10ο Πανελλήνιο Συμπόσιο Ωκεανογραφίας & Αλιείας 7-11 Μαΐου 2012, Αθήνα Μεταβατικά ύδατα, εκβολικά συστήματα, μορφοδυναμική των ακτών

1. ΠΟΙΟΤΙΚΑ ΚΑΙ ΠΟΣΟΤΙΚΑ
ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΤΟΥ ΠΛΟΥΜΙΟΥ ΤΟΥ
Π. ΝΕΣΤΟΥ
Καμίδης Ν1,2., Συλαίος Γ2. & Τσιχριντζής Β.Α2.
1
Ινστιτούτο Αλιευτικής Έρευνας, Ελληνικός Γεωργικός Οργανισμός, 64007 Ν. Πέραμος
Καβάλας, nikkami@inlae.gr
2
Εργαστήριο Οικολογικής Μηχανικής & Τεχνολογίας, Τμ. Μηχανικών Περιβάλλοντος,
Δημοκρίτειο Πανεπιστήμιο Θράκης, 67100 Ξάνθη, www.env.duth.gr/eet

2. ΕΙΣΑΓΩΓΗ - Εκβολές
Οικολογική 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.

3. ΕΙΣΑΓΩΓΗ - 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):
ρ o − ρ g΄> 0: υπόπυκνο
g′ = g g΄< 0: υπέρπυκνο
ρo
g΄= 0: ομόπυκνο
g= 9,81 m/s2, ρο η πυκνότητα του θαλασσινού
νερού, ρ η πυκνότητα του πλουμίου (kg/m3).

4. ΕΙΣΑΓΩΓΗ
Σπουδαιότητα 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.

5. ΠΕΡΙΟΧΗ ΜΕΛΕΤΗΣ
Ποταμός Νέστος
 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.

6. ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΟ 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.

7. ΥΛΙΚΑ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΙ
Στρατηγική Δειγματοληψιών – Δέλτα Νέστου
 Σκοπός:
 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
 Επιπλέον 64 δειγματοληψίες για τον
υπολογισμό της παροχής.

8. ΥΛΙΚΑ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΙ
Στρατηγική 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  ΤSS
 αλατότητα  θρεπτικά άλατα
 πυκνότητα  χλωροφύλλη
 διαλυμένο οξυγόνο  pH

9. ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ
Δέλτα Νέστου
40
200 Μάρτιος 2006 Μάιος 2006
35
(α) Ιούλιος 2006 2006
Q= 172 m3/s Q= 78 m330
/s Q= 18,3 m3/s
Συχνότητα (%)
150 25
Παροχή (m3/s)
20
100 15
10
5
50
0
40 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180
0 (β)
35
2
79
149
220
238
249
277
295
304
313
322
331
340
358
2007
229
286
349
30
Συχνότητα (%)
Ημέρες 25
20
15
Παροχή Νέστου 2006 10
5
0
180 Μάρτιος 2006 Ιανουάριος 2007
0 20 40 60
Απρίλιος 2007
80 100
3
120 140 160 180
160 Παροχή (m /s)
140 Q= 172 m3/s Q= 25,3 m3/s Q= 26,1 m3/s
Παροχή (m3/s)
120
100
80 2006
60
40
30-50 m3/s: συχνότητα 70,6%
20
0 >100 m3/s: συχνότητα 9,2%
2
23
44
65
86
107
128
149
170
212
233
254
275
317
338
359
191
296
Ημέρες
2007
30-50 m3/s: συχνότητα 52,3%
Παροχή Νέστου 2007 >100 m3/s: συχνότητα 1,6%

10. ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ
Δέλτα Νέστου
4.0
Μάιος Φεβρουάριος Μάιος
Συγκεντρώσεις
3.5 Απουσία Κατασκευή Λειτουργία 2006 2007 2007
φραγμάτων φραγμάτων φραγμάτων
3.0
Ν-ΝΟ3 (μmol/L) 26,9 (0,7) 30,0 (1,8) 29,0 (2,1)
2.5
Ν-ΝΟ2 (μmol/L) 0,1 (0,1) 0,1 (0,0) 0,3 (0,2)
W/S Ratio
2.0 Ν-ΝΗ4 (μmol/L) 3,8 (2,6) 3,0 (2,3) 9,7 (2,0)
1.5 P-PO4 (μmol/L) 4,3 (0,3) 1,9 (0,1) 1,9 (0,5)
1.0
SiO2 (μmol/L) 205 (8) 162 (7,6) 221 (46)
Μηνιαίες απορροές- Μάιος Φεβρουάριος Μάιος
0.5
φορτία 2006 2007 2007
0.0 Απορροή (x106
208,6 (75,8) 27,0 (15,2) 46,8 (27,6)
1967
1968
1970
1971
1973
1974
1977
1980
1981
1982
1983
1984
1989
1990
1991
1992
1993
1995
1996
1999
2002
2003
2004
2005
2006
1966
1969
1972
1975
1976
1978
1979
1985
1986
1987
1988
1994
1997
1998
2000
2001
2007
m3/mo)
DIN (t/mo) 90,0 (25,7) 12,5 (4,1) 25,8 (11,4)
 Περίοδος απουσίας των φραγμάτων: DIP (t/mo) 28,1 (12,7) 1,6 (0,7) 2,7 (1,5)
W/S(av)= 1,9 DSi (t/mo) 1199 (320) 122 (20,1) 290 (30,5)
 Περίοδος κατασκευής: W/S(av)= 1,7  Μέση παροχή:
 Περίοδος λειτουργίας: W/S(av)= 1,2  Μάιος 2006: 80,5 m3/s
 Το έτος 2006 ο λόγος W/S  Φεβρουάριος 2007: 10,4 m3/s
υπολογίστηκε σε 2,02 υποδηλώνοντας  Μάιος 2007: 18,1 m3/s
σαφή εποχικότητα των παροχών.
 Το έτος 2007 ο λόγος βρέθηκε σε 1,2
καταδεικνύοντας την εξομάλυνση των
παροχών.

11. ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ
Σύγκριση του Νέστου με άλλους ποταμούς
700 (α)
DIN (μmol/L)
600
500
400
300
200
100
0
¸âñïò (1) Áîéüò (1)Ðçíåéüò (1) (1) (1)Ðçíåéüò(3) (4)
Óôñõìþí (1)
ÁëéÜêìùí (1)
Á÷åëþïò Ðçíåéüò (2)Áîéüò ÁëéÜêìùí (6)(7)
ÍÝóôïò Ðçíåéüò (5) Áþïò ÍÝóôïò-2007 (8)
ÍÝóôïò-2006 (8)
40 (β)
DIP (μmol/L)
30
20
10
0
Νέστος-2007 (8)
Νέστος-2006 (8)
Αλιάκμων (1)
Αλιάκμων (6)
Αχελώος (1)
Στρυμών (1)
Πηνειός (1)
Πηνειός (2)
Πηνειός (5)
Νέστος (1)
Πηνειός(3)
Έβρος (1)
Αώος (7)
Αξιός (1)
Αξιός (4)
X Axis Title

12. ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ
Παράκτια ζώνη-Υδάτινες μάζες
 Υδάτινες μάζες (α) (β)
 Πλούμιο (PW)
 Ύδατα της Μαύρης Θάλασσας
(BSW)
 Ύδατα της Λεβαντίνης
Θάλασσας (LIW)
 Υπολογισμός αλατότητας
αναφοράς (So)
(γ)
 Μάιος 2006: 34
 Φεβρουάριος 2007: 36,1
 Μάιος 2007: 34

13. ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ
Πλούμιο
Αλατότητα Νιτρικά άλατα
W: 2,1 m/s W: 2,1 m/s
(α) (α)
W:1,9 m/s W:1,9 m/s
(β) (β)
W:1,5 m/s W:1,5 m/s
(γ) (γ)

14. ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ
Πλούμιο
Πυριτικά άλατα
Μάιος 2006 Φεβρουάριος 2007
W: 2,1
m/s W:1,9
m/s
Μάιος 2007
W:1,5
m/s

15. ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ
Πλούμιο
Φωσφορικά άλατα
Μάιος 2006 Φεβρουάριος 2007
W: 2,1 W:1,9
m/s m/s
Μάιος 2007
W:1,5
m/s

16. ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ
Πλούμιο
Αμμωνιακά άλατα
Μάιος 2006 Φεβρουάριος 2007
W: 2,1 W:1,9
m/s m/s
Μάιος 2007
W:1,5
m/s

17. ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ
Πλούμιο
Παράμετροι Μάιος Φεβρουάριος Μάιος
(2006) (2007) (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/m ) 3
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)
Μάιος Φεβρουάριος Μάιος
Παράμετροι
(2006) (2007) (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)

18. ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ
Ποσοτικοποίηση 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:
m n
(So − S )
Vf = ∑ ∑.2 S ∆ A∆ z
x =1 z = 0 o
 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:
m
M nutrient = ∑ VsurfaceCnutrient
x =1
Μήνες Af Vf MDIN MDIP MDISi
(km2) (×106 m3) (t) (t) (t)
532,8 169,3 2,6 2,1 32,5
Μάιος 2006
24,2 0,4 0,1 0,07 1,0
Φεβρουάριος
2007
25,2 1,0 0,4 0,2 5,8
Μάιος 2007

19. ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ
Στοιχειομετρία θρεπτικών στο πλούμιο
Νέστος
1000
Si:N=1
Στόμιο
Ανατολικά Στομίου
1000 Μάιος 2006
Νότια Στομίου
P,Si,N P,N,Si Στενό Θάσου
100 Κόλπος Καβάλας 100
Si,P,N
N:P
N:P=16
10 10
N,P,Si
1 Si,N,P 1
N,Si,P
Si:P=16
0.1 0.1
0.1 1 10 100 0.1 1 10 100
1000 Φεβρουάριος 2007 1000 Μάιος 2007
100 100
10 10
N:P
1 1
0.1 0.1
0.1 1 10 100 0.1 1 10 100
Si:N Si:N
 Ακολουθήθηκε η μεθοδολογία των Rocha et al., (2002).
 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.

20. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ
 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.