Η προτεινόμενη έρευνα αποσκοπεί στην μελέτη των περιβαλλοντικών παραμέτρων του υδατικού αποδέκτη (Πατραϊκού Κόλπου) των επεξεργασμένων αστικών λυμάτων της πόλης των Πατρών. Η μελέτη περιλαμβάνει την ανάλυση και σύνθεση των εξής φυσικών και χημικών παραμέτρων του θαλασσινού νερού : 1) θερμοκρασία, 2) αλατότητα, 3) διαλυμένο οξυγόνο, 4) φωσφορικά/νιτρικά άλατα, 5) αιωρούμενο υλικό και 6) θαλάσσια ρεύματα. Οι παράμετροι αυτοί θα μετρηθούν σε συγκεκριμένο σημείο γύρω από το στόμιο του υποθαλάσσιου αγωγού. Μετά την ανάλυση των στοιχείων θα γίνει προσπάθεια να εξετασθεί η διάχυση των αποβλήτων στο θαλάσσιο χώρο με την βοήθεια αριθμητικού ομοιώματος. / -

Στην παρούσα έρευνα αναπτύχθηκε μια γρήγορη μεθοδολογία για την ποσοτικοποίηση των αλιευτικών ιχνών από ηχογραφίες ηχοβολιστή πλευρικής σάρωσης. Πεδίο έρευνας ήταν δυο γειτονικές περιοχές, ενός αλιευτικού πεδίου μηχανοτρατών πυθμένα με υδραετούς («πόρτες») στον Πατραϊκό κόλπο. Οι υψηλής ανάλυσης ηχογραφίες αποκάλυψαν αλιευτικά ίχνη στον πυθμένα από τη σύρση των «πορτών» του αλιευτικού εξοπλισμού και υβώματα βιογενούς προέλευσης (biogenic mounds). Η περιοχή έρευνας ταξινομήθηκε σε επιμέρους περιοχές με βάση τους ακουστικούς τύπους που προέκυψαν από την ερμηνεία των ηχογραφιών. Η στατιστική ανάλυση των αλιευτικών ιχνών περιέλαβε τον υπολογισμό: 1) πυκνοτήτων ανά μονάδα επιφανείας, 2) μέσων διευθύνσεων ανά μονάδα επιφανείας, 3) συνολικής μέσης διεύθυνσης, και 4) συνολικού μήκους. Χρησιμοποιήθηκαν τα λογισμικά ArcMap® και Matlab®. Τα αποτελέσματα αποκαλύπτουν την ύπαρξη έντονης αλιευτικής δραστηριότητας στη περιοχή έρευνας, η οποία φαίνεται να ελέγχεται από την βυθομετρία και την παρουσία των βιογενών υβωμάτων. / This study suggests a promising, reliable and rapid methodology for the quantification of trawl marks from sidescan sonar records. Two adjacent sites were surveyed, from an otter trawl fishing ground in the Gulf of Patras. The high resolution sidescan sonar records revealled trawl marks made by the doors of the otter trawls as well as biogenic mounds. The study area was classified on the basis of the acoustic types resulted from the interpretation of the sidescan records. The statistical analysis of the trawl marks included the calculation of: 1) densities per surface block 2) mean directions per surface block, 3) total mean direction and 4) total length. ArcMap® and Matlab® softwares were used. The results reveal the existence of intensive fishing activity, which seems to be controled by the bathymetry and the presence of biogenic mounds.

Στην παρούσα εργασία πραγματοποιείται οικολογική αξιολόγηση των εκβολικών οικοσυστημάτων των ποταμών Εύηνου και Πείρου που εκβάλλουν στον Πατραϊκό κόλπο. Αποτελούν συνδυασμό χερσαίων και υγροτοπικών περιοχών με σημαντική οικολογική αξία και λειτουργίες. Ο Εύηνος σχηματίζει τυπικό δέλτα σε αντίθεση με τον Πείρο, στην περιοχή εκβολής του οποίου οι συνθήκες δεν ευνοούν μια τέτοια διαδικασία. Στόχοι της μελέτης ήταν: η καταγραφή και χαρτογράφηση των τύπων οικοτόπων στις επιμέρους περιοχές με τη χρήση των GIS, η μελέτη των ανθρωπογενών δραστηριοτήτων και των επιπτώσεών τους στη δομή των οικοτόπων, η εκτίμηση της κατάστασης τους με τη βοήθεια δεικτών οικολογικής αξιολόγησης και τελικά, η ανάπτυξη κατάλληλου διαχειριστικού σχεδίου. Για την πραγματοποίηση της εργασίας αυτής προηγήθηκαν επισκέψεις και στα δύο εκβολικά οικοσυστήματα, φωτογραφήσεις, καθώς και συλλογή και προσδιορισμός φυτικού υλικού από τους κυριότερους τύπους βλάστησης. Για την αναγνώριση των τύπων οικοτόπων χρησιμοποιήθηκε ο Τεχνικός Οδηγός Χαρτογράφησης του δικτύου NATURA 2000. Για την εκτίμηση της οικολογικής κατάστασης των εξεταζόμενων περιοχών εφαρμόστηκαν τα κριτήρια της ποικιλότητας, φυσικότητας, σπανιότητας, απειλής και δυνατότητας αποκατάστασης στο επίπεδο των οικοτόπων και των συνδυασμών τους σύμφωνα με την Οδηγία 92/43/ΕΟΚ. Επιπλέον, εφαρμόστηκε η ανάλυση DPSIR σε επίπεδο λεκάνης απορροής των υπό μελέτη ποταμών, με έμφαση στα εκβολικά τους συστήματα, με τη χρήση 45 δεικτών. Οι τύποι οικοτόπων, η αξιολόγηση με βάση τα κριτήρια και οι πιέσεις-επιπτώσεις σε κάθε περιοχή μελέτης οπτικοποιήθηκαν σε ψηφιακούς χάρτες με τη χρήση των GIS. Καταγράφηκαν 322 taxa στο δέλτα του Εύηνου και 225 taxa στις εκβολές του Πείρου, εκ των οποίων τα 112 είναι κοινά μεταξύ των περιοχών μελέτης. Πραγματοποιήθηκε περιγραφή και χαρτογράφηση 22 φυσικών και 3 ανθρωπογενών τύπων οικοτόπων. Οι κυριότερες αλλοιώσεις που καταγράφηκαν ως αποτέλεσμα της μακροχρόνιας ανθρώπινης παρουσίας είναι: η έντονη διάβρωση και οπισθοχώρηση της ακτογραμμής, η επέκταση των καλλιεργούμενων εκτάσεων εις βάρος των φυσικών και η έντονη ρύπανση των υδάτων. Από την αξιολόγηση προέκυψε ότι οι οικότοποι στις δύο περιοχές βρίσκονται σε μια μέτρια έως καλή κατάσταση διατήρησης, με την περιοχή του Εύηνου να λαμβάνει την υψηλότερη βαθμολογία ως προς τα κριτήρια. Το πλαίσιο DPSIR ανέλυσε την επικρατούσα κατάσταση και ανέδειξε τη σοβαρή υποβάθμιση που υφίστανται τα εκβολικά συστήματα. Συμπερασματικά, τα GIS αποτέλεσαν ένα σημαντικό διαχειριστικό εργαλείο, καθώς επιτρέπουν τη συνεχή καταγραφή των διαχρονικών αλλαγών και την εκτίμηση του βαθμού αλλοίωσης των δύο εκβολικών οικοσυστημάτων με σκοπό τη διατήρηση και την προστασία τους. / In the present study an ecological evaluation of the estuary ecosystems of the rivers Evinos and Piros flowing into the Gulf of Patras was carried out. They constitute a combination of terrestrial and wetland areas with significant ecological value and functions. Evinos forms a typical delta unlike Piros, in the estuarine region of which the conditions do not favor such a process. The objectives of the study were: the recording and mapping of habitat types in each area with the use of GIS, the study of human activities and their impact on the structure of habitats, the assessment of their state with the use of indicators of ecological value and finally, the development of an appropriate management plan. For the accomplishment of this study visits to both estuarine ecosystems, photography and collection and identification of the plant material from the main vegetation types was performed. For the identification of habitat types the Technical Guide for Mapping of the network NATURA 2000 was used. To assess the ecological status of the areas concerned the criteria of diversity, naturalness, rarity, threat and replaceability were applied, at the level of habitats and their combinations, according to the Directive 92/43/EEC. Moreover, the DPSIR analysis was applied at the basin level of the studied rivers, with emphasis on their estuarine systems. The habitat types, the evaluation based on the criteria and the pressures-impacts on each of the studied areas were visualized into digital maps using GIS. 322 taxa were recorded for the Evinos delta and 225 for the mouth of Piros, of which 112 are common among the study areas. Description and mapping of 22 natural and 3 anthropogenic habitat types was carried out. The main alterations that were recorded as a result of long-term human presence are: the intense erosion and retreat of the coastline, the expansion of cultivated land at the expense of natural one and the strong water pollution. Assessment revealed that the habitats in both regions are at a moderate to good conservation status, with the area of Evinos receiving the highest rating concerning the above criteria. The DPSIR framework analysed the present state and highlighted the serious degradation that occurs in estuaries. In conclusion, the GIS are an important management tool, as they allow the continuous recording of the diachronic changes and the evaluation of the degree of deterioration of both estuary ecosystems in order to conserve and protect them.

Ο Πατραϊκός Κόλπος βρίσκεται στη Δυτική Ελλάδα μεταξύ Στερεάς Ελλάδας και Πελοποννήσου. Είναι ένας σχετικά αβαθής θαλάσσιος κόλπος που συνδέει το βαθύ Κορινθιακό Κόλπο με το Ιόνιο Πέλαγος. Η περιοχή μελέτης εκτείνεται από την παραλία της Καλόγριας, Δ. Λαρισσού, μέχρι το Ακταίο του Δήμου Ρίου. Πραγματοποιηθήκαν 2 εποχικές δειγματοληψίες, για τη συλλογή θαλάσσιου νερού, μια χειμερινή το Μάρτιο του 2009 και μία θερινή το Σεπτέμβριο του ίδιου έτους. Εμβόλιμα έγινε δειγματοληψία λίγο μετά από ατύχημα πετρελαιοκηλίδας στο λιμάνι της Πάτρας. Στην εργασία αυτή με μία τροποποίηση της μεθόδου MARPOLMON-P, μετρήθηκε η εκπομπή φθορισμού των δειγμάτων μετά από την εκχύλιση τους με εξάνιο και διερευνήθηκε η παρουσία και η συγκέντρωση πετρελαϊκών ενώσεων καθώς και η διασπορά των πετρελαιοειδών στις παράκτιες περιοχές του Πατραϊκού Κόλπου. Σε κάθε δείγμα μετρήθηκαν φυσικές παράμετροι όπως η θερμοκρασία, το pH, η ηλεκτρική αγωγιμότητα και η θολερότητα του θαλάσσιου νερού. Η σύσταση των δειγμάτων της δεύτερης δειγματοληψίας διερευνήθηκε με τη χρήση GC-MS για τον εντοπισμό της πηγής των πετρελαϊκών ρύπων. Τα αποτελέσματα των δύο κύριων δειγματοληψιών παρουσίασαν μεγάλες διακυμάνσεις στη συγκέντρωση αλλά και στην κατανομή των πετρελαϊκών υδρογονανθράκων, με τα εύρη των τιμών των συγκεντρώσεων να κυμαίνονται για τη χειμερινή από 0 – 290 μg/L ισοδύναμων μονάδων χρυσενίου (Λιμάνι Προβλήτα Αγ. Νικολάου) και για τη θερινή δειγματοληψία από 0- 56 μg/L μονάδων χρυσενίου (Μαρίνα Τερψιθέας). Η κατανομή και η διασπορά των πετρελαιοειδών φαίνεται να επηρεάζεται άμεσα από τη διεύθυνση και ταχύτητα των κυμάτων και του επικρατούντος άνεμου στις περιοχές δειγματοληψίας, αλλά και από την ωκεανογραφική συμπεριφορά του Πατραϊκού Κόλπου. Στην ανάλυση GC/MS βρέθηκε μεγάλη αναλογία αλκάνιων σε όλα τα δείγματα, ενώ σε κάποια από αυτά βρέθηκαν πολυκυκλικοί αρωματικοί υδρογονάνθρακες και αλκένια, παράγωγα του πετρελαίου και των καυσίμων. Άλλες οργανικές ενώσεις όπως φθαλικοί εστέρες, σουλφίδια, αλκοόλες κ.α., ανιχνεύτηκαν σε χαμηλές συνήθως συγκεντρώσεις και πιθανόν προέρχονται από ρυπογόνες χερσαίες πηγές (επιφανειακή απορροή, αστικά και βιομηχανικά λύματα κ.α.). / The Gulf of Patras located between Continental Greece and Peloponnesus, in West Greece. The Gulf of Patras is relatively shallow and connects the deep Gulf of Corinth with Ionian Open Sea. The experimental area of our study extends from the beach of Kalogria, department of Municipality of Larissos, to Aktaion, department of Municipality of Rion. Two samplings, one in March of 2009 and one in September of the same year, were carried out in order to get sea water samples. After the occurrence of an oil slick accident in the port of Patras, an interstitial sampling was carried out. In this study, MARPOLMON-P method partially modified was used, in order to estimate the fluorescence emission of the hexane extracted sea water samples. The presence of Dissolved/Dispersed petroleum hydrocarbons (DDPH) was also investigated as well as their concentration and the distribution of those in the maritime areas of the Gulf of Patras. In every sample, physical parameters such as temperature, pH, electrical conductivity and turbidity of sea water were estimated. The identification of various substances within the samples of the second sampling (September of 2009) was conducted with GC-MS method, in order to find out the source of oil pollution. Considering our results of the two main samplings we found out that there were important ranges in concentration as well as in distribution of DDPH. At first sampling the range of values was between 0 to 290 μg/L of chrysene equivalents (Port of St. Nikolaos) and at second sampling was between 0 to 56 μg/L of chrysene equivalents (Port of Marina Terpsithea). The results showed that wave’s direction and speed, wind speed and oceanographical status of Gulf of Patras affected by the distribution and dispersion of petroleum hydrocarbons. During the GC/MS analysis high content of alkanes in all collected samples was identified, while some of them contained polycyclic aromatic hydrocarbons and alkenes, such as products of crude oil and mineral fuel. Other organic compounds such as pthallic esters, sulphides, alcoholes etc were found in low concentrations. These organic compounds were probably derived from pollutant ground sources (superficial rain flow or dilution drainage, urban and manufacturing wastesreams).

Η παρούσα διπλωματική εργασία περιγράφει την έρευνα της θαλάσσιας γεωφυσικής διασκόπησης η οποία εκτελέστηκε στον Πατραϊκό κόλπο και παρουσιάζει τα αποτελέσματα της ερμηνείας των γεωφυσικών στοιχείων που συλλέχθηκαν με την βοήθεια του τομογράφου υποδομής πυθμένα. Τα στοιχεία συλλέχθηκαν από το Εργαστήριο Θαλάσσιας Γεωλογίας και Φυσικής Ωκεανογραφίας του τμήματος Γεωλογίας του Πανεπιστημίου Πατρών. Η συλλογή, επεξεργασία και ερμηνεία του συνόλου των σεισμικών γραμμών επέτρεψε την χαρτογράφηση των υποθαλάσσιων ρηγμάτων του Πατραϊκού κόλπου. Ο χάρτης με τα υποθαλάσσια ρήγματα αποτελεί έναν τροποποιημένο χάρτη από τον ήδη διαθέσιμο χάρτη ρηγμάτων του Πατραϊκού κόλπου του 1985 από τους Ferentinos et al., 1985. / The present study describes the submarine geophysical survey which was carried out in the Gulf of Patras and presents the results of the geophysical data analysis using a subbottom profiler system. The data were collected by the Laboratory of Marine Geology & Physical Oceanography, department of Geology, University of Patras. A detailed fault map was produced by the data analysis of the collected seismic profiles of the Gulf of Patras. The present fault map is a modified map from a former map that has been produced in a 1985 survey by Ferentinos et al., 1985.

Μελετάται αριθμητικά η υδροδυναμική κυκλοφορία του Πατραϊκού κόλπου. Σκοπό αποτελεί η κατανόηση της τρισδιάστατης δομής της ροής που προκαλείται υπό διάφορες φυσικές φορτίσεις, δηλαδή τον άνεμο, την παλίρροια και τη στρωμάτωση. Η αριθμητική προσομοίωση γίνεται με τον τρισδιάστατο αριθμητικό κώδικας πεπερασμένων όγκων MIKE 3 FM (HD,TR). Η ανεμογενής κυκλοφορία, κατά τους χειμερινούς μήνες οπότε ο κόλπος σύμφωνα με μετρήσεις είναι ομογενής, παρουσιάζει στοιχεία ροής μεγάλης κλίμακας, με επιρροή από τη δύναμη Coriolis, ανάπτυξη στρώματος Ekman και ισχυρά ρεύματα επιστροφής, λίγα μέτρα κάτω από την ελεύθερη επιφάνεια. Ταυτόχρονα, σε περιοχές όπως η θέση του στενού Ρίου-Αντιρρίου η ροή συμπεριφέρεται περισσότερο ως υδραυλική ροή με ταπείνωση της ελεύθερης επιφάνειας και κατακόρυφο προφίλ ταχύτητας, όμοιο με της τυρβώδους ροής Couette. Στην οριζόντια διεύθυνση, η ροή παρουσιάζει έντονα παράκτια ρεύματα και κλίση της ελεύθερης επιφάνειας. Εκτιμάται ότι ο χρόνος ανανέωσης των υδάτων για τον κόλπο θα κυμαίνεται από ένα μήνα έως μία εβδομάδα, ανάλογα με την ένταση του ανέμου. Φαίνεται ότι στα βαθύτερα στρώματα του Πατραϊκού η ανεμογενής ροή δεν επιδρά σημαντικά στην ανανέωση των υδάτων, τα οποία παραμένουν εγκλωβισμένα και επανακυκλοφορούν μεταξύ των δύο εγκάρσιων ραχών που οριοθετούν την λεκάνη του. Τα παλιρροϊκά ρεύματα, τα οποία είναι σημαντικά στον Πατραϊκό, καθορίζουν την κυκλοφορία των υδάτων στο κύριο σώμα του κόλπου και στο στενό Ρίου-Αντιρρίου, ενώ η ανεμογενής ροή είναι καθοριστική κοντά στις ακτές. Η συνδυασμένη δράση ανέμου και παλίρροιας προκαλεί κυκλωνικούς και αντικυκλωνικούς στροβίλους, πλησίον των βορείων και νοτίων ακτών του Πατραϊκού, η φορά των οποίων υπαγορεύεται αποκλειστικά από τα ισχυρά ανεμογενή παράκτια ρεύματα. Η μελέτη της καλοκαιρινής κυκλοφορίας αναδεικνύει σημαντικές διαφορές, σε σύγκριση με την χειμερινή κυκλοφορία των υδάτων στον Πατραϊκό κόλπο. Τα ανεμογενή ρεύματα είναι αμελητέα από τη ζώνη του θερμοκλινούς και κάτω, για τη μέση ένταση ανέμου, ενώ η ένταση της τύρβης περιορίζεται στο επιλίμνιο. Την καλοκαιρινή περίοδο η δράση νοτιοδυτικού ανέμου συνδέεται με την παρουσία αναβλύσεων στις βορειοδυτικές ακτές του όρμου της Ναυπάκτου και στο μέτωπο της λιμνοθάλασσας του Μεσολογγίου. Αναβλύσεις εντοπίζονται και νοτιοδυτικά του Ρίου, μπροστά από την πόλη των Πατρών, για βορειοανατολικούς ανέμους. Στο στενό Ρίου-Αντιρρίου η δράση του ανέμου, αλλά και η παλίρροια οδηγούν στη γένεση εσωτερικών κυμάτων τα οποία προκαλούν κατακόρυφη κυκλοφορία. Κύριο χαρακτηριστικό της κυκλοφορίας των υδάτων στον Πατραϊκό, την καλοκαιρινή περίοδο, είναι ο ισχυρός κυκλωνικός στρόβιλος που παρατηρείται στο κέντρο του κόλπου αναγκάζοντας τα ύδατα σε περιστροφική κίνηση. Με βάση τις αριθμητικές προσομοιώσεις η ύπαρξη ισχυρού κυκλωνικού στροβίλου συνδέεται αποκλειστικά με την παρουσία βορειοανατολικού ανέμου και συγκεκριμένα στη φάση της πλημμυρίδας. Τέλος, με βάση τις αριθμητικές προσομοιώσεις υπολογίζεται το τρισδιάστατο πεδίο ρευμάτων στην ευρύτερη περιοχή του παλαιού και νέου λιμένα Πατρών, καθώς και η διάχυση και μεταφορά των επεξεργασμένων λυμάτων από τον αγωγό της ΔΕΥΑΠ. / The hydrodynamic circulation in the Gulf of Patras, in Western Greece, is studied using three-dimensional numerical simulations. The simulations are performed using the three-dimensional modeling system MIKE 3 FM (HD/TR). The wind-induced circulation is examined in the natural basin of the Gulf of Patras, in which batotropic flow develops, according to field measurements, during the winter months. The simulations show that the wind-induced flow creates strong currents near the coasts, which determine the sense of rotation of the gyres that develop in the Gulf. Strong currents are also created at the Rio-Antirio straits. The wind-induced, barotropic currents do not seem to contribute to the renewal of bottom waters, which recirculate between the two sills. Depending on the speed of the wind forcing the flow, the residence time of the waters in the Gulf of Patras is estimated to range from one month to one week. The tide-induced circulation is important in the Gulf of Patras. Strong, tidal currents have been simulated to develop at the straits of Rio-Antirrio and in the main body of the Gulf, with cyclonic and anticyclonic eddies developing at the northern and southern coasts, respectively. When there is also wind blowing, nearshore gyres develop, the sense of rotation of which is by the wind direction, while in the central part of the Gulf the flow pattern is dictated by the tidal action. Further, the baroclinic wind and tide-induced circulation are studied to investigate the effect of stratification on the structure of the flow. During the summer period the wind-induced flow and the wind generated turbulence driven by winds of medium strength are restricted to the upper layer of the epilimnion, while the strong winds cause tilt and erosion of the thermocline in the central part of the Gulf and generation of internal waves at the straits of Rio-Antirio. Salient features of the summer circulation are the strong upwellings and the central cyclonic gyre which are predicted using numerical simulations. Upwellings occur along the northwesterly portion of the Nafpaktos bay coasts at the westerly part of the Gulf of Corinth, under southwesterly wind, and to the south of Rio cape at the front of the city of Patras, under northeasterly wind. Concerning with the central cyclonic eddy, according to numerical simulations it develops exclusively during the flood tide under the simultaneous action of northeasterly winds. The numerical predictions were validated against satellite images of the surface temperature field determined by NOAA-6 and NOAA-7 which closely confirm the simulation results. Finally, the simulated barotropic and baroclinic flow fields are applied to the calculation of the currents near the port of Patras and to the advection and diffusion of the treated sewage effluents disposed of near the southeasterly coast of the Gulf, near the city of Patras.