2. ORIGINEA I DISTRIBU IA GENERAL
A APELOR SUBTERANE
Originea apelor subterane i distribu ia lor n cadrul hidrosferei
subterane, de la nivelul microscopic pn la cel planetar, constituie
obiectul cercet rilor hidrogeologice fundamentale cu implica ii
decisive n orientarea corect pe termen lung a utiliz rii resurselor
de ap subteran ale P mntului. Evolu ia teoriilor privind originea
apelor subterane i a detalierii distribu iei lor pe vertical au
avansat stimulate de rafinarea a tehnologiilor de investigare i de
extinderea cercet rilor hidrogeologice n adncime.
2.1. Teorii privind originea apelor subteraneOriginea i modul de
formare a apelor subterane au constituit obiectul a numeroase
cercet ri, unele ipoteze fiind n prezent confirm ate prin m sur
tori experimentale. Pe baza valorific rii unui volum mare de date
hidrogeologice, s -a ajuns la o concep ie unitar privind
clasificarea genetic a apelor subterane, care reprezint doar latura
calitativ a problemei.
2.1.1. Teoria infilt r riiTeoria infiltr rii este n prezent
acceptat ca fiind principala explica ie pentru formarea apelor
subterane. Aceast teorie a fost formulat de francezii B.Palissy
(sec.XVI) i E.Mariotte (sec.XVII) care sus ineau c sur sa de
formare a acviferelor este infiltrarea apelor din precipita ii, din
domeniul marin i din lacuri. n procesul de infiltrare, aceste ape
pot ntlni un strat impermeabil care favorizeaz acumularea apelor
infiltrate i implicit formarea unui acvifer. Fizicianul Mariotte a
argumentat aceast ipotez pe baza bilan ului apei, ntocmit pentru
bazinul Senei. Aceast teorie este dovedit de unele observa ii
simple: y coborrea nivelului hidrostatic al acviferelor freatice n
perioadele secetoase ; y cre terea n perioadele ploioase a
nivelului hidrostatic al acviferelor freatice; y varia ia debitelor
izvoarelor generate de acvifere freatice. Teoria Palissy-Mariotte
nu poate explica acumul rile de ap subteran cu mineraliza ie redus
din regiunile cu climat arid, regiuni cu veri lipsite de precipita
ii i evapor ri intense.
2.1.2. Teoria condens rii vaporilor de apTeoria condens rii
vaporilor de ap a fost formulat n anul 1877 de hidrotehnicianul
vienez O.Volge r, care sus inea c apele subterane provin din
condensarea vaporilor de ap din aerul care circul prin porii i
fisurile rocilor. Partizanii teoriei condens rii combat teoria
infiltr rii sus innd c n urma ploilor terenurile se umezesc pe o
adncime redus , sub care urmeaz o zon relativ uscat (zona de
aerare) i apoi acviferul. Din aceasta cauz ntre precipita iile
atmosferice i acvifere nu ar exista o leg tur direct .
78
Teoria lui Volger se bazeaz pe faptul c la sc derea 5
temperaturii aerul satu rat cu 0 vapori de ap devine 5 suprasaturat
iar o parte din 0 vaporii de ap se condenseaz i 15 trec n stare
lichid . n prezen a unui strat impermeabil aceast 10 ap se
acumuleaz i poate 5 forma un acvifer. 0 Din varia ia umidit ii 0 10
0 0 0 aerului n func ie de temper atur Temperatura punctului de rou
[ oC] (Tabelul 2.1, Fig.2.1 ) se poate Fig.2.1. Varia ia umidit ii
aerului n func ie de estima cantitatea de ap cedat . temperatur De
exemplu, un metru cub de aer 0 saturat la 15 C con ine 12,7 grame
de ap n stare de vapori iar la +5 0C con ine 5,36 grame; prin r
cire se condenseaz n stare lichid : Umiditaea [g/m ]
12,7 5,36 ! 7,34 grame de apTabelul 2.1 Varia ia umidit ii
aerului saturat n func ie de temperatur Temperatura punctului de 0
+5 +10 +15 +20 rou [ 0C] [g/m3] 4,80 5,36 9,40 12,70 17,50
Umiditatea [mm.col.Hg] 4,56 6,60 9,25 13,20 16,90 [milibar(mb)]
6,17 8,96 12,00 20,60 22,80
+25 22,80 22,30 30,20
+30 30,80 31,40 42,50
Alimentarea acestui proces are loc cnd aerul mai cald din
atmosfer p trunde n teren, la o temperatur mai sc zut , cednd o
parte din ap sub form de pic turi, care sub ac iunea gravita iei se
infiltreaz pn la un teren impermeabil, dnd na tere unui acvifer.
Acestei ipoteze i s -au adus o serie de critici, i anume: y
formarea unui acvifer implic o vitez minim de 5 cm/sec pentru aerul
cald i saturat cu vapori de ap care p trunde n teren pentru a ceda
apa prin condensare ; y c ldura latent de condensare a apei conduce
la nc lzirea terenului i deci la ncetinirea procesului de
condensare; y atmosfera nu poate furniza cantitatea de vap ori de
ap necesar pentru a explica alimentarea exclusiv a acviferelor prin
condensare; y condi iile meteorologice nu sunt ntotdeauna
favorabile form rii apei subterane prin condensare deoarece: y n
timpul iernii se produce o evaporare a apei din acvifere chiar i n
zilele calde; y rareori se ntmpl ca aerul s ajung la umiditatea de
satura ie; y numai la valori mari ale umidit ii relative poate avea
loc condensarea vaporilor de ap n teren, n urma p trunderii aerului
atmosferic. A.F.Lebedev (1905) a aj uns la o nou interpretare a
teoriei con dens rii, considernd c amestecul de aer i vapori de ap
constituie dou sisteme termodinamic independente i deplasarea
vaporilor de ap din zonele mai umede i mai calde spre zonele mai
uscate i mai reci se poat e face f r a antrena ntreaga
79
mas de aer. Deplasarea vaporilor de ap este cauzat de diferen a
tensiunii de vapori dintre cele dou zone care se modific
semnificativ de la var la iarn . n timpul verii, cnd solul se nc
lze te puternic, vaporii de ap migreaz n adncime pn la zona neutr ,
cu temperatur mai redus dar constant n timpul anului. Adncimea
zonei neutre variaz ntr e 15m pentru terenuri argiloase i 40 m n
cazul granitelor (Schoeller,H.,1962). n limitele aceste i zone
neutre, vaporii de ap descenden i se pot combina cu cei ascenden i,
proveni i din adncime datorit regimului geotermic i prin condensare
pot forma acvifere. n timpul iernii, datorit temperaturii mai sc
zute la suprafa a terenului, vaporii de ap se deplaseaz dinspre
zona neutr spre orizonturile superioare ale solului, asigurndu-i
acestuia o umiditate suplimentar . A.F.Lebedev a subliniat
imposibilitatea form rii unui acvifer numai prin condensarea
vaporilor atmosferici, al c ror aport este evaluat, n anumite condi
ii climatice la 1/5-1/7 din aportul precipita iilor prin
infiltrare. Din schematizarea form rii acviferelor freatice n
conformitate cu teoria condens rii vaporilor de ap ( Fig.2.2)
rezult c formarea apei subterane (lichide) i implicit a acviferelor
poate avea loc numai pn la adncimea zonei neutre. Sunt frecvente i
situa iile cnd alimentarea acviferului freatic se face cu vapori de
ap din adncime, i anume atunci cnd baza acviferului corespunde
batimetric cu zona neutr . Vara: t a>ts 1 Iarna: t a
