11Ινστιτούτο Αλιευτικής Έρευνας, Ελληνικός Γεωργικός Οργανισμός, 64007 Ν. Πέραμος Ινστιτούτο Αλιευτικής Έρευνας, Ελληνικός Γεωργικός Οργανισμός, 64007 Ν. Πέραμος Καβάλας, Καβάλας, nikkami@inlae.grnikkami@inlae.gr

22Εργαστήριο Οικολογικής Μηχανικής & Τεχνολογίας, Τμ. Μηχανικών Περιβάλλοντος, Εργαστήριο Οικολογικής Μηχανικής & Τεχνολογίας, Τμ. Μηχανικών Περιβάλλοντος, Δημοκρίτειο Πανεπιστήμιο Θράκης, 67100 Ξάνθη, Δημοκρίτειο Πανεπιστήμιο Θράκης, 67100 Ξάνθη, wwwwww..envenv..duthduth..grgr//eet eet

ΠΟΙΟΤΙΚΑ ΚΑΙ ΠΟΣΟΤΙΚΑ ΠΟΙΟΤΙΚΑ ΚΑΙ ΠΟΣΟΤΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΤΟΥ ΠΛΟΥΜΙΟΥ ΤΟΥ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΤΟΥ ΠΛΟΥΜΙΟΥ ΤΟΥ

Π. ΝΕΣΤΟΥΠ. ΝΕΣΤΟΥ

Καμίδης ΝΚαμίδης Ν1,21,2., Συλαίος Γ., Συλαίος Γ22. & Τσιχριντζής Β.Α. & Τσιχριντζής Β.Α22..

ΕΙΣΑΓΩΓΗ - ΕκβολέςΕΙΣΑΓΩΓΗ - ΕκβολέςΟικολογική ΑξίαΟικολογική Αξία

Δυναμικά οικοσυστήματα εξαιτίας του συνδυασμού της παλίρροιας με τις απορροές γλυκών υδάτων.

Συντελούνται πλήθος βιολογικών, φυσικών, χημικών και γεωλογικών διεργασιών.

Ρυθμίζουν τις συγκεντρώσεις των θρεπτικών αλάτων και τη στοιχειομετρία τους.

Ενδιάμεσο περιβάλλον μεταξύ των ποτάμιων και θαλασσινών ειδών.

ΕΙΣΑΓΩΓΗ - ΠλούμιοΕΙΣΑΓΩΓΗ - Πλούμιο

Σχηματίζεται από την συνεχή εκροή γλυκών υδάτων στη θάλασσα.

Η κύρια παράμετρος της δημιουργίας τους είναι η διαφορά πυκνότητας μεταξύ των δύο υδάτινων σωμάτων.

Ο τύπος του πλουμίου καθορίζεται από την παράμετρο της φαινόμενης επιτάχυνσης g΄ (Pond and Pickard 1983):

o

ogg

g΄> 0: υπόπυκνοg΄< 0: υπέρπυκνοg΄= 0: ομόπυκνο

g= 9,81 m/s2, ρο η πυκνότητα του θαλασσινού νερού, ρ η πυκνότητα του πλουμίου (kg/m3).

ΕΙΣΑΓΩΓΗΕΙΣΑΓΩΓΗΣπουδαιότητα του πλουμίουΣπουδαιότητα του πλουμίου

Αποτελούν την συνέχεια των ποτάμιων υδάτων στον ωκεανό.

Μεταφέρουν το ‘ίχνος’ και τα χαρακτηριστικά των ποτάμιων υδάτων σε μεγάλες αποστάσεις από το στόμιο.

Επηρεάζουν την παράκτια κυκλοφορία.

Δίνουν ώθηση στην πρωτογενή παραγωγή εξαιτίας της μεταφοράς των θρεπτικών αλάτων ή,

απαγορεύουν την πρωτογενή παραγωγή εξαιτίας της υπερβολικής θολερότητας.

ΠΕΡΙΟΧΗ ΜΕΛΕΤΗΣΠΕΡΙΟΧΗ ΜΕΛΕΤΗΣ

Αποτελεί ένα από τα 71 διακρατικά ποτάμια της Ευρώπης. Διαρρέει την Βουλγαρία και την Ελλάδα.

Συνολική λεκάνη απορροής: 6.218 km2.

Ορεινό έδαφος στο μεγαλύτερο μήκος της λεκάνης του. Εξαίρεση η περιοχή του Δέλτα (440 km2).

Εκβάλει στο Θρακικό Πέλαγος βόρεια της Νήσου Θάσου.

Αποτελεί την κύρια πηγή γλυκών υδάτων στο δυτικό Θρακικό Πέλαγος.

Ποταμός Νέστος Ποταμός Νέστος

ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΟ ΤΗΣ ΕΡΓΑΣΙΑΣΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΟ ΤΗΣ ΕΡΓΑΣΙΑΣ Η εκτίμηση των ποτάμιων απορροών και των φορτίων των θρεπτικών

αλάτων που καταλήγουν στη θάλασσα από το Νέστο, σε συνθήκες διαφορετικών παροχών,

Η μελέτη της εξάπλωσης και της συμπεριφοράς του πλουμίου, το οποίο αναπτύσσεται από την έξοδο των υδάτων του Νέστου στο Θρακικό Πέλαγος,

Η εξακρίβωση των ποιοτικών και ποσοτικών χαρακτηριστικών του πλουμίου έχοντας πάντα ως γνώμονα τις διαφορετικές συνθήκες παροχών του ποταμού,

Η μελέτη της στοιχειομετρίας των θρεπτικών στοιχείων εντός του πλουμίου και η αντιπαράθεση με την αντίστοιχη στοιχειομετρία των υδάτων του ποταμού. Γίνεται επίσης μία προσπάθεια εκτίμησης της μεταβολής της στοιχειομετρίας κατά την απομάκρυνση του πλουμίου από το στόμιο.

ΥΛΙΚΑ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΙΥΛΙΚΑ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΙΣτρατηγική Δειγματοληψιών – Δέλτα ΝέστουΣτρατηγική Δειγματοληψιών – Δέλτα Νέστου

Σκοπός:

Επιπλέον 64 δειγματοληψίες για τον υπολογισμό της παροχής.

εκτίμηση των απορροών του Νέστου στη παράκτια ζώνη,

εκτίμηση φορτίων θρεπτικών αλάτων.

Δειγματοληψίες: 6 Μάιος 2006 Φεβρουάριος 2007 Μάιος 2007

Μετρήσεις στάθμης 2006: 3.022 2007: 8.693

ΥΛΙΚΑ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΙΥΛΙΚΑ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΙΣτρατηγική Δειγματοληψιών – Παράκτια ζώνηΣτρατηγική Δειγματοληψιών – Παράκτια ζώνη

Σκοπός: προσδιορισμός της έκτασης του

πλουμίου, προσδιορισμός της διεύθυνσης

κίνησης του πλουμίου, προσδιορισμός των φυσικοχημικών

χαρακτηριστικών του πλουμίου,

Δειγματοληψίες: 3

Σταθμοί: 24 - 27 Παράμετροι θερμοκρασία αλατότητα πυκνότητα διαλυμένο οξυγόνο

ΤSS θρεπτικά άλατα χλωροφύλλη pH

020406080

100120140160180

2 23 44 65 86 107

128

149

170

191

212

233

254

275

296

317

338

359

Ημέρες

Παρ

οχή

(m3 /

s)

0

50

100

150

200

2 79 149

220

229

238

249

277

286

295

304

313

322

331

340

349

358

Ημέρες

Παρ

οχή

(m3 /

s)

Παροχή Νέστου 2006

Παροχή Νέστου 2007

ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑΔέλτα ΝέστουΔέλτα Νέστου

0 20 40 60 80 100 120 140 160 1800

5

10

15

20

25

30

35

40

Συχ

νότη

τα (

%)

Παροχή (m3/s)

0 20 40 60 80 100 120 140 160 1800

5

10

15

20

25

30

35

40

(β)

Συχ

νότη

τα (

%)

(α) 2006

2007

200630-50 m3/s: συχνότητα 70,6%>100 m3/s: συχνότητα 9,2%200730-50 m3/s: συχνότητα 52,3%>100 m3/s: συχνότητα 1,6%

Μάρτιος 2006 Μάρτιος 2006 Q=Q= 172 172 mm33/s/s

Ιανουάριος 2007Ιανουάριος 2007 Q=Q= 25, 25,33 mm33/s/s

Ιούλιος 2006Ιούλιος 2006 Q= 18,3 mQ= 18,3 m33/s/s

Μάρτιος 2006 Μάρτιος 2006 Q=Q= 172 172 mm33/s/s

Απρίλιος 2007Απρίλιος 2007 Q=Q= 26,1 26,1 mm33/s/s

Μάιος 2006 Μάιος 2006 Q=Q= 78 78 mm33/s/s

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

1966

1967

1968

1969

1970

1971

1972

1973

1974

1975

1976

1977

1978

1979

1980

1981

1982

1983

1984

1985

1986

1987

1988

1989

1990

1991

1992

1993

1994

1995

1996

1997

1998

1999

2000

2001

2002

2003

2004

2005

2006

2007

W/S

Ratio

Απουσία φραγμάτων

Κατασκευή φραγμάτων

Λειτουργία φραγμάτων

Περίοδος απουσίας των φραγμάτων: W/S(av)= 1,9

Περίοδος κατασκευής: W/S(av)= 1,7 Περίοδος λειτουργίας: W/S(av)= 1,2 Το έτος 2006 ο λόγος W/S

υπολογίστηκε σε 2,02 υποδηλώνοντας σαφή εποχικότητα των παροχών.

Το έτος 2007 ο λόγος βρέθηκε σε 1,2 καταδεικνύοντας την εξομάλυνση των παροχών.

ΣυγκεντρώσειςΜάιος 2006

Φεβρουάριος 2007

Μάιος2007

Ν-ΝΟ3 (μmol/L) 26,9 (0,7) 30,0 (1,8) 29,0 (2,1)

Ν-ΝΟ2 (μmol/L) 0,1 (0,1) 0,1 (0,0) 0,3 (0,2)

Ν-ΝΗ4 (μmol/L) 3,8 (2,6) 3,0 (2,3) 9,7 (2,0)

P-PO4 (μmol/L) 4,3 (0,3) 1,9 (0,1) 1,9 (0,5)

SiO2 (μmol/L) 205 (8) 162 (7,6) 221 (46)

Μηνιαίες απορροές-φορτία

Μάιος 2006

Φεβρουάριος 2007

Μάιος2007

Απορροή (x106 m3/mo)

208,6 (75,8) 27,0 (15,2) 46,8 (27,6)

DIN (t/mo) 90,0 (25,7) 12,5 (4,1) 25,8 (11,4)

DIP (t/mo) 28,1 (12,7) 1,6 (0,7) 2,7 (1,5)

DSi (t/mo) 1199 (320) 122 (20,1) 290 (30,5)

ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑΔέλτα ΝέστουΔέλτα Νέστου

Μέση παροχή: Μάιος 2006: 80,5 m3/s Φεβρουάριος 2007: 10,4 m3/s Μάιος 2007: 18,1 m3/s

Έβ

ρο

ς (1

)

Στρ

υμ

ών

(1)

Αξι

ός

(1)

Αλι

άκμ

ων

(1)

Πη

νειό

ς (1

)

Αχε

λώο

ς (1

)

Νέσ

τος

(1)

Πη

νειό

ς (2

)

Πη

νειό

ς(3

)

Αξι

ός

(4)

Πη

νειό

ς (5

)

Αλι

άκμ

ων

(6)

Αώ

ος

(7)

Νέσ

τος-

20

06

(8

)

Νέσ

τος-

20

07

(8

)0

10

20

30

40

DIP

(μ

mo

l/L)

X Axis Title

¸âñïò (1)Óôñõìþí (1)Áîéüò (1)ÁëéÜêìùí (1)Ðçíåéüò (1)Á÷åëþïò (1)ÍÝóôïò (1)Ðçíåéüò (2)Ðçíåéüò(3)Áîéüò (4)Ðçíåéüò (5)ÁëéÜêìùí (6)Áþïò (7)ÍÝóôïò-2006 (8)ÍÝóôïò-2007 (8)0

100200300400500600700

DIN

(μ

mo

l/L) (α)

(β)

ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑΣύγκριση του Νέστου με άλλους ποταμούςΣύγκριση του Νέστου με άλλους ποταμούς

ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑΠαράκτια ζώνη-Υδάτινες μάζεςΠαράκτια ζώνη-Υδάτινες μάζες

(α) (β)

(γ)

Υδάτινες μάζες Πλούμιο (PW) Ύδατα της Μαύρης Θάλασσας

(BSW) Ύδατα της Λεβαντίνης

Θάλασσας (LIW)

Υπολογισμός αλατότητας αναφοράς (So)

Μάιος 2006: 34 Φεβρουάριος 2007: 36,1 Μάιος 2007: 34

ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑΠλούμιοΠλούμιο

(α)

(β)

(γ)

(α)

(β)

(γ)

W: 2,1 m/s W: 2,1 m/s

W:1,9 m/s W:1,9 m/s

W:1,5 m/s W:1,5 m/s

ΑλατότηταΑλατότητα Νιτρικά άλαταΝιτρικά άλατα

W: 2,1 m/s

Μάιος 2006

W:1,9 m/s

Φεβρουάριος 2007

W:1,5 m/s

Μάιος 2007

ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑΠλούμιοΠλούμιο

Πυριτικά άλαταΠυριτικά άλατα

ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑΠλούμιοΠλούμιο

W: 2,1 m/s

Μάιος 2006

W:1,9 m/s

Φεβρουάριος 2007

W:1,5 m/s

Μάιος 2007

Φωσφορικά άλαταΦωσφορικά άλατα

W:1,9 m/s

Φεβρουάριος 2007

W:1,5 m/s

Μάιος 2007

W: 2,1 m/s

Μάιος 2006

ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑΠλούμιοΠλούμιο

Αμμωνιακά άλαταΑμμωνιακά άλατα

Παράμετροι Μάιος(2006)

Φεβρουάριος (2007)

Μάιος(2007)

Πλούμιο      

Θερμοκρασία (οC) 20,1 (1,5) 11,5 (0,1) 20,2 (0,3)

Αλατότητα (psu) 31,8 (1,9) 35,9 (0,2) 32,7 (4,9)

Πυκνότητα (kg/m3) 22,3 (1,6) 27,4 (0,1) 23,2 (3,7)

N-NO3 (μmol/l) 1,5 (3,8) 1,1 (0,5) 5,2 (7,0)

N-NO2 (μmol/l) 0,09 (0,02) 0,02 (0,0) 0,03 (0,01)

N-NH4 (μmol/l) 0,8 (0,6) 0,3 (0,2) 1,8 (0,9)

P-PO4 (μmol/l) 0,8 (0,8) 0,5 (0,1) 1,2 (0,8)

SiO2 (μmol/l) 15,8 (31,1) 8,1 (3,5) 50,0 (40,0)

ΠαράμετροιΜάιος(2006)

Φεβρουάριος (2007)

Μάιος(2007)

Θάλασσα      

Θερμοκρασία (οC) 14,8 (1,4) 12,3 (0,5) 18,0 (2,3)

Αλατότητα (psu) 36,3 (1,2) 37,1 (0,4) 36,2 (1,0)

Πυκνότητα (kg/m3) 27,1 (1,2) 28,3 (0,3) 26,3 (1,4)

N-NO3 (μmol/l) 0,5 (0,1) 0,6 (0,3) 1,2 (0,7)

N-NO2 (μmol/l) 0,09 (0,01) 0,02 (0,01) 0,04 (0,03)

N-NH4 (μmol/l) 1,0 (1,4) 0,6 (1,0) 2,0 (1,4)

P-PO4 (μmol/l) 0,5 (0,1) 0,3 (0,3) 0,3 (0,2)

SiO2 (μmol/l) 6,3 (1,6) 4,2 (1,7) 2,8 (2,5)

ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑΠλούμιοΠλούμιο

ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑΠοσοτικοποίηση του πλουμίουΠοσοτικοποίηση του πλουμίου

Για την εκτίμηση του όγκου και της επιφάνειας του πλουμίου χρησιμοποιήθηκε η αλατότητα αναφοράς So.Ο όγκος του γλυκού νερού υπολογίστηκε από τον τύπο:

Γνωρίζοντας την επιφανειακή έκταση και τον όγκο του πλουμίου, καθώς και τις συγκεντρώσεις σε κάθε σταθμό υπολογίστηκαν οι ποσότητες των θρεπτικών αλάτων στο πλούμιο χρησιμοποιώντας την εξίσωση:

zAS

SSV

m

x

n

z o

of

1 2.0

)(

nutrientsurfacenutrient CVM

m

1x

Μήνες Af

(km2)Vf

(×106 m3)MDIN

(t)MDIP

(t)MDISi

(t)

Μάιος 2006532,8 169,3 2,6 2,1 32,5

Φεβρουάριος 2007

24,2 0,4 0,1 0,07 1,0

Μάιος 200725,2 1,0 0,4 0,2 5,8

ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑΣτοιχειομετρία θρεπτικών στο πλούμιοΣτοιχειομετρία θρεπτικών στο πλούμιο

Ίδια χαρακτηριστικά σε ολόκληρο το επιφανειακό στρώμα κάτω από συνθήκες υψηλών παροχών (Μάιος 2006).

Οι χαμηλές παροχές οδηγούν σε αδύναμο πλούμιο και τα χαρακτηριστικά των υδάτων του Νέστου μεταβάλλονται απευθείας με την έξοδο τους από το στόμιο.

Ακολουθήθηκε η μεθοδολογία των Rocha et al., (2002).

0.1 1 10 1000.1

1

10

100

1000

Si,P,N

Si,N,PN,Si,P

N,P,Si

P,N,Si

Si:P=16

N:P=16N:P

Si:N=1

P,Si,N

0.1 1 10 1000.1

1

10

100

1000

Νέστος Στόμιο Ανατολικά Στομίου Νότια Στομίου Στενό Θάσου Κόλπος Καβάλας

0.1 1 10 1000.1

1

10

100

1000

N:P

Si:N

0.1 1 10 1000.1

1

10

100

1000

Si:N

Μάιος 2006

Φεβρουάριος 2007 Μάιος 2007

ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ Οι συγκεντρώσεις των θρεπτικών αλάτων στα ύδατα του ποταμού κυμαίνονται σε

χαμηλά επίπεδα γεγονός που υποδηλώνει την καλή τους ποιότητα.

Τα φορτία των θρεπτικών στοιχείων που καταλήγουν στη παράκτια ζώνη εξαρτώνται περισσότερο από την ποτάμια παροχή και λιγότερο από τις συγκεντρώσεις.

Το πλούμιο που σχηματίζεται από τα ύδατα του Νέστου καταλαμβάνει μεγάλη επιφανειακή έκταση σε συνθήκες υψηλής παροχής. Αντίθετα οι χαμηλές ποτάμιες απορροές έχουν σαν αποτέλεσμα τον σχηματισμό ενός αδύναμου πλουμίου το οποίο περιορίζεται στη περιοχή του στομίου.

Η περιεκτικότητα των θρεπτικών στοιχείων στο πλούμιο είναι ανάλογη με το μέγεθος των φορτίων που εξέρχονται του Νέστου.

Τα χαρακτηριστικά των γλυκών υδάτων διατηρήθηκαν αναλλοίωτα ακόμα και εντός του Κόλπου Καβάλας κάτω από πλημμυρικές συνθήκες. Αντίθετα, πολύ χαμηλές παροχές έχουν σαν αποτέλεσμα την αλλοίωση των χαρακτηριστικών ακόμα και στη περιοχή του στομίου. Σε αυτή τη περίπτωση η στοιχειομετρία των θρεπτικών συστατικών στον Κόλπο Καβάλας και στο Στενό της Θάσου εξαρτάται περισσότερο από τοπικές προσθήκες παρά από τα ύδατα του Νέστου.