Υδρογεωλογία της Ελλάδας - Hydrogeology of Greece: Η πηγή του Αλμυρού Ηρακλείου Κρήτης - Εφαρμογή του Μοντέλου BEMER - The spring of Almyros Heraklion Creta

1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ

Η πηγή του Αλμυρού Ηρακλείου Κρήτης αποτελεί μία από τις σπουδαιότερες καρστικές πηγές της Κρήτης. Τροφοδοτείται από το καρστικό σύστημα, το οποίο αναπτύσσεται μέσα στους ασβεστολιθικούς σχηματισμούς του όρους Ίδη (Ψηλορείτης), που συγκροτεί τον κεντρικό ορεινό όγκο της Κρήτης. Η πηγή βρίσκεται περίπου 7 χλμ. δυτικά του Ηρακλείου και σε απόσταση 1 χλμ. από την ακτή. Εκρέει σε υψόμετρο 2 - 3 μ. επάνω από την στάθμη της θάλασσας, στην βάση ενός ασβεστολιθικού λόφου, της Κέρης, που έχει υψόμετρο 300 μ. περίπου. Μεταξύ της πηγής και της παραλίας, σχηματίζεται ένας μικρός ποταμός, ο ποταμός του Αλμυρού.

Εκτός της πηγής του Αλμυρού, το καρστικό σύστημα της Ίδης, διαθέτει και μία δεύτερη έξοδο, η οποία αντιστοιχεί στις υποθαλάσσιες πηγές του Μπαλίου, που αναβλύζουν περίπου 25 χλμ. δυτικά της πηγής του Αλμυρού, επίσης στην βόρεια ακτή της Κρήτης.

Οι δύο πηγές, Αλμυρού και Μπαλίου, είναι υφάλμυρες και λόγω αυτού του γεγονότος παραμένουν σχεδόν ανεκμετάλλευτες. Οι υδρογεωλογικές έρευνες, που έχουν γίνει την τελευταία 50ετία, επικεντρώθηκαν κυρίως στην πηγή του Αλμυρού. Σήμερα, η εκμετάλλευση περιορίζεται σε ορισμένες γεωτρήσεις, οι οποίες έχουν κατασκευασθεί μερικά χιλιόμετρα ανάντη της πηγής του Αλμυρού, σε μια ζώνη όπου η υφαλμύρυνση είναι περιορισμένη (περιοχή Τυλίσου).

Οι υποθαλάσσιες πηγές του Μπαλίου, στο παρελθόν, θεωρήθηκαν ότι ανήκουν σε ξεχωριστό σύστημα και δεν έτυχαν της δέουσας προσοχής. Ήταν ήδη γνωστό, ότι οι πηγές λειτουργούσαν μόνο τον χειμώνα, ενώ το καλοκαίρι εξαφανίζονταν, λόγω μείωσης της παροχής τους.

Σχετικές έρευνες που έγιναν από τον γράφοντα, από το 1979 μέχρι σήμερα (2020), έδειξαν ότι μεταξύ των δύο πηγών, Αλμυρού και Μπαλίου, υπάρχει υδραυλική επικοινωνία. Δηλαδή, μεταξύ των δύο πηγών, μέσα στην ασβεστολιθική μάζα του Ψηλορείτη, αναπτύσσεται ένας ενιαίος καρστικός υδροφόρος ορίζοντας, ο οποίος εκφορτίζεται, ταυτόχρονα και από τις δύο πηγές. Αυτόν τον ορίζοντα ονομάζουμε παρακάτω Υδροφόρο Ορίζοντα του Ψηλορείτη.

Τον Οκτώβριο 1981, έγινε υποθαλάσσια έρευνα, με δύτες, στον βυθό του κόλπου του Μπαλίου (από τον γράφοντα, ενώ ήταν παρών και ο γεωλόγος Ανδρέας Καπλανίδης, του Υπ. Γεωργίας) και διαπιστώθηκε ότι οι πηγές αναρροφούν θαλασσινό νερό. Διαπιστώθηκε, δηλαδή, ότι οι πηγές του Μπαλίου είναι πηγές αμφίδρομης ροής (εσταβέλλες), οι οποίες λειτουργούν ως κανονικές υποθαλάσσιες πηγές τον χειμώνα (όταν τα φορτία στον υδροφόρο ορίζοντα είναι υψηλά), ενώ λειτουργούν ως υποθαλάσσιες καταβόθρες θαλάσσιου νερού, κατά το τέλος της θερινής περιόδου (όταν τα φορτία στον υδροφόρο ορίζοντα είναι εξαιρετικά χαμηλά και μάλιστα χαμηλότερα από τα φορτία του θαλασσινού νερού, στον πυθμένα του κόλπου του Μπαλίου).

Πρόχειροι υπολογισμοί που έγιναν τότε, έδειξαν ότι σε ετήσια βάση, η ποσότητα του NaCl, που εισέρχεται στον υδροφόρο ορίζοντα από τις εσταβέλλες Μπαλίου, είναι της αυτής τάξης μεγέθους με την ποσότητα του NaCl που εξέρχεται από την πηγή του Αλμυρού Ηρακλείου.

...
Δορυφορική εικόνα Google Earth, στην οποία φαίνονται οι θέσεις των πηγών Αλμυρού Ηρακλείου και Μπαλίου, στην βόρεια ακτή της Κρήτης.

Επειδή το υψόμετρο ανάβλυσης των δύο πηγών βρίσκεται πολύ κοντά στο επίπεδο της θάλασσας, η παροχή τους, καθώς και ο χημισμός τους, εξαρτώνται κατά κύριο λόγο από την διανομή των φορτίων στο εσωτερικό του υδροφόρου ορίζοντα. Δηλαδή, οι ετήσιες διακυμάνσεις των φορτίων του υδροφόρου ορίζοντα (που προκαλούνται από τις βροχοπτώσεις επάνω στην μάζα του Ψηλορείτη), όχι μόνον επηρεάζουν την παροχή των δύο πηγών, αλλά προκαλούν, επίσης και μετακίνηση υφάλμυρων μαζών νερού από την περιοχή Μπαλίου προς την περιοχή Αλμυρού. Κατά κάποιον τρόπο, θα μπορούσαμε να πούμε, ότι η ετήσια διακύμανση των φορτίων του υδροφόρου ορίζοντα λειτουργεί ως "αντλία" θαλασσινού νερού, που μεταφέρει το θαλασσινό νερό από την περιοχή του Μπαλίου προς την πηγή του Αλμυρού.

Πιο συγκεκριμένα, κατά την χειμερινή περίοδο, όταν ο υδροφόρος ορίζοντας τροφοδοτείται συνεχώς από τις βροχοπτώσεις και από την τήξη του χιονιού, τότε τα φορτία (στάθμες) στον υδροφόρο ορίζοντα είναι αρκετά υψηλά και οι δύο πηγές τροφοδοτούνται με μεγάλες ποσότητες νερού και λειτουργούν συνεχώς. Συγκριτικά, η πηγή του Αλμυρού έχει μεγαλύτερη παροχή από τις πηγές του Μπαλίου (περίπου την διπλάσια). Τα χλωριόντα στην πηγή του Αλμυρού εμφανίζονται μειωμένα και μάλιστα κατά τους υγρούς χειμώνες είναι δυνατόν το νερό να είναι εντελώς γλυκό, για χρονικό διάστημα μερικών μηνών. Το αντίθετο συμβαίνει, όταν ο χειμώνας είναι ξηρός, οπότε τα χλωριόντα μειώνονται μέχρι της τιμής των 500 - 1000 ppm περίπου, αλλά το νερό ουδέποτε γίνεται εντελώς γλυκό.

Κατά την θερινή περίοδο (Ιούνιος - Οκτώβριος), όταν οι βροχοπτώσεις είναι σχεδόν μηδαμινές, η στάθμη του υδροφόρου ορίζοντα πέφτει συνεχώς, καθώς αυτός εκφορτίζεται συνεχώς από την πηγή του Αλμυρού. Το φαινόμενο ακολουθεί την διαδικασία της στείρευσης των καρστικών πηγών, δηλαδή η παροχή της πηγής μειώνεται εκθετικά συναρτήσει του χρόνου, τείνοντας ασυμπτωτικά προς το μηδέν. Στην περίπτωση του Αλμυρού, η στείρευση είναι πολύ αργή και η παροχή ουδέποτε μηδενίζεται. Στο τέλος της θερινής περιόδου, η παροχή είναι της τάξης των 3,0 - 4,0 κ.μ./δλπ. Όμως, μειούμενης της παροχής, αυξάνονται τα χλωριόντα και κατά το τέλος της θερινής περιόδου ανέρχονται σε 4000 - 5000 ppm. Είναι λοιπόν προφανές, ότι η παροχή, καθώς και τα χλωριόντα, στην πηγή του Αλμυρού, εξαρτώνται από το μέγεθος των φορτίων που επικρατούν μέσα στον υδροφόρο ορίζοντα.

Κατά την ίδια περίοδο (θερινή), οι πηγές του Μπαλίου παρουσιάζουν την εξής συμπεριφορά: Η παροχή τους μειώνεται σταδιακά, μέχρι τον Ιούνιο, ακολούθως μηδενίζεται, και στην συνέχεια, μέχρι τον Οκτώβριο - Νοέμβριο (πριν σημειωθούν νέες βροχοπτώσεις), λειτουργούν ως εσταβέλλες, δηλαδή απορροφούν θαλασσινό νερό, το οποίο προφανώς διοχετεύεται στον υδροφόρο ορίζοντα και αναμειγνύεται με το γλυκό νερό.

Είναι σαφές, ότι και στην περίπτωση των πηγών του Μπαλίου, ο μηχανισμός λειτουργίας των πηγών εξαρτάται από τα φορτία που επικρατούν στον υδροφόρο ορίζοντα. Επειδή, όμως, στην περίπτωση αυτή ο υδροφόρος ορίζοντας βρίσκεται σε υδραυλική επικοινωνία με την θάλασσα (πράγμα που δεν συμβαίνει στον Αλμυρό), ρόλο παίζει η διαφορά φορτίων μεταξύ υδροφόρου ορίζοντα και θάλασσας, το νερό της οποίας έχει μεγαλύτερη πυκνότητα από το γλυκό νερό του υδροφόρου ορίζοντα. Έτσι, κατά την θερινή περίοδο, όταν συμβαίνει τα φορτία του υδροφόρου ορίζοντα να είναι πολύ χαμηλά και μάλιστα χαμηλότερα των φορτίων της θάλασσας, προκαλείται εισροή θαλασσινού νερού, από τις εσταβέλλες του Μπαλίου προς το καρστ.

Αυτό έχει ως αποτέλεσμα να υφίσταται υφαλμύρυνση ένα μεγάλο τμήμα του υδροφόρου στρώματος, ακριβώς ανάντη των πηγών του Μπαλίου. Στην συνέχεια, το υφάλμυρο νερό κατευθύνεται προς τα δυτικά, προς την πηγή του Αλμυρού, όπου τα φορτία είναι ακόμη χαμηλότερα, πράγμα που αποδεικνύεται από το γεγονός ότι η πηγή του Αλμυρού λειτουργεί συνεχώς, τροφοδοτούμενη από τον ίδιο υδροφόρο ορίζοντα.

Εκ πρώτης όψεως το φαινόμενο αυτό φαίνεται αδύνατο, επειδή η πηγή του Αλμυρού αναβλύζει σε υψόμετρο 3 - 4 μ. περίπου επάνω από την επιφάνεια της θάλασσας, ενώ οι πηγές του Μπαλίου αναβλύζουν, χαμηλότερα, σε βάθος 20 μ. περίπου κάτω από την επιφάνεια. Όμως, εάν λάβουμε υπόψη μας το γεγονός ότι το θαλασσινό νερό είναι πυκνότερο από το γλυκό, τότε είναι δυνατόν το υδραυλικό φορτίο θαλασσινού νερού στο Μπαλί να είναι υψηλότερο από το υδραυλικό φορτίο γλυκού (ή υφάλμυρου) νερού στον Αλμυρό.

Η εισροή θαλασσινού νερού, από τις εσταβέλλες του Μπαλίου πρός τον υδροφόρο ορίζοντα, ισοδυναμεί με τροφοδοσία του τελευταίου (από υδρολογικής και υδραυλικής απόψεως) και έχει ως συνέπεια, όσο διαρκεί η εισροή, να αυξάνουν τα φορτία του, σταδιακά, είτε λόγω ανύψωσης της στάθμης του νερού, είτε λόγω αύξησης της πυκνότητας του υφάλμυρου νερού του υδροφόρου. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα, μετά από την πάροδο μερικών μηνών, να ισορροπήσουν τα φορτία μεταξύ υδροφόρου ορίζοντα και θάλασσας και να μειωθεί ή μηδενισθεί προοδευτικά η εισροή θαλασσινού νερού.

Μέσα στον υδροφόρο ορίζοντα, το θαλασσινό νερό αναμειγνύεται με το γλυκό νερό. Λόγω της μεγάλης απόστασης Μπαλίου - Αλμυρού (25 χλμ.) και της πολύ μικρής διαφοράς φορτίων μεταξύ τους, η ροή του θαλασσινού νερού, από το Μπαλί προς τον Αλμυρό, είναι πολύ βραδεία. Αυτό συνάγεται και από το γεγονός, ότι η έναρξη εισόδου θαλασσινού νερού στις πηγές του Μπαλίου, που συμβαίνει συνήθως κατά τον Ιούνιο, ουδεμία επίδραση έχει, βραχυπρόθεσμα, στην πηγή του Αλμυρού, από απόψεως χημισμού.

Αντίθετα, από απόψεως υδραυλικής, φαίνεται ότι η παροχή της πηγής του Αλμυρού επηρεάζεται άμεσα από τις εισροές θαλασσινού νερού στο Μπαλί. Συγκεκριμένα, παρατηρείται, ότι ο συντελεστής στείρευσης της πηγής του Αλμυρού είναι πολύ χαμηλός, δηλαδή η παροχή της πηγής μειώνεται με ασυνήθιστα βραδύ ρυθμό, σε σχέση με άλλα καρστικά συστήματα. Αυτό, προφανώς οφείλεται στο γεγονός ότι η στείρευση δεν γίνεται ανεπηρέαστα (από τυχόν εισόδους) αλλά, αντίθετα επηρεάζεται από τις εισροές θαλασσινού νερού (που γίνονται από την δυτική πλευρά του συστήματος), οι οποίες, στην προκειμένη περίπτωση λειτουργούν ως θερινή τροφοδοσία του συστήματος, που επιβραδύνει την στείρευση.

...
Καμπύλες παροχής (υδρογραφήματα) της πηγής του Αλμυρού, από το 1968 μέχρι το 1992. Η κλίμακα των παροχών είναι λογαρισθμική, σε κ.μ./δλπ. Ο συντελεστής στείρευσης είναι ο ίδιος κάθε χρόνο και ισούται με 0,0014/ημέρα. Οι διαφορές παροχής που παρατηρούνται στο τέλος της ξηρής περιόδου (Σεπτέμβριο) οφείλονται στις διαφορές, που σημειώνονται από χρονιά σε χρονιά, στον χρόνο και στην παροχή έναρξης της στείρευσης.

Τον χειμώνα, λαμβάνοντας υπόψη το γεγονός, ότι κατά τα βροχερά έτη, το νερό του Αλμυρού γίνεται εντελώς γλυκό (για χρονικό διάστημα μερικών μηνών), μπορούμε βάσιμα να υποθέσουμε, ότι η προκαλούμενη από τις βροχοπτώσεις αύξηση των φορτίων του υδροφόρου ορίζοντα (στην περιοχή μεταξύ των δύο πηγών), έχει σαν αποτέλεσμα να εμποδίζεται, πρόσκαιρα, επί μερικούς μήνες, η ροή αλμυρού νερού από το Μπαλί προς τον Αλμυρό.

Επιπροσθέτως, πρέπει να αναφέρουμε το γεγονός, ότι κατά τις πολύ ξηρές χρονιές, είναι δυνατόν οι πηγές του Μπαλίου να μη λειτουργήσουν καθόλου, αλλά να συνεχίσουν, και κατά τον χειμώνα, να έχουν μηδαμινή παροχή ή να αναρροφούν θαλασσινό νερό. Απαιτείται, δηλαδή, μια ικανή φόρτιση (τροφοδοσία) του υδροφόρου ορίζοντα, από ισχυρές βροχοπτώσεις, που συμβαίνουν μόνο κατά τις υγρές χρονιές, ώστε να υπερνικηθούν τα αντίθετα φορτία της θάλασσας και να αρχίσουν να λειτουργούν και πάλι οι πηγές του Μπαλίου.

Για την καλύτερη κατανόηση του μηχανισμού λειτουργίας των δύο πηγών, πρέπει να υπένθυμίσουμε εδώ, ότι μέσα στα υδροφόρα στρώματα άλλος είναι ο μηχανισμός μεταφοράς μαζών νερού και άλλος ο μηχανισμός διάδοσης των φορτίων. Τα φορτία και πιο συγκεκριμένα οι αυξομειώσεις τους (όπως συμβαίνει σε μια άντληση σε γεώτρηση ή κατά την τροφοδοσία ενός υδροφόρου στρώματος μετά από έντονες κατεισδύσεις) έχουν την ιδιότητα να διαδίδονται με πολύ μεγάλη ταχύτητα μέσα στο υδοφόρο στρώμα (σχεδόν με την ταχύτητα του ήχου μέσα στο νερό). Στη υδρογεωλογία η ταχύτητα αυτή της διάδοσης των φορτίων ονομάζεται μεταβιβαστικότητα (transmissibility). Σε αντίθεση με την ταχύτητα διάδοσης των φορτίων, η πραγματική ταχύτητα κίνησης των μορίων του νερού μέσα στο υδροφόρο στρώμα είναι πολύ αργή, της τάξης των μερικών μέτρων ανά ώρα. Στην υδρογεωλογία αυτή η ταχύτητα ονομάζεται περατότητα (permeability).

Είναι πολύ σημαντικό να έχουμε υπόψη μας, ότι στις καρστικές πηγές, η παροχή επηρεάζεται από τα φορτία και ότι μια μικρή μεταβολή της γενικής στάθμης του υδροφόρου ορίζοντα επιφέρει (σχεδόν ακαριαία) μεταβολή της παροχής των πηγών. Έτσι εξηγείται το γεγονός ότι μετά από μια έντονη βροχόπτωση, και αφού μεσολαβήσει σύντομο χρονικό διάστημα (όσο διαρκεί η κατείσδυση), ανέρχεται η στάθμη του υδροφόρου ορίζοντα και ταυτόχρονα αυξάνει η παροχή των πηγών. Αντίθετα, το φαινόμενο της υφαλμύρυνσης προϋποθέτει την μεταφορά μαζών θαλασσινού νερού, μέσα στο υδροφόρο στρώμα, μια διαδικασία, δηλαδή, που είναι πάρα πολύ αργή και δεν επηρεάζεται άμεσα από τις βροχοπτώσεις ή από τις απότομες μεταβολές των φορτίων.

Επομένως, κάθε μεταβολή της παροχής της πηγής του Αλμυρού, οφείλεται στην σχεδόν ταυτόχρονη μεταβολή των φορτίων (ή της γενικότερης στάθμης) του υδροφόρου ορίζοντα.

Οι μεταβολές των φορτίων του υδροφόρου ορίζοντα, είναι προφανές ότι επηρεάζουν άμεσα και την λειτουργία των πηγών του Μπαλίου και κατ' ακολουθίαν και τις εισροές θαλασσινού νερού (ή αντίστροφα τις εκροές υφάλμυρου ή γλυκού νερού), που ασφαλώς μεταβάλλουν την περιεκτικότητα σε χλωριόντα του νερού του υδροφόρου στρώματος. Επειδή, όμως, οι μεταβολές αυτές συμβαίνουν σε πολύ μεγάλη απόσταση δυτικά του Αλμυρού (25 χλμ.), δεν είναι δυνατόν να επισημανθούν στην Πηγή του Αλμυρού, παρά μόνο μετά από την παρέλευση μεγάλου χρονικού διαστήματος, μερικών μηνών ή ετών.

Πρέπει εδώ να προσθέσουμε τα εξής, που έχουν σχέση με την μοντελοποίηση των καρστικών συστημάτων: Η σχέση μεταξύ φορτίων υδροφόρου ορίζοντα και παροχής των πηγών είναι γραμμική. Δηλαδή, διπλασιασμός ή υποδιπλασιασμός των φορτίων προκαλεί διπλασιασμό ή υποδιπλασιασμό της παροχής των πηγών. Με την έννοια "φορτία" εννοούμε την διαφορά στάθμης μεταξύ της επιφάνειας του υδροφόρου ορίζοντα και του υψομέτρου ανάβλυσης των πηγών, εφόσον πρόκειται περί γλυκού νερού. Εάν το νερό είναι υφάλμυρο ή θαλασσινό, θα πρέπει να ληφθεί υπόψη και η πυκνότητά του, κατά τον υπολογισμό των φορτίων. Όσον αφορά τα αποθέματα σε νερό, που περιέχονται μέσα στο καρστικό σύστημα (και ανανεώνονται ή εκφορτίζονται, ανάλογα με την εποχή), αυτά που μας ενδιαφέρουν και μπορούμε να προσδιορίσουμε είναι όσα περιλαμβάνονται άνωθεν του επιπέδου ανάβλυσης της πηγής. Τα αποθέματα αυτά ονομάζονται "ενεργά αποθέματα". Είναι προφανές, ότι εάν η στάθμη του υδροφόρου ορίζοντα κατέλθει μέχρι το επίπεδο της πηγής, τότε τα ενεργά αποθέματα μηδενίζονται και ταυτόχρονα μηδενίζεται και η παροχή της πηγής. Φυσικά, μέσα στο καρστ, είναι δυνατόν να υπάρχουν αποθέματα νερού και κάτωθεν του επιπέδου ανάβλυσης των πηγών. Τα αποθέματα αυτά (μη ενεργά αποθέματα) δεν αντικατοπτρίζονται στην παροχή των πηγών, διότι δεν επηρεάζονται από τα φορτία.. Όμως, επειδή η διάχυση και η διασπορά του θαλασσινού νερού μπορεί να γίνεται και μέσα σε αυτά τα αποθέματα, ο όγκος τους έχει σημασία, όσον αφορά τις μεταβολές του χημισμού των πηγών. Τα μη ενεργά αποθέματα μόνο με γεωλογικά κριτήρια μπορούν να προσδιορισθούν. Στις συνήθεις περιπτώσεις (όπως συμβαίνει στο παρόν άρθρο) τα μη ενεργά αποθέματα δεν περιλαμβάνονται στο μοντέλο. Σε άλλες, όμως, περιπτώσεις, όπως όταν γίνεται εκμετάλλευση των μη ενεργών αποθεμάτων μέσω γεωτρήσεων, που υποβιβάζουν την στάθμη του υδροφόρου ορίζοντα κάτω από το επίπεδο των πηγών, τότε η επίδραση αυτών των αντλήσεων λαμβάνεται υπόψη κατά την μοντελοποίηση.

Όπως αναφέρθηκε στην αρχή, κατά την τελευταία 50ετία μόνο η πηγή του Αλμυρού μελετήθηκε διεξοδικά. Από τις μελέτες αυτές προέκυψαν, επίσης, τα εξής σημαντικά στοιχεία:

α) Η δίαιτα της πηγής (παροχή και χημισμός), σε γενικές γραμμές, ακολουθεί τους γενικούς κανόνες, που αναφέραμε πιο πάνω, δηλαδή μετά από μια έντονη βροχόπτωση παρατηρείται απότομη αύξηση της παροχής, και σχεδόν ταυτόχρονη (με καθυστέρηση 9 ωρών περίπου από την έναρξη της βροχής) μείωση των χλωριόντων και εμφάνιση μεγάλης ποσότητας αργιλικού υλικού στην πηγή. Δηλαδή, η υφαλμύρυνση φαίνεται να επηρεάζεται σχεδόν άμεσα από την παροχή και, κατ' επέκταση, από τα φορτία του υδροφόρου ορίζοντα. Αυτό το φαινόμενο απετέλεσε αφορμή για να διατυπωθουν, στο παρελθόν, διάφορα λανθασμένα σενάρια, σχετικά με τον μηχανισμό υφαλμύρυνσης της πηγής, τα οποία βασίσθηκαν, όλα, στην εσφαλμένη υπόθεση, ότι το θαλασσινό νερό προέρχεται από την γειτονική προς τον Αλμυρό θάλασσα (κόλπος του Ηρακλείου), μέσω ενός υπόγειου καρστικού αγωγού (σίφωνα). Όμως, παρά τις εκτεταμένες έρευνες, ουδέποτε εντοπίσθηκε στην περιοχή τέτοιος αγωγός. Τουναντίον μάλιστα, όλες οι γεωτρήσεις της περιοχής, μεταξύ πηγής και θάλασσας, έχουν νερό καλύτερης ποιότητας από αυτό της πηγής του Αλμυρού. Επόμενως, αποδείχθηκε το αντίθετο: ότι, δηλαδή, η υφαλμύρυνση δεν προέρχεται από τον κόλπο του Ηρακλείου. Επίσης, δεν μπορούσε να εξηγηθεί η παρουσία του αργιλικού υλικού, στην πηγή, μετά από κάθε έντονη βροχόπτωση.Μετά από λεπτομερείς έρευνες του γράφοντα, η εξήγηση του φαινομένου βρέθηκε και ήταν εντελώς διαφορετική, όπως περιγράφεται στην επόμενη παράγραφο.

β) Η πηγή δεν τροφοδοτείται μόνο από το νερό του καρστικού συστήματος του Ψηλορείτη, αλλά και από τα νερά μιας επιφανειακής λεκάνης, της λεκάνης της Ροδιάς, που βρίσκεται ελάχιστα χιλιόμετρα ανάντη της πηγής του Αλμυρού. Τα νερά της λεκάνης αυτής διοχετεύονται σε έναν χείμαρρο (τον χείμαρρο Λινοπεραμάτων), ο οποίος λίγο πριν εκβάλλει στην θάλασσα, διέρχεται μέσα από το καρστικό σύστημα του Αλμυρού, σε ένα μήκος 2,5 χλμ. περίπου, ακριβώς βόρεια και πολύ κοντά στην πηγή του Αλμυρού. Λόγω των καταβοθρών που υπάρχουν κατά μήκος του ασβεστολιθικού τμήματος του χειμάρρου, σε περίπτωση ισχυρών βροχοπτώσεων, το σύνολο σχεδόν του γλυκού επιφανειακού νερού της λεκάνης της Ροδιάς κατεισδύει στο καρστ και αναμειγνύεται με το υφάλμυρο νερό του καρστικού υδροφόρου. Τελικά, το γλυκό νερό εξέρχεται, και αυτό, ως πηγαίο, από την πηγή του Αλμυρού. Έτσι, η δίαιτα της πηγής επηρεάζεται άμεσα, τόσο από απόψεως παροχής, όσο και από απόψεως χημισμού. Δηλαδή, η μεν παροχή της πηγής, αμέσως μετά από μια έντονη βροχόπτωση, αυξάνεται πολύ απότομα και μπορεί να ξεπεράσει τα 50 κ.μ./δλπ., τα δε χλωριόντα μειώνονται και το νερό μπορεί να γίνει σχεδόν γλυκό, αλλά με καθυστέρηση 9 ωρών περίπου, ενώ ταυτόχρονα εμφανίζεται και το αργιλικό υλικό. Η διαδικασία αυτή διαρκεί μικρό χρονικό διάστημα, όσο διαρκούν οι βροχοπτώσεις και οι κατεισδύσεις από τις καταβόθρες. Μετά, η πηγή επανέρχεται στην προηγούμενη σχεδόν κατάστασή της, δηλαδή με υφάλμυρο και διαυγές νερό. Εάν οι βροχοπτώσεις είναι έντονες και συνεχείς, επί αρκετές ημέρες, τότε, λόγω του γεγονότος ότι έχει τροφοδοτηθεί με νερά και ο ευρύτερος υδροφόρος ορίζοντας του Ψηλορείτη και έχουν αυξηθεί τα φορτία, η πηγή εμφανίζει υψηλότερη παροχή και μειωμένα χλωριόντα, σε σχέση με την πριν τις βροχοπτώσεις περίοδο. Επομένως, στο παρελθόν, η άγνοια της ύπαρξης της επιφανειακής λεκάνης της Ροδιας (και της σημασίας της) είχε ως αποτέλεσμα όλες οι σχετικές παρατηρήσεις που γίνονταν στην πηγή να μην αντικατοπτρίζουν τις πραγματικές συνθήκες που επικρατούν μέσα στο καρστικό σύστημα, αλλά τον συνδυασμό συνθηκών, που επικρατούν σε δύο εντελώς διαφορετικές υδρολογικές λεκάνες, Ροδιάς και Ψηλορείτη. Έτσι, όλα τα συμπεράσματα, που διατυπώθηκαν, σχετικά με τον μηχανισμό υφαλμύρυνσης της πηγής του Αλμυρού, ήταν εντελώς εσφαλμένα.

...
Απόσπασμα του γεωλογικού χάρτη του ΙΓΜΕ (φύλλο ΗΡΑΚΛΕΙΟ), στο οποίο φαίνεται η περιοχή της πηγής του Αλμυρού. Με μπλε γραμμή επισημαίνεται ο χείμαρρος των Λινοπεραμάτων, ο οποίος αφου συγκεντρώσει τα νερά της λεκάνης της Ροδιάς, εισέρχεται στο Φαράγγι και διασχίζει, επί μήκους 2,5 χλμ. την ασβεστολιθική μάζα, πριν εκβάλλει στην θάλασσα, σε μικρή απόσταση βορείως της πηγής του Αλμυρού.

γ) Κατά την διάρκεια των διαφόρων ερευνών που έχουν γίνει στον Αλμυρό, διαπιστώθηκε και ένα άλλο σημαντικό φαινόμενο: Ο χημισμός του Αλμυρού επηρεάζεται από την στάθμη εξόδου της πηγής. Το φαινόμενο αυτό εντοπίσθηκε χάρη στην κατασκευή ενός φράγματος, το οποίο έχει την δυνατότητα να μεταβάλλει την στάθμη εξόδου της πηγής μεταξύ του επιπέδου +3,0 και +10,0 μ. επάνω από την στάθμη της θάλασσας. Διαπιστώθηκε έτσι, ότι η ανύψωση του επιπέδου ανάβλυσης της πηγής (κατά την θερινή περίοδο, εν απουσία βροχοπτώσεων) επιφέρει μείωση της ποσότητας των χλωριόντων. Λόγω, όμως, του ανεπαρκούς ύψους του φράγματος, δεν επετεύχθη η επιδιωκόμενη βελτίωση της ποιότητας (σήμερα είναι δυνατή η ανύψωση της στάθμης ανάβλυσης μόνον μέχρι του απόλυτου υψομέτρου +10,0 μ.). Σχετικοί υπολογισμοί του γράφοντος, βασιζόμενοι σε πειράματα που εκτέλεσε το Υπ. Γεωργίας, έδειξαν ότι η απαιτούμενη ανύψωση της στάθμης εξόδου, ώστε το νερό της πηγής να καταστεί αξιοποιήσιμο, είναι της τάξης των +30 μ. Πώς όμως, εξηγείται η συμπεριφορά αυτή της πηγής; Η απάντηση στο ερώτημα αυτό δίνεται στην επόμενη παράγραφο.

...
Αεροφωτογραφία της πηγής Αλμυρού Ηρακλείου. Διακρίνεται το φράγμα ύψους 10 μ. με την βοήθεια του οποίου είναι δυνατόν να ανυψωθεί η στάθμη της τεχνητής λίμνης μέχρι του απόλυτου υψομέτρου +10 μ.

δ) Είναι προφανές, ότι μια μόνιμη ανύψωση της στάθμης εξόδου, στον Αλμυρό, θα επιφέρει μεγάλες ανακατατάξεις στο εσωτερικό του υδροφόρου ορίζοντα του Ψηλορείτη. Βασικά, αυτό που θα συμβεί είναι να αυξηθούν τα φορτία στην ανατολική πλευρά του συστήματος και, ένεκα αυτής της μεταβολής, να εκτραπεί σημαντικό τμήμα της υπόγειας ροή προς τα δυτικά, δηλαδή προς τις πηγές του Μπαλίου. Αυτό θα έχει ως αποτέλεσμα να ελαττωθεί μεν η παροχή του Αλμυρού, ταυτόχρονα όμως να βελτιωθεί η ποιότητα του νερού, διότι θα μειωθούν οι ποσότητες υφάλμυρου νερού, που μετακινούνται, σήμερα, υπογείως από το Μπαλί προς τον Αλμυρό. Φυσικά, το μέγεθος της εκτροπής της ροής προς τα δυτικά, εξαρτάται από το ύψος ανάβλυσης της πηγής του Αλμυρού, το οποίο εάν ανέλθει στο επίπεδο +30 μ. (όπως προαναφέρθηκε) είναι δυνατόν να εκτρέψει μόνιμα ένα σημαντικό μέρος της υπόγειας ροής προς τα δυτικά, ικανό, όμως να παρεμποδίζει, πλέον μόνιμα, την ροή υφάλμυρου νερού από το Μπαλί προς τον Αλμυρό.

Αυτά είναι, λοιπόν, τα γενικά χαρακτηριστικά της πηγής του Αλμυρού. Παρακάτω, θα αναφέρω, σε γενικές γραμμές την γεωλογική δομή της περιοχής και στην συνέχεια θα εξηγήσω τους λόγους που με ώθησαν να προβώ στην εφαρμογή ενός μαθηματικού μοντέλου βροχής - απορροής, για την πηγή του Αλμυρού.

2. ΓΕΩΛΟΓΙΚΗ ΔΟΜΗ ΤΗΣ ΠΕΡΙΟΧΗΣ.

Η επιφάνεια της λεκάνης τροφοδοσίας των πηγών Αλμυρού και Μπαλίου είναι, συνολικά, της τάξης των 300 τετ.χλμ. και περιλαμβάνει σχεδόν ολόκληρη την έκταση που καλύπτουν τα όρη της κεντρικής Κρήτης Ίδη (προς Νότο) και Τάλαια Όρη (προς Βορρά). Η Ίδη και τα Τάλαια όρη με αντίστοιχο ύψος 2454 και 1074 μ. σχηματίζουν δύο επιμήκεις οροσειρές, που διατάσσονται από ανατολικά προς τα δυτικά, παράλληλα προς τις ακτές της Κρήτης. Οι γεωλογικοί σχηματισμοί που δομούν τις δύο οροσειρές είναι κυρίως ασβεστολιθικοί και λόγω αυτού του γεγονότος υπάρχει έντονα αναπτυγμένο καρστ και προφανώς επικρατούν οι κατάλληλες συνθήκες, που οδήγησαν στην δημιουργία των δύο πηγών.

Μεταξύ Αλμυρού και Μπαλίου δεν φαίνεται να υπάρχει υπόγειος υδροκρίτης, δηλαδή ο καρστικός υδροφόρος ορίζοντας είναι ενιαίος και τροφοδοτεί ταυτόχρονα και τις δύο πηγές.

Σύμφωνα με τις υπάρχουσες μετρήσεις, στην πηγή του Αλμυρού αντιστοιχεί έκταση τροφοδοσίας περίπου 200 τετ.χλμ., οπότε βάσιμα μπορούμε να υποθέσουμε ότι στην πηγή του Μπαλίου, στην οποία δεν υπάρχουν μετρήσεις παροχής, αντιστοιχεί το υπόλοιπο της έκτασης, δηλαδή 100 τετ.χλμ.

Από γεωλογικής - στρωματογραφικής απόψεως, η περιοχή 'Ιδης και Ταλαίων ορέων δομείται από τους εξής σχηματισμούς.

1. Στην βάση υπάρχει το παχύ στρώμα των Φυλλιτών - Χαλαζιτών της Κρήτης (ονομάζεται και Φυλλιτικό Σύστημα), το οποίο αποτελείται από οφιόλιθους και αργιλοψαμμιτικά ιζήματα αβυσσικού θαλασσίου περιβάλλοντος, που έχουν μεταμορφωθεί ελαφρά. Το πάχος τους δεν μπορεί να προσδιορισθεί, οπωσδήποτε, όμως, ξεπερνά τα 2000 μ. Ο σχηματισμός αυτός αποτελεί και το γενικό γεωλογικό υπόβαθρο της Κρήτης.

2. Επάνω από τούς φυλλίτες έχουν αποτεθεί με την μορφή αλλεπαλλήλων στρωμάτων οι Μολασσικοί σχηματισμοί του Μειοκαίνου, που αποτελούνται από μάργες, ψαμμίτες, κροκαλοπαγή και γύψους, δηλαδή από θαλάσσια ιζήματα πολύ μικρού βάθους. Τα ιζήματα αυτά υπέστησαν ορισμένες μετακινήσεις και ανακατατάξεις, κατά το τέλος του Μειοκαίνου, λόγω των επωθήσεων των ασβεστολιθικών σειρών, που αναφέρω παρακάτω. Γενικώς το πάχος των μολασσικών σχηματισμών είναι μικρό και δεν ξεπερνά τα 300 μ.

3. Επάνω από την Μολάσσα, έχουν τοποθετηθεί τεκτονικώς, με επώθηση, πιθανώς στις αρχές του Πλειοκαίνου, οι ανθρακικοί σχηματισμοί, που αναγνωρίζονται στην Κρήτη, ως ανεξάρτητες ενότητες ή ζώνες. Τέτοιοι σχηματισμοί είναι α) οι πλακώδεις ασβεστόλιθοι (Plattenkalk), β) τα μάρμαρα Βασιλικού και των Ταλαίων Ορέων, γ) οι ασβεστόλιθοι και δολομίτες της ενότητας της Τρίπολης και δ) οι ασβεστόλιθοι της ενότητας της Πίνδου.

Λόγω της τεκτονικής διάβρωσης των υποκείμενων σχηματισμών, που προκλήθηκε κατά την φάση της επώθησης των ασβεστολιθικών σειρών, είναι δυνατόν να έχει αφαιρεθεί το μολασσικό στρώμα και οι ασβεστόλιθοι να επικάθονται, κατ' ευθείαν επί των φυλλιτών.

Εκτός των προηγουμένων ασβεστολιθικών ενοτήτων, είναι δυνατόν να βρίσκονται επωθημένα επάνω στην μολάσσα ή κατ' ευθείαν επάνω στους φυλλίτες και άλλα αλλόχθονα σώματα, όπως γρανοδιορίτες, γνευσίοι κλπ. Όλοι οι αναφερθέντες σχηματισμοί τοποθετήθηκαν τυχαία σχεδόν, ο ένας δίπλα στον άλλον, σχηματίζοντας ένα παζλ από ασβεστολιθικούς και άλλους σχηματισμούς.

...
Σχηματικός γεωλογικός χάρτης της περιοχής του καρστικού συστήματος Αλμυρού Ηρακλείου και πηγών Μπαλίου (Μπεζές, 1983).

Οι τρεις παραπάνω ενότητες (Φυλλίτες, Μολάσσα και Ασβεστόλιθοι) διατάσσονταν στον χώρο σχεδόν οριζόντια, μέχρι το Κάτω Πλειόκαινο. Ακολούθησε μια έντονη ορογενετική φάση, που είχε ως αποτέλεσμα να πτυχωθούν όλοι οι προαναφερθέντες σχηματισμοί και να δημιουργηθούν τα όρη της Κρήτης (καθώς και της υπόλοιπης Ελλάδας). Έτσι δημιουργήθηκαν οι οροσειρές της Ίδης (Ψηλορείτης) και των Ταλαίων Ορέων (Κουλούκωνας), οι οποίες αντιστοιχούν, προφανώς σε δύο μεγάλα αντίκλινα (πτυχές). Βεβαίως, το αντίκλινο του Ψηλορείτη είναι πολύ μεγαλύτερο, σε ύψος και σε όγκο, από το αντίκλινο του Κουλούκωνα.

Μεταξύ των δύο οροσειρών, όπως ήταν φυσικό, σχηματίσθηκε ένα σύγκλινο. Το σύγκλινο αυτό αντιστοιχεί, σήμερα, σε μια επιμήκη ακανόνιστη κοιλάδα με υψόμετρο 200 - 300 μ., που εκτείνεται μεταξύ των χωριών Μουρτζανά και Δαμάστα (κοιλάδα της Δροσιάς).

Οι ασβεστολιθικοί όγκοι Ψηλορείτη και Κουλούκωνα εφάπτονται, γεωλογικώς, μεταξύ τους (μέσω της κοιλάδας της Δροσιάς), με αποτέλεσμα να δημιουργείται, υπογείως, ένα ενιαίος καρστικός υδροφόρος ορίζοντας, ο οποίος εκφορτίζεται ταυτόχρονα και από τις δύο πηγές, Αλμυρού και Μπαλίου. Το γεγονός ότι οι πηγές του Μπαλίου αναβλύζουν από την δυτική πλευρά του Κουλούκωνα, ενώ η πηγή του Αλμυρού από την ανατολική πλευρά του Ψηλορείτη, σε μια απόσταση 25 χλμ. περίπου, δημιούργησε τις ιδιαίτερες υδροδυναμικές συνθήκες που περιγράψαμε παραπάνω.

Πρέπει, όμως να υπενθυμίσουμε, ότι κάτω και από τους δύο ασβεστολιθικούς όγκους, υπάρχει ως στεγανό υπόβαθρο το μεταμορφωμένο φυλλιτικό σύστημα και τοπικά (όπου έχει διατηρηθεί) το στρώμα της μολάσσας, το οποίο επίσης είναι στεγανός σχηματισμός.

Κατά την κατακόρυφη έννοια, η επαφή ασβεστόλιθων και υποκείμενων φυλλιτών ή μολάσσας, βρίσκεται σχεδόν στο υψόμετρο της θάλασσας, άλλοτε λίγο υψηλότερα και άλλοτε λίγο χαμηλότερα.

Έτσι, στον Αλμυρό, το στεγανό υπόβαθρο του ασβεστολιθικού όγκου της Κέρης, στην βάση του οποίου αναβλύζει η πηγή, αποτελείται από μολάσσα και φυλλίτες, η δε σχετική επαφή βρίσκεται ελάχιστα μέτρα επάνω από την επιφάνεια της θάλασσας. Επομένως, ο Αλμυρός είναι μια πηγή επαφής, που αναβλύζει στην επαφή μεταξύ ασβεστόλιθων (της Τρίπολης) και των υποκείμενων στεγανών σχηματισμών φυλλιτών και μολάσσας. Αυτό έχει επιβεβαιωθεί από τις γεωτρητικές έρευνες που έγιναν για την κατασκευή του φράγματος του Αλμυρου.

Στην περιοχή του Μπαλίου, τα μάρμαρα των Ταλαίων Ορέων βρίσκονται επωθημένα επάνω στους φυλλίτες. Η επαφή μαρμάρων - φυλλιτών είναι σχεδόν οριζόντια, αλλά βρίσκεται ελάχιστα μέτρα πιο κάτω από το επίπεδο της θάλασσας, σε βάθος περίπου 20 - 30 μ. από την επιφάνειά της. Δηλαδή, οι πηγές του Μπαλίου είναι και αυτές πηγές επαφής, όμως, ταυτόχρονα, είναι και υποθαλάσσιες. Προφανώς, λόγω αυτής της γεωλογικής δομής ένα μεγάλο τμήμα του καρστ, ανάντη των πηγών Μπαλίου, βρίσκεται σε άμεση επικοινωνία με την θάλασσα, το νερό της οποίας κατορθώνει να διεισδύσει μέσα στον υδροφόρο ορίζοντα.

3. ΣΤΟΧΟΙ ΤΗΣ ΕΦΑΡΜΟΓΗΣ ΤΟΥ ΜΟΝΤΕΛΟΥ.

Έχοντας υπόψη όσα αναφέρθηκαν στην Εισαγωγή του παρόντος άρθρου, αντιλαμβανόμαστε εύκολα, ότι το κύριο ερώτημα που τίθεται, είναι το εάν και κατά πόσον μπορεί να επιτευχθεί ικανοποιητική βελτίωση της ποότητας του νερού του Αλμυρού με την κατασκευή ενός φράγματος, που θα έχει την δυνατότητα να ανυψώσει την στάθμη ανάβλυσης της πηγής στο επίπεδο των +30 μ. Διευκρινίζουμε, ότι στο παρόν άρθρο δεν εξετάζουμε τις από γεωτεχνικής άποψης δυνατότητες κατασκευής του φράγματος, που, άλλωστε, δεν φαίνεται να παρουσιάζουν ανυπέρβλητα προβλήματα.

Καθώς έχει, πλέον, αναμφισβήτητα διαπιστωθεί, ότι αύξηση του ύψους ανάβλυσης της πηγής επιφέρει μείωση των χλωριόντων, είναι χρήσιμο να ποσοτικοποιηθεί αυτή η σχέση, δηλαδή να βρεθεί η σχέση στάθμης εξόδου πηγής - χλωριόντων.

Εξ άλλου, είναι γνωστό ότι μειούμενης της παροχής, αυξάνονται τα χλωριόντα (και αντιστρόφως). Άρα είναι χρήσιμο να προσδιορισθεί μια δεύτερη σχέση, που αφορά την σχέση παροχής - χλωριόντων. Όμως, εδώ χρειάζεται προσοχή. Δεν πρέπει να λάβουμε υπόψη την "μεικτή παροχή" της πηγής, στην οποία συμπεριλαμβάνεται και η παροχή της επιφανειακής λεκάνης της Ροδιάς, αλλά μόνο την παροχή του καρστικού υδροφόρου στρώματος. Για να επιτευχθεί αυτό, πρέπει να εργασθούμε με στοιχεία μόνο της θερινής περιόδου, όταν είναι εξασφαλισμένο ότι η παροχή της Ροδιάς είναι μηδαμινή.

Με βάση τις παραπάνω σκέψεις, οδηγούμαστε στην εξής μαθηματική διατύπωση: να επιλυθεί η διπλή συσχέτιση: χλωριόντων συναρτήσει της παροχής και του ύψους ανάβλυσης. Δηλαδή να προσδιορισθεί η συνάρτηση:

C = f (Q, H)

όπου C είναι η συγκέντρωση χλωριόντων, Q η παροχή και H το υψόμετρο ανάβλυσης. Βασικά είναι ένα απλό πρόβλημα διπλής γραμμικής παλινδρόμησης.

Και ενώ το πρόβλημα φαίνεται να είναι σχετικά απλό, στην πραγματικότητα περιπλέκεται αφάνταστα, λόγω της αναξιοπιστίας των στοιχείων που διαθέτουμε, όσον αφορά την στάθμη, την παροχή και τον χημισμό της πηγής. Πιό συγκεκριμένα:

Όπως ανέφερα παραπάνω, το βασικό ερώτημα, που υπήρχε εξ αρχής και εξακολουθεί να υπάρχει μέχρι σήμερα, είναι το όψος στο οποίο πρέπει να ανέλθει η έξοδος της πηγής, ώστε να βελτιωθεί η ποιότητα του νερού, και αυτό να γίνει αξιοποιήσιμο ή και εντελώς γλυκό.

...
Άποψη του φράγματος του Αλμυρού και της κατάντη περιοχής, κατά την πλημμύρα της 16/01/2015. Είχε προηγηθεί βροχόπτωση 340 mm στον σταθμό Ανωγείων κατά το προηγούμενο 15νθήμερο (140 mm την 13/1/15).

...
Η πηγή του Αλμυρού κατά την πλημμύρα της 16/1/2015. Διακρίνεται το επάνω τμήμα του φράγματος και αριστερά ο υπερχειλιστής. Το νερό της τεχνητής λίμνης είναι θολό, επειδή από την πηγή απορρέει και ποσότητα νερών που προέρχονται από την επιφανειακή λεκάνη της Ροδιάς. Υπολογίζεται ότι η μεικτή παροχή είναι 33 κ.μ./δλπ, εκ των οποίων 15 κ.μ./δλπ. προέρχονται από το καρστικό σύστημα Αλμυρού - Μπαλίου, ενώ 18 κ.μ./δλπ. προέρχονται από την λεκάνη της Ροδιάς.

Κατά τις πρώτες μελέτες, που ξεκίνησαν το 1968, η επίδραση των γλυκών νερών της λεκάνης της Ροδιάς δεν ήταν γνωστή, αφού αυτό είναι δική μου ανακάλυψη, που έγινε πολύ αργότερα.

Σύμφωνα με τις παρατηρήσεις, της εποχής εκείνης, το νερό της πηγής εύκολα γίνεται γλυκό, μετά από κάθε ισχυρή πλημμύρα (ο όρος "πλημμύρα", έχει εδώ την έννοια της αύξησης της παροχής, που παρατηρείται μετά από κάθε ισχυρή σχετικώς βροχόπτωση). Επειδή, το φαινόμενο της μείωσης των χλωριόντων αποδόθηκε (σωστά από υδρογεωλογικής απόψεως) στην μεταβολή των φορτίων εντός του καρστ, και επειδή οι παρατηρούμενες μεταβολές της στάθμης του υδροφόρου ορίζοντα (σε γεωτρήσεις ανάντη της πηγής) ήταν πολύ μικρές, οι ερευνητές κατέληξαν στο συμπέρασμα, ότι πολύ μκρές αυξήσεις των φορτίων ήταν δυνατόν να εκμηδενίσουν της εισροές θαλασσινού νερού, οι οποίες υπετίθετο ότι γίνονταν από τον κόλπο του Ηρακλείου.

Έτσι, εκτιμήθηκε (λανθασμένα) ότι μια αύξηση των φορτίων στην πηγή κατά 7 μ. θα ήταν υπεραρκετή για να εκμηδενισθεί η υφαλμύρυνση. Προτάθηκε, λοιπόν, η κατασκευή ενός φράγματος, που θα ανύψωνε την στάθμη της πηγής από το απόλυτο ύψος +3 μ. σε +10 μ.

Φυσικά, οι υπολογισμοί ήταν πολύ αισιόδοξοι (λόγω άγνοιας των πραγματικών γεωλογικών συνθηκών) και το πείραμα ανύψωσης απέτυχε. Η πραγματική βελτίωση των χλωριόντων ήταν 20 - 25%, δηλαδή χρειαζόταν τετραπλάσια ανύψωση, περίπου, για να γίνει το νερό γλυκό, πράγμα που απαιτεί και την κατασκευή φράγματος αναλόπγου ύψους.

Ο υπολογισμός του ακριβούς ύψους του φράγματος είναι ένας πολύ σημαντικός οικονομικός παράγοντας και θα έπρεπε να γίνει με πολύ μεγάλη ακρίβεια, με την χρησιμοποίηση δεδομένων στάθμης υδροφόρου ορίζοντα και πηγής, παροχής και χλωριόντων, ώστε να μπορεί να γίνει ακριβής συσχέτιση αυτών των στοιχείων.

Εάν π.χ. υποθέσουμε ότι ο υπολόγισμός του ύψους πρέπει να γίνει με ακρίβεια 1,0 μ., στο σύνολο των 30 μ. περίπου, τότε η ακρίβεια των δεδομένων θα πρέπει να είναι τουλάχιστον 1/30 ή 3,3%.

Τέτοια, όμως, ακρίβεια μετρήσεων ούδέποτε επιτεύχθηκε στον Αλμυρό και ουδέποτε, άλλωστε, επιδιώχθηκε, λόγω άγνοιας του προβλήματος από τις αρμόδιες υπηρεσίες.

Εάν επιθυμούσαμε πραγματικά την επίλυση του προβλήματος, οι μετρήσεις θα έπρεπε να βελτιωθούν, στους εξής τομείς:

α) Μέτρηση της στάθμης στον υδροφόρο ορίζοντα: Κατασκευή πιεζομέτρων σε θέσεις ανάντη της πηγής ή και μεταξύ Αλμυρού και Μπαλίου. Εγκατάσταση οργάνων συνεχούς καταγραφής της στάθμης, της αγωγιμότητας και της θερμοκρασίας.

β) Μέτρηση της στάθμης στην πηγή Αλμυρού: Εγκατάσταση σταθμηγράφου υψηλής ακρίβειας.

γ) Μέτρηση της παροχής: Κατασκευή δύο υπερχειλιστών για την μέτρηση της παροχής από την βασική έξοδο του φράγματος και από τον υπερχειλιστή υψηλών παροχών, αντίστοιχα. Εγκατάσταση σταθμηγράφων για την παρακολοίθηση της στάθμης εντός των υπερχειλιστών.

δ) Μέτρηση των χλωριόντων (αλατότητας): Δειγματοληψία νερού και εργαστηριακή μέτρηση των χλωριόντων, ανά εβδομάδα, κατά την θερινή περίοδο (Απρίλιος - Οκτώβριος). Συνεχής μέτρηση της αγωγιμότητας με εγκατάσταση αυτογραφικού οργάνου στην πηγή. Ταυτόχρονη μέτρηση της θερμοκρασίας του αέρα και του νερού της πηγής.

ε) Μέτρηση της στάθμης της θάλασσας: Εγκατάσταση σταθμηγράφου στην θάλασσα (π.χ. στο λιμάνι του Ηρακλείου), εάν δεν υπάρχει, ήδη.

στ) Μέτρηση των βροχοπτώσεων: Εκτός του σταθμού Ανωγείων, που λειτουργεί ήδη, θα πρέπει να γίνει εγκατάσταση αυτομάτων μετεωρολογικών σταθμών, σε διάφορα υψόμετρα, σε επιλεγμένες θέσεις εντός της καρστικής λεκάνης, καθώς και εντός της επιφανειακής λεκάνης της Ροδιάς.

ε) Μέτρηση της απορροής της Λεκάνης της Ροδιάς: Κατασκευή υπερχειλιστού μετρήσεων και εγκατάσταση κατάλληλου σταθμηγράφου, στην έξοδο της λεκάνης Ροδιάς, ακριβώς στο σημείο εισόδου της ροής στο ασβεστολιθικό φαράγγι των Λινοπεραμάτων.

ζ) Μέτρηση της απορροής στην έξοδο του φαραγγιού των Λινοπεραμάτων: Διευθέτηση της κοίτης του χειμάρρου, κατασκευή υπερχειλιστού μετρήσεων και εγκατάσταση σταθμηγράφου.

Επί πλέον, για την μελέτη της σχέσης υψομέτρου ανάβλυσης - χλωριόντων, θα έπρεπε να επισκευασθεί το υφιστάμενο φράγμα, ώστε να είναι δυνατόν να εκτελεσθούν πειράματα ανύψωσης της στάθμης συνεχούς διαρκείας (μηνών ή και ετών). Αυτό, προϋποθέτει την εγκατάσταση θυροφραγμάτων ελέγχου της ροής στην βασική έξοδο του φράγματος (βάννες), καθώς και την εγκατάσταση ρυθμιζόμενου αυτομάτως θυροφράγματος στον υπερχειλιστή του φράγματος, δυνάμενου να διατηρεί την στάθμη, εντός της τεχνητής λίμνης, σταθερή, σε όλη την διάρκεια του έτους. Σημειωτέον, ότι τέτοιο θυρόφραγμα στον υπερχειλιστή είχε προβλεφθεί κατά την αρχική μελέτη του φράγματος, όμως ουδέποτε εγκαταστάθηκε, με αποτέλεσμα να μη πραγματοποιηθούν πειράματα ανύψωσης της στάθμης, κατά την χειμερινή περίοδο, από το 1973 μέχρι σήμερα (2020).

Από την επεξεργασία των στοιχείων της περιόδου 1968 - 2010, κατέληξα στο συμπέρασμα, ότι το στοιχείο το οποίο ήταν το δυσκολότερο να προσδιορισθεί (με αποδεκτή ακρίβεια), ήταν η παροχή της πηγής και ιδιαίτερα κατά την θερινή περίοδο (στείρευση). Λόγω αυτού του γεγονότος, ήταν αδύνατον να προσδιορισθεί μια ακριβής σχέση μεταξύ παροχής και χλωριόντων και να συσχετισθεί αυτή η σχέση με το ύψος ανάβλυσης της πηγής, καθώς και με το συνολικό ύψος των βροχοπτώσεων του αντίστοιχου υδρολογικού έτους.

Ενώπιον αυτής της αδυναμίας, επιχείρησα να παρακάμψω το πρόβλημα, δοκιμάζοντας να προσεγγίσω το θέμα της παροχής υπολογιστικώς, με την εφαρμογή ενός μοντέλου βροχής - απορροής. Σύμφωνα με την τεχνική αυτή, η παροχή μιας υδρολογικής λεκάνης (επιφανειακής, υπόγειας ή μεικτής) υπολογίζεται έχοντας ως βασικό δεδομένο την ημερήσια βροχόπτωση επάνω στην λεκάνη τροφοδοσίας.Το μοντέλο που χρησιμοποίησα ήταν το μοντέλο BEMER, που κατασκεύασα το 1976, στην Γαλλία, στα πλαίσια της Διδακτορικής Διατριβής μου.

4. ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΤΟΥ ΜΟΝΤΕΛΟΥ BEMER.

Παρακάτω εμφανίζονται τα αποτελέσματα της εφαρμογής του μοντέλου BEMER στην πηγή του Αλμυρού Ηρακλείου για την περίοδο 1968 - 2003. Τα αποτελέσματα φαίνονται σε διαγράμματα, όπου εμφανίζονται το υδρογράφημα της μετρημένης και της υπολογισμένης παροχής, καθώς και άλλα στοιχεία του μοντέλου. Κάθε διάγραμμα αντιστοιχεί σε ένα υδρολογικό έτος, από Σεπτέμβριο μέχρι Αύγουστο. Οι κατακόρυφες κλίμακες των διαγραμμάτων δεν είναι σταθερές για ολόκληρη την περίοδο εφαρμογής, αλλά μπορεί να αλλάζουν στο τέλος κάθε 5ετίας.