PROBLEME SPECIALE DE HIDROLOGIE

PROBLEME SPECIALE DE HIDROLOGIE

IMPACTUL ANTROPIC    ASUPRA RESURSELOR DE APA

1.Amenajarea    cursurilor de apa si a bazinelor hidrografice in vederea asigurarii cerintelor de apa

Mediul inconjurator reprezinta ambianta complexa in care se desfasoara intreaga viata economica si sociala a unui anumit teritoriu, ale carei dimensiuni pot fi extinse, in final, pana la nivelul planetar si - fiindca omul circula deja in spatiul cosmic - chiar interplanetar. Omul provine din cadrul naturii si prin toata activitatea sa, a devenit o componenta de baza a acesteia, cu valente puternice si contradictorii, constructive si destructive, introducand modificari esentiale, globale, in continutul, structura si calitatea mediului inconjurator, accelerand de fapt deteriorarea acestuia (P. Olariu si col., 1998).

Influentele complexe pe care omul le exercita asupra mediului au capatat in ultimul timp o amploare deosebita, cu consecinte imprevizibile, ca urmare a dezvoltarii fara precedent a activitatilor economice. Pare paradoxal, dar de foarte multe ori, lucrari executate cu cele mai nobile scopuri, au avut in subsidiar efecte secundare dintre cele mai negative, uneori dezastruoase. Exemple de acest fel sunt numeroase in intreaga lume. Dintre toate vom mentiona numai unul. Astfel, calitatea apei potabile si industriale din municipiul Bacau a fost (si inca mai este prin efecte remanente) puternic influentata de activitatile industriale cu profil chimic de pe platforma Piatra Neamt - Savinesti - Roznov si de existenta lacurilor de acumulare de pe cursul inferior al raului Bistrita.

In principiu lacurile de acumulare nu sunt surse de poluare. In cazul mentionat mai sus insa, apele evacuate de la obiectivele industriale din zona, partial epurate sau neepurate ajungeau, mai intai, in Acumularea Racova, apoi in lacurile din aval: Garleni, Lilieci si Bacau. Aceste lacuri au diguri laterale care mentin nivelul apei la cote superioare nivelului general al luncii Bistritei. In felul acesta, prin schimbul permanent de ape dintre aceste lacuri si panza freatica din lunca, in timp, s-a produs poluarea apelor subterane pe suprafete foarte mari. In ultimii ani, datorita recesiunii economice, dar si a unor masuri de ecologizare, s-a reusit o diminuare semnificativa a gradului de poluare a apelor freatice din lunca Bistritei, dar efectele remanente inca se mai mentin.

Astfel de situatii sunt numeroase in lume, fapt ce reclama necesitatea ca toate apele uzate evacuate in reteaua hidrografica sa fie epurate in cel mai inalt grad.

Implicatiile majore ale activitatilor antropice asupra mediului inconjurator pot fi grupate in cateva categorii distincte (P.Olariu si col., 1998):

1.Modificari in structura si distributia microreliefului;

2.Modificari in structura retelei hidrografice si ale regimului scurgerii apei;

3.Implicatii complexe asupra tranzitului aluviunilor;

4.Influente locale asupra circulatiei apelor freatice;

5.Influente microclimatice in teritoriu;

6.Modificari calitative complexe ale componentelor de baza ale mediului: apa, aerul, solul, vegetatia.

Se poate constata faptul ca unele din aceste modificari sunt in principal cantitative (1 - 4), iar altele prezinta mai mult conotatii calitative (5 - 6).

In cele ce urmeaza vom face cateva referiri asupra fiecareia dintre aceste influente, cu accent deosebit pe cele care se refera la mediul acvatic. Justificarea acestei abordari consta in faptul ca noi consideram poluarea ca fiind numai o componenta a impactului om - mediu inconjurator si ca toate celelate influente au, intr-un fel sau altul, conotatii directe si indirecte asupra poluarii. Consideram, de asemenea, ca pentru ansamblul de influente exercitate de om asupra mediului este mai nimerit termenul de degradare a mediului, care este si mai cuprinzator.

1.Modificari in structura si distributia microreliefului

Aducem in discutie faptul ca, in tendinta generala de dezvoltare a gradului de confort si de siguranta, pentru circulatia feroviara si rutiera, etc., s-au executat numeroase lucrari care s-au impus in fizionomia peisajului local ca microforme noi de relief:

-terasamente ale cailor ferate, soselelor si drumurilor dintre care multe sunt situate pe ramblee, sau in deblee, viaducte, tuneluri, etc.

-baraje de toate tipurile si dimensiunile.

-digurile acumularilor sau de aparare impotriva inundatiilor.

-consolidari de maluri si albii.

-regularizari ale albiilor, decolmatari.

-rectificari si modificari ale traseelor unor cursuri de apa.

-canale interfluviale, interlacuri, intermarine si intre oceane.

-sisteme (canale de irigatii).

-desecari.

-lucrari de amenajare a torentilor si versantilor.

-terasari pentru culturi agricole (inclusiv pomicole si viticole).

-terasari si excavatii pentru amenajarea intravilanului.

-constructii inalte in perimetrul localitatilor sau izolate.

-galerii de mine.

-halde de steril.

-balastiere.

Toate aceste lucrari care confirma posibilitatea omului de a construi peisaje proiectate, au o importanta economica, sociala si de agrement deosebita, dar fiecare in parte prezinta si efecte secundare negative, dintre care mentionam:

-inmlastiniri in spatiile dintre terasamentele in rambleu si versanti sau la exteriorul digurilor acumularilor.

-inundatii in debleuri, tunele , mine, pasaje subterane, linii de metrou, etc.

-cresterea frecventei cetii deasupra peisajelor lacustre sau in jurul acestora, adesea cu potentarea proceselor de poluare a aerului.

-influenta spatiului cladit inalt, a structurii si orientarii retelei stradale in acumularea sau disiparea noxelor poluante din aer.

2.Modificari in structura retelei hidrografice si ale regimului scurgerii apei.

Aceste aspecte constituie elementele cele mai importante in abordarea impactului antropic cantitativ asupra resurselor de apa. Amenajarile complexe ale cursurilor de apa si ale bazinelor hidrografice, executate in toate statele lumii pentru asigurarea continuitatii alimentarilor cu apa potabila si industriala, necesitati de aparare impotriva inundatiilor, combaterea eroziunii solului sau a excesului de umiditate, irigatii, agrement, etc., a impus modificari importante in structura retelei hidrografice, care nu presupun numai morfometrii diferite ci si transferuri de debite sau redistribuirea in timp a scurgerii apei (in cazul lacurilor de acumulare), care modifica in mod decisiv regimul scurgerii apei.

Exemple de transferuri de debite dintr-un rau in altul, respectiv dintr-un bazin hidrografic in altul sunt numeroase. Amintim numai sistemele fluviale de navigatie si hidroenergetice din S.U.A., Germania, Rusia, Ucraina, China, etc.

In Romania principalele transferuri de debite se realizeaza in bazinele hidrografice ale Crisurilor, Muresului, Jiului, Oltului, Argesului, Siretului si multe altele. Intre acestea amintim colectarea a numeroase paraie si rauri pentru cresterea debitelor uzinate in hidrocentralele Raul Mare, Voineasa, Vidraru, Stejaru, etc. De asemenea putem mentiona transferuri de debite din Siret in Sitna (prin tunelul de la Bucecea, cu o capacitate de 8,00 m³/s) si din raul Tazlau in Trotus prin canalul Belci (dezafectata in 1991, odata cu distrugerea acumularii Belci), s.a.

In legatura cu amenajarea complexa a unui bazin hidrografic putem mentiona cazul spatiului hidrografic Siret (partea din bazinul Siret administrata de catre Directia Apelor din Bacau).

In varianta maxima a acestui program de amenajare complexa fundamentata in anul 1976 se prevedeau printre altele:

-utilizarea resurselor de apa in spatiul hidrografic propriu, iar excedentul in spatii hidrografice limitrofe: Jijia, Sitna, Bahlui, Barlad, Ialomita, Mostistea, prin interconexiunea acestora;

-constituirea unei salbe aproape continui de acumulari, cu utilizare complexa, atat pe raul Siret, cat si pe afluentii sai principali, cu respectarea principiului valorificarii maxime a terenului agricol. In total se prevedea construirea a 131 lacuri de acumulare (cu tot cu cele existente la acea data), cu un volum total de 5849 x 10⁶ m³, din care volum util de 4036 x 10⁶ m³;

-lucrari de combatere a eroziunii solului, a excesului de umiditate, de amenajare a torentilor si mai ales, de irigatii pe suprafete insemnate;

-lucrari de aparare impotriva inundatiilor, de regularizare a albiilor si de consolidare a malurilor.

Acest program de amenajare complexa are in vedere nu numai problemele legate de valorificarea eficienta a resurselor de apa, ci si mentinerea echilibrelor hidrologice cantitative prin actiuni asupra factorilor scurgerii: vegetatie, fragmentarea reliefului, pantele, litologia, etc.

O importanta deosebita in cadrul acestui program o prezinta construirea canalului de irigatii Siret - Baragan, cu o lungime de 190 km, care ar fi trebuit sa asigure apa pentru irigarea a peste    450 000 ha teren agricol.

Intre principalele realizari obtinute pana in prezent in aplicarea acestui program de amenajare complexa, in afara sistemului hidroenergetic de pe raul Bistrita care a fost definitivat in 1966, trebuie mentionate acumularile cu functie energetica si mai ales complexa - Belci (1962), Dragomirna (1968), Poiana Uzului (1972), Bucecea (1977), Galbeni (1983), Racaciuni (1985), Beresti (1986), Rogojesti (1988), Calimanesti (1993), Topoliceni (2003), precum si numeroase acumulari mai mici pe afluenti.

In paralel s-au executat alte numeroase lucrari de gospodarire a apelor, CES, desecari, irigatii, etc. si au inceput lucrarile la Canalul Magistral Siret - Baragan (realizat 5 km), obiectiv de mare anvergura si complexitate. Acest canal incepe de la barajul Calimanesti si ar fi trebuit sa continuie prin Campia Siretului Inferior si prin Baragan, pana la Dridu, pe raul Mostistea.

Dupa anul 1990, din cauza unei recesiuni economice generale, ritmul lucrarilor de amenajare complexa s-a redus drastic: practic acesta a incetat in ceea ce priveste Canalul Siret - Baragan, realizandu-se doar unele lucrari de amploare mai mica.

Aceasta situatie a impus reactualizarea Programului de amenajare, ultima varianta mai simpla, fiind fundamentata in anul 1999.

In ceea ce priveste marile lucrari de amenajare pentru hidroenergie, navigatie, irigatii etc., la nivel mondial, care constituie totodata si importante elemente de impact antropic cantitativ mai mentionam cateva.

In ceea ce priveste modificarea propriu - zisa a regimului natural, aceasta se realizeaza prin utilizarea apei, fie prin consum, fie prin transferuri de debite sau prin redistribuirea scurgerii in timp.

Influentele globale pe care activitatile antropice le exercita asupra regimului scurgerii naturale trebuie monitorizate prin mijloace specifice fiecarui mod de utilizare in parte (aspecte asupra carora vom reveni), si de aceasta se tine cont in aprecierea potentialului hidric natural. Aceste influente sunt de amploare diferita, in functie de gradul de valorificare al apei raurilor. De exemplu in cazul spatiului hidrografic Siret, o astfel de analiza efectuata pentru anul 1988 (cu mari consumuri de apa), se prezinta astfel:

-stocul natural al spatiului hidrografic Siret: 8,36 mld. m³;

-volum total captat: 1,42 mld. m³;

-volum restituit: 0,78 mld. m³;

-volum retinut in acumulari piscicole: 1,06 mld. m³;

-volum retinut in acumulari energetice si complexe: 1,65 mld. m³;

-volum consumat efectiv: 0,63 mld. m³;

-volum transferat in bazine invecinate: 0,05 mld. m³;

-volum afectat in total (manipulat): 3,39 mld. m³;

-coeficient de influenta al scurgerii medii: 0,41 mld. m³;

-coeficient de influenta al scurgerii de dilutie: 3,39 mld. m³.

Aceste date sintetice pun in evidenta gradul de influentare al scurgerii de catre folosintele de apa. Daca ne referim numai la debitele prelevate, care influenteaza scurgerea naturala, coeficientii de manipulare ar fi 0,50 pentru scurgerea medie si 4,17 pentru debitele de dilutie (debitele medii lunare, minime anuale cu asigurarea de 95 %). Punand astfel problema, se constata necesitatea stringenta a construirii acumularilor, dar cu conditia respectarii constrangerilor rezultate din necesitatea mentinerii calitatii mediului inconjurator la parametrii normali.

Trebuie mentionat faptul ca, pana la urma, bilantul global al apei se echilibreaza, dar pe perioade scurte apar aceste diferente care trebuie corectate.

In practica hidrometrica aceste diferente se monitorizeaza si pentru determinarea debitelor naturale se efectueaza calcule de reconstituire si bilant.

2.Folosintele de apa

2.1.Tipuri de folosinta

Din cele prezentate mai sus rezulta faptul ca modificarile regimului natural de scurgere sunt determinate in principal de catre folosintele de apa.

Dupa cum este indeobste cunoscut apa este utilizata practic in toate domeniile de activitate; in afara apei, insasi viata este imposibila.

Valorificarea apei sub diferite forme poarta denumirea de folosire, iar aceste forme de utilizare se numesc folosinte de apa. Prin folosinte de apa se inteleg asadar toate activitatile cu caracter social si economic care utilizeaza apa in diferite scopuri (Giurma I., 2000).

La randul lor, domeniile extrem de variate in care apa poate fi utilizata impun diferite clasificari ale folosintelor de apa in functie de anumite criterii specifice: tipul de activitate, caracteristicile folosintelor, tipul de interventie antropica, scopul si modul in care se utilizeaza apa, etc.

a.Dupa tipul de activitate:

Daca ne referim la tipul de activitate, principalele tipuri de folosinte sunt urmatoarele (Teodorescu I, s.a., 1973):

-apa utilizata in scopuri industriale, care la randul ei poate fi:   

-incorporata in produs;

-apa de racire;

-apa de spalare.

-apa utilizata in agricultura pentru irigatii sau in zootehnie.

-utilizarea apei in scopuri hidroedilitare, cu doua componente principale: apa potabila si pentru agrement, la care se mai pot adauga si altele: apa petrnu salubrizarea strazilor, udatul florilor si al parcurilor, etc.

-utilizari energetice. Aceasta reprezinta, de asemenea, o categorie deosebit de importanta de utilizare a apei, cu o dezvoltare continua, cel putin in ceea ce priveste hidroenergia. In cadrul ei pot fi incluse amenajarile hidroenergetice (hidrocentralele) si folosintele hidromecanice (mori, pive, gatere, etc.), acestea din urma avand mai mult conotatii turistice.

-transportul de apa reprezinta o folosinta straveche, fiind concretizat in principal prin navigatie, plutarit si diferite flotatii.

-utilizarea apelor ca mediu de crestere a unor animale sau plante (piscicultura, avicultura, silvicultura, horticultura).

-agrement, sub diferite forme: navigatie de agrement, yachting, sporturi nautice, inot, pescuit sportiv, peisagistica, etc.

b.Dupa tipul caracteristicilor folosintelor de apa pot fi analizate in functie de modul in care utilizeaza apa:

b.1.Unele folosinte solicita anumite cantitati de apa, in functie de necesitatile lor tehnologice si de destinatia produselor obtinute sau a apei. Este cazul apei potabile, industriale, pentru irigatii. De regula, in planurile de gospodarire a apelor toate aceste cantitati solicitate se contabilizeaza si se face o analiza a posibilitatilor de satisfacere, in functie de resursele existente. Daca sursele de apa corespund cantitativ nu apar probleme de nici un fel. In cazul ca resursele de apa disponibile sunt mai mici decat solicitarile se face o analiza detaliata a fiecarui caz in parte, stabilindu-se ordinea de prioritate sau procente de satisfacere, in functie de importanta consumatorului. Au prioritate solicitarile de apa potabila si ape industriale pentru industria alimentara, de medicamente, salubritate, etc. In caz de seceta se pun in aplicare Planurile de restrictii, fundamentate in timp.

b.2.Alte folosinte reclama apa cu anumiti parametri de calitate (apa potabila, pentru industria alimentara, etc.). Aici sunt laboratoare speciale care efectueaza analize la termene prestabilite (de cele mai multe ori orare), pentru monitorizarea calitatii apei prelevate.

b.3.In cazul pescuitului sau pentru agrement folosintele valorifica anumite suprafete acvatice. Astfel de folosinte nu sunt consumatoare de apa.

b.4.Tot neconsumatoare de apa sunt si folosintele care utilizeaza energia apei, respectiv hidrocentralele (in cele mai multe cazuri) si instalatiile hidromecanice, despre care am mentionat mai sus.

c.In toate cazurile de utilizare a apei este vorba despre o interventie antropica. Diferentele constau in tipurile de interventie in reteaua naturala de apa. Pot fi identificate, din acest punct de vedre mai multe tipuri de folosinte:

c.1.Folosinte care nu modifica reteaua naturala, cum ar fi navigatia si agrementul.

c.2.Folosinte care modifica anumite elemente ale retelei naturale cum ar fi acumularile hidroenergetice si iazurile piscicole. Dupa cum am mentionat mai sus, aceste folosinte nu consuma apa, dar prin acumularea acesteia si evacuarea in mod dirijat, altfel decat scurgerea naturala, ajung la o redistribuire a scurgerii in timp. In lacurile de acumulare (energetice, piscicole sau cu profil complex, in perioadele cand nu se preleveaza apa pentru diferite consumuri efective) se pot atenua undele de viitura, contribuindu-se astfel la apararea impotriva inundatiilor. De fapt cele mai multe acumulari au - prin constructie - un astfel de rol, deoarece au volume (transe) de atenuare a undelor de viitura. Pentru acest lucru, dar si pentru multe altele, lacurile de acumulare reprezinta un element fundamental in amenajarea complexa a unui teritoriu.

c.3.Folosinte consumatoare de apa. Marea majoritate a folosintelor de apa sunt consumatoare de apa (potabila, industriala, pentru irigatii, zootehnie, etc.). Resursele de apa pot fi subterane sau de suprafata si dupa cum stim, acestea sunt limitate, iar echilibrarea lor se face prin acumulari sau rezervoare.

La randul lor, folosintele consumatoare de apa sunt de mai multe feluri, in functie de modul in care se face restitutia:

-Folosinte care restituie integral apa (navigatie, derivatii de debite);

-Folosinte care restituie partial apa (alimentarile cu apa, irigatii, piscicultura).

O alta clasificare a folosintelor de apa in functie de scopul si modul de utilizare a apei face Gh. Cretu (1976). In contextul acestei clasificari folosintele se impart in:

-Folosinte consumatoare de apa (alimentari cu apa, irigatii);

-Folosinte neconsumatoare de apa (hidroenergetice, navigatia, agrementul);

-Folosinte ale unor caracteristici calitative ale apelor (termale, minerale);

-Folosinte ale debitelor solide (balastiere).

2.2.Cateva elemente legate de folosirea apei

In subcapitolul anterior am prezentat cateva aspecte privind complexitatea si sistemica folosintelor de apa. Se poate constata faptul ca folosirea apei este o activitate deosebit de importanta, careia trebuie sa i se acorde toata atentia atat in ceea ce priveste potentialul resurselor cat si in privinta calitatii acestora. Ca si in alte domenii de activitate se are in vedere caracterul durabil al dezvoltarii. Deviza acestui concept de dezvoltare durabila este aceea ca noi nu mostenim resursele de la stramosi ci le imprumutam de la urmasi. In plus, dezvoltarea se bazeaza pe cunoasterea unor elemente deosebit de importante cum ar fi: volumul resurselor si al cerintelor, necesarul de apa pentru obiectiv, dar si pentru aval etc.

Necesarul de apa reprezinta cantitatea de apa care trebuie furnizata unei folosinte in conditii de satisfacere integrala si rationala a proceselor in care este folosita, fara intreruperi si restrictii.

Cerinta de apa este data de cantitatea de apa care trebuie prelevata din sursa pentru a acoperi in mod rational consumul de apa.

3.Hidrometria folosintelor de apa

In procesele de valorificare a resurselor de apa o importanta deosebita o prezinta monitorizarea cantitativa a prelevarilor, restituirilor si implicit, prin diferente, a consumurilor.

Monitorizarea consumurilor de apa prezinta o importanta deosebita pentru cunoasterea acestora la parametrii lor reali deoarece prin aceasta actiune se identifica modul concret in care aceste resurse se consuma, daca sunt pierderi sau consumuri nerationale si daca resursele disponibile sunt suficiente.

In cazul lacurilor de acumulare care nu consuma apa, dar redistribuie scurgerea in timp, monitorizarea este necesara pentru determinarea potentialului de uzinare sau pentru reglarea raportului dintre debitele afluente si cele defluente, atunci cand exista riscul inundatiilor.

Metodele si mijloacele de metrie sunt deosebit de complexe si acestea sunt adaptate la fiecare tip de folosinta in parte considerat dupa caracteristici sau dupa debitele vehiculate.

In functie de marimea acestor debite si de particularitatile fiecarui obiectiv, exista mai multe sisteme de monitorizare clasificate din mai multe puncte de vedere.

Cerintele de apa pot fi:

-cerinta nominala, care reprezinta volumul de apa consumat in conditii de rentabilizare - recirculare a acesteia;

-cerinta maxima, respectiv volumul utilizat fara reutiilizarea si recircularea apei;

-cerinta minima, reprezinta volumul necesar a fi utilizat cu folosirea la maximum a reutilizarii si recircularii, fara diminuarea productiei;

-cerinta cu restrictii, idem, dar si cu o anumita diminuare a productiei.

Aceste diferentieri ale cerintelor de apa sunt absolut necesare pentru gospodarirea rationala a resurselor de disponibile la un moment dat. Atunci cand potentialul existent este suficient sau excedentar, pot fi satisfacute cerintele maxime care insemana consumuri de apa fara reutilizari sau recirculari, obtinandu-se astfel economii la consumul de energie necesar pentru diferite pompari suplimentare.

In cazul unor resurse normal suficiente, productia este asigurata prin consum de apa direct, dar si prin utilizarea reutilizarilor si recircularilor.

In acelasi mod se pune problema in cazul unor resurse limitate de apa care impun consumuri minime, fara pierderi de productie (dar cu reutilizari si recirculari maxime) sau consumuri cu restrictii (care presupun si pierderi de productie).

Sistemele de prelevare sau evacuare a apei pot fi, intr-o prima clasificare, cu nivel liber (fara presiune) sau subpresiune. Pentru fiecare dintre acestea se utilizeaza dispozitive specifice de masurare.

3.1.Hidrometria debitelor in cazul canalelor deschise sau a conductelor cu scurgere libera

In acest caz masuratorile de debit se efectueaza in acelasi mod ca si in albiile raurilor, utilizandu-se moristi hidrometrice, flotori, vase gradate sau solutii chimice. Uneori aceste canale sunt prevazute cu dispozitive adecvate de masurare, cum ar fi deversorii, profilele practice sau sistemele Parshall. Mai rar pot fi fixati pereti subtiri despartitori, prevazuti cu orificii.

Astfel de aparate si sisteme de masurare a debitelor au fost prezentate in capitolul privind hidrometria vitezelor si debitelor.

In cazul utilizarii moristii hidrometrice, modul de lucru este identic ca si atunci cand se efectueaza masuratori pe cursurile de apa. Pe scurt se procedeaza astfel:

a.Se efectueaza sondaje in verticale alese in asa fel, incat sa fie bine acoperita toata latimea canalului sau a conductei cu scurgere libera. De cele mai multe ori aceste canale sunt betonate si au radierul orizontal, astfel ca numai unul sau cateva sondaje sunt suficiente pentru a cunoaste adancimea apei in canal.

b.Se aleg verticalele de viteza astfel ca sa fie bine reliefate sectoarele cu modificari semnificative, marginile canalului (imbinarea cu taluzurile laterale), partile inactive, etc. Ca si in cazul masuratorilor efectuate in albii naturale se respecta adancimile de scufundare a moristii, corelat cu adancimea apei.

c.Se efectueaza masuratorile de viteza in punctele standard.

d.Se procedeaza la calculul masuratorii in conformitate cu instructiunile in vigoare.

Avand in vedere variatiile rapide ale nivelului in aceste canale se recomanda cronometrari reduse (40) sau masurarea vitezelor odata cu efectuarea sondajelor.

La utilizarea flotorilor sau ametodelor volumetrice si chimice, se procedeaza, de asemenea, ca si in cazul albiilor naturale, fie ca este vorba de canale deschise, fie in cazul conductelor cu nivel liber. Este evident faptul ca in cazul conductelor sunt necesare fante pentru introducerea moristilor hidrometrice sau perechi de fante, situate la distante corespunzatoare, atunci cand utilizam flotori sau metode chimice.

In cazul apelor uzate, evacuate, metodele chimice sunt mai putin recomandate, deoarece aceste ape contin anumite concentratii minerale, uneori poluante, care pot altera dilutia normala a solutiilor lansate.

Folosirea constructiilor hidrotehnice pentru masurarea debitelor este mai frecventa in cazul folosintelor de apa, decat in albiile naturale. Fara a mai prezenta detalii de constructie ale acestor instalatii (care au fost descrise in capitolul mentionat), reluam aici numai formulele de calcul:

a.Deversori cu pereti subtiri:

-dreptunghiular: Q = mbH^3/2

m = coeficientul de debit;

b = lungimea muchiei deversorului, egala cu latimea canalului;

g = acceleratia gravitationala = 9,8 m/sec²;

H = inaltimea lamei de apa peste muchia deversorului.

Se foloseste pentru sarcini mai mici de 1,25 m.

-trapezoidal: Q = 1,86 H^3/2;

-triunghiular: prezinta unghiuri diferite: 120⁰, 90⁰, 60⁰, 45⁰. Formula generala de calcul este:

Q = μ tg H^5/2;

μ = coeficient de debit (aprox. 0,6);

H = caderea;

τ = unghiul deschiderii deversorului.

Pentru τ = 90⁰ formula devine - Q = 1,58 H^5/2.

Deversoarele trapezoidale si triunghiulare se folosesc pentru sarcini (H) mai mici de 1 m. La deversoarele triunghiulare cu un τ = 20⁰, sarcinile trebuie sa fie sub 0,5 m.

-parabolic: acest tip de deversor are un contur caracteristic, parabolic, de gr. II. Pentru p = 4 cm, debitul se calculeaza cu formula:

Q = 0,576 H².

Toate tipurile de deversori pot functiona neinecat sau inecat, existand formule diferite de calcul.

De regula pe canalele folosintelor semnificative (de prelevare sau de evacuare a apei) se instaleaza mire hidrometrice, acestea devenind statii hidrometrice la folosinte cu metrie sistematica. Programul de observatii si masuratori se stabileste in functie de regimul canalului respectiv. In principiu aceste statii hidrometrice functioneaza ca si cele standard, iar prelucrarea debitelor zilnice se face prin intocmirea cheilor limnimetrice si transformarea nivelurilor in debite, la fel ca si in reteaua hidrografica. In acest caz cheile limnimetrice se exprima tabelar.

Si in cazul deversorilor se intocmesc curbe de tarare care, exprimate tabelar, permit aflarea debitului prin simpla masurare a sarcinii (H).

In afara de mijloacele de masurare a debitelor prezentate mai sus, mai exista si altele, mai putin utilizate, asupra carora nu vom insista. Printre acestea mentionam:

a - Canalul Venturi, cu pereti verticali si simetrici fata de axul canalului si cu fundul orizontal;

b- Dispozitivul Parshall, cu doua sectoare, unul convergent si altul divergent si o parte strangulata la mijloc. Debitele se determina din diferentele de nivel inregistrate in amonte si in aval de partea strangulata, care are in radier si o contrapanta. Dispozitivele Marshall sunt foarte pretentioase ca mod de instalare (dimensiunile, unghiurile, etc.- sunt precise si nu se admit diferente), dar odata fixate corect sunt foarte utile.

b.Deversorii cu pereti grosi (prag larg) sunt considerati atunci cand grosimea peretilor trece de 2 cm.

Si in acest caz exista formule corespunzatoare.

c.Profilele practice. Sunt tot un fel de deversori amplasati pe baraje (descarcatori de ape mari). Calculul debitelor la acesti deversori se efectueaza cu formula Chezy - Krasnopolski, ca si cum ar fi vorba despre un segment de albie.

V = C ,

Q = Ω x V = Ω x C,    unde:

Ω = suprafata sectiunii udate;

C = coeficient de viteza;

R = raza hidraulica;

I = panta (considerata in promile - ex. 2 = 0,002).

In practica se utilizeaza foarte frecvent o varianta a formulei Chezy, unde C este inlocuit cu n (coeficient de rugozitate), iar R este asimilat prin Hm (adancimea medie). Aceasta asimilare se poate face numai in cazul albiilor naturale unde diferentele sunt nesemnificative. In cazul canalelor sau a albiilor cu pod de gheata, utilizarea razei hidraulice (R) este obligatorie.

Forma adaptata a formulei este:

Q =, unde:

n = coeficinetul de rugozitate, prezentat in tabele speciale ca si C (coeficinetul de viteza Chezy).

3.2.Masurarea debitelor in cazul scurgerii sub presiune

Scurgerea sub presiune se produce in mai multe cazuri: prin stavilarele barajelor, prin goliri de fund ale acumularilor, in conducte sau in canale etanse.

A.In cazul barajelor, de cele mai multe ori evacuarea apei (atunci cand nivelul nu depaseste descarcatorii de ape mari) se face prin    stavile(stavilare), si prin goliri de fund.

a.Stavilarele sunt constructii hidrotehnice cu deschidere reglabila, realizate cu una sau mai multe stavile, cu aceeeasi latime si au rolul de reglare a nivelurilor de exploatare. Din punct de vedere al actionarii, ele pot fi cu actionare prin interventie (cu actiune manuala sau electrica) si cu actionare automata (hidraulica sau electrica, pe principiul nivel constant).

Din punct de vedere hidrometric stavilele sunt niste orificii, iar debitele depind de dimensiunile acestora si de presiunea exercitata de coloana de apa din spatele barajului. Ca si deversorii, stavilele pot functiona neinecat (cu jet de apa, respectiv cu vana de aer dedesupt) sau inecat (din apa in apa, dar la un nivel mai jos si fara aer dedesupt).

In cazul functionarii neinecate formula de calcul al debitului este urmatoarea:

Q = μ b a , unde:

μ = coeficientul de debit al stavilei;

b = latimea stavilei;

a = deschiderea stavilei;

Ho = sarcina totala din amonte.

In cazul functionarii inecate formula devine:

Q = μ b a ,

ΔH = Δh + p; ΔH = H - h.

b.Golirile de fund, reprezinta, de asemenea, orificii cu pereti grosi (fiind vorba de baraje), iar debitele se calculeaza cu o formula asemanatoare:

Q = μ w , unde:

w = suprafata golirii de fund.

B.In cazul conductelor sub presiune debitele se masoara cu aparatura specifica. Mentionam cateva tipuri de debimetre:

a.Diafragma circulara;

b.Ajutajul Venturi;

c.Dispozitivul cu strangulare laterala,

d.Aparate auxiliare: manometrul diferential sub diferite forme de prezentare (cu tub in forma de U intors; cu camera de compensare si amortizare; in forma de U, cu mercur; cu mercur cu camera de compensare).

e.Debitmetre portabile

In general mijloacele de masurare a debitelor, atunci cand sunt in constructii hidrometrice aferente celor hidrotehnice, se instaleaza odata cu executarea lucrarilor. Avand in vedere faptul ca unele folosinte mai vechi nu dispuneau de metria consumurilor de apa, aceste dispozitive s-au montat ulterior sau urmeaza a fi instalate. Conform legislatiei in vigoare, toate folosintele de apa trebuie sa dispuna de aparatura de masura si control.

In Romania, marii consumatori de apa, precum si lacurile de acumulare energetice, complexe si unele dintre cele piscicole dispun de sisteme de monitorizare.

In functie de fiecare situatie in parte, exista canale, conducte si alte sisteme de prelucrare sau de evacuare a apelor la care debitele sunt monitorizate. Cel mai adesea, in cazul preluarii apelor prin conducte, pe acestea sunt instalate debitmetre verificate si autorizate de ISCIR.

4.Reconstituirea regimului natural de scurgere

Prin prelevarea, consumul si restitutia debitelor de apa, precum si prin stocarea unor rezerve in acumulari sau prin derivarea unor debite se produc modificari, uneori esentiale ale regimului natural de scurgere. Organele de gospodarire a apelor urmaresc in permanenta aceste aspecte si participa activ la actiunea de monitorizare a debitelor. Prin reteaua de statii hidrometrice sistematice la folosinte, masuratori expeditionare si de control si prin urmarirea contoarelor de consum de la folosintele fara alte posibilitati de metrie se obtine un fond important de informatii pe baza carora se aplica diferite corectii pentru determinarea regimului natural de scurgere. Aceasta actiune este foarte mult ingreunata de faptul ca exista foarte multe folosinte fara nici un fel de metrie, sau cu instalatii defecte. Intrucat consumul de apa si gradul de poluare se platesc de catre beneficiari, este lesne de inteles ca exista multe cazuri in care se incearca eludarea valorilor reale.

Cu toate aceste greutati, se poate spune ca in general exista o imagine destul de clara a consumurilor sau redistributiilor de apa care permite, in cele din urma reconstituirea regimului natural.

Reconstituirea regimului natural de scurgere reprezinta un ansamblu de actiuni si calcule prin care se incearca identificarea potentialului hidrologic in fiecare an calendaristic, respectiv multianual.

Dupa cum vom vedea intr-un capitol urmator, sirurile de date statistice care se prelucreaza (in cazul nostru debitele de apa), trebuie sa fie omogene si sa reflecte situatii reale din natura. Prin monitorizarea folosintelor se determina tocmai acele debite care modifica regimul scurgerii.

Necesitatea reconstituirii regimului natural al scurgerii apei depinde de gradul de influenta a consumurilor asupra acesteia. Se poate vorbi astfel despre reconstituirea regimului natural ca fiind:

a - necesara, atunci cand influentele reprezinta sub 10% din debitele naturale. Aceasta limita este data de faptul ca, in general, in hidrometrie si hidrologie se accepta o eroare de + 10%.

b - necesara, cand influentele sunt cuprinse intre 10% si 20%.

c - strict necesara, atunci cand influentele depasesc 20% din debitele naturale.

Modul de calcul al influentelor este relativ simplu, fiind vorba de un raport procentual:

-daca notam cu I - influentele exercitate si cu Qm - debitele masurate, atunci gradul de influenta se calculeaza astfel:

I = x 100, unde ΔQ reprezinta consumurile care se monitorizeaza la folosintele de apa. In cazul acumularilor sau a unor tranzitari de apa, semnul lui ΔQ poate fi si negativ.

Dupa cum este cunoscut, pe cursurile de apa exista reteaua hidrometrica de puncte de monitorizare care functioneaza in baza unor instructiuni specifice si in baza unor programe prestabilite.

In bazinul hidrografic aferent unei statii hidrometrice sau intre doua statii hidrometrice succesive, situate pe acelasi curs de apa exista de regula mai multe folosinte ale caror ΔQ se insumeaza algebric, in functie de semnul fiecaruia.

De exemplu: in bazinul hidrografic al unei statii hidrometrice exista n folosinte. ΔQ pentru aceasta statie hidrometrica are valoarea:

ΔQ = ΔQ₁ + ΔQ₂ + + ΔQ_n.

La statia hidrometrica succesiva se cumuleaza atat    ΔQ de la statia hidrometrica din amonte, cat si cele dintre ele, de pe raul principal sau de pe afluenti. La acest ΔQ se aduna si influentele acestora, astfel incat pentru fiecare statie hidrometrica sa fie luate in calcul toate influentele din bazinul sau hidrografic.

In aval de doua confluente mari se acumuleaza influentele pana la ultimele statii hidrometrice de pe cele doua cursuri de apa, cat si cele de pe diferenta de bazin. In felul acesta, din aproape in aproape se corecteaza toate debitele masurate la statiile hidrometrice, obtinandu - se debitele naturale.

Astfel, daca avem in vedere statia hidrometrica Dragesti de pe raul Siret, situata in aval de confluenta cu raul Moldova, calculul de rconstituire se prezinta astfel:

QN Dragesti = QN N. Balcescu + QN Roman + QNΔF + ΔQΔF

QN Roman = QM + ΔQ

QN N. Balcescu = QM + ΔQ

ΔF = diferenta de bazin hidrografic dintre cea aferenta statiei hidrometrice Dragesti si suma suprafetelor aferente statiilor hidrometrice N. Balcescu si Roman.

In cazul folosintelor care redistribuie scurgerea in timp se aplica o alta metoda de reconstituire. In lacurile de acumulare au loc procese de acumulare cu cresteri ale nivelurilor, sau de dezacumulare, cu scaderea nivelurilor, dupa cum debitele afluente sunt mai mari sau mai mici decat cele defluente. Elementul principal care se ia in calcul este diferenta de nivel din lac, concretizata prin diferente de volume (ΔW). Este cunoscut faptul ca fiecare lac de acumulare are o curba a volumelor specifica prin care se exprima legaturile directe dintre niveluri (cotele in lac) si volume.

Diferentele de volume cu semnul + (acumulare) sau - (dezacumulare), constatate intr-un timp dat (T), se pot exprima in debite prin formula:

Q =.

In felul acesta, de regula lunar, se calculeaza debitele corespunzatoare diferentelor de volum monitorizate, cu care se corecteaza debitele masurate la statia hidrometrica din aval de baraj.

Q_N = Q_{M .}

Valorile reconstituite lunar, intra in fluxul de prelucrari hidrometrice si hidrologice ulterioare, fiind considerate ca valabile (naturale).

5.Valorificarea si poluarea resurselor de apa

In anul 1984, prof. univ. dr. doc. Gheorghe Zamfir din Iasi - savant de notorietate mondiala, in lucrarea Implicatii social - umane si medicale ale revolutiei stiintifice si tehnice contemporane facea urmatoarea afirmatie: In ambianta naturala a biosferei exista un echilibru ecologic la armonia caruia participa intreaga lume vie si in mod deosebit omul. Dar in societatea moderna nu lipsesc cauze care sa creeze conditii ale unui dezechilibru ecologic. Printre aceste conditii care pot genera diverse boli sunt citate: poluantii mediului (apa, aerul, alimentele) care trebuie studiate fiziologic, biochimic si toxicologic.

In ultimii ani proportiile poluarii mediului au crescut atat de mult, incat unii vorbesc despre o catastrofa ecologica.

In anul 1972 directorul general al UNESCO, Rene Mohan afirma ca ceea ce numim criza mediului inconjurator este un element major al unei crize a civilizatiei, iar deviza tuturor este ca avem un singur Pamant pe care trebuie sa-l aparam.

5.1.Valorificarea si poluarea apelor subterane

Rezervele de ape subterane prezinta o importanta economica deosebita. Prin pozitia lor in interiorul scoartei terestre, prin filtrarea multor impuritati odata cu infiltrarea si printr-un plus de protectie pe care-l asigura situatia lor geografica apele subterane au constituit, din cele mai vechi timpuri, sursa principala de alimentare cu apa potabila si menajera. In regiunile lipsite de scurgere superficiala sau cu o retea hidrografica saraca (zonele desertice si semiaride), in oaze, apele subterane reprezinta singurele resurse. Tot in aceste regiuni, practic, numai apele subterane sunt exploatate prin foraje de mare adancime.

In anumite regiuni vulcanice sau cu procese metamorfice intense, o parte din apele subterane, prezinta caracteristici aparte de mineralizare, temperatura si presiune. Putem vorbi, in acest caz, de ape minerale sau termale cu o larga gama de intrebuintari terapeutice sau pentru termoficare.

5.1.1.Izvoarele minerale

In regiunile in care apele subterane au dizolvat cantitati importante de substante din roci, concentratia acestora este mult mai mare decat in situatiile normale. Descarcarea apelor puternic mineralizate prin deschideri naturale sau provocate constituie izvoare minerale. Prin proprietatile terapeutice pe care aceste ape le au asupra organismului, o mare parte dintre apele minerale au un rol curativ. Elementele curative specifice din apele minerale sunt: fierul, arsenul, iodul, substante radioactive, bromul, etc. In plus unele ape minerale, provenite de la adancimi mai mari au temperatuiri ridicate, fiind denumite termale. Uneori apele curative nu au o mineralizare deosebita, dar anumite elemente pe care le contin au proprietati terapeutice. Se poate constata ca intre apele minerale si cele curative exista unele deosebiri, desi termenul ape minerale este mai frecvent utilizat. In acceptiunea de curative prezentam aici apele (izvoarele) minerale.

Continutul de substante chimice din apele minerale este foarte diferit si se gaseste fie sub forma de ioni - electroliti (in cele mai frecvente cazuri), fie sub forma coloidala (mai rar), in cazul silicei si a hidroxidului feric.

Sunt frecvente clorurile, bromurile, iodurile, bicarbonatii,    sulfatii, fosfatii, sulfurile de: Na⁺, K⁺, Ca⁺⁺, Mg⁺⁺, Fe⁺⁺ sau Fe⁺⁺⁺, combinati cu Ba⁺⁺, S⁺, Al⁺⁺⁺.

Se considera ca minerale (curative) apele care au o concentratie de cel putin 0,5 gr/l (sau 500 mg/l). Substantele minerale din apele subterane provin in principal din sol si din subsolul in care sunt cantonate. O parte dintre ele sunt si de provenienta interna: bromul, clorurile, iodul, sulfatii, hidrogenul sulfurat. Fluorul provine numai din apele juvenile. In afara de solutii, in apele minerale se intalnesc si vapori de apa si gaze libere, cel mai frecvent CO₂ si N, apoi, mai rar, He, Ne, Ar, H₂S, CH₄ (metan), O₂ si H₂.

Clasificarea apelor ca minerale se face in functie de diferite concentratii limita ale substantelor pe care le contin (in mg/l):

-CO₂ liber - 250    -Alcalinitate - 4 milivali;

-Li⁺ - 1    -Emanatii radioactive - 25UM (unitati Mache);

-Sr⁺ - 10    -Temperatura - +20⁰C;

-Ba⁺ - 5

-Fe^2+,3+ - 10

-I⁺ - 1

-Br - 5

-Fe⁺ - 2

-HAsSO_{4 -} 1 (acid arsenic)

-HasSO_{2 -} 1 (acid metarsenic)

-Sulf total, titrat - 1.

Calitatile terapeutice ale apelor minerale (curative sunt reprezentate prin:

-presiunea osmotica: -izotonica (egala cu a sangelui uman);

-hipotonica (mai mica decat a sangelui uman);

-hipertonica (mai mare decat a sangelui uman).

-gradul de ionizare (disociere electrolitica);

-alcalinitatea;

-aciditatea,

-starea coloidala;

-temperatura: foarte diferita (cand T > 20⁰C - ape termale):

-reci: 1 - 20⁰ C;

-hipotermale: 20 - 35⁰ C;

-mezotermale: 35 - 50⁰ C;

-hipertermale: 50 - 100⁰ C.

-radioactivitatea.

A.Clasificarea izvoarelor minerale

Criteriul de baza de clasificare il constiuie mineralizarea, iar temperatura are un rol secundar. Se pot deosebi:

a.Ape oligominerale: sunt slab mineralizate (1000 mg/l) si contin saruri mai multe (carbonati, sulfati, cloruri de Na⁺), apoi gaze (O₂, N₂). Apele sunt limpezi, fara miros si cu gust placut. Sunt reci (9 - 15⁰ C, Balvanyos, Brosteni, etc.) sau termale (Oradea, Felix, Moineasa, Geogiu, Toplita). Actiune terapeutica: sistemul nervos, aparatul locomotor, circulator, respirator.

b.Ape carbogazoase: aceste ape sunt bogate in HCO₃ (gaz carbonic pana la 3000 mg/l) si mai sarace in saruri (3000 mg/l). Sunt slab bicarbonatate, sodice sau calcice. Au gust placut si se gasesc la: Borsec, Bodoc, Zizin, Biborteni, Valcele, Harghita, Buzias.

c.Ape alcaline: sunt bicarbonatate cu cel putin 1000 mg/l. Se gpsesc la Bixad, Borsa, Covasna (bicarbonatate cu Na si K), Santimbru, Arcus, Tamaseie (alcalino - pamantoase cu Ca si Mg), Valiuta, Strunga, Valenii de Munte (ape alcaline sulfatate) si ape clorurate sodice cu bicarbonat si clorura de Na. Apele alcaline contin mult HCO₃, sunt in general reci, au gust bun si sunt folosite in hiperaciditatea gastrica.

d.Ape clorosodice. Au o concentratie mare de saruri, in care predomina clorurile de Na, Ca, Mg, k, Li. Au gust sarat acidulat si o raspandire larga: Ocnele Mari, Ocnita, Baltatesti, Targu Ocna, Someseni, Cojocna, Sugatag, etc. Pot fi reci sau termale. Se folosesc pentru cure de baut sau de bai.

e.Ape sulfatate: contin anionul SO si cationii: Na⁺, K⁺, Ca²⁺, Mg²⁺. Se folosesc in cure de baut (purgative) si pentru bai: Amara, Bizusa, Breazu, Ivanda, Valiuta.

f.Ape sulfuroase: se caracterizeaza prin prezensa sulfului sub forma de H₂S sau de sulfati de Ca, Na, Mg. Apele sulfuroase pot fi sodice sau calcice. Au actiune terapeutica multipla si se intalnesc la Caciulata, Olanesti, Bradet, Slanic Moldova.

g.Ape feruginoase: contin peste 10 mg Fe (1 l apa mai contin Na, Ca, etc. sub forma de bicarbonati, sulfati, cloruri, CO₂). Se gasesc la Tusnad, Poiana Negri (cu mult CO₂), Covasna, Iacobeni, vatra Dornei, Dorna Candreni, Sarul Dornei (cu As). se folosdesc pentru cura interna si bai. Au gust astringent, specific.

h.Ape radioactive: se intalnesc in zona rocilor intrusive acide (granodiorite, granite): Baile Herculane, Lipova, Geogiu, Sangeorz, Vatra Dornei.

B.Raspandirea apelor minerale

Apele minerale de diferite tipuri ca temperatura si concentratie se gasesc aproape pretutindeni pe Glob.

In Romania ele sunt cantonate atat in depozite vulcanice sau cutate din zona montana, cat si in podisuri si campie, fiind legate de marile unitati structurale ale tarii.

a.Podisul Moldovenesc: apele minerale se gasesc in depozite de platforma (tortonian - sarmatiene si pliocene, bogate in sulfati si carbonati de sodiu depusi in lagune). Climatul mai secetos a determinat aparitia a numeroase efervescente saline. Apele sunt sulfuroase (Astrunga, Breazu, Baiceni, (Targu Frumos), Danesti - Vaslui, Raducaneni, Tomesti, Harlau, Pascani, etc.), magneziene (Breazu, Pungesti, Copou, etc.), feruginoase (Targu Bujor), etc.

b.Dobrogea: mai ales in Dobrogea de Sud se intalnesc ape alcaline - sulfuroase in depotzite jurasice la Topalu, Mangalia.

c.Limanurile Marii Negre - cuprind ape minerale provenite din apele marii inchise de perisipuri sau prin dizolvari ale rocilor: L.Techirghiol, L. Agigea, L.Caraorman, L.Tasaul.

d.Campia Romana. in lacuri sarate: L. Sarat, L. Movila Miresei, L. Balta Alba, L. Balta Amara, L. Cainenui, L. Batogu, L. Amara, L. Fundata, L. Strachina, lacurile Inaca, Plopu, Lutu Alb, Chichinetu, Plasca, Tataru s.a. Mineralizarea este determinata de climatul semiarid.

e.Carpatii Orientali: apele minerale sunt foarte variate si bine raspandite in toate zonele acestui lant muntos.

-in zona cristalino - mezozoica: Vatra Dornei, Dorna Candreni, Iacobeni, Poiana Negrii, Brosteni, Borsec, Tulghes.

-in zona flisului cretacic: Hangu, Ghimes, Bodoc, Sf. Gheorghe, Covasna, Predeal, Busteni, Sinaia.

-in flisul paleogen: Tazlau, Moinesti, Targu Ocna, Slanic Moldova, Nehoiu, Valenii de Munte.

-in zona subcarpatica (neogena): Oglinzi, Baltatesti, Vanatori Neamt, Manastirea Neamt, Iapa - Roznov, Grozesti, Vizantea, Reghiu, Jitia, Poiana Marului.

f.In lantul eruptiv Calimani - Harghita: se intalnesc emanatii si ape minerale:

-emanatii: sulfuroase (Pestera Puturoasa), mofete (emanatii bogate in CO₂, izvoare bicarbonate care se degaja direct in atmosfera);

-ape minerale: Bilbor, Tusnad, Malnas, Micfalau, Baile Turia, Toplita, Corond, Jigodin.

g.In Carpatii Meridionali: mai ales pe valea Cernii si la Baile Herculane. In paleogenul de pe clina lor sudica, apele minerale se gasesc la: Sacele - Gorj, Calimanesti, Caciulata, Olanesti, Muereasca (la nord de Olanesti), Cozia, Bivolari, Bradet - Curtea de Arges, etc.

In depozite neogene: Govora, Rm. Valcea, Ocnele Mari, Ocnita, Costesti (Valcea), Beghea (Campulung Muscel), Slanic, Glodeni, Targoviste.

h.In Muntii Apuseni: Geoagiu, Boholt, Moneasa, Vata.

i.In Depresiunea Transilvaniei: Sovata, Ocna Sibiului.

j.In Depresiunea Panonica: Baile Felix, Victoria, Buzias, Lipova.

k.In Maramures: Baile Coscini, Ocna Sugatag, Viseu, Borsa.

La toate aceste ape mari trebuie mentionate importante zacaminte de ape termale situate la adancime mare in zona Timisoarei si la Bucuresti. Exista deja propuneri ca astfel de ape (deocamdata greu de exploatat) sa fie utilizate pentru incalzire.

5.1.2.Alimentarile cu apa

In alimetarile cu apa, calitatile pe care trebuie sa le indeplineacsa acestea, depind de destinatia acestora. Apele folosite pentru baut sau pentru igiena corporala trebuie sa corespunda anumitor exigente igienice. Pentru alimentarile cu apa industriala conteaza mai putin continutul de microorganisme dar prezinta importanta sarurile care precipita pe peretii cazanelor de aburi sau ai conductelor. In cazul valorificarii hidroenergetice, continutul de aluviuni in suspensie este cel mai important.

A.Calitatea apei potabile:

-continutul de substante organice, microbi, virusi, bacili = 0,

-sa fie proaspete, limpezi, incolore, inodore, sa aiba gust placut, sa fie bine aerisite;

-mineralizare generala sub 500 mg/l: sa contina ioni mineralizati, utili pentru organisme: Cl, Na, K, Ca, Mg, I, in cantitati limitate. Continutul de alte saruri (cloruri de fier, de sulf, de mangan, etc.) este daunitor. Carbonatii sunt utili in limite rezonabile;

-aciditatea (pH) sa fie in limite normale;

-sa nu contina compusi de Cu, Pb, As - care sunt otravitori.

B.Ameliorarea apei potabile

Pentru utilizare ca potabile apele naturale, oricat de curate ar fi, sunt supuse unor procese de ameliorare si tratare ca:

-decantare;

-filtrare;

-sterilizare: -metode fizice: -fierbere;

-raze luminoase;

-ozonizare;

-metode chimice: -clorinarea (dupa filtrare);

-preclorinarea (inainte de filtrare9;

-cloraminarea;

-tratarea cu apa de var;

-scaderea duritatii: -procedee fizice: expunerea la aer, agitarea, incalzirea si agitarea, congelarea, electroosmoza;

-procedee chimice. adaos de solutii cu alte saruri, cu zeoliti.

-scaderea continutului de fier si mangan: prin caderea pe snopuri de nuiele;

-tratarea apei colorate cu apa de var sau Na₂SiO₂;

-suprimarea gustului si mirosului neplacut - prin ozonizare.

Apa, astfel pregatita, se acumuleaza in rezervoare sau se trimite direct, prin conducte in reteaua de distributie a localitatii. Un exemplu prezentam in fig. nr. 31 pentru municipiul Bacau.

C.Calitatea apei folosite in industrie

Pentru apa folosita in scopuri tehnologice trebuie respectate, de asemenea anumite caracteristici fizico - chimice si praguri limita la unii indicatori. Se are in vedere reducerea unor elemente care conditioneaza caracteristici ca:

-duritatea apei: apa sa aiba oreactie neutra sau slab alcalina, sa fie lipsita de grasimi, CO₂ liber, sulfati sau oxigen. Apele dure precipita saruri de Ca si Mg pe peretii cazanelor si ai conductelor, care, cu timpul se distrug.

-coroziunea, respectiv capacitatea de a eroda partile metalice prin inlocuirea fierului cu hidrogenul din apa. Coroziunea este accelerata de temperaturile mai ridicate si de curentii locali din conducte.

-spuma - este capacitatea unor ape care contin uleiuri, grasimi, etc. de a face bule sau balonase de vapori de apa la incalzire.

-causticitatea: este proprietatea apelor alcaline de a distruge fierul din conducte si alcaline.

-agresivitatea apei, respectiv proprietatea de a afecta betoanele.

Toate aceste aspecte sa au in vedere, pentru ca instalatiile sa fie fiabile si sa functioneze la randamentele proiectate.

D.Irigatiile si hidroamelioratiile

De obicei irigatiile se efectueaza cu apele de suprafata care corespund mai bine din punct de vedere termic. In situatiile in care nu exista o retea hidrografica permanenta care sa asigure debite de irigare sau apele superficiale sunt poluate, se foloseste apa subterana. Conditiile minime pe care trebuie sa le indeplineasca apele pentru irigatii se refera la:

-Temperatura: se regleaza in bazine speciale de acumulare.

-Commpozitia chimica: limita maxima normala pentru rezidiu fix (continutul total de saruri) este de 1700 mg/l. Uneori nu sunt daunatoare nici concentratii de 5000 mg/l (limita maxima), daca este vorba de anumite saruri de sodiu fiind admise in cantitati foarte mici: Na₂CO₃ < 1000 mg/l, NaCl < 2000 mg/l, Na₂SO₄ < 5000 mg/l. In schimb combinatiile cu azotul si fosforul sunt utile, contribuind si ca ingrasamant.

Pentru scaderea concentratiilor nedorite se aplica amendamente cu Ca SO₄, care reactioneaza cu Na₂CO₃ si da Na₂SO₄, mai putin daunator.

Continutul chimic al apelor reprezinta, deci, un aspect de care trenuie sa se tina cont in irigatii. In functie de tipurile de saruri, odata cu evaporarea apei, acestea se depun in porii rocilor sau urca prin capilaritate si modifica starea solului, pana la a-l face neproductiv. Fenomenul se numeste saraturarea solurilor. Coeficientul care stabileste limitele concentratiilor unor substante pentru ca apa ca fie / nu fie buna pentru irigatii este numit coeficinetul de irigatie. Valorile limita au fost stabilite de V.A.Priklonski. Acest coeficient se calculeaza la toate analizele fizico - chimice efectuate la apele subterane (in foraje). Categoriile sunt:

Ka > 18 - ape foarte bune pentru irigatie;

Ka = 18 -6 -pot fi utilizate cu amendamente;

Ka = 6 - 1,2 - pot duce la degradarea solurilor daca nu se dreneaza;

Ka < 1,2 -ape nocive, care saratureaza solul.

-conditiile geologice si hidrogeologice - prezinta importanta, deoarece permeabilitatea are un rol important. In plus, adancimea apei trebuie sa fie destul de mare pentru a evita inmlastinirile.

In legatura cu aplicarea irigatiilor trebuie facuta mentiunea ca sunt necesare metode care consuma cat mai putina apa, atat pentru economie, cat, mai ales pentru a se evita cresterea nivelului freatic normal al suprafetelor irigate de catre surplusul de apa. Astfel de situatii care au dus pana la inmlastinirea unor zone intinse s-au produs si in tara noastra (Baragan, Campia de SV, etc.).

In ceea ce priveste hidroamelioratiile, in categoria carora locul principal il ocupa desecarile, acestea constau, in principal, in colectarea si eliminarea excesului de apa de pe anumite terenuri. Inlaturarea apei, in exces, se face prin canale deschise, drenuri de adancime care intersecteaza panza freatica, etc. Si in cazul desecarilor trebuie respectate norme tehnice precise privind adancimea canalelor sau a drenurilor, directiile de orientare a surplusului de apa, etc., in functie de scopul lucrarilor (desecari agricole, pentru amenajari urbane, combaterea aluencarilor de teren, etc.).

5.1.2.Poluarea apelor subterane

Procesele de poluarea mediului inconjurator au devenit tot mai frecvente, intense, complexe si de durata si ele afecteaza toate componentele acesteia. Poluarea a devenit o problema grava a omenirii, cuprinzand aerul, apa, solul, vegetatia si fauna si chiar spatiul cosmic. In cazul apelor subterane, poluarea acestora este si mai grava, din cel putin doua motive: acestea constituie principala sursa de alimentare cu apa potabila si pentru industria alimentara si durata mare a existentei fenomenului, odata instalat.

Se cunoaste faptul ca miscarea apelor subterane se face cu viteze reduse. Odata poluate, aceste ape raman periculoase mult timp (20 - 50 ani) dupa disparitia surselor de poluare.

Principalele surse de poluare a apelor subterane sunt:

-apele evacuate din unitati industriale mai mult sau mai putin epurate care se infiltreaza prin talvegul si malurile canalelor de evacuare pe sectoarele neimpermeabilizate, dupa varsarea in emisari sau prin locurile prost impermeabilizate si cu portiuni in care betoanele (conductele) sunt fisurate sau distruse. Un exemplu il constituie starea proasta a canalizarilor din majoritatea centrelor populate, datorita vechimii lor mari: intre noxele care patrund in panza freatica din apele uzate, industriale, mentionam: fenoli, acizi, baze, produse petroliere, hidrogen sulfurat, cianuri, fier, metale grele (Cu, Zn, Pb, Hg), etc.

-apele tehnologice care se infiltreaza direct (din cauza pierderilor) pe platformele industriale (tab. nr. 1 si 2);

-folosirea ingrasamintelor chimice in agricultura constituie sursa activa de poluare a panzei freatice (prin spalarea lor de catre precipitatii si antrenarea spre adancime, prin infiltrare) cu amoniu, azotati, azotiti, fosfor, etc.

-complexele agrozootehnice, de la care se scurg si se infiltreaza in sol amoniac, uree, diferite substante chimice, hirogen    sulfurat, acizi, etc.

-circulatia auto intensa, care emana in atmosfera produse nocive, depuse apoi pe sol, spalate de ploi si infiltrate.

-emisiile in atmosfera ale noxelor induistriale, care, ca si in cazul de mai sus, ajung pana la urma in sol.

-depozitele de gunoaie menajere, neamenajate in sistem ecologic, respectiv in bataluri bine impermeabilizate.

-apele de suprafata poluate. Prin schimbul permanent de ape cu panza freatica, poluantii din rauri si lacuri ajung in apele subterane.

Dupa cum se poate constata, sursele de poluare ale apelor subterane si continutul noxelor sunt deosebit de variate si de complexe, iar calitatea acestora, din unele zone este deja compromisa. Monitorizarea acestor situatii se efectueaza printr-o retea complexa de puncte de recoltare a probelor si de efectuare a analizelor chimice si biologice. In cadrul acestei monitorizari distingem:

-analize efectuate de insasi agentii poluatori in laboratoare proprii: acestea au caracter punctual (local);

-analize efectuate de catre inspectoratele de mediu -    au un caracter judetean;

-analize efectuate de catre Directiile bazinale de Ape - se refera la arealul unor bazine (spatii) hidrografice;

-analize efectuate de organele sanitare - au caracter judetean si se refera in general la parametrii speciali.

Intre toate unitatile care efectueaza analize exista o conlucrare permanenta.

In tabelul de mai jos prezentam cateva rezultate ale unor analize efectuate pe platforma industriala Savinesti - Roznov, propagarea poluantilor in panza freatica din aval (Zanesti, Vanatori):

Tabel nr. 1

Situatia impurificarilor din perimetrul S.C. SOFERT S.A.

Tabel 1.a

Calitatea apei subterane in perimetrul S.C. SOFERT S.A. - 1992

Tabel nr.2.

Cativa parametri de calitate a apelor freatice din perimetrul platformei industriale S.C. Fibrex S.A. Savinesti - 1988

Nota: CMA = concentratie maxima admisa, cf. STAS. Valorile concentratiilor sunt in mg/l.

Tabel 2.a

Influenta poluantilor din panza freatica din perimetrul industrial FIBREX - AZOCHIM asupra calitatii apelor freatice din aval

Nota: Concentratiile sunt redate in mg/l. datele din tab. 6 (partea 1) sunt preluate de la statiunea Stejarul, Piatra Neamt.

5.2.Valorificarea si poluarea apelor de suprafata

Daca destinatia principala a valorificarii apelor subterane o constituie alimentarea cu ape potabile, in cazul apelor de suprafata beneficiarii principali ai utilizarii acestora sunt cei de natura economica (industrie, agricultura, agrement). Exista inca multe situatii in care apele de suprafata se utilizeaza si ca potabile, dar prevederile legislatiei Uniunii Europene nu incurajeaza deloc astfel de folosinte; dimpotriva le limiteaza si le interzice in persepectiva unui timp sezonabil. De regula pentru alimentarea populatiei se folosesc sursele de apa superficiala cele mai curate (rauri si lacuri de munte sau din zonele deluroase).

Apele de suprafata sunt insa mai usor accesibile si ca urmare, au o larga utilizare in industrie, agricultura, piscicultura, pentru hidroenergie, in transport si pentru agrement.

Nu vom insista mai mult asupra acestor probleme deoarece consideram ca valorificarea resurselor de apa de suprafata este indeobste cunoscuta. De asemenea, conditiile de calitate si alte caracteristici necesare pentru utilizarea acestor ape sunt aceleasi ca si in cazul apelor subterane.

Sursele de poluare care pot afecta calitatea apelor de suprafata sunt aceleasi ca si in cazul celor subterane, cu deosebirea ca factorii de contaminare ajung mai usor (prin deversari directe, prin depunere - precipitatii, etc.). In plus in cazul cursurilor de apa poluarea se propaga mult mai usor din amonte spre aval. Un rol important in generalizarea fenomenelor de poluare il reprezinta si schimbul permanent dintre apele de suprafata si cele subterane.

Impactul activitatilor antropice asupra resurselor de apa poate fi considerat:

-direct;

-indirect.

Cateva elemente de impact: