Έγιναν 12 αβαθείς γεωτρήσεις (μέγιστο βάθος 1,5m) και λήφθηκαν δείγματα ανά 10 εκατοστά, στο νότιο τμήμα της λεκάνης Δαμασίου στη Θεσσαλία. Το σύνολο των δειγμάτων (36 δείγματα) αναλύθηκαν στο εργαστήριο και έγινε επί τόπου περιγραφή των πυρήνων των γεωτρήσεων. Έπιπλέον έγινε λεπτομερής χαρτογράφηση των εδαφών σε κλίμακα 1:5000. Ο στόχος της διατριβής ήταν να υπολογισθεί ο ρόλος των εδαφικών τύπων στην κατείσδυση του νερού στο καρστικό σύστημα Αμυγδαλέας - Τυρνάβου. Τα στοιχεία που προέκυψαν από τις αναλύσεις δείχνουν ότι μόνο κατά θέσεις ενισχύεται το καρστικό σύστημα, αφού η περατότητα΄που υπολογίσθηκε ήταν μικρή. Το μεγαλύτερο μέρος του ύψους της βροχής απορρέει προς τον Τιταρήσιο ποταμό, που βρίσκεται πλησίον της λεκάνης στο βόρειο τμήμα αυτής. / This study is based on a series of 12 shallow boreholes at a maximum depth of about 1,5m, within the southermost part of Damasion basin, Thessaly. From the boreholes we collected 36 soil samples for laboratory analysis while the entire borehole were described in the field using Mansel Index and lithology description. in the laboratoty samples were analysed for grain size analysis, moisture, plasticity, liquid limiti and placticity. In addition the study area were mapped in a scale of 1:5000. In this study, we have taken the opportunity to investigate the role of the soil in the infiltration of water to the karst system Amugdalea - Tyrnabou. The results showed that only in same places water contributed in the underground movement of the karst system. The hydraulic contuctivity had poor to medium values.

Στα πλαίσια της παρούσας μεταπτυχιακής εργασίας μελετώνται οι υδρογεωλογικές και υδροχημικές συνθήκες που επικρατούν στην ευρύτερη περιοχή της Βόρειας Κέρκυρας, με έμφαση στα ποιοτικά χαρακτηριστικά του υπογείου νερού. Η νήσος Κέρκυρα αποτελεί το πλέον εξωτερικό μέρος των γεωτεκτονικών ζωνών των Ελληνίδων και έχει ως γεωλογικό υπόβαθρο τους σχηματισμούς της Ιονίου ζώνης. Στη γεωλογική δομή της περιοχής έρευνας συμμετέχουν επίσης σχηματισμοί μεταλπικής ηλικίας και τεταρτογενείς αποθέσεις. Χαρακτηριστική της τεκτονικής δομής της περιοχής έρευνας θεωρείται η γραμμή εφίππευσης που διακόπτεται από εγκάρσια ρήγματα και που χωρίζει το νησί σε μία αντικλινική ζώνη προς τα ανατολικά και μια συγκλινική προς τα δυτικά. Το υδρογεωλογικό μοντέλο της περιοχής έρευνας συντίθεται από τρείς μεγάλες υδρογεωλογικές ενότητες, αυτή του συμπαγούς και ρωγματωμένου –καρστικοποιημένου μεσοζωικού ανθρακικού σχηματισμού, με υδατοστεγείς σχιστολιθικές παρεμβολές και την κλαστική ασύνδετη έως συνεκτική υδροφόρο ενότητα των νεοτέρων αποθέσεων του Νεογενούς και Τεταρτογενούς η οποία εμφανίζεται στο ΒΔ μέρος της περιοχής μελέτης. Το υδρογεωλογικό μοντέλο συμπληρώνεται με την υδροφόρο ενότητα των τριαδικών λατυποπαγών με εμφανίσεις γύψου, που υπόκεινται του ανθρακικού υποβάθρου. Σύμφωνα και με προηγούμενες μελέτες του Ι.Γ.Μ.Ε., η περιοχή έρευνας χωρίζεται σε 4 μεγάλες υδρογεωλογικές λεκάνες. Η παρουσίαση των αποτελεσμάτων της υδροχημικής έρευνας έγινε ανά ευρύτερη υδρογεωλογική λεκάνη. Τα υπόγεια νερά της υδρογεωλογικής λεκάνης 1 ομαδοποιούνται σε δύο κύριους υδροχημικούς τύπους (Ca-HCO3 και Na-Cl). Ποιοτικά χαρακτηρίζονται ως καλής ποιοτικής σύστασης ως προς την ποσιμότητα με εξαίρεση δύο, στη μία εκ των οποίων εμφανίζονται υψηλές συγκεντρώσεις SO42-, Cl-, Na+, K+, Mg2+, Fe και Se, πολύ πάνω από τα όρια ποσιμότητας και αυτό οφείλεται στην φυσική διείσδυση του θαλασσινού νερού λόγω τοπικών υδρογεωλογικών συνθηκών και πιθανώς σε ανθρωπογενή ρύπανση. Τα υπόγεια νερά της υδρογεωλογικής λεκάνης 2 ομαδοποιούνται σε τέσσερις κύριους υδροχημικούς τύπους (Ca-(Mg)-HCO3, Ca-Na-(Mg)-HCO3, Ca-HCO3-SO4 και Ca-Na-SO4). Ως προς την ποιότητά τους, χαρακτηρίζονται από σημειακές υψηλές συγκεντρώσεις NH4+, NO2-, SO42-, Mg2+, K+ καθώς και ιχνοστοιχείων όπως ο σίδηρος, το μαγγάνιο και το νικέλιο πάνω από τα όρια ποσιμότητας. Τα παραπάνω οφείλονται στην παρουσία γυψούχων κοιτασμάτων, την ιοντική ανταλλαγή, την διάλυση των δολομιτικών πετρωμάτων και την ρύπανση λόγω λυμάτων. Τα υπόγεια νερά της υδρογεωλογικής λεκάνης 3 κατατάσσονται σε μία ενιαία κατηγορία με υδροχημικό τύπο Ca-HCO3-SO4-Cl. Η έντονη παρουσία των θειϊκών και χλωρίου στους υδροχημικούς τύπους των δειγμάτων της περιοχής υποδηλώνει την παρουσία γύψων στην ευρύτερη περιοχή, χωρίς να υπερβαίνουν βέβαια τα όρια ποσιμότητας. Ο υδροχημικός τύπος του νερού για τη μοναδική γεώτρηση της υδρογεωλογικής λεκάνης 4 είναι Ca-HCO3-SO4. Δεν παρατηρούνται αυξημένες συγκεντρώσεις ιχνοστοιχείων στο συγκεκριμένο δείγμα. Οι σχετικά υψηλές συγκεντρώσεις SO42- στην ευρύτερη περιοχή οφείλονται στην παρουσία γύψων των τριαδικών λατυποπαγών. / In the frame of the present master thesis, the hydrogeological and hydrochemical conditions that prevail in the broader Northern Corfu region are studied and interpreted with emphasis on the quality of the groundwater. Corfu Island consists the most external part of the geotectonic zones of Greece presenting as geological bedrock the formations of the Ionian zone. The geological structure of the study area consists also of post-alpine formations and quaternary deposits. The thrust line, which is interrupted by transverse faults and splits the island into an anticlinical area eastward and a downfold westward, is characteristic of the tectonic structure of the study area. The hydrogeological model of the study area consists of three major hydrogeologic units, the compact, karstified, Mesozoic carbonate formation of water impermeable schist interferences and the klastic unconfined but cohesive aquifer unit of Neogene and Quaternary’s newer deposits that appears North West of the study area. The hydrogeological model is supplemented with the Triassic breccia’s aquifer, since gypsum, subjected to the carbonate bedrock, is observed. According to previous studies of IGME, the research area is divided into 4 major hydrogeologic basins. The results of the hydrochemical research were presented in each broader hydrogeologic basin. The groundwaters of the hydrogeologic basin 1 are grouped into two main hydrochemical types (Ca-HCO3 and Na-Cl). As it concerns the drinking water quality of the water, they can generally be considered of good quality composition, apart from two; one of them is characterized by high concentrations of SO42-, Cl-, Na+, K+, Mg2+, Fe and Se, exceeding the drinking water limits. This is due to natural intrusion of sea water because of the local hydrogeological conditions and possibly due to the anthropogenic pollution. The groundwaters of the hydrogeological basin 2 are grouped into four main hydrochemical types (Ca-(Mg)-HCO3, Ca-Na-(Mg)-HCO3, Ca-HCO3-SO4 and Ca-Na-SO4). As far as it concerns their quality, they are characterized by point elevated concentrations of NH4+, NO2-, SO42-, Mg2+, K+and several trace elements, such as the iron, the magnesium and the nickel, which do not meet the drinking water limits. These are due to the presence of gypsum deposits, the ion exchange, the dolomite rocks dissolution and the wastes. The groundwaters of the hydrogeological basin 3 are classified into a single category and their hydrochemical type is Ca-HCO3-SO4-Cl. The strong presence of sulphate and chlorine in the hydrochemical types of the region’s samples indicates the gypsum’s presence in the wider area without exceeding of course the drinking water limits. The hydrochemical type of water for the unique drilling that took place in the hydrogeological basin 4 is Ca-HCO3-SO4. Increased concentrations of trace elements are not observed in this specific sample. The concentrations of SO42- in the wider area are relatively high because of the presence of Triassic breccia gypsum.

Η πτυχιακή εργασία με τίτλο «Μελέτη των υδροχημικών παραμέτρων των καρστικών πηγών Λάμπρας – Αγ. Δημητρίου» έχει σκοπό τη μελέτη των υδρογεωλογικών συνθηκών και κυρίως των υδροχημικών διαδικασιών του καρστικού συστήματος των Τριαδικών Ανθρακικών Λατυποπαγών, το οποίο εκφορτίζεται στο μέτωπο των πηγών «Λάμπρας - Αγ. Δημητρίου» στην ευρύτερη περιοχή του νότιου Ξηρόμερου, ΝΔ Αιτωλοακαρνανία. Η πτυχιακή εργασία πραγματοποιήθηκε στα πλαίσια του ερευνητικού προγράμματος «Κ. Καραθοδωρή» με τίτλο «Διερεύνηση των μηχανισμών λειτουργίας και της τρωτότητας των καρστικών συστημάτων-Παράδειγμα εφαρμογής στο καρστικό σύστημα των κατώτερων γεωλογικών ενοτήτων της Ιονίου Ζώνης». Το γεωλογικό υπόβαθρο της περιοχής μελέτης αποτελείται από Τριαδικούς εβαπορίτες. Λόγω του μικρότερου ειδικού βάρους τους, παρουσιάζουν φαινόμενα διαπειρισμού που σε συνδυασμό με το τεκτονικό περιβάλλον της ζώνης, συντελούν στον σχηματισμό και την ανάπτυξη των Τριαδικών Ανθρακικών Λατυποπαγών (ΤΑΛ). Γεωτεκτονικά η περιοχή ανήκει στην Ιόνια ζώνη. Η εβαποριτική σειρά αποτελείται από εμφανίσεις γύψου και ανυδρίτη, κυρίως κατά μήκος των μεγάλων ρηγμάτων και εφιππεύσεων. Οι σχηματισμοί της μετά-Τριαδικής ανθρακικής ακολουθίας που απαντώνται στην περιοχή αποτελούνται από τους Ιουρασικούς Ασβεστόλιθους «Παντοκράτορα», τους Ασβεστόλιθους Λιάσιου και τους Κρητιδικούς Ασβεστόλιθους του σχηματισμού της «Βίγλας». Εμφανίζονται επίσης μεταλπικοί σχηματισμοί, όπως Τεταρτογενείς και αλλουβιακές αποθέσεις. Ο υπό μελέτη καρστικός υδροφόρος αναπτύσσεται στα Τριαδικά Ανθρακικά Λατυποπαγή και οριοθετείται προς το βορρά από την διαπιστωμένη με παλαιότερες γεωφυσικές μεθόδους αναθόλωση των εβαποριτών στην περιοχή Φυτείες και προς τη δύση από την επώθηση των Τριαδικών Ανθρακικών Λατυποπαγών στους Ιουρασικούς ασβεστόλιθους «Παντοκράτορα» των Ακαρνανικών Ορέων. Η περιοχή χαρακτηρίζεται από την έλλειψη υδρογραφικού δικτύου. Το μέσο ετήσιο ύψος βροχόπτωσης της περιοχής είναι 836 mm, που αντιστοιχεί σε μέσο ετήσιο όγκο νερού βροχής 121,33 x 106 m3. Το καρστικό αυτό σύστημα εκφορτίζεται στην επαφή των Τριαδικών Ανθρακικών Λατυποπαγών με τις Τεταρτογενείς αποθέσεις του κάμπου του Λεσινίου, σχηματίζοντας το μέτωπο των πηγών «Λάμπρας – Αγ. Δημητρίου» και ένα δεύτερο, μικρότερο μέτωπο πηγών στο νοτιοδυτικό άκρο του καρστικού συστήματος. Το μέτωπο των πηγών «Λάμπρας – Αγ. Δημητρίου» έχει μήκος περίπου 3 km και μέση ετήσια παροχή περίπου 270 x 106 m3/yr. Για τη κατανόηση της λειτουργίας του καρστικού συστήματος πραγματοποιήθαν δειγματοληψίες στις κύριες πηγές δύο φορές κάθε μήνα, κατά τη διάρκεια του έτους 2011. Στη σθνέχιεα έγινε στατιστική επεξεργασία των χημικών αναλύσεων. Τα νερά των πηγών έχουν χημισμό Ca - SO4 - HCO3 ή Ca - HCO3 - SO4. Αυτοί είναι οι κυρίαρχοι υδροχημικοί τύποι των πηγών καθώς και των νερών της ευρύτερης περιοχής μελέτης, που ερμηνεύονται με την παρουσία των ασβεστολιθικών και εβαποριτικών πετρωμάτων, από την διάλυση των οποίων, τα νερά εμπλουτίζονται σε ιόντα ασβεστίου, σε θειικά και όξινα ανθρακικά ιόντα. / The hydrogeological, hydrochemical and environmental investigation of the karstic system of the Triassic Carbonate Breccia (TCB) which discharges through the spring front of ‘’Lambra’’-Αg. Dimitrios and lies in southern Ksiromero, SW Aitoloakarnania were made for the purpose prior thesis. The study area is part of the Ionian Geotectonic Zone and its geological background consists of the Triassic Evaporites. The TCB where formed under the combination of the tectonic and orogenetic setting of the External Hellenides and the diapir phenomena of the Triassic Evaporites. The after-Triassic Carbonate series is also present in the study area, with limited expansion, which consists of the Jurassic Limestones known as ‘’Pantokratoras Limestones’’, the Lias Limestones, the Cretaceus Limestones of the ‘’Vigla’’ formation and the Eocene Limestones. Recent formations are also present: Quartenary sediments with marl and terra rossa variations, marls and alluvial sediments. The karstic aquifer develops through the TCB and its margins are defined by the diapir phenomena in the area of Fities in the North, the Mahalas thrust in the east and the overthrust of the TCB onto the Jurassic ‘Pantokratoras’’ Limestones in the West. The karst system of the TCB discharges through numerous springs (>20) in the contact of the TCB with the quartenary deposits of the Lesini Fields. The spring front of Lambra is 3km long with mean annual discharge ~270*106m3/yr. A secondary discharge front is present in the West of the main front with alterations in the water chemism and larger ion concentrations. The hydrochemical type of the springs water is Ca-SO4-HCO3. The hydrochemical investigation provided two major and two minor hydrochemical types for the groundwater: The main types Ca-SO4-HCO3 and Ca- HCO3-SO4 and the secondary types Ca-SO4 and Ca-Na-SO4-HCO3. The elevated concentration of the sulfate anions is due to the dissolution of the Triassic Evaporites of the background.

Radioactive waste repositories, designed in accordance with the current UK concept, would be required to provide containment for thousands of years beneath hundreds of metres of rock. The physical processes, both geological and other processes, that might lead to migration of radionuclides are slow in comparison to human timescales — it is impractical to make an experiment of the whole system and so these systems are typically investigated through the use of numerical models. Predictive models are based on combinations of: assumptions, mathematical formulations and parameter values derived from experimental observations. The Ventilation Experiment in the Opalinus Clay at Mont Terri, Switzerland, was designed to involve geological and other physical processes that would be active during the excavation and construction phases of a repository, and with consequences for the repository performance during the operational phase. The experiment consisted of a 10m long tunnel of 1:3m diameter through which air of known relative humidity was circulated in order to force drying and re-saturation through the tunnel wall. Two such cycles over four years have been observed via installed instrumentation. Several numerical models have been constructed of the ventilation experiment by different international teams under the decovalex project using different approaches for cross-validation. Through participation in this project, a 1D model using Richards’ Equation was developed that effectively reproduces the hydrodynamic, mechanical and conservative mass transport results. During the course of developing that model, many other domains, meshes, formulations and software versions were investigated. Now that the field scale Ventilation Experiment can be reproduced with numerical models, the findings (assumptions, formulations, parameter values, computational methods and software) would be transferable to other argillaceous formations to enable predictive modelling of similar scenarios and contribute to the safe disposal of nuclear waste and other problems involving similar geological processes. Work of this type fills the gap between laboratory scale experiments and regional scale modelling of geological systems. The gap is especially wide for low-permeability formations because the size and time-scale limitations effect the ability to make direct observations and measurements. Two particular problems were also addressed in this work: that of the use relative permeability functions and also the computational treatment of the physical interface between the tunnel domain and the rock domain. A sensitive component in many models of unsaturated flow through porous media and covering a wide variety of applications, including reservoir engineering, is the representation of permeability at an unsaturated point (kx) as a scaling of the saturated permeability (ksat) by introducing some function of the pressure head, or saturation as the relative permeability (krel) in the relation kx = ksatkrel. The choice of the particular function and its parameter values adds little to our understanding of the physical parameters. A solution is proposed to the second problem, of how to computationally represent, implement and manage the interface between two physical (i.e. spatial) domains. The scheme maps every part of the boundary of one domain onto the corresponding part of the boundary of the other domain, storing the state variables in shared memory and converting between physical components.

Mine abandonment and the discharge of contaminated mine water is recognised globally as a major source of surface water and groundwater pollution. Contamination generally arises from the oxidation of sulphide minerals, principally pyrite, by the mining process, and the subsequent chemical reactions can lead to the discharge of mineralised, often acidic, iron, and sulphate rich waters. In many historically mined river catchments, mine water discharge is the main cause of poor water quality. Within the UK, managing the legacy of abandoned mines is one of the principal challenges presented by modern environmental legislation, particularly the EU Water Framework Directive, a challenge that is exacerbated by the diverse and widespread nature of historical mining. The impact and hazard associated with abandoned mining in one of the UK’s most intensively mined regions, the Almond River Catchment, Scotland, was examined via: 1) a detailed GIS mapping and investigation of historical mining processes in the catchment, 2) mine site discharge sampling, 3) detailed site investigations, 4) geochemical modelling of four mine waste sites and 5) analysis of temporal and spatial river water quality in the catchment. The results are then brought together to produce a catchment scale mine water hazard map. Mapping has identified over 300 mine sites in the catchment including coal, oil shale and ironstone mine wastes and flooded coal and oil shale mines. The historical development of oil shale retort methods has been shown to have an impact on potential hazard. Sampling of discharge waters from the different mining activities, in conjunction with detailed mineralogical analysis and geochemical modelling at the four mine waste sites has characterised the main hazards. Ironstone and pyrite bearing coal mine wastes discharge waters with highly elevated Fe and sulphate concentrations, up to 160mgl-1 and 1900mgl-1 respectively, due to extensive pyrite oxidation and acid generating salt dissolution (principally jarosite). Coal mine wastes show variable mineralogy, due to the diverse nature of coal bearing strata, and discharge waters with variable chemistry. Oil Shale mine wastes are generally depleted in pyrite due to historic processing and discharge low sulphate waters with moderately elevated Fe concentrations, up to 5mgl-1. Flooded coal mines discharge sulphate dominant alkaline waters, due to the availability of carbonate minerals in the mine complex, with elevated Fe concentrations, up to 50mgl-1, while flooded oil shale mines discharge waters with moderately elevated Fe concentrations, up to 4mgl-1, due to lower pyrite content in mine strata and reduced availability of oxygen related to mine abandonment age. Once in the surface water environment iron and sulphate display significant concentration-flow dependence: iron increases at high flows due to the re-suspension of river bed iron precipitates (Fe(OH)3); sulphate concentrations decrease with increased flow as a result of dilution. Further examination of iron and sulphate loading at low flows indicates a close correlation of iron and sulphate with mined areas; cumulative low flow load calculations indicate that coal and oil shale mining regions contribute 0.21 and 0.31 g/s of iron, respectively, to the main Almond tributary. Decreases in iron loading on river sections demonstrate the deposition and diffuse storage of iron within the river channel. This river bed iron is re-suspended with increased flow resulting in significant transport of diffuse iron downstream with load values of up to 50 g/s iron. Based on this hazard classification, a catchment scale mine water hazard map has been developed. The map allows the prioritisation of actions for future mine water management.

La recherche a porté sur les contraintes reliées à la modélisation des écoulements des eaux souterraines en aquifère côtier. Dans ces aquifères, la présence concomitante d’eaux douces et d’eaux salées modifient les patrons d’écoulement classiquement représentés par l’équation de Darcy. L’influence de la salinité de l’eau sur ses propriétés (densité) et sur la perméabilité du milieu complexifie la représentation mathématique des équations d’écoulement et la résolution des systèmes d’équations. Par ailleurs, l’influence des hétérogénéités du milieu rend plus difficile et hasardeux le paramétrage des modèles et leur calibration. Pour ce faire, nous avons proposé d’utiliser les résultats d’investigations géophysiques et isotopiques des eaux. Une meilleure description du milieu souterrain et l’imagerie de l’interface eau douce/eau salée peut en effet aider à un meilleur paramétrage et à une validation accrue de la simulation des écoulements des nappes côtières. Les mesures géochimiques telles celles des isotopes du radium ont aidé à la validation des flux et concentrations simulés. Notre approche a été appliquée sur la partie aval de la nappe de la Crau. La comparaison des résultats simulés par le modèle aux données de terrain résultant des suivis réalisés ont montré l’intérêt et l’applicabilité et la validation de notre approche méthodologique / The research has focused on the constraints related to the modeling of groundwater in coastal aquifer. In these aquifers, the concomitant presence of freshwater and saltwater alters the flow patterns typically represented by the Darcy equation. The influence of salinity on density and permeability complex the mathematical resolution of flow equations. Moreover, the influence of heterogeneities of aquifer makes it more difficult and risky the model parameterization and its calibration. We propose to use fort that the results of both geophysical and isotopic investigations. Thus, we hypothesize that the description of the subsurface and the imaging of the freshwater/saltwater can help to setup and validate the simulation of groundwater in coastal aquifers. Also we have shown that geochemical measurements such as radon may help to validate the simulated flow. Our approach was applied on the downstream part of the Crau aquifer. The comparison of simulated results to data resulting from monitoring has shown the usefulness and applicability of our approach.

Η παρούσα διδακτορική διατριβή μελετά τις υδρογεωλογικές – υδροχημικές συνθήκες, που επικρατούν στην ευρύτερη περιοχή της αποξηραμένη λίμνης Μουριάς Ν. Ηλείας, με κύριο σκοπό τη δημιουργία μοντέλου ορθολογικής διαχείρισης των υπόγειων νερών. Το γεωλογικό υπόβαθρο της περιοχής έρευνας που περιλαμβάνει τμήμα της υδρολογικής λεκάνης του Αλφειού, τη λεκάνη της Σταφυλίας και τη μεσολεκανώδη των δύο υδρολογικών λεκανών περιοχή, δομούν οι ασβεστόλιθοι ηλικίας Παλαιοκαίνου της Ιόνιας ζώνης και οι εβαπορίτες. Τα μεταλπικά ιζήματα που διαδέχονται τους εβαπορίτες έχουν μεταβαλλόμενο πάχος, που φτάνει τα 2,5km και καλύπτουν σχεδόν ολόκληρη την περιοχή μελέτης. Τα ιζήματα αυτά αποτελούνται από αργίλους, μάργες, ιλυόλιθους και ψαμμίτες σε εναλλαγές. Τρεις κύριες διευθύνσεις ρηγμάτων δημιουργούν ένα πολύπλοκο καθεστώς διάρρηξης στην περιοχή της πόλης του Πύργου. Τα ρήγματα ΒΔ – ΝΑ διεύθυνσης απαντώνται στα νότια και ανατολικά της πόλης του Πύργου, στην περιοχή του Επιταλίου και του Πανόπουλου αντίστοιχα. Ρήγματα διεύθυνσης ΒΑ – ΝΔ απαντώνται βόρεια της πόλης του Πύργου, στην περιοχή του Βουνάργου. Ρήγματα διεύθυνσης Α – Δ απαντώνται στα ΝΑ της πόλης του Πύργου εκατέρωθεν του ποταμού Αλφειού. Η τεκτονική δραστηριότητα και η σεισμικότητα της περιοχής είναι ιδιαίτερα ενεργή μέχρι σήμερα και έχει παίξει καθοριστικό ρόλο στην μεταλπική ιζηματογένεση, στην διαμόρφωση της γεωμορφολογικής δομής, στην ανάπτυξη του υδρογραφικού δικτύου και στην διαμόρφωση των υδρογεωλογικών συνθηκών. Το υδρογραφικό δίκτυο της περιοχής χαρακτηρίζεται ως μέτρια ανεπτυγμένο, με το τεκτονικό καθεστώς της περιοχής να αποτελεί καθοριστικό παράγοντα στη διαμόρφωση και ανάπτυξη του υδρογραφικού δικτύου. Επίσης ένα σημαντικό χαρακτηριστικό γνώρισμα του υδρογραφικού δικτύου της περιοχής είναι η απουσία δέλτα στις εκβολές των ποταμών και των χειμάρρων. Το γεγονός αυτό οφείλεται κατά κύριο λόγο στην έντονη δράση των κυμάτων, καθώς και στις τεκτονικές κινήσεις ανύψωσης των ακτών. Η γεωμορφολογική ανάπτυξη της ευρύτερης περιοχής του Πύργου – Αρχαίας Ολυμπίας χαρακτηρίζεται από ήπιο ανάγλυφο με μεγάλη εξάπλωση της πεδινής ζώνης και ομαλή μετάβαση στην λοφώδη και ημιορεινή ζώνη. Προς τα βόρεια και ανατολικά, καθώς η επίδραση της τεκτονικής είναι εντονότερη, το υψόμετρο της περιοχής σταδιακά αυξάνει και φτάνει μέχρι τα +640m, ενώ το μέσο υψόμετρο είναι +92m. Το μέσο ετήσιο ύψος βροχόπτωσης για την περιοχή του Πύργου είναι 828mm και από την ανάλυση των βροχομετρικών δεδομένων για ολόκληρη την υδρολογική λεκάνη του Αλφειού, προέκυψε μια σχετικά έντονη πτωτική πορεία των ετησίων τιμών βροχόπτωσης κατά τα τελευταία 25 χρόνια και ειδικά η περίοδος 1984-1999 θεωρείται περίοδος ξηρασίας. Ο μέσος ετήσιος όγκος νερού από βροχόπτωση το χρονικό διάστημα 1975 – 2004, ανέρχεται σε 3.962,4x106m3, που αντιστοιχεί σε ένα μέσο ύψος 1.103,7 mm ατμοσφαιρικών κατακρημνισμάτων, κατανεμημένων σε όλη την υδρολογική λεκάνη του Αλφειού. Με βάση το ισοζύγιο κατά Thornthwaite – Mather, οι απώλειες λόγω εξατμισοδιαπνοής υπολογίζονται σε 1.497,05x106m3 νερού ανά έτος, ή 413 mm νερού κατανεμημένων σε όλη την επιφάνεια της περιοχής έρευνας. Η μέση ετήσια ποσότητα νερού που κατεισδύει ανέρχεται σε 1.104,09x106m3 νερού, κατανεμημένων σε όλη την επιφάνεια της περιοχής έρευνας, ή ποσοστό 35,29 % του ύψους βροχής. Από μετρήσεις παροχής στη θέση Φράγμα Φλόκα υπολογίσθηκε ότι ο μέσος ετήσιος όγκος νερού ανέρχεται σε 1.613,36x106 m3. Στην ευρύτερη περιοχή μελέτης αναπτύσσονται υδροφόρα στρώματα τόσο ελεύθερου χαρακτήρα, όσο και υπό πίεση, που ανήκουν στο σχηματισμό του Βουνάργου. Τα υδροφόρα στρώματα που διερευνήθηκαν εντοπίζονται στην πεδινή περιοχή του Πύργου, στην υπολεκάνη του Ενιπέα και στην περιοχή του Βουνάργου, που ανήκει στη λεκάνη της Σταφυλίας. Οι προσχωματικοί υδροφόροι της πεδινής περιοχής παρουσιάζουν τιμές των υδραυλικών ιδιοτήτων, που κρίνονται τυπικές για έναν ελεύθερο υδροφόρο. Οι υπό πίεση υδροφόροι ορίζοντες αναπτύσσονται σε βαθύτερα στρώματα στους ψαμμίτες του σχηματισμού του Βουνάργου και είναι υψηλής δυναμικότητας. Στην πεδινή ζώνη οι ψαμμίτες αυτοί απαντώνται σε βάθος μεγαλύτερο των 30m περίπου και οριοθετούνται από αργιλικά στρώματα. Οι συχνές εναλλαγές στρωμάτων άμμου και αργίλου κατά θέσεις, καθώς και η παρουσία πολυάριθμων ρηγμάτων στο σχηματισμό του Βουνάργου οδηγεί πολλές φορές σε πιθανή μίξη νερών από βαθύτερους υδροφόρους. Η τροφοδοσία του υδροφόρου αυτού γίνεται κυρίως μέσω κατείσδυσης του νερού των βροχοπτώσεων, καθώς και μέσω ρηγμάτων και διαρρήξεων. Από τη μελέτη της πιεζομετρίας της περιοχής του Πύργου διαπιστώνεται ότι ο ελεύθερος υδροφόρος ορίζοντας παρουσιάζει αρνητικές απόλυτες στάθμες στις παράκτιες περιοχές καθ’ όλη τη διάρκεια του υδρολογικού έτους. Αυτό οφείλεται κυρίως στη λειτουργία των αντλιοστασίων για την αποστράγγιση των επιφανειακών νερών της περιοχής, τα οποία στην παράκτια ζώνη αντλούν και μέρος των υπόγειων. Η αριθμητική προσομοίωση του ελεύθερου υδροφόρου ορίζοντα στην περιοχή του Πύργου έγινε με τη χρήση του λογισμικού Flowpath και έδωσε ικανοποιητικά αποτελέσματα όσον αφορά στην προσομοίωση της πιεζομετρικής επιφάνειας αλλά και στην επεξεργασία ενός αξιόπιστου υδρογεωλογικού ισοζυγίου. Σύμφωνα με αυτό, περίπου το 15% του νερού στον υδροφόρο προέρχεται από πλευρικές διηθήσεις του ποταμού Αλφειού, ενώ το υπόλοιπο 85% προέρχεται από την κατείσδυση του νερού των βροχοπτώσεων την χειμερινή περίοδο και των αρδεύσεων τη θερινή περίοδο. Τα αποστραγγιστικά κανάλια παίζουν πολύ σημαντικό ρόλο στην περιοχή, καθώς οδηγούν στα αντλιοστάσια και τελικά στη θάλασσα περίπου το 85% του νερού του υδροφόρου, με το υπόλοιπο 15% να εκφορτίζεται υπόγεια προς τη θάλασσα. Ακόμη το μοντέλο έδωσε τη δυνατότητα πρόβλεψης της συμπεριφοράς του υδροφόρου σε περίπτωση αλλαγής των υδρολογικών συνθηκών στην περιοχή. Στην περιοχή της Μουριάς, όπου τη θερινή περίοδο η τροφοδοσία του υδροφόρου είναι άμεσα συνδεδεμένη με τις αρδεύσεις, παρατηρήθηκε ότι ένας σταθερός όγκος νερού κατεισδύει στον υδροφόρο ακόμα και με μηδαμινές βροχοπτώσεις. Διερευνήθηκε καταρχήν το υποθετικό σενάριο της υψηλής βροχόπτωσης κατά τη χειμερινή περίοδο και προσδιορίστηκε το υδρογεωλογικό ισοζύγιο. Σύμφωνα με αυτό το 82% των εισροών στον υδροφόρο προέρχεται από την απευθείας κατείσδυση του νερού των βροχοπτώσεων και των αρδεύσεων, ενώ το υπόλοιπο 18% διηθείται πλευρικά από τον Αλφειό ποταμό. Το 13% περίπου εκρέει υπόγεια προς τη θάλασσα, ενώ το 87% οδηγείται προς τη θάλασσα μέσω των αντλιοστασίων. Ένα ακόμα υποθετικό σενάριο που διερευνήθηκε ήταν η προσομοίωση του ελεύθερου υδροφόρου ορίζοντα πριν την αποξήρανση της λίμνης Μουριάς τη δεκαετία του 1960. Από την εφαρμογή του μοντέλου και την προσομοίωση της λίμνης Μουριάς, αποδεικνύεται ο ρόλος των στραγγιστικών αντλιοστασίων και των αποστραγγιστικών καναλιών στη διαμόρφωση του υδραυλικού χαρακτήρα της περιοχής, καθώς στο παρελθόν και πριν την αποξήρανση της λίμνης Μουριάς, το υδραυλικό φορτίο ήταν υψηλότερο σε ολόκληρη την περιοχή κατά 2m περίπου. Ενδιαφέρον επίσης παρουσιάζει το γεγονός, ότι σύμφωνα με το υδρογεωλογικό ισοζύγιο οι πλευρικές διηθήσεις από τον ποταμό Αλφειό προς τον υδροφόρο ορίζοντα εμφανίζονται μειωμένες κατά 10% περίπου σε σχέση με την σημερινή κατάσταση. Αυτό αποδίδεται στο γεγονός ότι η παρουσία των στραγγιστικών αντλιοστασίων (και ειδικότερα αυτού που απέχει 500m από τον Αλφειό) δημιουργούν αναρρόφηση νερού από τον ποταμό ενισχύοντας έτσι την πλευρική διήθηση. Ακόμη παρατηρήθηκε ότι η κατανομή των πιεζομετρικών καμπύλων παρουσιάζεται περισσότερο ομοιόμορφη σε σχέση με τις σημερινές συνθήκες. Σε ορισμένες θέσεις στον ελεύθερο υδροφόρο ορίζοντα της περιοχής του Πύργου παρουσιάζονται φαινόμενα ιοντοανταλλαγής, λόγω της διείσδυσης του θαλασσινού νερού προς την ενδοχώρα. Οι θέσεις αυτές εντοπίστηκαν κυρίως σε μία ζώνη παράλληλη της ακτογραμμής, η οποία καταλαμβάνει το ανατολικό τμήμα της αποξηραμένης λίμνης Μουριάς και εκτείνεται έως τον ποταμό Αλφειό. Επίσης παρατηρήθηκε το φαινόμενο της αποδολομιτίωσης και της οξείδωσης του σιδηροπυρίτη, ενώ οι ανθρωπογενείς επιδράσεις αντανακλώνται από τις υψηλές συγκεντρώσεις κυρίως των ενώσεων του αζώτου. Τα φαινόμενα αυτά επιβεβαιώθηκαν και από την παραγοντική ανάλυση, η οποία πραγματοποιήθηκε για τα κύρια στοιχεία και τα ιχνοστοιχεία του ελεύθερου υδροφόρου ορίζοντα. Στη χημική σύσταση του νερού των αποστραγγιστικών καναλιών οι συγκεντρώσεις των στοιχείων είναι αυξημένες κυρίως στην παράκτια ζώνη, και αυτό μπορεί να οφείλεται τόσο σε επίδραση από το θαλασσινό νερό, όσο και σε ρύπανση από ανθρωπογενείς παράγοντες. Οι μέγιστες τιμές που λαμβάνουν τόσο τα κύρια στοιχεία, όσο και τα ιχνοστοιχεία καθιστούν τα επιφανειακά αυτά νερά ακατάλληλα για κάθε χρήση, καθώς στα κανάλια καταλήγουν συχνά οικιακά και βιομηχανικά απορρίμματα εμπλουτίζοντας το νερό σε βαρέα μέταλλα. Στα πλαίσια της παρούσας διατριβής η ερευνητική ομάδα του προγράμματος ΠΕΝΕΔ κατασκεύασε σε μία έκταση 5 στρεμμάτων στο ανατολικό άκρο της αποξηραμένης λίμνης Μουριάς μία πειραματική λίμνη. Το βρόχινο νερό που κατέκλυσε την εκσκαφή της νέας λίμνης, ήρθε σε επαφή με τα αργιλικά ιζήματα που κυριαρχούν στην περιοχή και μέσα σε μικρό χρονικό διάστημα το νερό απέκτησε υψηλές συγκεντρώσεις στοιχείων. Οι υψηλές συγκεντρώσεις σε σίδηρο και μαγγάνιο των δειγμάτων νερού του υπό πίεση υδροφόρου της περιοχής του Πύργου είναι ο κυριότερος λόγος για την ακαταλληλότητά τους. Η επικράτηση αναγωγικών συνθηκών σε μεγάλο τμήμα του υδροφόρου ευνοεί τις υψηλές συγκεντρώσεις των στοιχείων αυτών. Η υδροχημική έρευνα στα δείγματα νερού του υπό πίεση υδροφόρου ορίζοντα του σχηματισμού του Βουνάργου έδειξε ότι τα νερά αυτά έχουν γρήγορη ανανέωση σε σχέση με τον υπό πίεση υδροφόρο της περιοχής του Πύργου και η τροφοδοσία τους γίνεται από βόρειες και ανατολικές διευθύνσεις. Η παρουσία H2S σε συνδυασμό με τις αυξημένες συγκεντρώσεις NH4+ και βορίου οφείλονται στην πιθανή ανάμιξη του νερού με θερμομεταλλικά νερά, που βρίσκονται βαθύτερα και αναδύονται μέσω ρηγμάτων. Στην υδρολογική λεκάνη της Σταφυλίας και ειδικότερα κατά μήκος της ρηξιγενούς ζώνης Βουνάργου – Κατακόλου διαπιστώθηκε η ύπαρξη νερών με ιδιαίτερα υδροχημικά χαρακτηριστικά, όπως οι υψηλές συγκεντρώσεις νατρίου, η έκλυση μεθανίου, υδροθείου κ.ά. Οι υψηλές συγκεντρώσεις CO2 σε συνδυασμό με την ύπαρξη ραδονίου στα υπόγεια νερά θεωρείται ότι οφείλονται στην ύπαρξη θερμομεταλλικής υδροφορίας, η οποία εκδηλώνεται σε μία επιμήκη ζώνη παράλληλη στο ρήγμα του Βουνάργου. Οι θερμομεταλλικές εμφανίσεις της περιοχής πιθανά συνδέονται με την κατείσδυση μετεωρικού νερού σε μεγάλα βάθη μέσω μεγάλων τεκτονικών ασυνεχειών. Σε μεγάλα βάθη το νερό έρχεται σε επαφή με εβαπορίτες και εμπλουτίζεται με θειικά ιόντα, τα οποία λόγω του αναγωγικού περιβάλλοντος ανάγονται σε υδρόθειο. Η άνοδος του θερμομεταλλικού νερού προς την επιφάνεια γίνεται μέσω τεκτονικών ασυνεχειών. Στην πορεία του αναμιγνύεται με νερά υδροφόρων οριζόντων, που βρίσκονται σε μικρότερο βάθος με αποτέλεσμα η θερμοκρασία του να μειώνεται, προκαλώντας παράλληλα μεταβολή του υδροχημικού χαρακτήρα των υδροφόρων αυτών. Η εφαρμογή της μεθόδου DRASTIC στην περιοχή του Πύργου οδήγησε στην δημιουργία ενός μοντέλου τρωτότητας του ελεύθερου υδροφόρου ορίζοντα με βάση τους ρύπους που εισάγονται στην επιφάνεια του εδάφους. Η τροποποίηση της αρχικής μεθοδολογίας ως προς τις τιμές των παραμέτρων, αλλά και της βαρύτητας των συντελεστών, επέφερε ικανοποιητική συσχέτιση μεταξύ της ενδογενούς τρωτότητας και της συγκέντρωσης του ολικού αζώτου. / The present thesis deals with the hydrogeological – hydrochemical conditions that dominate in the wider area of the former Mouria Lake, in Ilia Prefecture, in order to develop a model for rational management and protection of aquifers. The bedrock in the research area, which comprises part of the hydrological basin of the Alfios River, the Staphylia Basin and the intrabasinal region, is formed of Paleocene limestone of the Ionian zone and the evaporites. The post-alpic sediments that overly the evaporites, have a varying depth that is up to 2.5km, covering almost the entire study area. These sediments consist mainly of clay, marl, siltstone and sandstone. Three major fault trends develop a complex fault system in the Pyrgos area. The NW – SE fault trends are in the south and east part of Pyrgos town, while the NE – SW trending faults occur in the area of Vounargo village. The E – W trending faults are found in the SE part of Pyrgos town, parallel to Alfios River valley. The tectonics and the seismicity of the study area is active until today and has played a prominent role in the post-alpidic sediments, as well as in the shaping of today’s relief, in the development of the drainage network and the local hydrogeological characteristics. The hydrographic network in the study area is relatively well developed, while active tectonics is the major factor in the development of the hydrographic network. Another basic characteristic of the hydrographic network is the absence of delta in the river estuaries. This is mainly due to the wave action, as well as to the tectonic uplift of the coastline. The geomorphological development of the entire area is characterized by a smooth relief. It is a flat to semi-mountainous region, with a mean altitude of +92 m, which diminishes gradually westwards. The mean annual precipitation in the Mouria area amounts to 828mm. From the precipitation data analysis for the whole Alfios Basin, a rather gentle declining trend of the mean annual values in the last 25 years, with a relatively more sharp decline in the period 1984-1999 can be observed. The mean annual volume of precipitation for the period 1975 – 2004 is 3.962,4x106m3 distributed in the whole Alfios basin. According to the Thornthwaite – Mather ‘s hydrological balance, 1.497,05x106m3 of water evapotranspirate annually, which equal to 413 mm distributed in the whole Alfios Basin. The average annual volume of water that infiltrates to the aquifers amounts to 1.104,09x106m3 for the Alfios Basin, which is 35.29 % of the rainwater. As derived from runoff measurements in Flokas Dam, 1.613,36x106 m3 of water annually, flows into the sea. In the broad study area several aquifers develop in different geological layers both unconfined and confined at greater depths in the Vounargo Formation. The aquifer layers studied are located in Pyrgos area, in the sub basin of Enipeas River (Alfios tributary) and in Staphylia Basin. The alluvial aquifers appearing in the lowland area, have typical hydraulic characteristics of unconfined aquifers. The confined aquifer bodies are developed in the deepest sandstone layers of the Vounargo Formation. In the lowland area these sandstones are found deeper than 30m intercalating with shales. The alterations of sand and clay is very common in many places and in addition to the presence of a number of faults in the Vounargo Formation, they result in water mixing from deeper aquifers to upper water bodies. The recharge of the confined aquifer is through infiltration of rainwater, as well as through faults and discontinuities that allow surface water to reach the aquifer bodies. From the study of the piezometrical maps in Pyrgos area, it is shown that the alluvial aquifer in the lowland area has a negative hydraulic gradient throughout the hydrological year. This is due to the use of pump stations that cause severe drawdown, especially in the coastal zone as the drainage channels connect to the aquifer at that area. The numerical simulation of the alluvial aquifer in Pyrgos area was done using Flowpath software. The results were very satisfying regarding both the simulation of the piezometrical surface and the reliable hydrogeological balance. According to this, 15% of the aquifer water derives from lateral leakage from Alfios River, while 85% derives from infiltration of the rainwater during the winter period and irrigation water during the summer period. The drainage channels play a very important role in the area as they lead 85% of the groundwater to the sea and the rest 15% is underground runoff towards the sea. Additionally, the prediction of the aquifer’s piezometrical surface and balance in case stresses change, was checked by the use of the Flowpath. In the study area the aquifer is constantly recharged throughout the year even during the summer due to the water use for irrigation. So the scenario that was checked, was that of heavy rainfall and the hydrological balance was checked for the new stress period. According to the results, 18% of the aquifer water derives from lateral leakage from Alfios River, while 82% derives from infiltration of the rainwater during the winter period and irrigation water during the summer period. Another hypothesis, is of simulating the aquifer before the drainage of the Mouria Lake that took place in 1960 ‘s. Results show that the role of drainage channels is significant for the study area as in the past decades before the drainage of the Mouria Lake the groundwater level was 2 meters higher. According to the hydrogeological balance, the lateral leakage from the Alfios River is decreased 10% in relation to the present situation. Ion–exchange phenomena are taking place in the alluvial aquifer of Pyrgos, due to seawater intrusion towards the inner land. This takes place especially in a zone parallel to the sea shore extending from the former Mouria Lake to Alfios River. Moreover, dedolomitization and pyrite oxidation are taking place in the aquifer, whereas high concentrations of ammonia is attributed to anthropogenic contamination. These phenomena were confirmed also by the factor analysis applied to the major and trace element contents. As regards the chemical composition of the drainage channels, the high concentrations of elements, especially in the coastal zone, are attributed not only to seawater intrusion but also to anthropogenic contamination. The maximum values of major and trace elements show that channel water is inappropriate for any use, as house and fabric waste usually are found in those channels thus enriching water with heavy metals. In the frame of the PENED project, the project team designed and constructed a lake in a 0.5-ha large area, in the eastern part of the drained Mouria lake. The rainwater that flooded the new lake became saline during its 3-month interaction with the clay sediments that dominate in the area. High concentrations of iron and manganese in water samples from the confined aquifer in the Pyrgos area are the main reason for their inappropriateness. The domination of reducing conditions in a big part of the aquifer favors the existence of those elements. The hydrochemical research in the samples of the confined aquifer in Vounargo Formation showed that there is a quick recharge in relation to the confined aquifer in Pyrgos area and their recharge is from the north and east part of the study area. The presence of H2S along with the high concentrations of NH4+ and B, are attributed to possible mixing with thermal waters that are found deeper and come upwards through faults. In the Staphylia Basin and especially along the Vounargo–Katakolo fault zone, the existence of waters with special characteristics was studied, like high sodium concentrations, methane release etc. High CO2 and Rn concentrations in groundwaters are attributed to the thermal waters and their existence near the Vounargo fault zone. The thermal waters in the area are possibly connected to the infiltration of meteoric water in great depths via large tectonic discontinuities. At great depths the water contacts the evaporites and enriches in sulfate ions that reduce to sulphuretted hydrogen, due to the reducing conditions. The uplift of the thermal water towards the surface is done through rock discontinuities, while it mixes with water bodies of upper layers, resulting in the decrease of its temperature, but at the same time causing changes in the hydrochemical type of the upper aquifers. The DRASTIC method was applied in the Pyrgos area and led to the development of the intrinsic vulnerability model of the alluvial aquifer, based on contaminants injected to the land surface. The modification of the initial methodology as regards the parameter values and the weight factors resulted in satisfying correlation between the intrinsic vulnerability and the concentration of total nitrogen.

Στα πλαίσια της παρούσας μεταπτυχιακής εργασίας μελετώνται οι υδρογεωλογικές και υδροχημικές συνθήκες που επικρατούν στην ευρύτερη περιοχή του Αιγίου, με έμφαση στη μελέτη του προσχωματικού υδροφόρου της περιοχής. Η περιοχή έρευνας έχει ως γεωλογικό υπόβαθρο τους σχηματισμούς της ζώνης της Πίνδου, ενώ το πεδινό και ημιορεινό της τμήμα είναι πληρωμένο από Πλειο-Πλειστοκαινικά και Ολοκαινικά ιζήματα. Τα Πλειο-Πλειστοκαινικά ιζήματα της περιοχής που αποτελούνται από πακέτα στρωμάτων που έχουν ταπεινωθεί από τα ρήγματα αποτελούν έναν ενιαίο υδροφόρο από επάλληλα στρώματα με μεταβαλλόμενη διαπερατότητα. Υπέρκεινται ενός καρστικού υδροφόρου ορίζοντα που φιλοξενείται σε σχηματισμούς που έχουν κατακερματιστεί και στραφεί από τα κανονικά ρήγματα. Οι δυο αυτοί υδροφόροι αποτελούν και τα κύρια υδροφόρα στρώματα της περιοχής. Τα υπόγεια νερά της περιοχής ομαδοποιούνται σε τρείς κύριους υδροχημικούς τύπους (Ca-HCO3, Ca-HCO3-SO4 και Na-HCO3). Ως προς την ποιότητά τους, κατά τόπους φαίνονται εμπλουτισμένα σε ενώσεις του αζώτου, σε ιόντα φθορίου και σε συγκεκριμένα ιχνοστοιχεία όπως ο ψευδάργυρος, ο μόλυβδος και το μαγγάνιο. Από την αξιολόγηση των αποτελεσμάτων πειραμάτων έκπλυσης και ορυκτολογικών προσδιορισμών, που αφορούν στην επίδραση που έχει η χημική σύσταση των ιζημάτων στην σύσταση του υπόγειου νερού, διαπιστώνεται ότι ο εμπλουτισμός των νερών της περιοχής των Νεραντζιών σε φθόριο πιθανά οφείλεται στην εμφάνιση λιγνιτικών οριζόντων της περιοχής. Με τη χρήση των ισοτόπων οξυγόνου και υδρογόνου διαπιστώνεται ότι το νερό του ελεύθερου υδροφόρου με μικρές αποκλίσεις προέρχεται από το μετεωρικό νερό της περιοχής. Επιπλέον από την μέτρηση του διαλελυμένου 220Rn στο νερό προέκυψε ότι τα αέρια αυτά στην περιοχή έρευνας, είναι δυνατόν να αποτελέσουν ιχνηλάτες των ενεργών ρηγμάτων της περιοχής. / In the frame of the present thesis the hydrogeological and hydrochemical conditions that prevail in the broader Aigion region are analyzed and interpreted. The study emphasizes in the unconfined aquifer of Plio-Pleistocene sediments. The geological background of the research area consists of the carbonate rocks and the flysch of the Olonos Pindos zone, whereas at the lower parts these formations are overlain with Plio-Pleistocene sediments as well as Holocene fluvial deposits. The study area hosts two major aquifers, one of Plio-Pleistocene sediments consisting of subsided blocks formed by tectonic activity, forming a uniform, unconfined aquifer with diverse permeability. These formations are underlain by a karstic aquifer which is faulted and rotated by normal faults. Groundwaters of the region can be grouped in three main hydrochemical types (Ca-HCO3, Ca-HCO3-SO4 and Na-HCO3). Concerning their quality it is shown that they are enriched in nitrogen compounds and fluorine, as well in certain trace elements, such as Pb, Zn, Mn. The results from the leaching experiments and mineralogical determination, concerning the effect of the chemical composition of sediments in the groundwater chemistry indicate that there is a possible enrichment of fluorine in Neratzies aquifer due to lignite outcrops in this region. The relationship between meteoric and underground water was investigated by the use of δD and δ18O isotopes. It is concluded that the water is mainly of meteoric origin. Moreover by the measurement of diluted 220Rn in water it is suggested that, these in the research area can be used as pathfinders of active cracks and faults.

Η περιοχή που μελετήθηκε βρίσκεται στην δυτική πελλοπόνησο και συγκεκριμένα δυτικά του νομού Ηλείας και αφορά την λεκάνη του Ενιπέα. Ο Ενιπέας είναι παραπόταμος του Αλφειού. Η έκταση κυμαίνεται περίπου στα 65 km² και πρόκειται για μια αγροτική περιοχή. Στόχος της εργασίας αυτής είναι η μελέτη των υδροφόρων οριζόντων της περιοχής καθώς και η ανάλυση της ποιότητας του νερού των υδροφόρων στρωμάτων. Γί αυτό το λόγο περιγράφονται οι γεωλογικοί και τεκτονικοί σχηματισμοί, ενώ στην συνέχεια αναλύεται η υδρολογιά και υδρογεωλογία της περιοχής με τους αντίστοιχους βροχομετρικούς χάρτες και προς το τέλος εξάγονται συμπεράσματα σχετικά με την ποιότητα του νερού ύστερα απο συλλογή δειγμάτων και αναλυσή τους. / --

Orientador : Eduardo Salamuni / Co-orientador : Sidnei Pires Rostirolla / Dissertaçao (mestrado) - Universidade Federal do Paraná / Resumo: A área de estudo abrange o município de Curitiba (PR) e parte dos municípios circunvizinhos englobando geologicamente o embasamento da Bacia Sedimentar de Curitiba (Complexo Atuba). O objetivo central desta pesquisa e apontar parâmetros que possam indicar a favorabilidade na exploração de água subterrânea no aquífero fraturado da bacia caracterizado pelo embasamento. Para tanto foram utilizadas técnicas de analise estrutural tendo por base dados da tectônica e da morfotectonica local. Como ferramentas de modelagem foram aplicadas a estatística clássica, a geoestatistica e Sistemas de Informações Geográficas (SIG's). Estudos anteriores realizados por outros pesquisadores indicam que o aquífero fraturado em questão e condicionado por domínios estruturais que integram grandes sistemas estruturais regionais, estudados através da analise da deformação ruptil, que engloba a definição dos mecanismos estruturais cinemáticos e dinâmicos da trama de fraturas da região de Curitiba e arredores. Neste sentido foi dada ênfase a analise estrutural dos diferentes conjuntos e famílias de fraturas encontradas principalmente em rochas do embasamento. As observações em campo indicam a existência de padrões estruturais aos quais estão associados sistemas de cisalhamento rupteis abertos que servem de condutos preferenciais para a circulação da água subterrânea. As informações obtidas foram organizadas dentro de banco de dados georeferenciados de forma a serem tratadas e analisadas adequadamente pela confecção de diagramas de rosetas e projeções estereográficas através de softwares apropriados. As descontinuidades por onde ha maior fluxo da água subterrânea e consequentemente indicam as áreas de maior potencial no aquífero são aquelas de direção N-S, NESW e NW-SE, sendo este potencial ainda maior na conexão destas estruturas. Paralelamente ao uso do SIG, a criação de Modelos Digitais de Relevo (MDR's) permitiu investigar feições geomorfológicas na área de estudo, com ênfase no traçado dos lineamentos estruturais e o traçado automático da rede de drenagens, utilizando e adaptando funções avançadas do software ArcView GIS 3.2R. A identificação e reclassificação dos traços de fraturas são importantes para definir as propriedades e características que possibilitam a circulação de água subterrânea. Alem disso, foi atualizado e reorganizado o banco de dados hidrogeologicos contendo informações referentes a 1297 poços tubulares profundos no município de Curitiba e arredores, perfurados entre o período de 1950 ate o ano de 2001. Posteriormente, com a modelagem geoestatistica buscou-se encontrar um modelo que melhor se ajustasse aos valores de vazões de 459 casos para então aplicar o método convencional da krigagem, resultando em importantes referenciais nas analises integradas na pesquisa. Finalmente, com o SIG, foi possível realizar o cruzamento das analises estruturais e analises espaciais, contendo a localização dos poços tubulares profundos, resultando em informações preliminares que apontam uma relação entre locais onde ha altas vazões e grandes alinhamentos estruturais de direção N-S, o que indica que estas estruturas geológicas servem como condutos para o fluxo de água subterrânea. / Abstract: The study focused on the Atuba Complex, basement of Curitiba Sedimentary Basin, located at the city of Curitiba (PR) and partially the neighboring cities. The main objective is to point out parameters which can be indicative of the most favorable characteristics for the exploration of groundwater in the basement fractured aquifer. The methodology included structural analysis, based on local tectonic and morphotectonic data. Geostatistical Methods and functions of Geographic Information Systems (GIS) were applied as modeling tools. Previous studies indicated that the basement fractured aquifer is conditioned by structural domains which are part of the greatest regional structural systems. The analysis of the brittle deformation in these systems included the definition of cinematic and dynamic mechanisms, responsible for the presence of fractured aquifer in Curitiba and neighborhood. As a result, the emphasis of the study was the structural analysis of different fractures sets and families, observed mainly in basement rocks. The field data indicated the existence of structural patterns associated to open brittle shear systems which are preferable paths for the circulation of groundwater. These data were organized in a spatial database that provided a readily data access for the subsequent structural analysis with appropriate software. Especially elaboration of rose and stereographic diagrams were used to evaluate and interpret the recorded data. The result shows, among others, that the discontinuities N-S, N20- 30E/SW and N10-20W/SE conduct the highest flow of water and consequently represent the highest potential areas of the aquifer. The aquifer potential is even higher at the connection of these structures. The parallel generated raster based Digital Terrain Model (DTM) was set in to investigate the morphologic nature of the study area and particularly to trace structural lineaments and drainage automatically using advanced and adapted functions of ArcView GIS 3.2R. This spatial Identification of relevant lineaments and their reclassification as fracture traces are basically for the definition of proprieties related to the groundwater circulation. Within the scope of the study, the hydrogeological data base were rebuilt and updated, actually including information of 1297 deep wells of Curitiba and neighborhood, which were drilled between the years of 1950 and 2001. A geostatistic model of the flow rate of 459 wells was developed to examine the applicability of conventional geostatistical methods like kriging as an important reference for the integrated analysis in this research. Finally, within the GIS, it was possible to intersect the results of the structural and spatial analysis with wells locations and consequently to find out the preliminary relation between the highest flow rates and great N-S structural alignments. These geological structures can be considered as paths for groundwater circulation.