Διερεύνηση των μηχανισμών ποσοτικής και ποιοτικής υποβάθμισης των υδατικών και εδαφικών πόρων στη λεκάνη Δομοκού από φυσικές και ανθρωπογενείς επιδράσεις

Abstract

The present thesis investigates the geogenic and anthropogenic factors affecting quality ofground and surface waters, as well as soils in Domokos plateau basin. It identifies thegeomorphology of the area, recorded surface runoff and calculates the hydrologic balanceparameters.The study area is located in central Greece, on mount Othrys, that separates Thessaly plainfrom Maliakos gulf and Sperheios valley and lies between Χmin:362.126 m, Xmax:371.500 min WE axis and Ymin:4.316.293 m, Yax:4.341.943 m in SN axis. It consists of the hydrologicalbasins of Xynias, which is the basin of the central drainage ditch of the former Xynias lake,and the Scopia basin, which is the basin of the upper reaches of Enippeas river. The total areaof the region stretches at 606,69 km2, with a 146,72 km perimeter as well as 39,79 km and15,24 km in length and width respectively. The average slope of the plateau is 10,230 and theaverage altitude is 609 m, characterizing it as a semi-mountainous basin. The hypsometricintegral is 24,26%, leading us to the conclusion that the state of the basin is in transition(monadnock phase).The Xynias basin region is 167,90 km2 and 66,19 km in perimeter and the average altitudeclimbs up to 540 m, showing a 539 total number of hydrographic network order streams, theirtotal length reaches the 340,7 km, while his form may be characterized as local dendritic andparallel. The Scopia basin region is 438,79 km2, with 116,06 km perimeter and has 2.303 totalnumber of hydrographic network order streams, with a 1.253,5 km total length and dendriticform. The numbers of hydrographic network order streams on both basins show significantnegative deviation from optimum values, according to Horton's laws, refraining from the idealdevelopment that would allow the optimal basins drainage.The basin of the plateau belongs to Sub-Pelagonian geotectonic Zone, presenting largeophiolitic masses as a main feature. The geological structure includes alluvial deposits,neogene formations, flysch, limestones, schist rocks conformation and ophiolites. Predominantformations are quaternary deposits and ophiolites with 26,87% and 25,59% respectively.The direct integration method, which is a comparison of hypsometric and the inversedistance weighted method, was used for the calculation of precipitation and temperature. Theannual rainfall and the mean annual temperature were calculated for Xynias basin to 594,1 mmand 14,8oC respectively, while for Scopia basin to 697,9 mm of rain and 14,8oC. The potentialevapotranspiration, as calculated by the Thornthwaite method, comes up to 843,7 mm of rainfor Xynias basin and 827,5 mm of rain for Scopia basin.The Lang's drought index values characterize climate for both basins, from June to Augustas super dry, while the ombrothermic diagrams show that the irrigation period lasts for bothbasins from the last ten days of April until the end of September.The annual runoff of Domokos plateau was calculated according to the river water supplymeasurements in three stations during an 18 months period. The maximum values observed inJanuary 2010 and the minimum in the summer of the same year. The total volume of surfaceeffluence comes up to 77.223.046,91 m3 of water, of which the 27.543.038,02 m3 comes fromXynias basin and 49.680.008,9 m3 from Scopia Basin.Hydrological balance was estimated with the lumped conceptual water balanced model«ZYGOS». In Xynias basin actual evapotranspiration constitutes 62,7% of precipation, runoff22,5% and infiltration 14,8%, while the error allowance for the annual rainfall value ascalculated by spatial integration, lies at 4,8% and is acceptable. In Scopia basin actualevapotranspiration constitutes 64,2% of precipation, runoff 22,8% and infiltration 13,0%. Theerror allowance for the annual rainfall value as calculated by spatial integration lies at 0,3%and is considered as negligible. The Hydrogeological formations of the research area classified into water-permeable, semipermeable and water-impermeable formations. In water-permeable category classified thecarbonate formations and carbonate horizons developed within schist rocks. They are therichest aquifer in the region due to their karstification. To the semi permeable formationsbelong all granular rocks, fissured ophiolite rocks, while to the water-impermeable formationsclassified clays and pillow lavas of ophiolite group. Groundwater flow in the alluvial aquiferhas the same direction with surface water, which is N-NE for Scopia basin and NW for Xyniasbasin.In the study area soils dominate the coarser sand fractions; they are sandy loam and loamysand, slightly alkaline to moderately alkaline, while oxidizing conditions prevail with meanvalue redox potential 286,7 mV. The electrical conductivity shows low levels with mean value501μS/cm, while 62% of soils are poor in organic matter due to high levels of sand containing.A soils percentage of 32% is characterized as calcarious due to their high of CaCO3 containing.Soils are mostly classified as poor.High total concentrations of iron and manganese are associated with a strong presence oftheir oxides to red-brown soils of the area, while the strong presence of basic and ultrabasicrocks is deemed as the cause of the intense presence of Co, Ni and Cr. Water-soluble forms ofFe and Ni enrich the ground and surface waters of the study area, unlike the Pb and Co that dueto the unwieldy nature occur only in traces. High values of pH and CaCO3 of the study areareduce the mobility and bioavailability of trace metals and is the reason for low soluble formspercentage on total.The heavy minerals of Fe, Mn, Pb and Cο dominate in the exchangeable forms, while theassociated forms in the carbonate and organic compounds and in Fe & Mn oxides of the heavymetals Fe, Mn, Ni, Cu and Co, present high concentrations. The reason for that is theirtendency to connect with the Fe & Mn oxides, carbonate compounds and adsorbed to organicmatter. The residual fraction of Fe, Mn, Co, Ni και Cr metals, presents high concentrations anoccurrence associated with the strong presence of these metals in the source rocks.The comparison between basins shows higher values of organic matter and electricconductivity in Xynias basin due to the existence of the former lake and high values of Ni andCr due to the presence of ophiolites. In Scopia basin the heavy metals Fe, Mn and Zn havehigher values due to the presence of these metals in soils derived from limestone weathering, ofsedimentary rocks, schist rocks and clay sediments.The statistical analysis identifies the simultaneous presence of Fe και Zn in the source rocks,the copper connection to the Mn oxides in basic rocks and the origin of Ni, Cr, Co and Pb fromthe rich ophiolitic bedrock. Soils are polluted in Co, Ni and Cu from geogenic sources as theyexceed the maximum acceptable limit pollution of soils of «The New Dutchlist».Anthropogenic activities, such as the application of agrochemicals, act to a small extent, lessthan 0,01%, as cumulatively to heavy metals concentrations in the region.The Ca+2 and Mg+2 are the dominated cations and the HCO3-, SO42-και NO3- are the anionsprevailing in alluvial deposits groundwater. The presence of NO3- associated with the use offertilizers while these waters shows high values of electric conductivity due to the dissolutionof sedimentary rocks. Flysch formations groundwaters have higher hardness with dominatedcations Ca+2 and Na+ and anions HCO3- and NO3- due to the use of fertilizers. In contrast,limestone waters exhibit lower hardness and electric conductivity with better qualitycharacteristics. Waters from the ophiolitic rocks have predominant cations Mg+2 followed byCa+2 and anions HCO3-, NO3- and SO42-.Wet to dry season comparison shows increased values of the hydrochemical parametersduring the dry period, an occurrence associated to mixing waters from larger depths by watercirculation in the boreholes. The comparison between basins displays as dominant cations inXynias basin, the Ca2+ and Na+ and anions HCO3- and SO42- due of the drained lake and groundwater enhancement from limestone and ophiolites formations. Higher values of Na+, Cl-,HCO3-, Mn attributed to the presence of evaporated crust and Mg+2 due to the presence ofophiolites. Dissolved oxygen and ΝΟ3- presents low values, while ΝΗ4+ prevailing highervalues an occurrence associated to the decomposition of the organic matter. In the west part ofthe basin, temperatures >21.0oC are observed, indicating the circulation of thermal waters.In Scopia basin the Ca+2 and Mg+2 and the HCO3-, NO3- are the dominated cations andanions respectively. The presence of NO3- associated with the use of fertilizers, while the otherelements have geogenic origin. The observed increasing trends of electrical conductivityattributed to urban wastes, while low waters temperature observed due to aquifers enhancementfrom Othrys karst masses. Both basins are characterized by relatively low values of TDS, highvalues of iron due to the presence of Fe oxides and Ni and Cr due to the presence of ultrabasicrocks. The predominant form of chromium is the hydro-complex [Cr(OH)3 aq.] of trivalentchromium.Groundwaters in the research area have dominant hydrochemical type Ca-Mg-HCO3considering as fresh waters with fast enrichment and renewal. The 42% percentage of waters ismix waters with indeterminate hydrochemical type. The hydrochemical evolution of theremaining waters is determined by the phases Ca-HCO3, Mg-HCO3, Na-HCO3, Ca-Cl and MgCl.According to hydrogeochemical evaluation the main minerals dissolved groundwaters ofthe study area are halite (NaCl), carbonate (CaCO3), dolomite CaMg(CO3)2 και anhydrite(CaSO4). Waters are presented unsaturated in gypsum and anhydrite (CaSO4∙2H2O), fluorite(CaF2), siderite (FeCO3) and magnesite (MgCO3). In contrast they are saturated in carbonate(CaCO3), aragonite (CaCO3) and dolomite CaMg(CO3)2.Factor analysis indicates that springs majority are polluted from settlements wastewatersand the use of fertilizers and reveals the existence of evaporated crust which enrichgroundwater of the ex-lake area with Na, Mn, Cl and HCO3-. Furthermore connects thepresence of NO3-, NH4+ and Κ+ in groundwaters with the use of fertilizers and F-, PO43-and Niwith the existence of volcanic and ultrabasic rocks. Cluster analysis classifies groundwateraquifers by their pollution load and mutual groundwater enhancement from limestone andophiolitic formations.The consecrations of Ca2+, NO3-, Br- and heavy metals of Fe, Mn, Zn, Cd, Ni and Crexceeding the drinking water limit of the EC, while Richards classification presents that thewaters have low sodium hazard and moderate salinity hazard. Waters are not suitable fordrinking water supple, while they are suitable for irrigation purposes.Comparison between soils and groundwater’s spatial distributions indicates the presence ofFe oxides in soils, as iron origin in groundwaters and the evaporated crust in the ex-lake area asmanganese origin. Unlike, the absence of Cu and Co attached to the unwieldy nature of themetals, while the origin of Zn associated with the use of fertilizers. Furthermore confirmed thegeogenic and anthropogenic character of Cd, the source of Pb by geogenic processes andstrengthened the conclusion of Ni and Cr geogenic origin in groundwater.Surface waters of the study area present similar hydrochemistry as groundwaters, a factwhich is connected with the dissolution of rivers bedrocks. In Ennipeas the Ca+2 is thedomination cation which contributes with the existence of limestone formations and the NO3-isthe domination anion due to fertilizers leaching. In tafros the Mg+2 prevails which is related tothe development of ophiolites, the HCO3-and SO42-due to the organic matter strong existenceand ΝΗ4+ due to the use of ammonium fertilizers and pollutant loads from livestock. Electricalconductivity values of TDS, SO42-, NO3-, PO43-and NH4+ are presented higher in Mantasia thanEnippeas part in Scopia due to agrochemicals leaching.The presence of Fe, Ni, Cr heavy metals related to the existence of Fe oxides and ultrabasicrocks in rivers bedrock. Ennipeas river waters have Ca-HCO3 hydrochemical type and they aremostly mix or dissolution waters. Tafros waters have Mg-HCO3 hydrochemical type due to the ophiolites existence and for the most part of them the procedures of cation exchange ongoing.The hydrochemical evolution is determined by the phases Ca-HCO3, Mg-HCO3, Na-HCO3.Factor analysis connects tafros waters with geogenic processes, with the use of fertilizersand livestock wastes and correlates Enippeas waters with the erosion of limestone and Feoxides of the river bedrock. The consecrations of Ca2+, Mg2+, ΝΗ4+, Br ions and Fe, Mn, Zn,Cd, Ni Cr heavy metals exceeding the drinking water limit of the E.C., while the predominantform of chromium is the hydro-complex [Cr(OH)3 aq.] of trivalent chromium. According toRichards’s method, Ennipeas waters have less salinity hazard than tafros waters, making themmore suitable for irrigation purposes.The annual pollutant load carried by rivers to Thessaly, was calculated by multiplying themonthly runoff with monthly concentrations of elements and aggregating the results. FromEnippeas river carried 1.069,33 tonnes of NO3-, 6,57 tonnes of Fe and 3,09 tonnes of Ni andfrom tafros 2.416,12 tonnes of SO42- 3,56 tonnes of Fe and 2,88 tonnes of Ni.In case of Xynias lake recreation, due to the excess loads from agricultural lands, it isnecessary to monitor the water quality, the chemical composition of the sediments and theirchanges in time.

Η παρούσα διατριβή διερευνά τους παράγοντες γεωγενούς και ανθρωπογενούς προέλευσηςπου επηρεάζουν την ποιότητα των υπόγειων και επιφανειακών νερών καθώς και εδαφών στηλεκάνη του οροπεδίου Δομοκού. Προσδιορίζεται επιπλέον η γεωμορφολογία της περιοχής,καταγράφεται η επιφανειακή απορροή και υπολογίζονται οι παράμετροι του υδρολογικούισοζυγίου.Η περιοχή έρευνας βρίσκεται στην κεντρική Ελλάδα στο όρος Όθρυς, το οποίο χωρίζει τηθεσσαλική πεδιάδα από το Μαλιακό κόλπο και την κοιλάδα του Σπερχειού, μεταξύ τωνσυντεταγμένων Χmin:362.126 m, Xmax:371.500 m στον άξονα Δ-Α και Ymin:4.316.293 m,Yax:4.341.943 m στον άξονα Ν-Β. Αποτελείται από τις υδρολογικές λεκάνες της Ξυνιάδαςπου αποτελεί τη λεκάνη απορροής της κεντρικής αποστραγγιστικής τάφρου της πρώην λίμνηςΞυνιάδος και της Σκοπιάς που αποτελεί τη λεκάνη απορροής του άνω ρου του Ενιππέαποταμού. Η συνολική έκταση της περιοχής είναι 606,69 km2 με περίμετρο 146,72 km, μήκοςκαι πλάτος 39,79 km και 15,24 km αντίστοιχα. Η μέση κλίση του οροπεδίου είναι 10,230 καιτο μέσο υψόμετρο 609 m, χαρακτηρίζοντας τη λεκάνη ως ημιορεινή. Το υψομετρικόολοκλήρωμα είναι 24,26%, γεγονός που οδηγεί στο συμπέρασμα ότι η λεκάνη βρίσκεται σεμεταβατικό στάδιο (monadnock phase).Η λεκάνη Ξυνιάδας με έκταση 167,90 km2, περίμετρο 66,19 km και μέσο υψόμετρο 540 m,παρουσιάζει συνολικό αριθμό κλάδων υδρογραφικού δικτύου 539, με το συνολικό μήκος τουςνα φθάνει τα 340,7 km, ενώ η μορφή του μπορεί να χαρακτηριστεί κατά τόπους δενδριτική καιπαράλληλης μορφής. Η λεκάνη Σκοπιάς με έκταση 438,79 km2 και περίμετρο 116,06 km, έχεισυνολικό αριθμό κλάδων υδρογραφικού δικτύου 2.303 με συνολικό μήκος 1.253,5 km καισχήμα δενδριτικό. Οι αριθμοί των κλάδων όλων των τάξεων του υδρογραφικού δικτύου καιγια τις δύο λεκάνες εμφανίζουν σημαντική αρνητική απόκλιση από τις ιδανικές τιμές,σύμφωνα με τους νόμους του Horton, απέχοντας από την ιδανική ανάπτυξη που θα επέτρεπετη βέλτιστη αποστράγγιση των λεκανών.Η λεκάνη του οροπεδίου ανήκει στο σύνολό της στην Υποπελαγονική γεωτεκτονική ζώνημε κύριο χαρακτηριστικό τις μεγάλες οφιολιθικές μάζες. Η γεωλογική διάρθρωσηπεριλαμβάνει αλλουβιακές προσχώσεις, σχηματισμούς του νεογενούς, φλύσχη,ασβεστόλιθους, σχιστοκερατολιθική διάπλαση και οφιόλιθους. Επικρατέστεροι σχηματισμοίείναι οι τεταρτογενείς αποθέσεις και οι οφιόλιθοι με 26,87% και 25,59% αντίστοιχα.Για τον υπολογισμό των κατακρημνισμάτων και της θερμοκρασίας χρησιμοποιήθηκε ηάμεση ολοκλήρωση με συνδυασμό της υψομετρικής και της μεθόδου των σταθμισμένωναντίστροφων αποστάσεων. Η ετήσια βροχόπτωση ανέρχεται για τη λεκάνη Ξυνιάδας σε 594,1mm βροχής και η μέση ετήσια θερμοκρασία σε 14,8oC, ενώ για την λεκάνη Σκοπιάς σε 697,9mm βροχής και 14,8oC αντίστοιχα. Η δυνητική εξατμισοδιαπνοή, όπως υπολογίστηκε με τημέθοδο του Thornthwaite, ανέρχεται σε 843,7 mm βροχής για τη λεκάνη Ξυνιάδας και 827,5mm βροχής για τη λεκάνη Σκοπιάς. Οι τιμές του δείκτη ξηρασίας Lang και για τις δύολεκάνες, εμφανίζουν το κλίμα τους μήνες από Ιούνιο έως και Αύγουστο ως υπέρξηρο, ενώ απότα ομβροθερμικά διαγράμματα διαπιστώνεται ότι η αρδευτική περίοδος του έτους και για τιςδύο λεκάνες, διαρκεί από το τελευταίο δεκαήμερο του Απριλίου μέχρι το τέλος Σεπτεμβρίου.Η ολική απορροή του οροπεδίου Δομοκού υπολογίστηκε από τις μετρήσεις της παροχήςτων ποταμών σε τρία σημεία, για 18 συνολικά μήνες παρατηρήσεων. Οι μέγιστες τιμέςπαρατηρούνται τον Ιανουάριο του 2010 και οι ελάχιστες το καλοκαίρι του ίδιου έτους. Από τοοροπέδιο απορρέουν συνολικά σε ετήσια βάση 77.223.046,91 m3 νερού από τα οποία τα27.543.038,02 m3 από τη λεκάνη Ξυνιάδας και τα 49.680.008,9 m3 από τη λεκάνη Σκοπιάς.Το υδρολογικό ισοζύγιο εκτιμήθηκε με το αδρομερές εννοιολογικό μοντέλο «ΖΥΓΟΣ». Στηλεκάνη Ξυνιάδας η πραγματική εξατμισοδιαπνοή αποτελεί το 62,7% των κατακρημνισμάτων,η απορροή το 22,5% και η κατείσδυση το 14,8%, ενώ το σφάλμα επί της ετήσιας τιμής βροχόπτωσης που υπολογίστηκε με χωρική ολοκλήρωση είναι 4,8% και είναι αποδεκτό. Στηλεκάνη Σκοπιάς η πραγματική εξατμισοδιαπνοή αποτελεί το 64,2% των κατακρημνισμάτων, ηαπορροή το 22,8% και η κατείσδυση το 13,0%. Το σφάλμα επί της ετήσιας τιμής βροχόπτωσηςπου υπολογίστηκε με χωρική ολοκλήρωση είναι 0,3% και θεωρείται αμελητέο.Οι υδρογεωλογικοί σχηματισμοί της περιοχής έρευνας ταξινομούνται σε υδροπερατούς,ημιπερατούς και υδατοστεγείς σχηματισμούς. Στους υδροπερατούς ταξινομούνται όλοι οιανθρακικοί σχηματισμοί και οι ανθρακικοί ορίζοντες που αναπτύσσονται εντός τωνσχιστολίθων. Αποτελούν λόγω της έντονης καρστοποίησής τους τον πλουσιότερο υδροφορέατης περιοχής. Στους ημιπερατούς ανήκουν όλα τα κοκκώδη πετρώματα, τα διερρηγμέναπετρώματα των οφιόλιθων, ενώ στους υδατοστεγείς σχηματισμούς ταξινομούνται οι άργιλοικαι οι pillow λάβες του οφιολιθικού συμπλέγματος. Η κίνηση των υπογείων υδάτων στονπροσχωματικό υδροφόρο έχει παρόμοια κατεύθυνση με αυτή των επιφανειακών, Β-ΒΑ στηλεκάνη Σκοπιάς και ΒΔ στη λεκάνη Ξυνιάδας.Στα εδάφη της περιοχής επικρατούν τα χονδρόκοκκα κλάσματα της άμμου και είναιαμμοπηλώδη και πηλοαμμώδη, ελαφρώς αλκαλικά έως μέτρια αλκαλικά και επικρατούν οιοξειδωτικές συνθήκες με μέση τιμή δυναμικού οξειδοαναγωγής 286,7 mV. Η ηλεκτρικήαγωγιμότητα κινείται σε χαμηλά επίπεδα με μέση τιμή 501 μS/cm, ενώ τα εδάφη είναιανεπαρκώς εφοδιασμένα σε οργανική ουσία σε ποσοστό 62% λόγω των υψηλών ποσοστώνάμμου που περιέχουν. Ποσοστό 32% των εδαφών χαρακτηρίζονται ασβεστούχα εξαιτίας τηςυψηλής περιεκτικότητάς τους σε CaCO3. Τα εδάφη στην πλειοψηφία τους χαρακτηρίζονται ωςφτωχά.Οι υψηλές ολικές συγκεντρώσεις σιδήρου και μαγγανίου συνδέονται με την έντονηπαρουσία των οξειδίων τους στα καστανοκόκκινα εδάφη της περιοχής, ενώ η ισχυρή ύπαρξητων βασικών και υπερβασικών πετρωμάτων είναι η αιτία της έντονης παρουσίας των Co, Niκαι Cr. Οι υδατοδιαλυτές μορφές των Fe και Ni εμπλουτίζουν τα υπόγεια και επιφανειακάνερά της περιοχής έρευνας, σε αντίθεση με το Pb και το Cο που λόγω του δυσκίνητουχαρακτήρα τους εμφανίζονται μόνο σε ίχνη. Οι υψηλές τιμές pH και CaCO3 της περιοχήςέρευνας, μειώνουν την κινητικότητα και βιοδιαθεσιμότητα των μεταλλικών ιχνοστοιχείων καιείναι η αιτία της μικρής ποσοστιαίας συμμετοχής των υδατοδιαλυτών μορφών επί των ολικών.Τα βαρέα ιχνοστοιχεία Fe, Mn, Pb και Cο κυριαρχούν στις ανταλλάξιμες μορφές, ενώ οισυνδεδεμένες στα οξείδια Fe και Mn, οργανικές και ανθρακικές ενώσεις μορφές, εμφανίζουνυψηλές τιμές στα Fe, Mn, Ni, Cu και Co. Αποδίδονται στην τάση των συγκεκριμένωνμετάλλων να συνδέονται με τα οξείδια Fe και Mn, τις ανθρακικές ενώσεις και ναπροσροφώνται στην οργανική ύλη. Οι δεσμευμένες στο πλέγμα των πρωτογενών ορυκτώνμορφές παρουσιάζουν υψηλές συγκεντρώσεις Fe, Mn, Co, Ni και Cr, διαπίστωση πουσυνδέεται με την ισχυρή παρουσία των μετάλλων αυτών στα μητρικά πετρώματα.Η σύγκριση των λεκανών εμφανίζει στη λεκάνη Ξυνιάδας λόγω της πρώην λίμνηςυψηλότερες τιμές οργανικής ουσίας και ηλεκτρικής αγωγιμότητας και Ni και Cr λόγω τηςπαρουσίας των οφιόλιθων. Στη λεκάνη Σκοπιάς οι τιμές Fe, Mn και Zn είναι υψηλότερεςεξαιτίας της παρουσίας των μετάλλων σε εδάφη που έχουν προέλθει από την αποσάθρωσηασβεστόλιθων, σε ιζηματογενή πετρώματα, σε σχιστόλιθους και αργιλώδη ιζήματα.Η στατιστική ανάλυση προσδιορίζει την ταυτόχρονη παρουσία Fe και Zn στα μητρικάπετρώματα, τη σύνδεση του Cu με τα οξείδια Mn στα βασικά πετρώματα και την προέλευσητων Ni, Cr, Co και Pb από το πλούσιο οφιολιθικό γεωλογικό υπόβαθρο. Τα εδάφηπαρουσιάζουν επιβάρυνση γεωγενούς προέλευσης σε Co, Ni και Cu, καθώς ξεπερνούν τομέγιστο αποδεκτό όριο ρύπανσης εδαφών της «The New Dutchlist». Οι ανθρωπογενείςδραστηριότητες όπως η εφαρμογή αγροχημικών δρουν σε μικρό βαθμό (<0,01%) καιαθροιστικά στις συγκεντρώσεις των βαρέων μετάλλων στα εδάφη της περιοχής.Στα υπόγεια νερά των χαλαρών αποθέσεων τα Ca+2 και Mg+2 είναι τα επικρατούντακατιόντα και τα HCO3-, SO42- και NO3- είναι τα ανιόντα που υπερισχύουν. Η παρουσία των NO3- οφείλεται στη χρήση λιπασμάτων, ενώ τα νερά αυτά παρουσιάζουν υψηλότερηηλεκτρική αγωγιμότητα και T.D.S. λόγω της διάλυσης των ιζηματογενών πετρωμάτων. Τανερά από τους σχηματισμούς του φλύσχη έχουν υψηλότερη σκληρότητα και επικρατέστερακατιόντα τα Ca+2 και Na+ και ανιόντα τα HCO3- και NO3- λόγω της χρήσης λιπασμάτων. Σεαντίθεση, τα νερά από ασβεστόλιθους εμφανίζουν χαμηλότερη σκληρότητα και ηλεκτρικήαγωγιμότητα με καλύτερα ποιοτικά χαρακτηριστικά, ενώ τα νερά από οφιόλιθους έχουνεπικρατέστερα κατιόντα τα Mg+2 και ακολουθούν τα Ca+2 και ανιόντα τα HCO3-, NO3- και ταSO42-.Η σύγκριση της υγρής με την ξηρή περίοδο εμφανίζει τις τιμές των υδροχημικώνπαραμέτρων αυξημένες κατά την ξηρή περίοδο, γεγονός που αποδίδεται στην ανάμιξη νερώναπό πιο μεγάλα βάθη με την κυκλοφορία του νερού στις υδρογεωτρήσεις. Η σύγκριση μεταξύτων λεκανών εμφανίζει στη λεκάνη Ξυνιάδας επικρατούντα κατιόντα τα Ca2+ και Na+ καιανιόντα τα HCO3- και SO42- λόγω του λιμναίου περιβάλλοντος και της τροφοδοσίας τωνυπόγειων υδροφορέων από ανθρακικούς και οφιολιθικούς σχηματισμούς. Οι υψηλότερες τιμέςτων Na+, Cl-, HCO3-, Mn αποδίδονται στην ύπαρξη εβαποριτικών στρωμάτων και του Mgλόγω της παρουσίας των οφιόλιθων. Οι χαμηλότερες συγκεντρώσεις διαλυμένου οξυγόνου καιΝΟ3- με υψηλότερες τις τιμές των ΝΗ4+ αποδίδονται στην αποδόμηση της οργανικής ύλης.Στο δυτικό τμήμα της λεκάνης διαπιστώνονται θερμοκρασίες (>21,0oC), υποδηλώνοντας τηνκυκλοφορία θερμών νερών.Στη λεκάνη Σκοπιάς τα κατιόντα που επικρατούν είναι τα Ca2+ και Mg2+ και ανιόντα ταHCO3- και NO3-. Η παρουσία των NO3- συνδέεται με την εφαρμογή λιπασμάτων, ενώ τωνυπόλοιπων στοιχείων είναι γεωγενούς προέλευσης. Οι παρατηρούμενες αυξητικές τάσεις τηςηλεκτρικής αγωγιμότητας αποδίδονται στη διαρροή αστικών λυμάτων, ενώ οι θερμοκρασίεςτων νερών κυμαίνονται σε χαμηλά επίπεδα λόγω της τροφοδότησης τους με νερά τωνκαρστικών μαζών της Όθρυος. Οι δύο λεκάνες χαρακτηρίζονται από σχετικά χαμηλές τιμέςTDS, υψηλές τιμές Fe λόγω της παρουσίας των οξειδίων του και Ni και Cr εξαιτίας τηςπαρουσίας υπερβασικών πετρωμάτων, με επικρατούσα μορφή του χρωμίου να είναι τουδροξυ-σύμπλοκο [Cr(OH)3 aq.] του τρισθενούς χρωμίου.Οι υπόγειοι υδροφορείς στην περιοχή έρευνας έχουν επικρατέστερο υδροχημικό τύπο τονCa-Mg-HCO3, και είναι φρέσκα νερά που έχουν γρήγορο εμπλουτισμό και ανανέωση. Είναι σεποσοστό 42% μικτά νερά ή νερά διαλυτοποίησης με ακαθόριστο υδροχημικό τύπο. Ηυδροχημική εξέλιξη των υπολοίπων νερών καθορίζεται από τις φάσεις Ca-HCO3, Mg-HCO3,Na-HCO3, Ca-Cl και Mg-Cl. Η υδρογεωχημική προσομοίωση έδειξε ότι τα κύρια ορυκτά τωνπετρωμάτων της περιοχής μελέτης που διαλύονται στα υπόγεια νερά είναι αλίτης (NaCl),ασβεστίτης (CaCO3), δολομίτης (CaMg(CO3)2) και ανυδρίτης (CaSO4∙2H2O). Τα νεράεμφανίζονται ακόρεστα σε γύψο και ανυδρίτη (CaSO4∙2H2O), σε φθορίτη (CaF2), σε σιδερίτη(FeCO3) και σε μαγνησίτη (MgCO3). Αντιθέτως είναι κορεσμένα σε ασβεστίτη (CaCO3), σεαραγωνίτη (CaCO3) και σε δολομίτη (CaMg(CO3)2).Η παραγοντική ανάλυση υποδεικνύει τη ρύπανση των περισσότερων πηγών από τηνέλλειψη αποχετευτικού δικτύου των οικισμών και τη χρήση λιπασμάτων και αποκαλύπτει τηνύπαρξη εβαποριτικής κρούστας που τροφοδοτεί τα υπόγεια νερά της περιοχής της πρώηνλίμνης με Na, Mn, Cl και HCO3-. Επιπλέον συνδέει την παρουσία των NO3-, NH4+ και Κ+ σταυπόγεια νερά με τη χρήση λιπασμάτων και των F-, PO43-και Ni με την ύπαρξη ηφαιστειογενώνκαι υπερβασικών πετρωμάτων. Η ανάλυση κατά ομάδες ομαδοποιεί τους υπόγειουςυδροφόρους βάσει του ρυπαντικού τους φορτίου και της κοινής τροφοδοσίας τους απόοφιολιθικούς και ανθρακικούς σχηματισμούς.Οι συγκεντρώσεις Ca2+, NO3-, Br- και των βαρέων μετάλλων Fe, Mn, Zn, Cd, Ni και Crπαρουσιάζουν τιμές πάνω από το ανώτατο επιτρεπτό όριο της Ε.Ε., ενώ η κατά Richardsταξινόμηση παρουσιάζει τα υπόγεια νερά με μικρό κίνδυνο αλκαλίωσης και μέσο κίνδυνο αλατότητας. Τα νερά γενικά θεωρούνται ακατάλληλα για ύδρευση και κατάλληλα γιαάρδευση.Η σύγκριση των χωρικών κατανομών εδαφών και υπογείων νερών υποδεικνύει σαν πηγήπροέλευσης Fe στα υπόγεια νερά την παρουσία των οξειδίων του στα εδάφη και αυτή του Mnτα εβαποριτικά στρώματα στην περιοχή της πρώην λίμνης. Σε αντίθεση η απουσία των Cu καιCo αποδίδεται στο δυσκίνητο χαρακτήρα των μετάλλων, ενώ η προέλευση του Zn συνδέεταιμε τη χρήση λιπασμάτων. Ακόμη επιβεβαιώνεται ο γεωγενής και ανθρωπογενής χαρακτήραςτου Cd, η γεωγενής προέλευση του Pb και ισχυροποιείται το συμπέρασμα της γεωγενούςπροέλευσης των Ni και Cr στα υπόγεια νερά.Τα επιφανειακά νερά της περιοχής έρευνας παρουσιάζουν παρόμοιο υδροχημισμό με ταυπόγεια νερά, ο οποίος συνδέεται με τη διάλυση των υποστρωμάτων των ποταμών. ΣτονΕνιππέα επικρατούν τα Ca2+ που σχετίζονται με την ύπαρξη των ανθρακικών σχηματισμών καιτα NO3- λόγω της έκπλυσης λιπασμάτων. Στην τάφρο υπερισχύουν τα Mg2+, που συνδέονταιμε την ανάπτυξη των οφιόλιθων, τα HCO3- και τα SO42- που σχετίζονται με την έντονηπαρουσία της οργανικής ύλης και τα ΝΗ4+ λόγω χρήσης αμμωνιακών λιπασμάτων καιρυπογόνων φορτίων από κτηνοτροφικές μονάδες. Οι τιμές της ηλεκτρικής αγωγιμότητας τωνTDS και των SO42-, NO3-, ΡΟ43- και ΝΗ4+ παρουσιάζονται υψηλότερες στη Μαντασιά σεσχέση με το τμήμα του Ενιππέα στη Σκοπιά λόγω της έκπλυσης αγροχημικών.Η παρουσία των βαρέων μετάλλων Fe, Ni, Cr συνδέεται με την ύπαρξη οξειδίων Fe καιυπερβασικών πετρωμάτων στα υποστρώματα των ποταμών. Τα νερά του Ενιππέα έχουνυδροχημικό τύπο Ca-HCO3 και είναι κυρίως νερά μίξης ή νερά διαλυτοποίησης. Τα νερά τηςτάφρου είναι του υδροχημικού τύπου Mg-HCO3 λόγω της παρουσίας των οφιόλιθων και στομεγαλύτερο ποσοστό τους βρίσκεται σε εξέλιξη το φαινόμενο της κατιοανταλλαγής. Ηυδροχημική τους εξέλιξη καθορίζεται από τις φάσεις Ca-HCO3, Mg-HCO3, Na-HCO3.Η παραγοντική ανάλυση συνδέει τα νερά της τάφρου με γεωγενείς επιδράσεις, με τη χρήσηλιπασμάτων και με λύματα κτηνοτροφικών μονάδων και συσχετίζει τα νερά του Ενιππέα με τηδιάβρωση των ανθρακικών σχηματισμών και οξειδίων Fe των υποστρωμάτων του. Οισυγκεντρώσεις των Ca2+, Mg2+, ΝΗ4+ και Br- όπως και των βαρέων μετάλλων Fe, Ni, Crπαρουσιάζουν τιμές πάνω από τα ανώτατα επιτρεπτά όρια που θέτει η Ε.Ε. για τα πόσιμα νερά,ενώ η μορφή Cr που επικρατεί είναι το υδροξυ-σύμπλοκο [Cr(OH)3 aq.] του τρισθενούςχρωμίου. Η κατά Richards ταξινόμηση εμφανίζει τα νερά του Ενιππέα με μικρότερο κίνδυνοαλατότητας από εκείνα της αποστραγγιστικής τάφρου, κάνοντάς τα καταλληλότερα γιαάρδευση.Το ετήσιο ρυπαντικό φορτίο που μεταφέρεται από τα ποτάμια προς τη Θεσσαλίαυπολογίστηκε με την αντιστοίχιση της μηνιαίας απορροής με τις μηνιαίες συγκεντρώσεις τωνστοιχείων και την άθροιση των μηνιαίων τιμών. Από τον Ενιππέα μεταφέρονται 1.069,33 τόνοιNO3-, 6,57 τόνοι Fe και 3,09 τόνοι Ni και από την τάφρο 2.416,12 τόνων SO42-, 3,56 τόνοι Feκαι 2,88 τόνοι Ni.Στην περίπτωση αναδημιουργίας της λίμνης Ξυνιάδας και εξαιτίας της περίσσειας φορτίωναπό τις γεωργικές εκτάσεις κρίνεται απαραίτητη η παρακολούθηση της ποιότητας του νερού,της χημικής σύστασης των ιζημάτων αλλά και των μεταβολών τους στο χρόνο.