Modelling of hydrologic and geochemical response of Keritis River basin using the SWAT model

Abstract

Η περιοχή μελέτης της διπλωματικής εργασίας είναι η λεκάνη απορροής του ποταμού Κερίτη, η οποία βρίσκεται στο Νομό Χανίων, στη νήσο Κρήτη και έχει επιφάνεια 180 km2. Η συγκεκριμένη περιοχή έχει μελετηθεί αρκετά κατά το παρελθόν, εξαιτίας της μεγάλης σημασίας των υδατικών ποσοτήτων που εκφορτίζονται από τις υπάρχουσες πηγές, καθώς και λόγω των γεωργικών και κτηνοτροφικών δραστηριοτήτων. Στην παρούσα εργασία γίνεται προσπάθεια μοντελοποίησης της υδρολογικής απόκρισης και γεωχημείας (νιτρικά) της λεκάνης απορροής με συνδυασμό του μοντέλου SWAT (Soil Water Assessment Tool) σε περιβάλλον GIS και του καρστικού μοντέλου δύο ταμιευτήρων (Nikolaidis et al., 2013). Στην αρχή της εργασίας παρατίθενται κάποιες πληροφορίες για την περιοχή μελέτης, αναφορικά με την υδρολογία, τη γεωλογία, τα κλιματολογικά στοιχεία, τις χρήσεις γης και τα εδάφη που αποτελούν τη λεκάνη. Ακολούθως, παρουσιάζονται τα δεδομένα εισόδου τα οποία είναι απαραίτητα για τη λειτουργία του συνδυαστικού μοντέλου (μετεωρολογικά, δεδομένα, παροχής, υδραυλικών απολήψεων, νιτρικά και δεδομένα γεωργίας – κτηνοτροφίας). Έπονται τα αποτελέσματα της μοντελοποίησης της υδρολογίας και γεωχημείας. Σχετικά με την υδρολογία, πραγματοποιείται μοντελοποίηση των υδάτων των πηγών Αγιάς (βαθμονόμηση για το χρονικό διάστημα 1978 – 1985), των πηγών Μεσκλών (βαθμονόμηση 1978 – 1985 και επαλήθευση 2000 – 2005) και μοντελοποίηση της επιφανειακής απορροής (βαθμονόμηση 2012 – 2013). Αναφορικά με τη γεωχημεία, γίνεται μοντελοποίηση των νιτρικών στις πηγές Αγιάς και Μεσκλών (λίγα δεδομένα πεδίου) και μοντελοποίηση των νιτρικών στα επιφανειακά ύδατα (βαθμονόμηση 2012 – 2013). Τα αποτελέσματα της μοντελοποίησης υποδεικνύουν ότι το συνδυαστικό μοντέλο μπορεί να προσομοιώσει ικανοποιητικά την υδρολογία της λεκάνης.Η αποτελεσματικότητα του μοντέλου ελέγχθηκε με χρήση συγκριτικών γραφικών παραστάσεων και στατιστικών δεικτών (RMSE, RSR, NSE, PBIAS). Τελικά, το συνδυαστικό μοντέλο (μοντέλο SWAT και καρστικό μοντέλο ρηχού και βαθέος ταμιευτήρα) αποδεικνύεται ένα αξιόπιστο επιστημονικό εργαλείο για τη μοντελοποίηση της υδρολογίας και γεωχημείας της λεκάνης απορροής του ποταμού Κερίτη.