Β1.3 Οικολογικά Μοντέλα Επιφανειακών Υδάτων
Τα οικολογικά μοντέλα είναι χρήσιμα «εργαλεία» για τον προσδιορισμό των επιπτώσεων και του επιπέδου των περιβαλλοντικών κινδύνων σε ένα υδάτινο σώμα, που προκαλούνται από διάφορες πιέσεις, κυρίως ανθρωπογενούς προέλευσης, όπως η οργανική ρύπανση, ο ευτροφισμός και οι υδρομορφολογικές μεταβολές. Στο μάθημα πραγματοποιείται η ανάλυση βασικών οικολογικών εννοιών και η κατάστρωση και εφαρμογή οικολογικών μοντέλων για τη βέλτιστη διαχείριση των επιφανειακών υδάτινων σωμάτων. Τα κύρια αντικείμενα του μαθήματος παρουσιάζονται με την ακόλουθη σειρά:
- H σημασία της ποιοτικής/οικολογικής κατάστασης των υδάτων στη διαχείριση των υδατικών πόρων. Βασικές έννοιες και ορισμοί. Πρακτική σημασία των οικολογικών μοντέλων στο πλαίσιο της Οδηγίας 2000/60 για τα ύδατα με έμφαση στα 3 σημαντικότερα οικολογικά προβλήματα των επιφανειακών νερών που είναι ο ευτροφισμός, η οργανική ρύπανση και οι υδρομορφολογικές αλλαγές. Κύρια φυσικοχημικά, βιολογικά και υδρομορφολογικά ποιοτικά στοιχεία. Αρχές ταξινόμησης της οικολογικής και χημικής κατάστασης των επιφανειακών υδάτινων σωμάτων.
- Βασικά είδη, χαρακτηριστικά και ενδεικτικές εφαρμογές των οικολογικών μοντέλων. Μαθηματική περιγραφή των βασικών φυσικών, χημικών, βιολογικών και οικολογικών διεργασιών σε ένα επιφανειακό υδάτινο σώμα. Τα κύρια βήματα της διαδικασίας μαθηματικής προσομοίωσης: δόμηση, βαθμονόμηση, επιβεβαίωση και εφαρμογή του μοντέλου. Ανθρωπογενείς πιέσεις και ανάλυση των επιπτώσεών τους. Ποσοτικοποίηση σημειακών και μη σημειακών πηγών ρύπανσης.
- Μαθηματικά μοντέλα οργανικής ρύπανσης και αποξυγόνωσης σε ποταμούς: πρακτικός σκοπός, καθορισμός του προβλήματος και μαθηματική περιγραφή των κύριων διεργασιών. Δόμηση και εφαρμογή ενός απλού, μονοδιάστατου μοντέλου αποξυγόνωσης.
- Μαθηματικά μοντέλα υδροδυναμικής συμπεριφοράς – ενδιαιτήματος: πρακτικός σκοπός, καθορισμός του προβλήματος και μαθηματική περιγραφή των κύριων διεργασιών. Το Physical Habitat Simulation System (PHABSIM): παρουσίαση και εφαρμογή για τον προσδιορισμό της περιβαλλοντικής παροχής σε ποταμό κατάντη υδρομορφολογικής μεταβολής, όπως φράγματος ή έργου απόληψης ύδατος.
- Μαθηματική περιγραφή των διεργασιών που καθορίζουν την τροφική κατάσταση μιας λίμνης ή ενός ταμιευτήρα και δόμηση-εφαρμογή ενός μοντέλου ευτροφισμού.
- Παρουσίαση πραγματικών περιπτώσεων εφαρμογής οικολογικών μοντέλων και συζήτηση.