Η υποβάθμιση της ποιότητας των υδάτων στην Ευρώπη οδήγησε στην έκδοση της Οδηγίας Πλαίσιο για τα Ύδατα 2000/60/ΕE, σύμφωνα με την οποία τα επιφανειακά ύδατα πρέπει να βρίσκονται σε «καλή οικολογική κατάσταση» έως το 2015. Τα υδρόβια μακρόφυτα αποτελούν ένα από τα τέσσερα βιολογικά ποιοτικά στοιχεία της Οδηγίας, τα οποία συμβάλλουν στην αξιολόγηση της οικολογικής ποιότητας. Η οικολογική κατάσταση εκφράζει την ποιότητα της δομής των υδάτινων οικοσυστημάτων και της λειτουργίας των φυτικών συναθροίσεων. Η εργασία αυτή πραγματοποιήθηκε το 2013 στα πλαίσια της μεταπτυχιακής μου διατριβής και εντάσσεται στην ευρύτερη ερευνητική προσπάθεια του Εργαστηρίου Οικολογίας του Πανεπιστημίου Πατρών, για την αξιολόγηση των ποτάμιων συστημάτων της Ελλάδας. Υλοποιήθηκε σε ποταμούς της Δυτικής Ελλάδας (Αλφειός, Πηνειός, Εύηνος και Νέδα), σε μια προσπάθεια εκτίμησης της περιβαλλοντικής τους κατάστασης σε όλο το μήκος τους, αλλά και το προσδιορισμό τυχών σχέσεων που μπορεί να είχαν μεταξύ τους. Οι δειγματοληψίες πραγματοποιήθηκαν το Καλοκαίρι του 2013 για τη συλλογή μακροφύτων ως βιολογικών δεικτών αλλά και δειγμάτων νερού για τον υπολογισμό φυσικοχημικών δεδομένων σύμφωνα με τα πρότυπα που έχει ορίσει η οδηγία 2000/60. Το πρόγραμμα παρακολούθησης περιλάμβανε: • Καταγραφή στο πεδίο φυσικοχημικών παραμέτρων του νερού, όπως βάθος (m), ταχύτητα ροής (km/h), θερμοκρασία (οC), αγωγιμότητα (mS/cm), διαλυμένο οξυγόνο (mg/l), pH, ολικά διαλυμένα στερεά (mg/l). • Στο εργαστήριο πραγματοποιήθηκαν χημικές αναλύσεις δειγμάτων νερού, οι οποίες περιλαμβάνουν τον υπολογισμό της αλκαλικότητας (mg/l), της συγκέντρωσης των θρεπτικών αλάτων φωσφόρου-SRP(μg/l), ΤP (μg/l), αζώτου- NO2-N (μg/l), NO3-N (μg/l) και ΝΗ4-Ν (μg/l) και ολικού αζώτου (ΤΝ) (μg/l). • Στο πεδίο συλλέχτηκαν ποσοτικά και ποιοτικά δεδομένα που αφορούν τη δομή των μακροφυτικών κοινωνιών, καθώς και τη χωρική διακύμανση της κατανομής και της ανάπτυξης των μακροφύτων. Για τις εργασίες πεδίου χρησιμοποιήθηκαν φορητά πολυπαραμετρικά όργανα, δειγματολήπτες νερού, ενώ για τις χημικές αναλύσεις φασματοφωτόμετρο και αναλυτές ολικού αζώτου της Shimadzu στο Εργαστήριο. Επίσης καταγράφηκαν οι ανθρωπογενείς πιέσεις που ασκούνται στη λεκάνη απορροής των ποταμών, οι τροποποιήσεις της φυσικής μορφολογίας τους, οι χρήσεις γης καθώς και οι ανθρωπογενείς δραστηριότητες στην περιοχή. Κατά την επεξεργασία των δεδομένων στο εργαστήριο πραγματοποιήθηκε ανάλυση των πιέσεων της περιοχής μελέτης με τη χρήση του πλαισίου DPSIR σύμφωνα με το οποίο εντοπίστηκαν και αξιολογήθηκαν οι πιέσεις που δημιουργούν τις σημαντικότερες επιπτώσεις στις λεκάνες απορροής. Αποτέλεσμα της μεθόδου ήταν πως η εκτεταμένη γεωργία είναι αυτή που δημιουργεί τις μεγαλύτερες επιπτώσεις στον κάτω ρου των ποταμών ενώ τα λιγνιτοεργοστάσια της Μεγαλόπολης επιβαρύνουν σε πολύ σημαντικό βαθμό τον Αλφειό στο σύνολό του. Από τη στατιστική επεξεργασία έγινε μια προσπάθεια ομαδοποίησης των σταθμών δειγματοληψίας ανάλογα με την ομοιότητά τους σε βιοτικούς και αβιοτικούς παράγοντες με τη χρήση της Ανάλυσης Ιεραρχικής Ομαδοποίησης (Cluster analysis). Από τη συγκεκριμένη ανάλυση προέκυψε μεγάλη ομοιότητα του κάτω ρου των ποταμών και σαφής διαφοροποίηση του άνω ρου του Αλφειού εξαιτίας του εργοστασίου της Δ.Ε.Η στη Μεγαλόπολη. Στη συνέχεια με τη χρήση της Ανάλυσης Κυρίων Συνιστωσών (PCA) και της Ανάλυσης Κανονικών Αντιστοιχιών (CCA) πραγματοποιήθηκε συσχετισμός των βιοτικών και αβιοτικών παραμέτρων των περιοχών μελέτης. Τέλος χρησιμοποιήθηκε ο δείκτης με υδρόβια μακρόφυτα IBMR (Macrophytes Biological Index for Rivers) για την εκτίμηση της οικολογικής ποιότητας των ποταμών. Από τα αποτελέσματα προέκυψε πως οι ποταμοί της Δυτικής Ελλάδας παρουσιάζουν μειωμένη παραγωγικότητα σε υδρόβια μακρόφυτα τόσο λόγω της επιβάρυνσης των ποταμών όσο και εξαιτίας της μεγάλης ταχύτητας ροής του νερού που δεν επιτρέπει την ανάπτυξη μακροφύτων στην κοίτη και τα κράσπεδα των ποταμών. Εν κατακλείδι η παρούσα μελέτη πραγματοποιήθηκε στα πλαίσια της Οικολογικής Αξιολόγησης των Υδάτινων Συστημάτων της Ελλάδας και κατάφερε να πετύχει του στόχους οι οποίοι είχαν τεθεί. Αποτέλεσε ένα σημαντικό διαχειριστικό εργαλείο καθώς έθεσε τις βάσεις για ένα ολοκληρωμένο δίκτυο παρακολούθησης των ποταμών της Δυτικής Ελλάδας. Εκτίμησε την οικολογική αλλά και τη χημική κατάσταση των οικοσυστημάτων όπως επίσης και τις πιέσεις στις οποίες υφίστανται αλλά και τις επιπτώσεις που προκαλούνται από αυτές. Τέλος αποτελεί έναυσμα για περαιτέρω παρακολούθηση των περιοχών αυτών αλλά και εκτίμηση της οικολογικής κατάστασής τους μακροπρόθεσμα. / The degradation of water quality in Europe has forced the European Parliament to adopt the Water Framework Directive 2000/60/EC which insists that EU member states achieve "good ecological status" of surface waters by 2015. Aquatic macrophytes are one of the four biological quality elements of the Directive, for the assessment of ecological quality. The ecological status represents the quality of the structure of aquatic ecosystems and the function of plant assemblages. The present inquiry was carried out in 2013 for my master thesis and is part of the research of the Laboratory of Ecology of the University of Patras for the evaluation of river systems in Greece. The purpose of the present study was to estimate the environmental status of the rivers of Western Greece (Alfeios, Pineios, Evinos, Neda) and to correlate their condition. During summer 2013, sampling was performed to collect macrophytes as biological indicators and water samples to calculate physicochemical data according to the standards of Directive 2000/60. The monitoring included: • Recording of physicochemical parameters of water, such as depth (m), flow velocity (km/h), temperature (oC), conductivity (mS/cm), dissolved oxygen (μg/l), pH and total dissolved solids (μg/l). • Chemical analysis of water samples in the lab, which include measurement of alkalinity (μg/l) and concentration of nutrients phosphorus-SRP (μg/l), total phosphorus TP (μg/l), nitrogen-NO2-N, NO3-N and NH4-N (μg/l) and total nitrogen (TN). • Collection of qualitative and quantitative data in the field concerning the structure of the macrophytic societies and the spatial variation of their distribution and development. For the field study, portable multiparameter devices and water samplers were used, whereas for the chemical analysis in the lab, spectrophotometer and Shimadzu total nitrogen analyzer were used. In addition, human pressure on drainage basin of the rivers, the changes to natural topography, the land use and the human activities in the region were recorded. For the data analysis and interpretation, DPSIR was used to analyze the pressures in the study area and evaluate which ones interfere more in the river basins. The results demonstrated that extensive agriculture cause the greatest damage in the lower course of the rivers and the lignite power plants of Megalopoli pollute river Alfeios. Moreover, cluster analysis was used to group the water samples regarding their resemblance in biotic and abiotic factors. The results indicate great similarity of the lower courses of the rivers and differentiate the upper course of Alfeios because of the presence of power station in Megalopoli. Principal component analysis (PCA) and canonical correlation analysis (CCA) were performed to correlate the biotic and abiotic factors of the study area. IBMR (Macrophytes Biological Index for Rivers) was also used to evaluate the ecological status of the rivers. The results show that the rivers of Western Greece present a low output in macrophytes because of the pollution of the rivers and the high speed flow of water that prevents the development of macrophytes in riverbed and river side curb. To sum up, the present study was conducted for the Ecological Evaluation of Aquatic ecosystems in Greece and succeeded the goals. It has been a management tool to set the basis for a network to monitor the rivers of Western Greece. It has accessed the ecological and chemical status of ecosystems, as well as the pressures that exist and the effects caused by them. Finally, it has been a trigger for further monitoring of these areas and assessment of the ecological status in the long term.

Η παρούσα εργασία πραγματοποιήθηκε στον Τομέα Γενικής Θαλάσσιας Γεωλογίας και Γεωδυναμικής του Τμήματος Γεωλογίας του Πανεπιστημίου Πατρών. Στο πλαίσιο αυτής, μελετήθηκε ο κάτω ρους του Αλφειού ποταμού και η μορφολογική του εξέλιξη, σε συνδυασμό με τις ανθρώπινες παρεμβάσεις. Σκοπός της εργασίας αυτής είναι η παρουσίαση, η ανάλυση, ο σχολιασμός και η αξιολόγηση των αλλαγών στο που έχει υποστεί ο κάτω ρους του ποταμού. Η εν λόγω περιοχή παρουσιάζει αξιόλογο ενδιαφέρον λόγω των ιδιαίτερων και σύνθετων μορφοκλιματικών συνθηκών που επικρατούν, των τεχνικών έργων της περιοχής και γενικά των επιδράσεων που είναι αποτέλεσμα κυρίως της ολοένα και αυξανόμενης ανθρώπινης παρέμβασης. / This diploma thesis was conducted at the General Department of Marine Geology and Geodynamics, Department of Geology, University of Patras. As part of this work, it was studied the lower weight of the Alfeios River and the morphological evolution, combined with human intervention. The purpose of this work is the presentation, analysis, commentary and evaluation of changes on the lower watercourse of Alfeios river. This area presents considerable interest because of the special and complex morphocimate conditions,the technical projects in the area and generally the effects which are mainly the result of ever-increasing human intervention.

Έχει διαπιστωθεί ότι η διαχείριση και η προστασία των υδατικών πόρων στον ελληνικό χώρο βρίσκεται σε αρκετά πρώιμο στάδιο. Αν και η Ευρωπαϊκή Ένωση έχει εκδώσει Κοινοτικές Οδηγίες που καλύπτουν την ανάγκες ενός πλαισίου διαχείρισης αυτών από το 2000, η ένταξή τους στην ελληνική πραγματικότητα δεν έχει επιτευχθεί πλήρως μέχρι σήμερα. Ειδικότερα όσον αφορά τους υδατικούς πόρους που κατανέμονται μεταξύ δύο ή και περισσότερων διοικητικών ενοτήτων, η αειφορική διαχείριση και προστασία τους γίνεται ακόμα δυσκολότερη, καθώς στις περισσότερες των περιπτώσεων δεν είναι δυνατή η σύσταση ενιαίου φορέα διαχείρισής τους. Κρίνεται, λοιπόν, αναγκαία η συλλογή και καταγραφή των δραστηριοτήτων που φαίνεται να επηρεάζουν αρνητικά την ποιότητα των υδάτων και του γύρω περιβάλλοντος της περιοχής. Ακόμη, ιδιαίτερα βοηθητική θεωρείται η καταχώρηση αυτών σε ηλεκτρονικές βάσεις δεδομένων, ώστε να είναι ευκολότερη η συλλογική εύρεση και επεξεργασία τους. Σημαντικό μέρος των δεδομένων αυτών (π.χ. πηγές ρύπανσης) διαθέτει και χωρική πληροφορία, με συνέπεια οι βάσεις δεδομένων που θα αναπτυχθούν να ενισχύονται υποχρεωτικά με χωρικές λειτουργίες. Αυτό είναι εφικτό με τη δημιουργία χωρικών βάσεων δεδομένων, οι οποίες μπορούν να αποθηκεύουν, να διαχειρίζονται και να ανακτούν με αποτελεσματικότητα μεγάλο όγκο χωρικής πληροφορίας. Αντικείμενο της παρούσας μεταπτυχιακής εργασίας αποτελεί ο σχεδιασμός και η υλοποίηση ενός συστήματος χωρικής βάσης δεδομένων για τη λεκάνη απορροής του Αλφειού ποταμού, καθώς η συλλογή στοιχείων για τις δραστηριότητες που αναπτύσσονται γύρω από τον ποταμό ανέδειξε σημαντικά προβλήματα ρύπανσης και υποβάθμισης της ποιότητας των υδάτων της περιοχής. Επιδιώκεται η συγκέντρωση, ανάλυση και επεξεργασία όλων των χαρακτηριστικών της περιοχής που επηρεάζουν αρνητικά τους υδατικούς πόρους και το περιβάλλον αυτής, με στόχο τον υπολογισμό των ρυπαντικών φορτίων που καταλήγουν στον Αλφειό. Στα πρώτα κεφάλαια της εργασίας παρουσιάζεται το νομοθετικό πλαίσιο σχετικά με τη διαχείριση των υδατικών πόρων σε ευρωπαϊκό και εθνικό επίπεδο, καθώς και τα βασικά χαρακτηριστικά της υφιστάμενης κατάστασης της λεκάνης απορροής, τα οποία επηρεάζουν άμεσα ή έμμεσα τους υδατικούς πόρους, καθώς και ποιοι είναι αυτοί. Στη συνέχεια, πραγματοποιείται ο καθορισμός των απαιτήσεων των χρηστών και ο σχεδιασμός της βάσης δεδομένων, όπου παρατίθενται τα δεδομένα που πρόκειται να εισαχθούν στη βάση. Ακολούθως, αναλύονται οι τεχνολογίες το λογισμικό ελεύθερου και ανοιχτού κώδικα και που επιλέχθηκε για τη σύσταση της βάσης. Σε τελικό στάδιο περιγράφεται η διαδικασία υλοποίησης της βάσης και πραγματοποιείται ο υπολογισμός των ρυπαντικών φορτίων αζώτου (Ν), φωσφόρου (Ρ) και οργανικών ενώσεων μέσω της εκτέλεσης πολύπλοκων και σύνθετων ερωτημάτων επί των δεδομένων με χρήση της Γλώσσας Δομικής Αναζήτησης (SQL). / It has been established that the management and protection of water resources in Greece is at a very early stage. Even though the European Union issued EU Directives that cover the needs of such a management framework since 2000, the integration into the Greek reality has not been fully achieved so far. In particular regarding water resources allocated between two or more administrative units, the sustainable management and protection becomes even more difficult, since in most cases a single management structure is unable to be established. Therefore, the collection and recording of activities that seem to adversely affect the quality of the water and the surrounding environment of the region is necessary. Still, particularly auxiliary is the inclusion on electronic databases, so it is easier to find collective and edit them. An important part of such data (e.g. pollution sources) has spatial information, so the databases will be developed in order to be assisted with spatial functions required. This is possible by creating spatial databases that can store, manage and retrieve efficiently large volumes of spatial information. The purpose of this thesis is the design and implementation of a system of a spatial database for the catchment area of the River Alfeios (Alpheus). As the collection of data on the activities developed around the river showed, there are significant problems of pollution and degradation of water quality in the region. It is pursued the collection, analysis and processing of all the features of the area negatively affecting water resources and the environment, in order to estimate pollutant loads, resulting in Alfeios. In the first chapters of the thesis are presented the legislative framework for the management of water resources at European and national level and the basic characteristics of the existing situation in the catchment area, which directly or indirectly affect water resources and what they are. Then, take place the setting of user requirements and the design of the database, in which the data are going to be imported. Next, analyzes the technologies, as well as the free and open source software chosen for the establishment of the base. At the final stage, the implementation process of the base is described and the calculation of pollutant loads of nitrogen (n), phosphorus (p) and organic compounds through the execution of complex and compound queries on data using Structural Query Language (SQL).