του καταγμάτων. Επίσης, το σύνολο δεδομένων του Landsat 7 ETM +, μαζί με τα στοιχεία της κάλυψης γης, χρησιμοποιήθηκαν για την αναγνώριση χρήσεων γης και τη βλάστηση της περιοχής μελέτης. Είναι γνωστό ότι δορυφορικές εικόνες στο κόκκινο και πολύ κοντά εγγύς ακτινοβολία μπορούν να χρησιμοποιησούν υπέρυθρα μήκη κύματος για την εκτίμηση της βλάστησης σε μια περιοχή, υπολογίζοντας ένα λόγο γνωστό ως Κανονικοποιημένο Δείκτης βλάστησης διαφοράς – NDVI . Η αρχή στην οποία βασίζεται ο συγκεκρινένος δείκτης είναι πως τα «πράσινα» φύλλα απορροφούν τα μήκη κύματος 640-670 nm λόγω της ύπαρξης της χλωροφύλλης ενώ διασκορπίζουν την ακτινοβολία σε πολύ κοντινή υπέρυθρη ακτινοβολία με μήκη κύματος 700-1100 nm λόγω της εσωτερικής δομής τους. Αντίθετα, μια γυμνή επιφάνεια του εδάφους έχει μεγαλύτερη ανακλαστικότητα στο κόκκινο χρώμα και χαμηλότερη ανάκλαση σε σχεδόν υπέρυθρη ακτινοβολία. Η προσομοίωση των υπόγειων υδάτων πραγματοποιήθηκε στο λογισμικό Feflow 6.1.
Αποτελέσματα και συμπεράσματα
Η δυνητικότητα των υπογείων υδάτων εμφανίστηκε σε κλίμακα η οποία την χώριζε ως πολύ χαμηλή, χαμηλή, μέτρια και υψηλή. Το 58,37% του νησιού χαρακτηρίστηκε ως μέτρια ζώνη δυνητικότητας ύπαρξης υπογείων υδάτων. Οι πιο πιθανές ζώνες ύπαρξης καταλαμβάνουν μόνο το 4,65% της συνολικής έκτασης του και χαρακτηρίζονται από πολύ ήπιες πλαγιές, χαμηλή πυκνότητας αποστράγγισης, παρουσία βλάστησης και υψηλή διαπερατότητα. Επίσης, τα αποτελέσματα της προσομοίωσης ροής υπογείων υδάτων δείχνουν ότι οι πόροι των υπόγειων υδάτων είναι εξαιρετικά περιορισμένοι στην περιοχή μελέτης, ενώ η εκτεταμένη χρήση τους καθ 'όλη τη διάρκεια του καλοκαιριού μπορεί να προκαλέσει σοβαρά προβλήματα λειψυδρίας.
