Χρήσιμες Συνδέσεις:

Ξενόγλωσσες Συνδέσεις:

1. Κατανομή του νερού στη φύση.

Αυτό έχει ως αποτέλεσμα οι περισσότεροι άνθρωποι που ζουν σ' αυτά τα κλίματα να θεωρούν την επάρκεια νερού ως δεδομένη. Το νερό όμως δεν είναι ισόποσα κατανεμημένο και, ακόμα και στα εύκρατα κλίματα, οι ζεστοί μήνες του καλοκαιριού οδηγούν σε προσωρινή έλλειψη νερού.

Η άνιση παγκόσμια κατανομή του νερού γίνεται εύκολα αντιληπτή. Με μια απλή ματιά στο χάρτη βλέπουμε ότι σχεδόν το 71% της επιφάνειας της γης καλύπτεται από ωκεανούς.

Οι ωκεανοί όμως είναι άνισα κατανεμημένοι. Το μεγαλύτερο μέρος τους βρίσκεται στο νότιο ημισφαίριο ενώ το μεγαλύτερο μέρος ξηράς στο βόρειο ημισφαίριο. Οι ωκεανοί αποτελούν το 97,6% του νερού που κυκλοφορεί στον πλανήτη μας. Το υπόλοιπο 2,4% αποτελεί το σύνολο του γλυκού νερού στη φύση.

Στις Ν. και στις Β. πολικές περιοχές υπάρχουν μεγάλοι όγκοι πάγου, που είναι σημαντικά αποθέματα νερού και αποτελούν σχεδόν το 75% των γλυκών νερών. Έτσι απομένει μόνο το 25% του γλυκού νερού, σε υγρή μορφή, που μπορεί να χρησιμοποιηθεί από τον άνθρωπο.

Το περισσότερο από το παραπάνω 25% κατακρατείται στη γη ως υπόγειο νερό (0,29% της ολικής ποσότητας νερού στη φύση), είναι επιβαρυμένο σε μέταλλα, και μεταφέρεται μέσω υπόγειων ρυακιών ή ποταμών στη θάλασσα.

Τί απομένει λοιπόν από τα γλυκά νερά; Τα ηπειρωτικά νερά που μπορούν να χρησιμοποιηθούν εύκολα, αντιπροσωπεύουν ένα πολύ μικρό κομμάτι της υδρόσφαιρας (UNESCO-UNEP, 1993)

Το υπάρχον στην ατμόσφαιρα νερό υπό τη μορφή υδρατμών αντιπροσωπεύει λιγότερο από το 1/100.000 του συνόλου του νερού στον πλανήτη.

Εικ-1.1. Κατανομή όλου του νερού στη γη.
Fig-1.1. Distribution of the total water on the earth.

Εικ-1.2. Κατανομή του γλυκού νερού στη γη.
Fig-1.2. Distribution of freshwater on the earth.

Εικ-1.3. Κατανομή των επιφανειακών νερών στη γη.
Fig-1.3. Distribution of surface water on the earth.

Οι ποταμοί είναι επίσης άνισα κατανεμημένοι. Οι περισσότεροι ποταμοί βρίσκονται στο Β. ημισφαίριο (όπου υπάρχει και το μεγαλύτερο μέρος ξηράς). Σε πολλές άνυδρες περιοχές της Αφρικής συμβαίνει μεγάλη εξάτμιση, οπότε τα ποτάμια μπορεί να μη φτάνουν ποτέ στη θάλασσα. Το ίδιο αποτέλεσμα μπορεί να οφείλεται και σε ανθρώπινες παρεμβάσεις. (Meyer, 1993).

Οι αλλαγές που προξενεί το φαινόμενο θερμοκηπίου μπορεί να προκαλέσουν αλλαγές στην παγκόσμια κατανομή νερού. Το επίπεδο της θάλασσας ανεβαίνει, και σε κάποιες περιοχές υπάρχει κίνδυνος πλημμυρών - υπάρχει πλεόνασμα νερού. Σε άλλες περιοχές το κλίμα μπορεί να γίνει ξηρότερο, να σημειωθεί δηλαδή έλλειψη νερού.

Φαινόμενο του θερμοκηπίου ονομάζεται... (από Γεωργόπουλο)


ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΕΣ: Νο1 (Κυρίμης, 1999)

1.1 Παγκόσμια εικόνα της διαθεσιμότητας νερού.

Η Ευρώπη είναι το μόνο μέρος που έχει όσα αποθέματα νερού χρειάζεται, τουλάχιστον προς το παρόν. Σε πολλές χώρες που βρίσκονται υπό ανάπτυξη, το μεγαλύτερο πρόβλημα που αντιμετωπίζουν οι κάτοικοι είναι η έλλειψη καθαρού και πόσιμου νερού.

Ο Παγκόσμιος Οργανισμός Υγείας εκτιμά πως το 80% των ασθενειών που εμφανίζονται στις τριτοκοσμικές χώρες οφείλεται στην έλλειψη καθαρού και πόσιμου νερού, και στην αδυναμία επεξεργασίας και διάθεσης των λυμάτων. Κάθε μία ώρα, στον πλανήτη μας, περίπου 1000 παιδιά πεθαίνουν από διάρροια, εξαιτίας του νερού.

Ανεπάρκεια πόσιμου νερού σημαίνει πως δεν υπάρχει πηγή σε απόσταση αρκετών εκατοντάδων μέτρων. Σε μερικές περιοχές, γυναίκες και παιδιά περπατούν μέχρι και 6 ώρες ημερησίως για να φέρουν πόσιμο νερό απ' όπου υπάρχει, στερώντας συχνά από τα παιδιά μέχρι και το σχολείο, που είναι κάτι πολύ σημαντικό, για να καλύψουν την ανάγκη της οικογένειας σε νερό.

Συχνά το πρόβλημα δεν εντοπίζεται στην έλλειψη νερού, αλλά στην καθαρότητά του. Σε πολλά μέρη υπάρχει αρκετό νερό στα τοπικά υδροδοτικά κέντρα, όμως απαιτούνται συστήματα καθαρισμού και εκατοντάδες χιλιόμετρα σωληνώσεων για να μεταφερθεί το πόσιμο νερό στην κατανάλωση. Κάποιας μορφής αποχέτευση είναι επίσης ζωτικής σημασίας, για να αποτραπεί η κατάληξη των αποβλήτων στις παροχές νερού. Το έντονο αυτό πρόβλημα αντιμετωπίζεται σε πολλές χώρες από διάφορους οργανισμούς και από τις κυβερνήσεις και έχει γίνει κάποια πρόοδος. Όμως ο πληθυσμός σε πολλές από αυτές τις χώρες αυξάνει γρηγορότερα απ' ότι ο ρυθμός αντιμετώπισης του προβλήματος. Η παροχή καθαρού πόσιμου νερού είναι μία από τις υψηλότερες προτεραιότητες για τους κατοίκους πολλών υπό ανάπτυξη χωρών.

Σε πολλές χώρες η ανεπάρκεια νερού αυξάνεται, και θα έχει επακόλουθα όχι μόνο στα νοικοκυριά, αλλά και γενικά στην οικονομία. Σε ορισμένες πόλεις η ανεπάρκεια θα είναι τέτοια, ώστε οι βιομηχανίες θα χρειάζονται κάποιες συνεχείς εποχιακές προσαρμογές του τρόπου λειτουργίας τους, ανάλογα με τη διαθεσιμότητα νερού.

1.2 Τα εσωτερικά νερά στην Ελλάδα.

Στην Ελλάδα οι υδρολογικές και γεωμορφολογικές ιδιαιτερότητες, σε συνδυασμό με την ανομοιόμορφη κατανομή της ζήτησης του νερού, δημιουργούν προβλήματα για την κάλυψη των αναγκών στις διάφορες χρήσεις του νερού. Η γεωγραφική θέση της Ελλάδας, με την ανομοιόμορφη χωροχρονική κατανομή των βροχοπτώσεων, αλλά και τη γενικότερη γεωμορφολογική της σύσταση και την τεκτονική της δομή, την χαρακτηρίζουν ως σχεδόν άνυδρη χώρα. Αυτό πολλές φορές τεκμηριώνεται και από το ξηροθερμικό κλιματικό περιβάλλον του μεγαλύτερου μέρους της χώρας. Παρ' όλα αυτά όμως, για κάθε κάτοικό της, αναλογεί μεγαλύτερη επάρκεια νερού, απ' ό,τι στις άλλες μεσογειακές χώρες.

Οι ανθρωπογενείς δραστηριότητες επεμβαίνουν καθοριστικά στην ποιότητα και στην ποσότητα του διαθέσιμου νερού, με το να αλλοιώνουν και να υποβαθμίζουν τις φυσικές του ιδιότητες, ενώ κάθε έτος ελαττώνεται η διαθεσιμότητα του νερού για να εξυπηρετήσει πρόσθετες πλουτοπαραγωγικές δραστηριότητες και χρήσεις.

Η μείωση του διαθέσιμου νερού στην Ευρώπη, νομίζετε ότι οφείλεται περισσότερο στη ρύπανση ή στην έλλειψη νερού;

2. Ο κύκλος του νερού.

«Η κατανομή των υδάτων στον πλανήτη μας δεν είναι παρά μια στιγμιαία εικόνα ενός πολύπλοκου μηχανισμού, του υδρολογικού κύκλου, που ενώνει όλα τα υδατικά συστήματα της υδρογείου».

Κάθε χρόνο, η ποσότητα του νερού που μπαίνει στον κύκλο δεν αντιπροσωπεύει παρά ένα πολύ μικρό τμήμα της παγκόσμιας ποσότητας (περίπου 0,04%). Το νερό παραμένει, κατά μέσον όρο, δέκα μέρες στην ατμόσφαιρα, μερικές βδομάδες στα ποτάμια, από λίγους μήνες έως μερικές εκατοντάδες χρόνια στις λίμνες και πολλούς αιώνες στα επιφανειακά φρεάτια. Θα χρειαζόταν όμως περισσότερο από τρεις χιλιετηρίδες για την ανανέωση του νερού των ωκεανών και σχεδόν 10.000 χρόνια για την ανανέωση των υπόγειων νερών και των παγόβουνων.

Γενικά οι υδρατμοί εισέρχονται στην ατμόσφαιρα με την εξάτμιση κυρίως απ' τους ωκεανούς (το 85% περίπου). Το υπόλοιπο προέρχεται κατά ένα μικρό ποσοστό από την επιφανειακή εξάτμιση των ηπειρωτικών νερών και κατά ένα μεγάλο ποσοστό από τη διαπνοή των φυτών. Τα φυτά συμμετέχουν ενεργά στον κύκλο του νερού, αντλώντας το νερό από το υπέδαφος και αποβάλλοντάς το στην ατμόσφαιρα με τη μορφή ατμού (Lacroix, 1991).

Διαπνοή είναι η έξοδος του νερού από τα στόματα των φύλλων των φυτών, δηλαδή τους πόρους ή τα ανοίγματα της επιδερμίδας των φύλλων.

Εξατμισοδιαπνοή είναι η ταυτόχρονη σύμπτωση και αλληλεπίδραση της διαπνοής από τα φύλλα και της εξάτμισης και κατακράτησης του νερού από το έδαφος.

Ένα πειραματικό δάσος στην Αγγλία κόπηκε και κατόπιν αφέθηκε να ξαναδημιουργηθεί, αλλά κρατώντας το σε πολύ χαμηλό ύψος επάνω από το έδαφος. Μετά απ' αυτό παρατηρήθηκε 40% αύξηση της επιφανειακής απορροής σε ετήσια βάση, και 400% κατά τη διάρκεια του καλοκαιριού (Likens, 1984). Αυτή η αύξηση αντιπροσωπεύει το νερό που θα μπορούσε να ξαναγυρίσει στην ατμόσφαιρα μέσω της διαπνοής των φύλλων ενός πλήρως ανεπτυγμένου και άθικτου δάσους.

Οι υδρατμοί, μετακινούμενοι από ανέμους, έρχονται σε επαφή με ψυχρότερες μάζες αέρα. Αυτό προξενεί τη συμπύκνωσή τους και έτσι σχηματίζονται σύννεφα. Εάν αυτά ψυχθούν περισσότερο, βρέχει, χιονίζει, ή πέφτει χαλάζι. Έτσι το νερό καταλήγει πάλι στους ωκεανούς είτε απ' ευθείας, είτε ρέοντας επιφανειακά ή υπόγεια, και συμπληρώνεται ο υδρολογικός κύκλος.

Το νερό αλλάζει συνεχώς μορφή, από υγρή σε αέρια ή και στερεά μορφή. Το ισοζύγιο μεταξύ εξάτμισης και βροχοπτώσεων καθορίζει τη διαθέσιμη ποσότητα νερού. Μόνον εάν οι βροχές είναι περισσότερες σε ποσότητα από την εξάτμιση, υπάρχει διαθέσιμο νερό στο έδαφος.


ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΕΣ: Νο2 (Κυρίμης, 1999)

Εικ-1.4. Ο κύκλος του νερού στη γη.
Fig-1.4. The water cycle on the earth.

2.1 Η επιρροή του ανθρώπου.

Στα περισσότερα ποτάμια που περνούν από περιοχές με έντονες ανθρώπινες δραστηριότητες, επηρεάζεται η ποιότητα και η περιεκτικότητα του νερού, αλλά και ο υδρολογικός κύκλος. Η άρδευση π.χ. καθώς επεκτείνεται, θα αυξήσει το βαθμό εξατμισοδιαπνοής, θα μειώσει την περιεκτικότητα και θα αλλάξει την ποιότητα του νερού στις επιφάνειες.

Μια σημαντική αλλαγή του κύκλου παρατηρείται στις πόλεις, όπου οι οικοδομές και οι μεγάλες, καλυμμένες με αδιαπέραστα υλικά επιφάνειες του εδάφους, αλλάζουν εντελώς τις συνθήκες ροής.

Παράγοντες που επηρεάζουν τον κύκλο είναι επίσης το χώμα, η βλάστηση και οι κλιματολογικοί παράγοντες, αλλά και αυτά, αντίστροφα, επηρεάζονται από τον υδρολογικό κύκλο (UNESCO-UNEP, 1993).


ΘΕΜΑΤΑ ΣΥΖΗΤΗΣΗΣ:

Πιστεύετε ότι δραστηριότητες όπως υλοτομία, κατασκευή φραγμάτων, μπορούν να επηρεάσουν τον κύκλο του νερού, και γιατί;

Γιατί το ετήσιο ποσοστό βροχοπτώσεων μιας περιοχής δε μπορεί να είναι ενδεικτικό του διθέσιμου για τον άνθρωπο νερού σ' αυτήν την περιοχή;

Εάν χημικά απόβλητα διεισδύσουν στο έδαφος, τα ρυπασμένα υπόγεια νερά πόσο γρήγορα νομίζετε ότι μπορούν να αυτοκαθαριστούν;

2.2 Διαδρομές του νερού προς τον ποταμό.

Τα νερά της βροχής που πέφτουν στη βλάστηση και στις πλαγιές των κοιλάδων κυλούν προς το ποτάμι, ή διεισδύουν (φιλτράρονται) στο έδαφος και στα πετρώματα. Η ποσότητα του νερού που ακολουθεί κάποιον απ' αυτούς τους δρόμους εξαρτάται από τις τοπικές συνθήκες, π.χ. από τον τύπο του εδάφους που καθορίζει την ταχύτητα με την οποία το νερό διεισδύει στο έδαφος, από το ποσοστό της φυτοκάλυψης κλπ.

Κατά την πορεία του νερού προς τα ποτάμια, μεγάλες ποσότητες (περισσότερο του 70%) ξαναγυρνούν στην ατμόσφαιρα με την εξάτμιση από το έδαφος και τη διαπνοή από τα φυτά. Η ποσότητα νερού στα ποτάμια, μπορεί να είναι μόνον ένα μικρό κομμάτι αυτού που πέφτει αρχικά ως βροχή.

Όταν βρέχει τόσο δυνατά, ώστε το νερό να πέφτει στο έδαφος ταχύτερα απ' ό,τι μπορεί να διεισδύσει μέσα σ' αυτό, τότε κάποια ποσότητα κυλάει επιφανειακά και συγκεντρώνεται σε περιοχές μικρής ή μηδενικής κλίσης. Συνήθως όμως, το νερό διεισδύει στο έδαφος γρηγορότερα απ' ό,τι πέφτει σ' αυτό. Μετά από κάποιο χρονικό διάστημα, διάρκειας μισής έως δύο ωρών (Free, Browning & Mushgrave, 1940), το έδαφος δε μπορεί ν' απορροφήσει άλλο νερό γιατί έχει κορεσθεί, και το νερό ρέει επιφανειακά.

Έχει παρατηρηθεί (Likens, 1984) ότι η πολύ μικρή επιφανειακή απορροή σ' ένα υγρό δάσος αυξήθηκε μετά το κόψιμο όλων των δένδρων. Αυτό το γεγονός αποδεικνύει ότι η απορροφητικότητα του εδάφους αυξάνεται με την αύξηση της οργανικής ύλης του εδάφους, χάρη στη φυτική στρωμνή και χάρη στη δομή των ριζών.

Το κλίμα, η βλάστηση, η τοπογραφία, το είδος των πετρωμάτων, οι χρήσεις γής και τα χαρακτηριστικά του εδάφους καθορίζουν το μέγεθος, την ταχύτητα, αλλά και τη χημική σύνθεση της επιφανειακής απορροής (Dunne & Leopold, 1978).

Εάν τα πετρώματα, στα οποία τελικά καταλήγει το απορροφούμενο από το έδαφος νερό, είναι πορώδη ή υδατοπερατά, το νερό που διεισδύει δημιουργεί και εμπλουτίζει υπόγειους ταμιευτήρες νερού. Η συνοριακή επιφάνεια μεταξύ ενός υπόγειου ταμιευτήρα και των ξηρότερων περιοχών του εδάφους πάνω απ' αυτόν, ονομάζεται υδροφόρος ορίζοντας. Από τούς ταμιευτήρες το νερό μπορεί πολύ συχνά να καταλήξει πάλι στην επιφάνεια της γής και να τροφοδοτήσει ένα κανάλι ή ποτάμι. Η τροφοδότηση αυτή ενός ποταμού από υπόγειους υδροφορείς ονομάζεται βασική απορροή και είναι πολύ περισσότερο σταθερή από τα άλλα είδη ροής (επιφανειακής και υπο-επιφανειακής). Το φαινόμενο αυτό εξηγεί και το γεγονός της αύξησης πολλές φορές της ροής ενός ποταμού προς τις χαμηλότερες περιοχές, έστω και αν δεν υπάρχουν παραπόταμοι να συνεισφέρουν. Κατά την ξηρή περίοδο του έτους η ροή των ποταμών συντηρείται αποκλειστικά από τη βασική απορροή. Το ποσοστό της βασικής απορροής ενός ποταμού εξαρτάται από το τοπικό κλίμα και το είδος των πετρωμάτων. Ο ίδιος ποταμός μπορεί να χάσει το νερό του εάν διατρέξει ξηρές περιοχές, στις οποίες το επίπεδο του υδροφόρου ορίζοντα είναι χαμηλότερο της κοίτης του (Allan, 1991).

Πόσο υγρό είναι το έδαφος της περιοχής σας, και πως μπορεί το κλίμα μιας περιοχής να συμβάλει στη δημιουργία απορροών;

Πόσο σκληρό ή σφιχτό είναι το έδαφος της περιοχής σας; Πώς μπορεί ένα πηλώδες ή αμμοϊλώδες έδαφος να επηρεάσει την πορεία του νερού;

Τί είδους πετρώματα έχετε παρατηρήσει; (π.χ. ασβεστολιθικά ή γρανιτικά); Πώς μπορεί το είδος των πετρωμάτων μιας περιοχής να επηρεάσει την πορεία του νερού;

Ο μεγάλος αριθμός γεωτρήσεων σε μια περιοχή νομίζετε ότι μπορεί να επηρεάσει την τροφοδότηση των ποταμών της περιοχής;


ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΕΣ: Νο4, Νο5, Νο7, Νο10. (Κυρίμης, 1999).

3. Η λεκάνη απορροής - μιά λειτουργική ενότητα.

Οι υδρογραφικές λεκάνες έχουν ποικίλες διαστάσεις. Για παράδειγμα, η επιφάνεια της λεκάνης του Αμαζονίου αντιπροσωπεύει μια έκταση περίπου 7 εκατομμύρια km², όταν η έκταση της Ελλάδας είναι περίπου 135 χιλιάδες km².

Η λεκάνη απορροής οριοθετείται, και διακρίνεται από τις γειτονικές λεκάνες απορροής, από μιά γραμμή κατανομής των υδάτων, τον υδροκρίτη. Η επιφάνειά της καθορίζει εν μέρει τον όγκο των συλλεγόμενων νερών και την παροχή των ρευμάτων που τροφοδοτεί. Η φυτική της κάλυψη επηρεάζει την κατανομή των υδάτων, σ' αυτά που ρέουν επιφανειακά, σ' αυτά που καταλήγουν στα υπόγεια στρώματα και σ' αυτά που εξατμίζονται. Επί πλέον τα αποστραγγιζόμενα νερά επιβαρύνονται με οργανικά υλικά και ανόργανα άλατα, ανάλογα με τη γεωλογική φύση των εκτάσεων που διασχίζουν και το είδος των γεωργικών και βιομηχανικών δραστηριοτήτων και των αστικών λυμάτων. Η λεκάνη απορροής, λοιπόν, εξασκεί μιά σημαντική επίδραση στη ροή, στην παροχή και στην ποιότητα των νερών των ποταμών (Lacroix, 1991).


ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΕΣ: Νο5α. (Κυρίμης, 1999).

4. Ένας γλύπτης του τοπίου.

Η γεωλογική τομή που εξασφαλίζει τη μέγιστη ταχύτητα σ' ένα ποτάμι είναι η ημικυκλική. Έτσι, σε όμοιες συνθήκες και για την ίδια περιοχή, ένα φαρδύ, αβαθές ποτάμι θα είναι λιγότερο γρήγορο από ένα ποτάμι που σχηματίζει ημικύκλιο.

Πολλαπλασιάζοντας την κάθετη (ως προς τη ροή) διατομή ενός ποταμού σ' ένα σημείο του, με τη μέση ταχύτητά του στο σημείο αυτό, βρίσκουμε τον όγκο του νερού που περνά στη μονάδα του χρόνου από τη συγκεκριμένη επιφάνεια τομής του ποταμού. Αυτό ονομάζεται παροχή:

Οι ποταμοί που έχουν νερό συνεχώς, ακόμη και κατά τη διάρκεια εποχών με ελάχιστες βροχοπτώσεις, ονομάζονται μόνιμοι. Στην αντίθετη περίπτωση ονομάζονται εποχιακοί ποταμοί ή χείμαρροι (Allan, 1995).

Η μείωση των βροχοπτώσεων κατά την περίοδο 1984-90 είχε ως αποτέλεσμα αντίστοιχη μείωση των ποτάμιων απορροών. Αλλά και στο διάστημα της τελευταίας δεκαπενταετίας, για την οποία υπάρχουν δεδομένα (Υπ. Γεωργίας), η παροχή των ελληνικών ποταμών παρουσιάζει τάση ελάττωσης (Σκουληκίδης, 1997). Η κύρια αιτία για τη μείωση των ποτάμιων απορροών της χώρας είναι η εντατική χρήση των υδατικών αποθεμάτων στην άρδευση. Επιπλέον, κλιματικές αλλαγές, που οφείλονται σε φυσιολογικές διακυμάνσεις, αλλά και που πιθανά ενισχύονται από το φαινόμενο θερμοκηπίου, επηρεάζουν τις επιφανειακές απορροές. Αναφέρουμε συγκεκριμένα την αύξηση της μέσης θερμοκρασίας και εξατμισοδιαπνοής στην Ευρώπη κατά τη διάρκεια της δεκαετίας του '80 και στις αρχές της δεκαετίας του '90 (Shuurmans, 1994), που εκφράσθηκε με την έντονη ξηρασία στις αρχές της δεκαετίας του '90. Άλλη αιτία μείωσης των απορροών που αφορά τα διασυνοριακά ποτάμια είναι η κατακράτηση μεγάλων ποσοτήτων νερού στις γειτονικές χώρες.

Η λειτουργία αρδευτικών και υδροηλεκτρικών φραγμάτων που παρεμβάλλονται σε πολλούς ποταμούς της χώρας, είναι μια άλλη αιτία που προκαλεί μεταβολές στην παροχή των ποταμών, κατάντι των φραγμάτων αυτών, διαταράσσοντας τις φυσικές εποχιακές διακυμάνσεις. Τα αρδευτικά φράγματα και κανάλια λειτουργούν κατά τη διάρκεια της αρδευτικής περιόδου (κύρια μεταξύ Μαΐου-Οκτωβρίου), με αποτέλεσμα τα ποτάμια κατάντι των φραγμάτων να παρουσιάζουν μικρή παροχή, στάσιμα νερά, ή και να στερεύουν τελείως.

Αυτή η ανομοιόμορφη χωροχρονική παροχή των ποταμών στην Ελλάδα, δημιουργεί μηχανισμούς και παράγοντες που καθορίζουν εποχιακά την ποιότητα των ποταμών.

Όπως κάθε κινούμενο σώμα, το νερό ενός ποταμού έχει ορισμένη ποσότητα κινητικής ενέργειας που του παρέχει τη δυνατότητα παραγωγής έργου. Το 90 με 95% αυτής της ενέργειας απορροφάται από τις τριβές. Ένα μέρος ή το σύνολο της υπόλοιπης ενέργειας χρησιμοποιείται για να μεταφέρει υλικά προς το κατάντι. Παρ' όλο το μικρό ποσοστό αυτής της ενέργειας, δε σημαίνει ότι υπάρχει μικρή ικανότητα μεταφοράς. Οι διαστάσεις των υλικών που το ποτάμι είναι ικανό να μεταφέρει, αυξάνουν πολύ με την ταχύτητά του. Ένα πεδινό ρεύμα μέτριας ταχύτητας μεταφέρει σε μεγάλες αποστάσεις λεπτόκοκκα υλικά, δηλαδή αμμώδη υλικά και μικρά χαλίκια, σχεδόν αιωρούμενα μέσα στο νερό. Ένας χείμαρρος είναι ικανός να μετακινήσει ογκόλιθους για πολλές δεκάδες εκατοστών. Με τη μείωση όμως της ταχύτητάς του, μειώνεται και η ισχύς του, και οι ογκόλιθοι αποτίθενται.

Πρέπει βέβαια να προσθέσουμε ότι στα ρέματα με μεγάλη κλίση, η μεταφορά υλικών υποβοηθείται σημαντικά και από το βάρος (μείον την άνωση) του ίδιου του μεταφερόμενου υλικού. Το νερό δίνει την "αρχική ώθηση" που "ξεκολλάει" τον ογκόλιθο ή την πέτρα, που στη συνέχεια παρασύρεται και "κατρακυλάει" μέχρι κάποιο εμπόδιο να τον σταματήσει, προσωρινά ή μόνιμα. Ένα τέτοιο αντικείμενο που παρασύρεται, αποκτά τη δική του κινητική ενέργεια, και συμβάλλει στο σκάψιμο της κοίτης καθώς συγκρούεται με άλλα στερεά αντικείμενα, ή τρίβεται στον πυθμένα και τις όχθες.

Αν τώρα η ισχύς του υδάτινου ρεύματος είναι ανώτερη απ' αυτήν που απορροφάται από τις τριβές και τη μεταφορά υλικών, η υπόλοιπη ενέργεια ξοδεύεται στη διάβρωση του υποστρώματος: το ποτάμι σκάβει την κοίτη του.

Το νερό της βροχής παίζει σημαντικό ρόλο, είτε άμεσα, είτε με τη ροή του, σε εδάφη μαλακά και επικλινή, αλλά και σε περιοχές άγονες και απογυμνωμένες. Αντίθετα προς την επιφανειακή διάβρωση εξ αιτίας του ανέμου (αιολική διάβρωση), η διαβρωτική δράση ενός υδάτινου ρεύματος δεν είναι αποτελεσματική παρά μόνο κατά μήκος της διεύθυνσής του (γραμμική διάβρωση).

Σε περιοχές με σκληρό υπόστρωμα (ασβεστόλιθος ή ψαμμίτης) οι πλαγιές κινδυνεύουν λίγο από την αιολική διάβρωση αλλά σημαντικά από τη γραμμική διάβρωση των ποταμών. Αυτές οι κοιλάδες τότε διαμορφώνονται σε φαράγγια, με απόκρημνες κατακόρυφες πλαγιές.

Από τη διάβρωση και το ξέπλυμα των πλαγιών της λεκάνης απορροής, της κοίτης και των οχθών προέρχονται όλα τα στερεά (αιωρούμενα ή συρόμενα) και τα διαλυμένα υλικά που μεταφέρονται από έναν ποταμό (Richards, 1982 - Gordon, McMahon & Finlayson, 1992). Από το ποσοστό εδαφικής υγρασίας εξαρτάται και η μορφή των φερτών αυτών υλών: σε υγρά εδάφη είναι κυρίως διαλυμένα στο νερό, ενώ σε ξηρά εδάφη είναι σε στερεή μορφή (Richards, 1982). Ο βαθμός φυτοκάλυψης καθορίζει επίσης την ποσότητα και το είδος των φερτών υλών.

Κατά την πειραματική αποδάσωση ενός ρέματος, η ετήσια παραγωγή υλικού λόγω διάβρωσης αυξήθηκε από 6 έως 10 φορές (Bormann et al. 1974). Ο Likens (1984) επίσης απέδειξε ότι με την αύξηση της οργανικής ύλης του εδάφους (φυτική στρωμνή, δομές των ριζών) μειώνεται η παραγωγή και μεταφορά στερεών υλών ενώ αυξάνεται η παραγωγή και μεταφορά διαλυμένων υλικών.

Η συγκέντρωση και το ποσό των μεταφερόμενων υλικών αυξάνει επίσης με την παροχή. Αλλά και ανθρώπινες δραστηριότητες, όπως υλοτομία, καλλιέργειες κλπ, επηρεάζουν αυξητικά την παραγωγή φερτών υλών ή τη μεταφορά τους, όπως στην περίπτωση των φραγμάτων, όπου κατακρατούνται αυτά τα υλικά, με επιπτώσεις τελικά και στο φράγμα αλλά και στους ζωντανούς οργανισμούς που ζούν μέσα στον ποταμό.

Έχει εκτιμηθεί παγκοσμίως ότι οι ποταμοί μεταφέρουν στους ωκεανούς 15-20 δισεκατομμύρια τόνους αιωρούμενων υλικών το χρόνο, που είναι και πενταπλάσια των διαλυμένων υλικών (Holeman, 1968 - Martin & Meybek, 1979).

Πολλές φορές όμως μέρος αυτών των υλικών συσσωρεύεται στις παραποτάμιες πεδιάδες και στις κοίτες των πεδινών ποταμών, χωρίς να φθάσει ποτέ στη θάλασσα. Η μεγαλύτερη παραγωγή υλικών γίνεται στη Ν. Ασία λόγω των πολλών βροχοπτώσεων, της γεωμορφολογίας της λεκάνης απορροής, της σύστασης των πετρωμάτων, και της έκτασης των εντατικών καλλιεργειών.

Ο Χουάνγκ Χο ή Κίτρινος Ποταμός στη Ν. Κίνα μεταφέρει το μεγαλύτερο εν αιωρήσει φορτίο από κάθε άλλο ποταμό, που αποτελείται από άμμο, πηλό και διάφορα ιζήματα (Gressey, 1963).

Τα ελληνικά ποτάμια μεταφέρουν μεγάλες ποσότητες ιζημάτων, ως αποτέλεσμα της χειμαρρώδους ροής τους και της μεγάλης διαβρωτικής τους δράσης. Το φαινόμενο αυτό ενισχύεται από την έντονη εδαφική διάβρωση, που οφείλεται στις δασικές πυρκαγιές και στις αποψιλώσεις που από αρχαιοτάτων χρόνων διαδραματίζονται στον ελληνικό χώρο. Χαρακτηριστικά παραδείγματα του μεγάλου στερεού φορτίου των ελληνικών ποταμών είναι οι περιπτώσεις των αρχαίων Θερμοπυλών και της αρχαίας Πέλλας. Λόγω της έντονης προσχωματικής δράσης του Σπερχειού, το στενό των Θερμοπυλών μετατράπηκε μέσα σε 2.500 χρόνια σε μια ευρεία πεδιάδα με έκταση άνω των 100km² (Zamani & Maroukian, 1980). Επίσης η αρχαία Πέλλα, από παράκτια πόλη το 2500 π.Χ., απέχει σήμερα πολλά χιλιόμετρα από τη θάλασσα (Σκουληκίδης, 1996).

Η ανάπτυξη των διαφόρων σχημάτων των καναλιών ολόκληρου του αποστραγγιστικού δικτύου της λεκάνης απορροής οφείλεται στη δυναμική ισορροπία μεταξύ των διαδικασιών της διάβρωσης και της εναπόθεσης των υλών. Εάν δηλαδή σ' ένα τμήμα του ποταμού η διάβρωση είναι ικανή να σκάψει και να βαθύνει την κοίτη του, αυτό έχει ως αποτέλεσμα τη μείωση της κλίσης του συγκεκριμένου τμήματος σε σχέση με κάποιο άλλο σημείο του ποταμού παρακάτω (κατάντι), το οποίο θεωρείται ως σταθερό. Αυτό όμως συνεπάγεται και τη διαδοχική μείωση της ταχύτητας του νερού, άρα και της ικανότητάς του να συνεχίσει τη διάβρωση. Αν υποθέσουμε αντίθετα ότι σ' ένα τμήμα του, ο ποταμός εναποθέτει τα υλικά που μετέφερε, επειδή χάνει απότομα τη δύναμή του, τότε θα έχουμε ανύψωση της κοίτης του στο συγκεκριμένο τμήμα, σε σχέση πάλι με κάποιο άλλο σημείο παρακάτω, που θεωρείται σταθερό. Αυτό το γεγονός πάλι, συνεπάγεται την αύξηση της κλίσης, άρα και της δύναμης του ποταμού, ώστε να μπορέσει αυτός να συνεχίσει τη μεταφορά υλών.

Τα γεωλογικά ή κλιματικά φαινόμενα σε μια λεκάνη απορροής (τεκτονικές κινήσεις, ετερογένεια των υλικών που διασχίζουν οι ροές, περίοδοι παγετώνων, αλλαγές ροής), τροποποιούν διαρκώς σε γεωλογική κλίμακα την ισορροπία μεταξύ διάβρωσης και συσσώρευσης υλικών. (Lacroix, 1991).

Gustave Nadaud

Πώς και γιατί η εκτροπή ενός ποταμού από την "παλαιά" του κοίτη σε κάποια καινούρια μπορεί να συντελέσει στην αύξηση φαινομένων διάβρωσης και μεταφοράς φερτών υλών;

5. Ο ποταμός με τα χίλια πρόσωπα.

Όταν οι όχθες είναι αρκετά συνεκτικές, δημιουργείται μια αλληλουχία κοιλοτήτων και υψωμάτων που διαφοροποιούνται μεταξύ τους όσον αφορά την ταχύτητα και το υπόστρωμα. Οι κοιλότητες είναι περιοχές μικρότερης ταχύτητας και λεπτόκοκκου υποστρώματος, ενώ στα ρηχά αβαθή τμήματα παρατηρούνται μεγαλύτερες ταχύτητες και βοτσαλο-χαλικώδες υπόστρωμα.

Ο μηχανισμός του σχηματισμού και της εξέλιξης των μαιάνδρων είναι πολύπλοκος, και συνδέει τα φαινόμενα της διάβρωσης και της ιζηματογένεσης: Στη στροφή ενός ποταμού, το διάνυσμα της μέγιστης ταχύτητας κατευθύνεται προς τα έξω εξ αιτίας της φυγόκεντρης δύναμης. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα τη δημιουργία μιας κοίλης όχθης, μετά από έντονη διάβρωση. Στον πυθμένα του ποταμού, το νερό προωθείται προς το εξωτερικό του μαιάνδρου και παρασύρει μαζί του λεπτόκοκκα υλικά, αποσπώμενα απ' την εξωτερική όχθη, τα οποία αποθέτει στην εσωτερική, κυρτή όχθη. Με τον τρόπο αυτό οι μαίανδροι γίνονται όλο και περισσότερο έντονοι. Η διάβρωση της κοίλης (εξωτερικής) όχθης και η ιζηματογένεση στην κυρτή (εσωτερική) όχθη αυξάνουν διαδοχικά την κυρτότητα των μαιάνδρων.

5.1 Κατά μήκος εξέλιξη του ποταμού.

Κάθε ποταμός σχεδόν, ξεκινά από πηγές και ρυάκια των ορεινών περιοχών, τα οποία ενώνονται σχηματίζοντας ένα γρήγορο στροβιλώδη ορεινό ποταμό. Στους περισσότερους ποταμούς μειώνονται οι κλίσεις καθώς κυλούν προς τις κατάντι περιοχές. Οι απότομες πλαγιές των ορεινών περιοχών δίνουν τη θέση τους σε άλλες περισσότερο ομαλές, έτσι ώστε ο ποταμός να παίρνει τελικά ένα κοίλο σχήμα "L".

Οι ποταμοί γενικώς αυξάνουν σε μέγεθος προς τα πεδινά, είτε λόγω των παραποτάμων τους, είτε λόγω αύξησης της παροχής. Με την αύξηση της παροχής, το πρώτο που επηρεάζεται και αυξάνει είναι το εύρος του ποταμού, ενώ λιγότερο αυξάνει το βάθος και ακόμη λιγότερο η ταχύτητα (Leopold, 1962). Η ταχύτητα όμως αυξάνεται με την αύξηση του βάθους, επειδή μειώνονται οι τριβές με το υπόστρωμα. Έτσι λοιπόν εξηγείται γιατί στα πεδινά με τις μικρότερες κλίσεις η ταχύτητα δεν μειώνεται και πάρα πολύ: η αύξηση της παροχής και το πιο λεπτόκοκκο υπόστρωμα αντισταθμίζουν τη μείωση αυτή των κλίσεων.

Και εφ' όσον τελικά η ταχύτητα παραμένει σχεδόν σταθερή, οι επιστήμονες αναγκάστηκαν να ψάξουν αλλού τους λόγους αυτής της κατά μήκος διαβάθμισης του υποστρώματος. Ίσως ο λόγος που το μέγεθος των υλικών του υποστρώματος μειώνεται από τα ανάντι στα κατάντι και που ογκόλιθοι, κροκάλες και χαλίκια δίνουν σταδιακά τη θέση τους σε άμμο, πηλό και ιλύ, να είναι η μείωση των μηχανικών τριβών με τη μείωση των κλίσεων, το είδος των πετρωμάτων και η αποσάθρωσή τους εξ αιτίας των έντονων καιρικών φαινομένων.

Όταν το νερό ενός ποταμού ρέει αργά, τότε το φορτίο του εναποτίθεται σχηματίζοντας μια προσχωσιγενή βεντάλια κάτω από το νερό, ή ένα δέλτα όταν πρόκειται για τις εκβολές του.

5.2 Κατά πλάτος ανάπτυξη του ποταμού.

Παραπλεύρως του κυρίως ρεύματος του ποταμού δημιουργείται μια μεγάλη ποικιλία από σχηματισμούς (φυσικές δομές) σε ποτάμια βέβαια που δεν έχουν υποστεί επεμβάσεις.

Όλοι αυτοί οι σχηματισμοί οφείλονται στη δυναμικότητα του ποτάμιου συστήματος το οποίο υφίσταται συνέχεια αλλαγές μέσα στο χρόνο (χρονική διάσταση του ποταμού).

Αυτές οι αλλαγές αφορούν τη μεταφορά και επανατοποθέτηση των φορτίων των ιζημάτων, και τις υπερχειλίσεις των ποταμών εποχιακά ή και περιοδικά που καλύπτουν και πλημμυρίζουν παραποτάμιες εκτάσεις.

Πλημμύρα είναι το φαινόμενο κατά το οποίο ποσότητα νερού βγαίνει έξω από το κανάλι του. Οι όχθες του οποιουδήποτε ποταμού έχουν σχηματιστεί σύμφωνα, (???) με τις εκβολές του. Όταν αυτός ο ποταμός δεχθεί μια ασυνήθιστη ποσότητα νερού, αυτό το νερό, που περισσεύει θα υπερκαλύψει τις όχθες και θα ρέει σε δικά του όρια. Οι διαδρομές που ακολουθεί η ροή του ποταμού που έχει πλημμυρίσει, εδώ και χιλιάδες χρόνια είναι η ίδια. Αυτή λοιπόν η περιοχή, από την οποία περνά το "περισσευούμενο" νερό, μετατρέπεται σε εύφορη περιοχή.

Οι πλημμύρες χαρακτηρίζονται και περιγράφονται από τα διαστήματα επανάληψης, πόσο συχνά συμβαίνουν στην συγκεκριμένη περιοχή, την περίοδο αιχμής και το ύψος του νερού κατά την διάρκεια της πλημμύρας. Οι πλημμύρες χειροτερεύουν όταν τα διαστήματα επανάληψης μικραίνουν και όταν οι περίοδοι αιχμής γίνονται συχνότερα.

«Στο μεσαίο και κατώτερο τμήμα των ποταμών η συσσώρευση φερτών υλών συντελεί στο σχηματισμό προσχωσιγενών γόνιμων κοιλάδων και πεδιάδων.» (Lacroix, 1991).

Αυτές οι αλλαγές διαβρώνουν όχθες, επηρεάζουν παράπλευρα ρεύματα (ή κανάλια) συνδεδεμένα με το κυρίως ρεύμα του ποταμού, δημιουργούν εναλλακτικές διαδρομές φτιάχνοντας καινούριες και διακόπτοντας παλαιότερες που μετακινήθηκαν πλευρικά δημιουργώντας στάσιμα νερά (ποταμολίμνες) κ.λ.π.

Αυτοί οι σχηματισμοί παραπλεύρως του κυρίου ρεύματος του ποταμού αποτελούν την κατά πλάτος διάστασή του, όπως και οι διαφοροποιήσεις του ποταμού κατά μήκος που είδαμε παραπάνω, αποτελούν την κατά μήκος διάστασή του.

Όλες αυτές οι πλευρικές διαφοροποιήσεις αλλά και οι σχηματισμοί στην κοίτη του ποταμού, αποτελούν και διαφορετικούς τύπους οικοτόπων για την άγρια ζωή του ποταμού και αυξάνουν την οικολογική αξία τόσο του κυρίου ρεύματος, όσο και των παρακείμενων πλημμυρισμένων εκτάσεων. Αλλά και οι συνεχείς αλλαγές στο σχήμα και στη διαδρομή ενός ποταμού είναι καθοριστικές για την άγρια ζωή.

Πώς εξηγείται το ότι η ταχύτητα ενός πεδινού ποταμού υψηλής παροχής συναγωνίζεται την ταχύτητα ενός ορεινού ποταμού μεγάλης κλίσης;