Διαχείριση Υδατικών Πόρων Υπό Συνθήκες Κλιματικής Αλλαγής Με Τη Χρήση Πολυκριτηριακής Ανάλυσης

Abstract

Η παρούσα διδακτορική διατριβή εντάσσεται στην ευρύτερη γνωστική περιοχή που αφορά στους υπόγειους υδατικούς πόρους και συγκεκριμένα στη θεματολογία που αναφέρεται στη διερεύνηση εναλλακτικών πρακτικών διαχείρισης νερού με στόχο την προστασία των υπόγειων υδάτων. Ιδιαίτερα συχνό φαινόμενο το οποίο έχει παρατηρηθεί στα παράκτια υδροφόρα συστήματα, τόσο στη χώρα μας όσο και διεθνώς, αποτελεί η έντονη ποσοτική αλλά και ποιοτική τους υποβάθμιση, η οποία οφείλεται αφενός στη δραματική αύξηση της ζήτησης νερού και αφετέρου στη ρύπανση των υδροφορέων λόγω της εκτεταμένης ανθρώπινης δραστηριότητας. Η εντατικοποίηση της αγροτικής παραγωγής αλλά και η ραγδαία αύξηση του τουρισμού στις εν λόγω περιοχές αποτελούν δραστηριότητες που συντελούν στην πτώση της στάθμης του υπόγειου νερού και στην αναπόφευκτη συνεπακόλουθη εισχώρηση θαλασσινού νερού στο εσωτερικό των υδροφορέων, εξαιτίας της αλόγιστης χρήσης νερού και της υπερεκμετάλλευσης των υδατικών τους αποθεμάτων για την κάλυψη των υδατικών αναγκών. Το ζήτημα της υποβάθμισης αυτής απασχολεί σε μεγάλο βαθμό την επιστημονική κοινότητα και συγκεκριμένα τους ασχολούμενους με τους υδατικούς πόρους ερευνητές και επιστήμονες. Η πολυπλοκότητα του συγκεκριμένου ζητήματος και οι δυσκολίες που προκύπτουν κατά την αντιμετώπισή του, σε πολλές περιπτώσεις και για ποικίλες εφαρμογές, απαιτούν τη χρήση διαχειριστικών μοντέλων αλλά και μοντέλων ανάλυσης αποφάσεων με χρήση πολλαπλών κριτηρίων. Τα μοντέλα διαχείρισης νερού συνιστούν στις μέρες μας αξιόπιστα και πολύτιμα εργαλεία προσομοίωσης των υπόγειων υδροφόρων συστημάτων, τα οποία συντελούν στην πλήρη κατανόηση της λειτουργίας των υδροφορέων από την πλευρά του χρήστη. Επιπλέον, καθώς υπάρχει η δυνατότητα εισαγωγής μεγάλου αριθμού δεδομένων και χρονοσειρών παρέχεται υψηλός βαθμός ακρίβειας και αξιοπιστίας στα αποτελέσματα της προσομοίωσης. Ωστόσο, σε πολλές περιπτώσεις δεν είναι εφικτή η συγκέντρωση επαρκών δεδομένων, καθώς είτε η απόκτησή τους αποτελεί χρονοβόρα και δαπανηρή διαδικασία είτε κάποια από αυτά δεν έχουν μετρηθεί ποτέ.Με την εκπόνηση της παρούσας διδακτορικής διατριβής επιχειρείται η διερεύνηση της λειτουργίας και του ισοζυγίου προσφοράς και ζήτησης παράκτιων υδροφόρων συστημάτων, αφενός υπό καθεστώς υπερεκμετάλλευσης και αφετέρου υπό συνθήκες κλιματικής αλλαγής, μέσω της εφαρμογής ενός μοντέλου διαχείρισης της ποσότητας τόσο των υπόγειων όσο και των επιφανειακών υδάτων. Για την κατάστρωση του διαχειριστικού μοντέλου χρησιμοποιείται το λογισμικό W.E.A.P. (Water Evaluation and Planning), το οποίο αποτελεί ένα εργαλείο ιδιαίτερα κατάλληλο για τον ολοκληρωμένο σχεδιασμό και τη διαχείριση των υδατικών πόρων και το οποίο λειτουργεί πάνω στη βασική αρχή του ισοζυγίου μάζας. Στο πλαίσιο του μοντέλου αυτού επιχειρείται λεπτομερής ανάλυση που αφορά στην πρόβλεψη της χωρικής και χρονικής διακύμανσης της υδατικής ζήτησης (υδρευτικές και αρδευτικές ανάγκες) για την περίοδο μελέτης. Επιπλέον, γίνεται πρόβλεψη της προσφοράς νερού (υπόγειου και επιφανειακού), λαμβάνοντας υπόψη και τον παράγοντα της κλιματικής αλλαγής, με τη χρήση δεδομένων από το δυναμικό κλιματικό μοντέλο RegCM3 (Regional Climate Model 3).Στο πλαίσιο του διαχειριστικού μοντέλου, το οποίο αναπτύχθηκε για την παρούσα διατριβή, διερευνώνται ποικίλα σενάρια διαχείρισης της ποσότητας των διαθέσιμων υδάτων και προτείνονται εναλλακτικές δράσεις προστασίας των υπόγειων υδροφορέων (όπως η λήψη μέτρων εξοικονόμησης αρδευτικού νερού, η κατασκευή φραγμάτων και η κατασκευή μονάδων αφαλάτωσης) καθώς και συνδυασμός αυτών. Η προαναφερθείσα διερεύνηση αφορά αφενός στη ζήτηση νερού και στο βαθμό στον οποίο κάθε εναλλακτική καταφέρνει να καλύψει τις υδατικές ανάγκες της περιοχής και αφετέρου στην προσφορά νερού και στη συμβολή κάθε δράσης στην προστασία των υπόγειων υδατικών αποθεμάτων. Ωστόσο, η αξιολόγηση των εναλλακτικών σεναρίων δεν αποτελεί απλή υπόθεση καθώς τα υδατικά ζητήματα είναι σύνθετα και χαρακτηρίζονται από πολυπλοκότητα. Ως εκ τούτου τα αποτελέσματα του διαχειριστικού μοντέλου δεν επαρκούν για την ορθή και ολοκληρωμένη αξιολόγηση των προτεινόμενων δράσεων. Για το σκοπό αυτό, σε επόμενο στάδιο διαμορφώνεται ένα μοντέλο λήψης αποφάσεων, το οποίο βασίζεται στην ανάλυση πολλαπλών κριτηρίων (multicriteria analysis). Τα πολυκριτηριακά μοντέλα ανάλυσης αποφάσεων αποτελούν ένα ιδιαίτερα ισχυρό και πολύτιμο εργαλείο στον τομέα της διαχείρισης νερού. Αυτό συμβαίνει διότι τα υδατικά ζητήματα έχουν ποικίλα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά, τα οποία πρέπει να ληφθούν υπόψη, ενώ προκύπτουν αντικρουόμενα συμφέροντα που αφορούν στη χρήση του νερού. Σε γενικές γραμμές η πολυσύνθετη και πολυδιάστατη φύση των υδατικών προβλημάτων δεν επιτρέπει την επίλυσή τους μεσώ της απλής κρίσης, από ένα μόνο φορέα λήψης αποφάσεων ή με γνώμονα μόνο ένα κριτήριο. Στο πλαίσιο της παρούσας διδακτορικής διατριβής αναπτύσσεται ένα σύνθετο πολυκριτηριακό μοντέλο λήψης αποφάσεων, με τη χρήση του λογισμικού Visual Promethee, το οποίο στοχεύει στην εύρεση της ευνοϊκότερης διαχειριστικής δράσης που μπορεί να εφαρμοστεί στην περιοχή μελέτης για την επίλυση των υδατικών προβλημάτων μέσω της αξιολόγησής τους με κριτήρια περιβαλλοντικά, οικονομικά, τεχνολογικά και κοινωνικά. Με άλλα λόγια απώτερος σκοπός της ανάλυσης είναι η λήψη απόφασης για την υλοποίηση της βέλτιστης διαχειριστικής πρακτικής, η οποία θα είναι αποδεκτή από την τοπική κοινωνία, τεχνικά και οικονομικά αποδοτική, καθώς και περιβαλλοντικά υπεύθυνη. Τελικά, η πιλοτική εφαρμογή της προτεινόμενης μεθοδολογίας πραγματοποιείται σε τέσσερα υδροφόρα συστήματα του νομού Χαλκιδικής (Επανομής-Μουδανιών, Κασσάνδρας, Ορμύλιας και Σιθωνίας), που αντιμετωπίζουν έντονα ποσοτικά και ποιοτικά υδατικά προβλήματα, τα οποία είναι άμεσα συνυφασμένα με τη ραγδαία τουριστική ανάπτυξη αλλά και την εντατικοποίηση των αγροτικών δραστηριοτήτων στην περιοχή, που οδηγούν στην αυξημένη εκμετάλλευση των υπόγειων υδατικών πόρων.