Χρήση ενός τρισδιάστατου υδροδυναμικού μοντέλου για την διαχείριση των ανοξικών συνθηκών σε βαθιές λεκάνες

Η μελέτη αυτή προέκυψε από την ανάγκη διαχείρισης των ανοξικών υπολιμνίων σε βαθιές λεκάνες οικονομικής και οικολογικής σημασίας. Η φυσικοχημική κατάσταση της λιμνοθάλασσας του Αιτωλικού καταγράφηκε δίνοντας ιδιαίτερη σημασία στην κατανομή του διαλυμένου οξυγόνου στην υδάτινη της στήλη, ενώ ένα υδροδυναμικό μοντέλο χρησιμοποιήθηκε για να αναπαράγει τις συνθήκες κυκλοφορίας στο εσωτερικό της. Το μοντέλο βαθμονομήθηκε, επαληθεύτηκε και χρησιμοποιήθηκε ως εργαλείο για την διερεύνηση της επίδρασης διαφορετικών συνθηκών επικοινωνίας μεταξύ των λιμνοθαλασσών Μεσολογγίου και Αιτωλικού στην υδροδυναμική της δεύτερης. Μεταβολές είτε στην μορφολογία του διαύλου επικοινωνίας μιας βαθιάς παράκτιας λεκάνης είτε στο ισοζύγιο αλμυρού/γλυκού νερού μπορούν να μεταβάλουν τις συνθήκες τύρβης στην υδάτινη της στήλη, οι οποίες θα μπορούσαν να συμβάλουν στην μεταφορά διαλυμένου οξυγόνου σε μεγαλύτερα βάθη χωρίς την καταστροφή της στρωμάτωση της.

This study originated from the need to manage the extension of the anoxic water layers, from deeper to shallower environments, aiming to control the consequences in environments with great economic and ecological values as the lagoons. The physicochemical status in a deep anoxic lagoon (Aitoliko, Greece) was monitored and the spatial distribution of anoxic conditions in the bottom waters was the focal point. A three dimensional numerical model has been used in order to produce the hydrodynamic conditions in the lagoon. The model was calibrated and validated with field measurements, and three scenarios of different interventions (morphological and hydraulic) were investigated. Using a hydrodynamic model as a tool, we attempted to investigate the possibility to control the extension of the anoxic water layers. This work also investigates how morphological modifications in lagoon’s sill and changes at the lagoons salt/fresh water budget, can affect water column hydrodynamics. The model, reliably reproduced the hydrodynamic changes in the lagoon, caused by any morphological and/or hydraulic modification, demonstrating the ideal management plan for the control of deep anoxic hypolimnia. Evaluating the modeling results, we concluded that: decreasing fresh water discharges into a deep lagoon, increases epilimnetic density values and the metalimnion extend and intensity is maintaining. When increasing the sill’s cross section and maintaining fresh water discharges, the density of a thin surface layer of just a few meters is controlled by the fresh water discharges. The density of the layer extending below that depth and up to the surface of the metalimnion, is attributed solely to the water inflows from the source basin. Simultaneous decrease in fresh water discharges and increase in sill’s depth creates a totally different distribution of turbulence conditions on the water column.