Στην παρούσα μεταπτυχιακή διπλωματικής εργασίας παρουσιάζονται τα αποτελέσματα της έρευνας που πραγματοποιήθηκε σχετικά με την προέλευση και το μηχανισμό γένεσης των θερμομεταλλικών εμφανίσεων της δυτικής Πελοποννήσου. Μετά από υδρογεωλογική και υδροχημική μελέτη των κυριοτέρων πιθανών θερμομεταλλικών εμφανίσεων, αναγνωρίστηκαν ως θερμομεταλλικές πηγές οι πηγές του Καϊάφα, της Κυλλήνης, του Βρομονερίου και του Κουνουπελίου. Οι παραπάνω πηγές έχουν γενικό υδροχημικό τύπο Na-Cl και είναι πλούσιες σε H2S, το οποίο προέρχεται κυρίως από διαδικασίες αναγωγής των θειικών ιόντων. Οι θερμομεταλλικές εμφανίσεις σχετίζονται με την τεκτονική, καθώς δημιουργούνται από μετεωρικό είτε θαλασσινό νερό, το οποίο κατεισδύει σε μεγάλα βάθη και στη ανέρχεται στην επιφάνεια δια μέσω ρηγμάτων. Σύμφωνα με τα αποτελέσματα των ισοτοπικών αναλύσεων, τα θερμομεταλλικά νερά από τις πηγές του Καϊάφα, το Βρομονέρι και την Κυλλήνη έχουν μετεωρική προέλευση. Αντίθετα η πηγή στο Κουνουπέλι έχει μεικτή προέλευση 60% μετεωρικού και 40% θαλασσινού νερού. / In present postgraduate diplomatic work are presented the results of research that were realised with regard to the origin and the mechanism of genesis of genesis of thermal waters in western Peloponnese. After the hydrogeological and hydrochemical study of the main thermal springs, they were recognized as thermal and mineral waters the samples from Kaiafa, Kyllini, Vromoneri and Kounoupeli. These waters have general hydrochemical type Na-Cl and they are rich in H2S, as a result, from the reduction of sulphate ions under suitable conditions. The thermal appearances of Western Peloponnese are related with the infiltration of meteoric or sea water in great depths and their amounted in surface via major faults. According to the isotopic data the springs of Kaiafa, Kyllini and Vromoneri have meteoric origin. On the contrary the Kounoupeli’s spring is a mixed water (60% meteoric water and 40% sea water).

Η οδηγία της Ευρωπαϊκής Ένωσης 2000/60 για τα νερά θέτει το πλαίσιο δράσης όλων των κρατών μελών της Ευρωπαϊκής Ένωσης για σωστή διαχείριση των υδάτινων πόρων τους προκειμένου να επιτευχθεί «καλή» οικολογική ποιότητα των επιφανειακών και υπόγειων υδάτων τους μέχρι το έτος 2015 και να αποτραπεί η περαιτέρω υποβάθμισή τους, με στόχο να διασφαλισθεί η υγιής λειτουργία των υδρόβιων οικοσυστημάτων. Προκειμένου να εκτιμηθεί η οικολογική ποιότητα των υδάτων των ποταμών Πείρου-Παραπείρου και Βουραϊκού, πραγματοποιήθηκαν δειγματοληψίες και εν συνεχεία χημικές, υδρομορφολογικές και βιολογικές αναλύσεις σε έντεκα θέσεις, επιλεγμένες με συγκεκριμένα κριτήρια κατά μήκος αυτών. Συγκεκριμένα, η συλλογή των δειγμάτων πραγματοποιήθηκε και τις τέσσερις εποχές του έτους 2006, ενώ στους ποταμούς Πείρο και Παραπείρο υλοποιήθηκε μια επιπλέον δειγματοληψία κατά την άνοιξη του έτους 2007. Η υδρομορφολογική ανάλυση πραγματοποιήθηκε ακολουθώντας τη μεθοδολογία River Habitat Survey, ενώ η βιολογική ανάλυση περιελάμβανε τη συλλογή δειγμάτων βενθικών μακροασπον-δύλων σύμφωνα με τη μεθοδολογία STAR AQEM. Παράλληλα, χρησιμοποιήθηκαν τεχνικές στατιστικής ανάλυσης προκειμένου να εντοπιστούν οι σημαντικότερες περιβαλλοντικές παράμετροι που επηρεάζουν τις βιοκοινότητες των μακροασπον-δύλων. Για τον υπολογισμό της οικολογικής ποιότητας εφαρμόστηκε η μεθοδολο-γία REFCOND προκειμένου να εκτιμηθεί αυτή με βάση την επιμέρους συμβολή των χημικών, υδρομορφολογικών και βιολογικών παραμέτρων στη διαμόρφωσή της. Σύμφωνα με τα αποτελέσματα της έρευνας περισσότερο του ήμισυ του μήκους των ποταμών Πείρου-Παραπείρου και των 3/5 του μήκους του ποταμού Βουραϊκού δεν ικανοποιούν τις απαιτήσεις της οδηγίας 2000/60/ΕΕ, εκτιμώμενη η οικολογική τους ποιότητα από «φτωχή» έως «μέτρια». Για τους Πείρο και Παραπείρο, η ποιοτική υποβάθμιση αποδίδεται σε αγροτικές και κτηνοτροφικές δραστηριότητες καθώς και στην παρουσία αστικών και βιομηχανικών αποβλήτων στις κατάντη θέσεις. Η αντίστοιχη του Βουραϊκού, εν μέρει οφείλεται σε αγροκτηνοτροφικές δραστηριότη-τες αλλά κυρίως στην παρουσία σημαντικών ποσοτήτων τυροκομικών αποβλήτων. Επιπλέον, τα ευρήματα στο συγκεκριμένο ποτάμι πιστοποιούν τον καθοριστικό ρόλο της παρόχθιας βλάστησης στην απορρύπανση των υδάτων των ποταμών. Κατόπιν των ανωτέρω κρίνεται επιτακτική η ανάγκη να ληφθούν τα ενδεδειγμένα μέτρα προστασίας των νερών των ποταμών από τα παντοειδή απόβλητα, προκειμένου να αναβαθμιστεί η ποιότητά τους με τελικό στόχο να ικανοποιηθούν οι απαιτήσεις της οδηγίας 2000/60 για διασφάλιση «καλής» οικολογικής ποιότητας μέχρι το έτος 2015. / One of the main issues of the EU Water Framework Directive 2000/60 is the achievement of “good” ecological status for the surface waters by the year 2015. All European countries are obliged to assess the ecological quality of their surface water bodies and classify them into a five-quality class system, with a final purpose to ensure “good” status for Europe’s water bodies and prevent their further deterioration. Eleven sites located in the rivers Peiros - Parapeiros and Vouraikos (Western Greece), were sampled seasonally and analyzed using physicochemical, hydromorphological and biological data, in order to classify the water quality according to the aforementioned directive. Physicochemical classification was performed using the Nutrient Classification System, while the habitat quality was estimated by applying the River Habitat Survey methodology. Biological sampling was performed by application of the STAR AQEM methodology, while the ecological classification was achieved by utilizing the “REFCOND guidance for the relative roles of the physicochemical, hydromorphological and biological quality elements”. Various multivariate techniques (Canonical Correspondence Analysis, Cluster Analysis and MDS) revealed the most important environmental factors that affected the macroinvertebrate communities. According to the results of the study, half length of the rivers Peiros-Parapeiros and the 3/5 of the river Vouraikos were found not to fullfil the demands of the WFD, with their quality being assessed from “moderate” to “poor”. Agriculture, urbanization and hydromorphological alteration were the main factors that contributed to the water quality degradation of the rivers Peiros and Parapeiros, while the presence of dairy wastewaters has been assessed as the main reason for the quality degradation of Vouraikos river. Moreover, the results of the study revealed the valuable role of the riparian vegetation in absorbing a large part of the incoming pollution. Finally, the results reveal the obligation for focused actions to be taken for monitoring and improvement of water quality, in order to meet the demands of the Water Framework Directive 2000/60/EU for “good” ecological quality, by the year 2015.

Στη παρούσα πτυχιακή εργασία παρουσιάζονται στοιχεία σχετικά με τα θερμομεταλλικά νερά της Νήσου Λέσβου. Πραγματοποιήθηκαν υδροχημικές αναλύσεις με δείγματα από τις πηγές: Πολιχνίτου, Αγίου Ιωάννη Λισβορίου, Πέτρας (από γεώτρηση), Λεπέτυμνου, Εφταλούς, Θέρμων Κόλπου Γέρας, Λουτρόπολης Θερμής. Η ηφαιστειακή δραστηριότητα στην περιοχή του Αιγαίου, κατά την Τριτογενή και Τεταρτογενή περίοδο, είχε ως αποτέλεσμα την εμφάνιση πολλών θερμοπηγών στο νησί, οι οποίες παρουσιάζουν ενδιαφέρον τόσο από θεραπευτική όσο και από γεωλογική άποψη. Οι πηγές αυτές, που αποτελούν σημαντικό φυσικό πόρο της περιοχής, προέρχονται από μετεωρικά νερά (νερά βροχής) που έχουν κατεισδύσει σε μεγάλο βάθος. Τα νερά αυτά θερμαίνονται επαγωγικά και κατόπιν ανεβαίνουν προς την επιφάνεια µε τη βοήθεια της ατμιδικής ενέργειας. Επίσης, συμμετοχή στη σύσταση του νερού των θερμοπηγών πιθανόν να έχει και το θαλασσινό νερό. / --

Η παρούσα μελέτη παρουσιάζει τρία μεθοδολογικά σχήματα τα οποία μπορούν να εφαρμοστούν στην χωρική και χρονική ανάλυση δεδομένων για την διαχείριση των υδατικών πόρων. Αποτελείται από τρία ανεξάρτητα μεταξύ τους τμήματα τα οποία είναι : α)Χρήση Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών και Πολυδιάστατης Στατιστικής Ανάλυσης για την διερεύνηση των σχέσεων μεταξύ υπόγειων υδάτων και χρήσεων γης β)Μελέτη χρονικών υδροχημικών δεδομένων από ένα μεγάλης διάρκειας πρόγραμμα παρακολούθησης σε μιά ρηχή λίμνη με χρήση Πολυδιάστατης Στατιστικής Ανάλυσης και γ)Εφαρμογή της Clean φασματικής ανάλυσης σε υδροχημικά δεδομένα : Παραδείγματα από δύο λίμνες της Ελλάδας. / The present study intoduces three methodologies which can be applied in water resource management. It consist of three independed projects : a)Indentifing relationships between groundwater quality and landuse using GIS and Multivariate Statistical Analysis b)A long-term study of temporal hydrochemical data in a shallow lake using multivariate statistical techniques and c)Application of Clean Spectral Analysis to hydrochemical data : Case studies from two lakes, Greece.

Η περιοχή Κω – Νισύρου βρίσκεται στο ανατολικότερο άκρο του ενεργού ηφαιστειακού τόξου του νοτίου Αιγαίου, Τεταρτογενούς ηλικίας και περιλαμβάνει τα νησιά Κω και Νίσυρο και τις νησίδες του Γυαλιού, της Στρογγύλης, της Παχειάς και της Πυργούσας. Η ηφαιστειακή δραστηριότητα στη Κω χαρακτηρίζεται από Άνω – Μειοκαινικές ιγκνιμβριτικές (πυρομβριτικές) αποθέσεις και από Πλειοκαινικά – Πλειστοκαινικά ηφαιστειακά προϊόντα όπως τους ηφαιστειακούς δόμους, την πυροκλαστική ακολουθία της Κεφάλου, τους υδρομαγματικούς τόφφους και τον σε μεγάλη έκταση πυροκλαστικό σχηματισμό «τόφφο της Κω» (Kos Plateau Tuff) αποθέσεις του οποίου εντοπίζονται και στα νησιά της Καλύμνου, της Ψερίμου και της Τήλου. Η Νίσυρος είναι ένα στρωματοηφαίστειο δομημένο από Πλειοκαινικά ηφαιστειακά προϊόντα που αποτελούνται κυρίως από ανδεσίτες και βασαλτικούς ανδεσίτες πάνω στους οποίους αποτέθηκαν ασβεσταλκαλικά ηφαιστειακά προϊόντα δακιτικής – ρυοδακιτικής σύστασης με την μορφή πυροκλαστικών αποθέσεων, ροών λάβας και δόμων λάβας. Οι νησίδες του Γυαλιού, της Στρογγύλης, της Παχειάς και της Πυργούσας αποτελούνται από Πλειοκαινικούς δόμους ρυολιθικής (Γυαλί), ανδεσιτικής (Στρογγύλη) και δακιτικής σύστασης (Παχειά και Πυργούσα) οι οποίοι φιλοξενούν πυροκλαστικές αποθέσεις της ανώτερης κίσσηρης του Γυαλιού (Στρογγύλη) και ενότητες του τόφφου της Κω (ΚΡΤ) και της Παναγιάς Κυράς (Παχειά και Πυργούσα). Στη παρούσα διδακτορική διατριβή στόχος είναι η πετρογραφική, ορυκτοχημική και γεωχημική μελέτη των ηφαιστειακών προϊόντων της ευρύτερης περιοχής Κω-Νισύρου και η αποτύπωση ηφαιστειακών δομών και μορφολογικών στοιχείων. Σκοπός είναι η κατανόηση της ηφαιστειακής εξέλιξης με την εξαγωγή συμπερασμάτων που αφορούν τη συγγενετική σχέση των μαγματικών προϊόντων, φαινόμενα μίξης, τους μαγματικούς θαλάμους και την επιφανειακή έκφραση αυτών (καλδέρες). Για το σκοπό αυτό μελετήθηκε η γεωχημική συγγενετική σχέση του τόφφου της Κω (Kos Plateau Tuff) στην Κω – Κάλυμνο – Τήλο και η γεωχημική διαφοροποίηση των πιο βίαιων και εκρηκτικών μονάδων D και E του ιγκνιμβρίτη της Κω επιβεβαιώνοντας τη στρωματογραφική συσχέτιση των αποθέσεων αυτών όπως έχει παρουσιαστεί από δεδομένα κυρίως φυσικής ηφαιστειολογίας. Από την πετροχημική μελέτη της περιοχής Κω – Νισύρου ως ένα ενιαίο «ηφαιστειακό σύμπλεγμα» προκύπτει ότι η ηφαιστειότητα της περιοχής διαχωρίζεται σε Μειοκαινική με προϊόντα όπως ο μονζονίτης και οι Μειοκαινικοί ιγκνιμβρίτες της Κω και σε Πλειο – Πλειοστοκαινική με ηφαιστειακά προϊόντα όπως οι δόμοι και τα πυροκλαστικά από την Κω, το Γυαλί και την Νίσυρο όπου διαφαίνεται η συγγενετική μαγματική σχέση των πετρωμάτων αυτών. Από τη μέθοδο της Συμβολομετρίας «Nomarski» προκύπτει ότι φαινόμενα μαγματικής μίξης/ανάδευσης είναι αναμφισβήτητα και παρέχουν αποδείξεις ότι τα φαινόμενα αυτά ήταν ενεργά καθ’ όλη την διάρκεια της εξέλιξης του ηφαιστείου της Νισύρου. Με την χρήση υπαίθριων παρατηρήσεων και τηλεπισκοπικών μεθόδων εντοπίστηκαν μορφές καλδερών στην ευρύτερη περιοχή Κω – Νισύρου οι οποίες χαρακτηρίσθηκαν και ταξινομήθηκαν σύμφωνα με νέες αντιλήψεις επί της ηφαιστειακής εξέλιξης. Στη συνέχεια μελετήθηκαν οι ηφαιστειακές δομές του ηφαιστείου της Νισύρου με την χρήση της Τηλεπισκόπησης μέσω της φωτοερμηνείας από δορυφορικές εικόνες και ψηφιακά υψομετρικά μοντέλα εδάφους και με την χρήση της γεωμορφομετρικής ανάλυσης συνδυάζοντας γεωμορφο-τεκτονικά χαρακτηριστικά του ηφαιστείου της Νισύρου όπως αυτά παρουσιάζονται από άλλους ερευνητές και νέες αντιλήψεις επί της ηφαιστειακής ανάπτυξη. Επίσης, παρουσιάζεται ένα μοντέλο πρωτο-καλδερικής, καλδερικής και μετα-καλδερικής εξέλιξης του ηφαιστείου της Νισύρου με βάση νέες αντιλήψεις επί της ηφαιστειακής εξέλιξης και σε σχέση με την στρωματογραφική του εξέλιξη. Τέλος, μελετήθηκαν οι υποηφαιστειακοί μαγματικοί θάλαμοι της περιοχής Κω – Νισύρου και τα φαινόμενα μίξης στο ηφαίστειο της Νισύρου με τη μέθοδο της Συμβολομετρίας «Nomarski» και την κατανομή των κύριων στοιχείων, ιχνοστοιχείων και σπανίων γαιών παρουσιάζοντας τον συγγενετικό χαρακτήρα αυτών των κέντρων, ορίζοντας την ευρύτερη ηφαιστειακή περιοχή Κω – Νισύρου ως ένα κύριο ηφαιστειακό κέντρο το οποίο χαρακτηρίζεται από ένα σύνθετο καλδερικό σύστημα. Η αειφορική διαχείριση του ηφαιστείου της Νισύρου είναι το μέσο με το οποίο μπορεί νε συνδυαστεί η ηφαιστειολογική εξέλιξη με την περιβαλλοντική διατήρηση και προβολή της ευρύτερης περιοχής ως γεωτόπου. Από την διερεύνηση της υφιστάμενης κατάστασης του νησιού διαπιστώνεται ότι ενώ η Νίσυρος διαθέτει ένα υψηλό περιβαλλοντικό, ενεργειακό, κοινωνικό, πολιτιστικό και οικονομικό δυναμικό, αυτό παραμένει ανεκμετάλλευτο και αναξιοποίητο λόγω της έλλειψης ενός ολοκληρωμένου σχεδίου αειφορικής διαχείρισης βάση του οποίου θα λαμβάνονται οι αποφάσεις ισότιμα, ισοδύναμα, ταυτόχρονα και αρμονικά. Με βάση την μελέτη των υδατικών πόρων, την καταγραφή του ενεργειακού δυναμικού από ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, την διαχείριση του φυσικού και δομημένου περιβάλλοντος του ηφαιστείου της Νισύρου, την μελέτη των επιπτώσεων, θετικών και αρνητικών, της ύπαρξης εξορυκτικής βιομηχανίας στην περιοχή προτάθηκε ένα ολοκληρωμένο σχέδιο αειφόρου ανάπτυξης, προσαρμοσμένο στις απόψεις και τοποθετήσεις, της άμεσα ενδιαφερόμενης, τοπικής κοινωνίας. Από αυτό το ολοκληρωμένο σχέδιο προκύπτουν προτάσεις για την ολοκληρωμένη διαχείριση του ηφαιστείου της Νισύρου οι οποίες ικανοποιούν ισότιμα, ισοδύναμα, ταυτόχρονα και αρμονικά τις αρχές της αειφόρου ανάπτυξης στοχεύοντας στον επαναπροσανατολισμό της τοπικής οικονομίας, την διαχείριση του φυσικού και δομημένου περιβάλλοντος και την κοινωνική ανάπτυξη. / The Kos - Nisyros study area is located at the easternmost edge of the active Quaternary volcanic arc of the southern Aegean Sea and includes the islands of Kos and Nisyros and the islets of Gyali, Strongyli, Pachia and Pyrgoussa. The volcanic activity of Kos island is characterized by Upper – Miocene ignimbrite deposits and Pliocene - Pleistocene volcanic products such as volcanic domes, the Kefalos pyroclastic sequence of hydromagmatic tuffs and the large-scale pyroclastic formation Kos Plateau Tuff (KPT) deposits which is also found on the Kalymnos, Pserimos and Tilos islands. Nisyros is a calcalkaline stratovolcano which consists of Pliocene volcanic products such as andesite and basaltic andesite lavas that are overlain by pyroclastic deposits, lava flows and lava domes of dacitic – rhyodacitic composition. The islets of Gyali, Strongyli, Pachia and Pyrgoussa represent Pliocene lava domes of rhyolitic (Gyali), andesitic (Strogyli) and dacitic composition (Pachia and Pyrgoussa) On these domes, pyroclastic deposits of the Upper Pumice unit of Gyali (in Strogyli) and pyroclastic deposits of the Kos Plateau Tuff (KPT) and Panayia Kyra formation (in Pachia and Pyrgoussa) have been identified. In this thesis, the volcanic products of the Kos-Nisyros area are examined using mineral chemistry, geochemical and petrographical methods, while volcanic structures and morphological features are identified and mapped using remote sensing techniques. The aim of this thesis is to understand the volcanic evolution of the study area, by drawing conclusions regarding the consanguineous relationship of the magmatic products, magma mixing phenomena and the magma chamber system of the area, as well as, the surface expression of this magma chamber system in the form of caldera structures. For this purpose, in this thesis, it is investigated the consanguineous relationship of the Kos Tuff (Kos Plateau Tuff) found on Kos, Tilos and Kalymnos islands, as well as, the geochemical differentiation of the most violent and explosive ignimbrite units D and E of the Kos Tuff, confirming the stratigraphic correlation of these deposits as it was previously presented by physical volcanology data. The petrochemical study of the Kos - Nisyros area as a single "volcanic complex" reveals that the volcanism of the study area is divided into a Miocene and a Pliocene – Pleistocene activity. The Miocene activity is characterized by magmatic and volcanic products such as the monzonite of Kos and the Miocene ignimbrites of Kos and the Pliocene – Pleistocene volcanic activity consists of volcanic products such as lava domes and pyroclastic deposits from Kos, Gyali and Nisyros volcanoes where it is revealed the consanguineous magmatic relationship of these Pliocene – Pleistocene products. Using “Nomarski” interferometry method it is revealed that magma mixing/mingling phenomena are unquestionable for the magma chamber system of Nisyros and provide evidence that these phenomena were active throughout the volcanic evolution of Nisyros volcano. Field observations and remote sensing methods revealed caldera structures in the Kos - Nisyros area which are identified and classified according to new perceptions regarding the volcanic evolution. The volcanic structures of Nisyros volcano are examined using remote sensing methods such as satellite image and digital elevation models interpretation, as well as, the geomorphometric analysis of the Nisyros terrain in combination with geomorphotectonic features of the volcano as presented by other researchers and new perceptions on the volcanic evolution. It is also presented a model of proto-caldera, caldera and post-caldera evolution of Nisyros volcano based on new perceptions on the volcanic evolution in relation to the stratigraphic evolution. Finally, it is studied the subvolcanic magma chamber system of the Kos - Nisyros area, as well as, mixing phenomena in the volcano of Nisyros using the “Nomarski” interferometry method and the distribution of major, trace and rare earth elements revealing the consanguineous nature of these volcanic centers by providing the widest volcanic area of Kos - Nisyros as a major volcanic center characterized by a complex caldera system. Sustainable development of Nisyros volcano represents a management tool which combines the volcanic evolution with the environmental preservation and can promote volcanic regions as geotopes. The investigation of the present conditions of the island reveals, despite the fact that Nisyros is characterized by a strong environmental, energy, social, cultural and economic potential, it remains undeveloped and unexploited due to lack of an integrated sustainable development management plan, based on which, decisions should be equal, equivalent simultaneously and in harmony. Based on the study of the Nisyros water resources, the energy potential from renewable energy sources, the management of natural and urban environment of the volcano of Nisyros and the study of the positive and/or negative effects of the mining industry in Gyali volcanic islet it is proposed an integrated sustainable development according to the views and the perspectives of the local community. From this intergraded plan are generated recommendations for an integrated management of the volcano of Nisyros which satisfy equal, equivalent, simultaneously and in harmony the principles of sustainable development aiming to refocus the local economy, the management of natural and urban environment and the social development.