Hydrologic balance estimation using GIS in Korinthia prefecture, Greece

The main objective of this work is to determine the parameters of hydrological balance for several basins in the prefecture of Korinthia (SE Greece), using hydrometeorological data and geographic information systems (GIS) technology. Multiple linear regression and GIS were used to estimate the spatial distribution of rainfall. The largest precipitation amounts occur in the SW part of the region and decrease towards the eastern and northern coastal parts. The long term mean annual rainfall is 1.39×10<sup>9</sup> m<sup>3</sup>. Based on the Thornthwaite method, infiltration and streamflow were estimated to be 0.29×10<sup>9</sup> m<sup>3</sup>/yr and 0.38×10<sup>9</sup> m<sup>3</sup>/yr, respectively. The unequal distribution of rainfall results in water surplus in the western part of Korinthia prefecture and water deficit in the eastern. We conclude that he estimation of hydrologic balance is a useful tool in order to establish sustainable water resources management in each hydrological basin

IMPACTS OF CLIMATE CHANGES ON HYDROLOGIC BALANCE: A CASE STUDY OF VOCHA PLAIN, KORINTHIA

Σκοπός της εργασίας αυτής αποτελεί η αξιολόγηση υδρολογικών παραμέτρων του κλιματικού μοντέλου σε σχέση με πραγματικά υδρολογικά δεδομένα. Απώτερος στόχος της εργασίας αποτελεί η εκτίμηση των επιπτώσεων των κλιματικών αλλαγών στο υδατικό ισοζύγιο. Για αυτόν το σκοπό, συνδυάστηκε το κλιματικό μοντέλο RegCM3 και η μέθοδος Thornthwaite. Για την εφαρμογή της μεθόδου, επιλέχθηκε η περιοχή που καλύπτει το νοτιοανατολικό τμήμα του Κορινθιακού κόλπου. Η περιοχή χαρακτηρίζεται από έντονη αστικοποίηση, εντατική γεωργία, τουριστική ανάπτυξη, με συνεχώς αυξανόμενες υδατικές ανάγκες. Από την αξιολόγηση των υδρολογικών παραμέτρων του κλιματικού μοντέλου RegCM3 με τα αντίστοιχα πραγματικά δεδομένα διαπιστώνεται η αξιοπιστία του μοντέλου. Από τον συνδυασμό του κλιματικού μοντέλου RegCM3 και της μεθόδου Thornthwaite διαπιστώνεται ότι κατά τις μελλοντικές περιόδους 2028-2040, 2058-2070 και 2088-2100 αναμένεται αύξηση της πραγματικής εξατμισοδιαπνοής, ως αποτέλεσμα της μείωσης της βροχόπτωσης και της αύξησης της θερμοκρασίας.The aim of this study is to evaluate climate model hydrological parameters in comparison to recorded hydrological data and estimate the impacts of climate change on water balance. For this purpose, a combination of climate model precipitation and temperature data and Thornthwaite method was applied for the period 1988-2000 and the future periods 2028-2040, 2058-2070 and 2088 2100. The application of this combination was carried out in a coastal region in Southeastern part of Korinthiakos Gulf (southern Greece). The area is suitable for this target, because it is characterized by urbanization, intensive agriculture and tourism development, with increasing water demands. The evaluation of climate model parameters in comparison to observed data shows that the RegCM3 model is a reliable model. According to the future projections and the Thornthwaite method, the real evapotranspiration is estimated to increase, as a result precipitation decrease and temperature increase

FROM DARCY TO THE PRESENT: A BRIEF HISTORY OF THE EVOLUTION OF RESEARCHES ΟN GROUNDWATER HYDROLOGY UNTIL 1980

Ο υπολογισμός των υδραυλικών χαρακτηριστικών των υπόγειων υδροφορέων είναι απαραίτητος σε πολλούς κλάδους των γεωτεχνικών και των μηχανικών. Η εξίσωση διάδοσης της θερμότητας στα στερεά στις αρχές του 19ου αιώνα αποτέλεσε τη βάση για τον υπολογισμό των δύο κυριότερων παραμέτρων, δηλαδή της υδραυλικής αγωγιμότητας και της αποθηκευτικότητας των υπόγειων υδροφορέων. Ο Darcy ήταν ενήμερος των εργασιών και πειραμάτων των Bernoulli (μηχανική ενέργεια κινούμενου υγρού), Fourier (μερική διαφορική εξίσωση διάδοσης της θερμότητας), Ohm (σχέση έντασης ηλεκτρικού ρεύματος και τάσης), Poiseuille (ροή υγρών σε τριχοειδείς σωλήνες) και διατύπωσε τη βασική εξίσωση που διέπει την κίνηση των υγρών σε πορώδη μέσα (1856), συμπεριλαμβανομένου του υπόγειου νερού.  Με βάση την εξίσωση Darcy, ο Dupuit (1863) διατύπωσε το πρότυπο για την κατάσταση μόνιμης ροής. Στη συνέχεια, οι επιστήμονες διερεύνησαν τη μη μόνιμη ροή και με τον Theis (1935) άρχισε μια αληθινή επανάσταση στη μελέτη των υπόγειων ροών. Γενικά η χρονική περίοδος 1850-1950 μπορεί να θεωρηθεί η «χρυσή περίοδος» της Υπόγειας Υδρολογίας. Μετά το 1950, η επανάσταση των ηλεκτρονικών υπολογιστών έδωσε νέα ώθηση στην ανάπτυξη της επιστήμης αυτής.Estimation of hydraulic characteristics of aquifers is a fundamental task in many branches of Earth sciences and engineering. The equation of transient heat conduction proposed by Fourier, early in the 19th century, constitutes the basis for the estimation of the two basic hydraulic parameters, hydraulic conductivity and storativity. Darcy was aware of the works and experiments of Bernoulli (mechanical energy of a moving fluid), Fourier (partial differential equation of heat conduction), Ohm (relationship between electrical current and voltage drop), Poiseuille (flow of liquids through capillary tubes), and proposed the fundamental equation describing the flow of fluid through porous media, including groundwater. Based on Darcy law, Dupuit (1863) investigated the groundwater flow under steady state conditions, and then the scientists studied the transient flow (Theis, 1935). Generally, the period 1850-1950 is considered the gold period of Groundwater Hydrology. After 1950, the revolution of computers has led to a new development of this science

WATER RESOURCES IN THE WIDER AREA OF THE APOSELEMIS BASIN, CRETE ISLAND, GREECE

Η γνώση του υδρολογικού ισοζυγίου μιας λεκάνης αποτελεί απαραίτητη προϋπόθεση για να εκτιμηθεί η ασφαλής απόδοση των υδροφόρων συστημάτων ώστε να εξασφαλι­ σθεί η ορθολογική και βιώσιμη διαχείριση τους. Προκειμένου να αντιμετωπιστεί η διαταραχή της ισορροπίας του υδατικού ισοζυγίου στην υδρογεωλογική λεκάνη του Αποσελέμη αλλά και στον ευρύτερο χώρο του όρους Δίκτη είναι απαραίτητη η εκτίμη­ ση του υδατικού ισοζυγίου των επιμέρους λεκανών απορροής δηλαδή της λεκάνης του Αποσελέμη, των οροπεδίων Λασιθίου και Καθαρού καθώς και της υπόλοιπης επιφάνειας απορροής του όρους Δίκτη. Προς τούτο χρησιμοποιήθηκαν οι καταγραφές της απορροής του Αποσελέμη στη θέση Ποταμιές και οι μετρήσεις βροχής σε επτά βροχομετρικούς σταθμούς εντός ή πλησίον της λεκάνης απορροής του Αποσελέμη κατά την περίοδο 1967-2003. Τα όρια των περιοχών και οι μορφολογικές παράμετροι καθορί­ στηκαν με τη χρήση GIS, με βάση το ψηφιακό μοντέλο ανάγλυφου (DEM). Η πραγμα­ τική εξατμισοδιαπνοή σε όλη τη περιοχή υπολογίστηκε με τη μέθοδο ThornthwaiteMather. Διαπιστώθηκε υψηλός βαθμός συσχέτισης της απορροής του Αποσελέμη με τη βροχόπτωση στην ευρύτερη περιοχή πέρα από τα συμβατικά όρια της λεκάνης απορ­ ροής του. Σημαντικό ποσοστό της ετήσιας βροχόπτωσης και απορροής στην περιοχή τροφοδοτεί τόσο τα καρστικά υδροφόρα συστήματα κατάντη όσο και την απορροή του Αποσελέμη. Οι καρστικοί υδροφορίες εκφορτίζονται μερικώς από μεγάλες παράκτιες και υποθαλάσσιες υφάλμυρες πηγές, καθώς και από μικρότερες πηγές γλυκού νερού στην ενδοχώρα. Επιβεβαιώθηκε τέλος με ιχνηθετήσεις που εκτέλεσε το ΙΓΜΕ η υ­ δραυλική επικοινωνία του οροπεδίου Λασιθίου και των κατάντη υδροφορέων.The estimation of hydrologie balance is useful in order to assess the safe yield of the aquifer systems and therefore to establish their rational exploitation and sustainable management. Over-abstractions of groundwater in Aposelemis basin resulted in a severe disequilibrium of its water balance. In order to overcome this disequilibrium we studied the hydrological balance in the wider area ofDikti mountain which comprises the drainage basins of Aposelemis river, ofLasithi and Katharo plateaus and of the rest of the drainage area of Dikti. The data used are the monthly values of Aposelemis runoff in the gauge station at Potamies and rainfall data for the period 1967-2003 from seven stations located within or in the close vicinity of the drainage basin of Aposelemis. Using ArcView GIS, the hydrological basin of Aposelemis river and the drainage area ofDikti were delineated, based on the digital elevation model (DEM). The actual évapotranspiration was estimated by the Thornthwaite method. A high inter-relationship exists between the flow of the Aposelemis river and rainfall outside the conventional boundaries of the Aposelemis basin. A significant portion of the annual rainfall, in that wider area is not only recharging the karst systems downstream but also contributing to the flow of Aposelemis river. Karst aquifer systems are partially drained by large coastal and submarine brackish springs and by inland freshwater springs. Finally, tracer studies carried out by IGME confirmed the hydraulic connection between Lasithiplateau and downstream aquifer systems