Climate Detectives Projects 2022-2023
Project title: The impact of climate change on the hydrological cycle
Team: Ilion Climate Detectives
10o Gimnasio Iliou Ilion Greece 7 Student’s age: 14-15 years old
How are the phenomena of the hydrological cycle affected by climate change and what are their effects on the natural and anthropogenic environment of our region?
Πως επηρεάζονται τα φαινόμενα του υδρολογικού κύκλου με την μεταβολή του κλίματος και ποια τα αποτελέσματα τους στο φυσικό και ανθρωπογενές περιβάλλον της περιοχής μας
In this work, we dealt with the natural phenomena that participate in the hydrological cycle and the consequences they have in the area of the Municipality of Ilion to which we belong. The Municipality of Ilion is located in the Prefecture of Attica in Greece (Figure 1). In recent years, in general, in the area of the Eastern Mediterranean in which we are located, intense weather phenomena such as an increase in the rapidity of rainfall have been occurring. The rains are occurring with high intensity which cause major flooding. Our region has been affected by floods in recent years. In 2017, water on the roads reached a height of 0.80 meters causing a lot of damage and unfortunately loss of life. Flooding also results in a reduction of water runoff to groundwater. The reduction of water run-off to aquifers leads to a reduction in groundwater reserves and an increase in the salinity of groundwater. With the above in mind, we have tried to investigate the relationship between hydrological cycle phenomena and climate changes and to document their impact on the environment. For this purpose, we collected data from various publications on flooding in our region and meteorological data from various weather stations such as maximum and minimum air temperature, height and intensity of rainfall. We performed chemical analyses on groundwater and a rainfall event. In situ measurements of physicochemical parameters such as electrical conductivity (EC), temperature (T) and pH were made. We measured the concentration of chemical parameters such as chlorine, bicarbonate, calcium, magnesium as well as hardness, alkalinity and salinity (TDS). Finally, in the Geology-Mineralogy laboratory of the Agricultural University of Athens we measured the concentration of sulfate, nitrate and sodium. We also tried to link satellite images through the Sentinel Hub platform but unfortunately this was not possible because there were no relevant images available.
Στην εργασία αυτή, ασχοληθήκαμε με τα φυσικά φαινόμενα που μετέχουν στον υδρολογικό κύκλο και τις συνέπειες που έχουν στην περιοχή του Δήμου Ιλίου στον οποίο ανήκουμε. Ο Δήμος Ιλίου βρίσκεται στον Νομό Αττικής στην Ελλάδα (Εικόνα 1). Τα τελευταία χρόνια γενικότερα στον χώρο της Ανατολικής Μεσόγειου στον οποίο βρισκόμαστε εκδηλώνονται έντονα καιρικά φαινόμενα όπως η αύξηση της ραγδαιότητας των βροχών. Οι βροχές εκδηλώνονται με μεγάλη ένταση οι οποίες προκαλούν μεγάλες πλημμύρες. Η περιοχή μας έχει πληγεί από πλημμύρες τα τελευταία χρόνια. Το 2017 το νερό στους δρόμους έφθασε τα 0,80 μέτρα ύψος προκαλώντας πολλές καταστροφές και δυστυχώς και απώλειες ανθρωπίνων ζωών. Οι πλημμύρες έχουν ως αποτέλεσμα και την μείωση της κατείσδυσης του νερού προς τα υπόγεια νερά. Η μείωση του νερού κατείσδυσης προς τους υδροφόρους ορίζοντες οδηγεί σε μείωση των αποθεμάτων των υπόγειων υδροφορέων και αύξηση της αλατότητας του υπόγειου νερού. Έχοντας τα παραπάνω κατά νου προσπαθήσαμε να διερευνήσουμε την σχέση των φαινομένων του υδρολογικού κύκλου με τις μεταβολές του κλίματος και να καταγράψουμε τις επιπτώσεις τους στο περιβάλλον. Για τον σκοπό αυτό, συλλέξαμε στοιχεία από διάφορα δημοσιεύματα για πλημμύρες στην περιοχή μας και μετεωρολογικά δεδομένα από διάφορους μετεωρολογικούς σταθμούς όπως μέγιστη και ελάχιστη θερμοκρασία αέρα, ύψος και ένταση βροχής. Πραγματοποιήσαμε χημικές αναλύσεις σε υπόγεια νερά και ενός συμβάντος βροχής. Έγιναν μετρήσεις φυσικοχημικών παραμέτρων in situ όπως ηλεκτρικής αγωγιμότητας (EC), θερμοκρασίας (Τ) και pH. Στο εργαστήριο χημείας του σχολείου μας μετρήσαμε την συγκέντρωση χημικών παραμέτρων όπως χλωρίου, όξινων ανθρακικών, ασβεστίου, μαγνησίου καθώς και σκληρότητας, αλκαλικότητας και αλατότητας (TDS). Τέλος, στο εργαστήριο Γεωλογίας-Ορυκτολογίας του Γεωπονικού Πανεπιστημίου Αθηνών μετρήσαμε την συγκέντρωση θειικών, νιτρικών και νατρίου. Επίσης, προσπαθήσουμε να συνδέσουμε δορυφορικές εικόνες μέσω της πλατφόρμας Sentinel Hub, με την εμφάνιση και εξέλιξη των φαινομένων πλημμύρας αλλά δυστυχώς αυτό δεν έγινε δυνατό γιατί δεν υπήρχαν σχετικές εικόνες στις συγκεκριμένες ημερομηνίες των πλημμυρικών φαινομένων.
Meteorological data
Our survey shows a significant decrease in annual precipitation by about 100 mm (18%), an increase in the absolute maximum temperature of +0.43 oC (1.1%) in August and a slight decrease in the absolute minimum temperature of -0.33 oC (2.2%) in December (Figure 2).
Hydrogeological data
The results of our research on groundwater are shown in the following Table( concentrations in (mg/L). code T pH EC(μS/cm) TDS Cl- HCO3- SO42- NO3- Ca2+ Mg2+ Na+
IL1 18 7.32 1280 854 103 427 88 11 70 54.9 100 -1.85
IL2 19.8 7.29 1200 352 878 74 430 90 62 132 40.0 50 -0.18
IL3 19.8 7.16 1300 874 78 411 95 62 142 45.6 40 -2.68
IL4 19.3 6.9 1300 969 89 500 89 68 68 76 57.1 90 4.82
IL5 17 7.3 1400 1030 156 409 119 69 190 17.8 70 2.43
IL6 19.7 6.96 1180 983 156 418 86 61 64 78.0 120 -2.79
IL7 18 7.58 1400 1003 209 439 64 17 186 17.8 70 3.17
IL8 16.9 7.17 1600 1415 160 708 159 25 216 26.3 120 4.39
IL9 18 7.99 1180 986 110 454 120 50 50 76 85.4 90 -3.05
rain 7.2 100 88 88 14 38 1 13 18 3.2 1 2.05
Concentrations of chemical parameters are in decline compared to measurements recorded some 28 years ago. Therefore there has been no increase in salinity. In part this is due to the spring sampling period when groundwater is at its highest level due to the previous rainy season. Irrigation areas and fertilisation have also decreased and this is mainly reflected in the decrease in nitrate ions.
Therefore, groundwater, as a parameter of the hydrological cycle, is shown to be less affected by climatic changes occurring at the surface than other parameters such as rainfall, surface runoff and evapotranspiration.
Μετεωρολογικά δεδομένα
Η έρευνά μας καταδεικνύει αισθητή μείωση των ετήσιων βροχοπτώσεων κατά 100 mm περίπου (18%), αύξηση της απόλυτης μέγιστης θερμοκρασίας +0.43 οC (1.1%) κατά τον μήνα Αύγουστο και ελαφριά μείωση της απόλυτης ελάχιστης θερμοκρασίας -0.33 οC (2,2%) κατά τον Δεκέμβριο(Εικόνα 2).
Υδρογεωλογικά δεδομένα
Τα αποτελέσματα της έρευνάς μας πάνω στα υπόγεια νερά φαίνονται στον παρακάτω Πίνακα( οι συγκεντρώσεις σε (mg/L). κωδ Τ pH EC(μS/cm) TDS Cl- HCO3- SO42- NO3- Ca2+ Mg2+ Na+
ΙΛ1 18 7.32 1280 854 103 427 88 11 70 54.9 100 -1.85
ΙΛ2 19.8 7.29 1200 352 878 74 430 90 62 132 40.0 50 -0.18
ΙΛ3 19.8 7.16 1300 874 78 411 95 62 142 45.6 40 -2.68
ΙΛ4 19.3 6.9 1300 969 89 500 89 68 76 57.1 90 4.82
ΙΛ5 17 7.3 1400 1030 156 409 119 69 190 17.8 70 2.43
ΙΛ6 19.7 6.96 1180 983 156 418 86 61 64 78.0 120 -2.79
ΙΛ7 18 7.58 1400 1003 209 439 64 17 186 17.8 70 3.17
ΙΛ8 16.9 7.17 1600 1415 160 708 159 25 216 26.3 120 4.39
ΙΛ9 18 7.99 1180 986 110 454 120 50 76 85.4 90 -3.05
βροχή 7.2 100 88 14 38 1 13 18 3.2 1 2.05
Οι συγκεντρώσεις των χημικών παραμέτρων είναι σε ύφεση σε σχέση με μετρήσεις που έχουν καταγραφεί πριν από 28 περίπου χρόνια. Επομένως δεν σημειώθηκε αύξηση της αλατότητάς τους. Κατά ένα μέρος αυτό οφείλεται στην περίοδο δειγματοληψίας της Άνοιξης όπου τα υπόγεια νερά είναι στην υψηλότερη στάθμη τους λόγω της προηγούμενης βροχερής περιόδου. Επίσης, μειώθηκαν οι αρδευτικές εκτάσεις και οι λιπάνσεις και αυτό φαίνεται κυρίως στην μείωση των νιτρικών ιόντων.
Επομένως, τα υπόγεια νερά, ως παράμετρος του υδρολογικού κύκλου, δείχνουν ότι επηρεάζονται με μικρότερους ρυθμούς από τις κλιματικές μεταβολές που συμβαίνουν στην επιφάνειας, σε σχέση με τις υπόλοιπες παραμέτρους όπως την βροχή, την επιφανειακή απορροή και την εξατμισοδιαπνοή.
Dealing with phenomena such as flooding in an urban area is a difficult task. The actions we could take are to inform our fellow citizens and to propose some solutions that could possibly reduce the problem, which can be summarized as follows:
α) Reforestation within the basin which supplies water to our region. This proposal is a partial solution to the problem but could delay surface flow and increase downdraft to groundwater. This would in some way control the flooding that would reach our city streets.
b) Delaying flooding could be helped by the construction by the state of small dams to stop the flow of rivers before they enter the city.
c) In an urban environment there is a small percentage of land uncovered by concrete, houses and asphalt, so the surface flow is very high. However, using porous material to cover pavements so that some of the surface water is absorbed and moves deeper into the ground could be another partial solution to alleviate the flooding problem.
d) The gutters of the roads towards which the rainwater flows could be free of concrete and allow it to penetrate into the soil. The underground drainage pipes carrying the water could have holes in them so that part of the water can drain into the ground. This would allow more water to enter these pipes and thus reduce surface runoff.
e) Finally, something very basic for the protection of our lives is to inform our fellow citizens to follow the instructions of civil protection and avoid moving on the roads during heavy rainfall.
Η αντιμετώπιση φαινομένων όπως οι πλημμύρες σε μία αστική περιοχή είναι δύσκολο έργο. Οι δράσεις που θα μπορούσαμε να κάνουμε είναι η ενημέρωση των συμπολιτών μας καθώς και να προτείνουμε κάποιες λύσεις που πιθανόν να μείωναν το πρόβλημα και συνοψίζονται στα παρακάτω:
α) Αναδάσωση μέσα στην υδρολογική λεκάνη η οποία τροφοδοτεί με νερά την περιοχή μας. Η πρόταση αυτή αποτελεί μερική λύση στο πρόβλημα αλλά θα μπορούσε να καθυστερήσει την επιφανειακή ροή και να αυξήσει την κατείσδυση προς τα υπόγεια νερά. Με αυτόν τον τρόπο ελέγχεται κατά κάποιον τρόπο η πλημμύρα η οποία θα φτάσει στους δρόμους της πόλης μας.
β) Στην καθυστέρηση της πλημμύρας θα μπορούσε να βοηθήσει η κατασκευή από την πολιτεία μικρών φραγμάτων ανάσχεσης της ροής των ποταμών πριν αυτά εισέλθουν στη πόλη.
γ) Σε αστικό περιβάλλον υπάρχει μικρό ποσοστό ακάλυπτης, από τσιμέντα, σπίτια και ασφάλτους, γης με αποτέλεσμα η επιφανειακή ροή να είναι πολύ μεγάλη. Η χρησιμοποίηση όμως πορώδους υλικού για την κάλυψη των πεζοδρομίων έτσι ώστε να απορροφάτε μέρος του επιφανειακού νερού και να κινείται βαθύτερα προς το έδαφος θα μπορούσε να αποτελεί μία ακόμη μερική λύση ανακούφισης του προβλήματος της πλημμύρας.
δ) Τα ρείθρα των δρόμων προς τα οποία κυλούν τα νερά της βροχής θα μπορούσαν να είναι ελεύθερα από μπετόν και να διεισδύουν αυτά στο εσωτερικό του εδάφους. Οι υπόγειοι αγωγοί αποστράγγισης που μεταφέρουν το νερό θα μπορούσαν να έχουν τρύπες έτσι ώστε μέρος της ποσότητας του νερού να κατεισδύει μέσα στο έδαφος. Έτσι θα δέχονται περισσότερο νερό αυτοί οι αγωγοί και κατά συνέπεια θα λιγοστεύει η επιφανειακή απορροή.
ε) Τέλος κάτι πολύ βασικό για την προστασία της ζωής μας, είναι να ενημερώσουμε τους συμπολίτες μας για την τήρηση των οδηγιών της πολιτικής προστασίας και να αποφεύγουμε να κινούμαστε στους δρόμους κατά την διάρκεια έντονων βροχοπτώσεων.
This project was automatically translated into English.
Projects are created by the teams and they take the full responsibility of the shared data.
← All projects
EN 
CS 
DA 
ET 
FI 
FR 
DE 
EL 
HU 
IT 
LV 
LT 
NL 
NB 
PL 
PT 
RO 
SK 
SL 
SV 
ES 