Embed Size (px)
Citation preview
1
UNIVERSITATEA TEHNICĂ DE CONSTRUCŢII – BUCUREŞTI
Ing. Pusca I. Lucia Vasilica
PROBLEME SI SOLUTII DE PROTECTIE A MEDIULUI
LA AMENAJARILE DE ALIMENTARI CU APA SI
CANALIZARI IN BAZINUL HIDROGRAFIC ARGES
Teza de doctorat
Conducător Ştiinţific: Prof. Dr. Doc.ing. Simion Hancu
Bucureşti, 21 decembrie 2011
2
CUPRINS:
Capitolul 1. Introducere
1.1 Explicarea titlului 1.2 Actualitatea subiectului
1.3 Importanţa subiectului
1.4 Obiectivele tezei
1.5 Conţinutul tezei
Capitolul 2. Modelarea evolutiei unui efluent intr-un mediu fluid
2.1 Fenomenologia dispersiei poluantilor si ecuatia difuziei moleculare
2.1.1 Caracteristicile fizice ale fenomenului de dispersie
2.1.2 Modelul fizic al dispersiei intr-un fluid greu
2.1.3 Caracteristici generale ale efluentilor gazosi
2.1.4 Fenomenologia ecuatiei difuziei
2.1.5 Rezolvarea ecuatiei difuziei
2.1.6 Miscarea fluidelor reale in componenta de eforturi
2.1.7 Ecuatia eforturilor unitare
2.1.8 Eforturi suplimentare (aparente) turbulente
2.1.9 Ecuatiile de miscare ale fluidelor reale in miscare turbulenta (ecuatiile
Reynolds)
2.1.10 Teorema lui Helmholtz in cazul fluidelor reale
2.1.11 Ecuatia de continuitate
2.1.12 Notiuni fundamentale de termodinamica sistemelor
2.2 Teoria semiempirica a turbulentei
2.2.1 Efortul unitar tangential in miscarea turbulenta
2.2.2 Lungimea de amestec Prandtl
2.2.3 Teoria similitudinii vitezei pulsatorii (Karman), legea universala a
distributiei vitezei medii
Capitolul 3. Protectia mediului si a surselor de apa
3.1 Legislatia Uniunii Europene privind protectia mediului si a surselor de apa
3.2 Directiva Cadru pentru Apa
3.3 Legislatia in domeniu in Romania
3.3.1 Clasificarea apelor supuse ocrotirii
3.3.2 Poluarea apelor de suprafata
3.3.3 Poluarea organica
3.3.4 Exprimarea toxicitatii
3.3.5 Eutrofizarea apelor de suprafata
3.3.6 Poluarea apelor subterane
3.3.7 Autoepurarea apelor
3.3.8 Epurarea apelor
3
3.3.9 Mijloace de combatere si limitare a poluarii apelor de suprafata
3.3.10 Analizele fizico-chimice ale apelor
3.3.11 Indicatori de calitate pentru diferite categorii de ape
3.3.12 Indicatori fizico-chimici ai apelor murdare ce trebuie respectati in
proiectarea canalizarilor
3.4 Planul de Management Integrat al Bazinului Hidrografic si Planul de Siguranta a
Apei
Capitolul 4. Studiu de caz: Spatiul Hidrografic Arges
4.1 Prezentare generala
4.1.1 Relieful
4.1.2 Principalele caracteristici geologice ale bazinului hidrografic Arges
4.1.3 Reteaua hidrografica a bazinului Arges-Vedea
4.1.4 Solurile din bazinul Arges
4.1.5 Vegetatia in bazinul Arges
4.1.6 Precipitatiile medii anuale
4.1.7 Temperatura medie anuala a aerului
4.2 Calitatea apei in Bazinul Hidrografic (B.H.) Arges
4.2.1 Indicatori de calitate in Bazinul Hidrografic Arges
4.2.2 Impactul poluarii cu materie organica si metale asupra ecosistemului
acvatic din B.H. Arges
4.2.3 Efecte ale poluarii cu metale
4.2.4 Efectele barajelor asupra ecosistemului
Capitolul 5. Identificarea surselor de poluare a apelor in B. H. Arges
5.1 Identificarea si cartarea zonelor protejate
5.1.1 Zone de protecţie pentru captările de apă destinate potabilizării
5.1.2 Monitorizarea şi caracterizarea stării apelor
5.1.3. Zone protejate
5.2 Identificarea surselor de poluare a apelor in B.H. Arges
5.2.1 Gradul de mineralizare
5.2.2 Surse punctiforme de poluare semnificative in bazinul Arges
5.2.3 Amenajarile hidrotehnice din B.H.Arges
5.2.4 Statia de Epurare a Apelor Uzate Pitesti
5.3 Masuri pentru pastrarea biodiversitatii in B.H. Arges
Capitolul 6. Rezolvarea matematica a problemelor de poluare pe cursurile
de rauri si in lacurile de acumulare
6.1 Aducerea la forma canonica a ecuatiilor cu derivate partiale
6.2 Aducerea la forma canonica a ecuatiei dispersiei, avand in vedere si advectia
4
6.3 Teoria generala a schemelor cu diferente finite, impunerea unei scheme cu
diferente finite
6.4 Problema de consistenta, stabilitate si convergenta a schemelor cu diferente finite
6.5 Criterii de stabilitate
Capitolul 7. Determinarea asigurarii de calcul pentru debite minime la
prizele de apa
7.1 Variabile aleatoare si momente statistice
7.2 Repartiţia , distribuţia Kriţki – Menkel, distribuţia Pearson III
7.3 Probleme de statistică descriptivă aplicate în calculele de asigurare
7.4 Metodologia de calcul pentru curbele de asigurare prin Weibull, Kriţki- Menkel şi
Pearson
Capitolul 8. Sisteme suport decizie (S.S.D.)
8.1 Definitii
8.2 Caracteristici
8.3 Clasificări
8.4 Componente
8.5 Studiu de caz: SSD baraj Râuşor pe Râul Târgului
8.6 Studiu de caz: SSD nivel Directia Ape si National
Capitolul 9. Rezolvarea ecuaţiei dispersiei cu advecţie
Capitolul 10. Concluzie
10.1 Îndeplinirea obiectivelor tezei de doctorat
10.2 Contribuţii personale
10.3 Valoarea aplicativă a tezei
Bibliografie
5
Capitolul 1. Introducere
La nivelul Uniunii Europene, datorită presiunilor crescânde asupra resurselor de apă
s-au promovat instrumente legislative pentru protecţia şi managementul durabil.
Dintre aceste instrumente cel mai important îl reprezintă Directiva Cadru 2000/60
care defineşte apa ca pe un patrimoniu care trebuie protejat, tratat şi conservat.
Directiva Cadru Apa (Water Framework Directive) asigură cadrul necesar
gospodăririi durabile a apei reprezentat de controlul cantitativ şi calitativ al apelor şi
ecosisteme sănătoase, având ca scop atingerea stării bune a apelor până în anul 2015, anume
asigurarea acelorasi conditii de viaţă din punct de vedere al mediului acvatic pentru toti
locuitorii din Uniunea Europeana (UE).
1.1 Explicarea titlului
Titlul tezei este: „Probleme si solutii de protectie a mediului la amenajarile de
alimentari cu apa si canalizari in bazinul hidrografic Arges”, incercand sa sintetizeze toate
obiectivele propuse spre rezolvare prin cunoaşterea riguroasă şi valorificarea cât mai eficientă
a potenţialului hidrologic al unei zone geografice sau a unei regiuni, ceea ce reprezintă
reperul cheie al gospodăririi apelor.
Pornind de la acestă realitate, în acest context, ne-am orientat munca de cercetare spre
regiunea geografică Argeş, mai precis bazinul hidrografic al Râului Arges.
Problemele mediului inconjurator fac parte din problemele care preocupa omenirea si
practic, in orice domeniu de activitate, este necesar sa se identifice aceste probleme si sa se
incerce prevenirea, ameliorarea sau rezolvarea lor.
Amenajarea resurselor de apa pentru sistemele de alimentari cu apa si canalizari, din
zonele urbane, rurale sau pentru industrie, irigatii, piscicultura, agrement, etc. reprezinta un
domeniu cu largi implicatii in ceea ce priveste impactul si protectia mediului, implicit
protectia surselor de apa.
Identificarea problemelor si propunerea unor solutii fezabile pentru rezolvarea
acestora, in ceea ce priveste protectia mediului pentru alimentarile cu apa si canalizarile din
bazinul hidrografic Arges, presupune armonizarea nevoilor de sanatate si confort ale
populatiei rezidente, cu posibilitatile reale oferite de spatiul limitrof, de reteaua hidrografica
existenta, cu dinamica sociala, resursele financiare disponibile la nivel local, regional,
national si international si, nu in ultimul rand, de impactul ecologic al acestora in conditiile
schimbarilor climatice.
1.2 Actualitatea subiectului
Actualitatea subiectului abordat poate fi justificata prin obligativitatea tuturor statelor
membre ale Uniunii Europene de a îndeplini obiectivele de mediu stabilite de Directiva
Cadru privind Apa (DCA), prin elaborarea si implementarea unor programe de măsuri pentru
fiecare bazin hidrografic. Abordarea combinată a DCA privind sursele punctiforme și sursele
6
difuze de poluare, leagă cerințele stabilite de celelalte directive de protectia mediului ale
Uniunii Europene prin programele de măsuri.
Pe lângă controlul emisiilor stabilit de directiva IPPC, de directiva privind tratarea
apelor urbane reziduale și de alte directive, abordarea combinată ține seama și de sursele
difuze, precum substanțele chimice utilizate în agricultură, solicitând instituirea celor mai
bune practici de mediu, controale privind produsele și alte măsuri.
DCA coordonează, de asemenea, obiectivele de mediu stabilite în acte legislative
precedente, stabilind un nou obiectiv global privind calitatea și starea bună pentru toate
sursele de apă, creând astfel legătura între controlarea emisiilor și îndeplinirea obiectivelor
calitative atât din punct de vedere chimic, cât și din punct de vedere ecologic.
Cerința de a obține o stare bună din punct de vedere chimic este și mai bine integrată
datorită dispoziției DCA privind elaborarea unei liste a substanțelor prioritare dacă sunt
necesare acțiuni la nivelul UE din cauza riscului pe care îl reprezintă substanțele pentru
sănătatea umană și pentru mediu.
DCA este, de asemenea, legată de celelalte directive referitoare la sectorul apei,
deoarece măsuri similare se regăsesc în diverse instrumente legislative. Acestea includ
cerințele directivei-cadru privind apa, ale directivei privind apa pentru scăldat și ale directivei
privind nitrații de a elabora planuri de management și de a oferi publicului informații
cuprinzătoare și oportunități de a participa la elaborarea planurilor.
Toate aceste măsuri trebuie integrate în planurile de management ale bazinelor
hidrografice. Planurile de management ale bazinelor hidrografice trebuie să conțină rezumate
ale măsurilor necesare pentru implementarea fiecăreia dintre celelalte directive. Abordarea
globală a DCA leagă astfel toate celelalte acte legislative ale UE referitoare la calitatea și
cantitatea apei.
1.3 Importanţa subiectului
Importanta subiectului poate fi subliniata prin costul ridicat al investițiilor necesare,
mai ales în cele 12 noi state membre, printre care si Romania, realizarea acestora fiind
sprijinita de UE prin fondurile structurale și de coeziune, pentru construirea unor instalații
pentru apă potabilă și pentru tratarea apelor reziduale și a unor rețele de canalizare.
În perioada 2007 – 2013 va fi disponibilă pentru astfel de investiții o sumă totală de
aproximativ 22 miliarde Euro,din care peste 60% din resurse vor fi alocate noilor state
membre, iar restul resurselor vor fi alocate regiunilor mai sărace din cele 15 state membre
mai vechi.
În conformitate cu directiva-cadru privind apa, statele membre trebuie să garanteze că
prețurile pe care consumatorii de apă le plătesc pentru servicii precum furnizarea de apă
proaspătă și colectarea și tratarea apelor reziduale reflectă întregul cost al captării, tratării și
transportării apei spre consumatori. Totuși, DCA permite, de asemenea, anumite derogări
pentru zonele defavorizate sau pentru asigurarea accesibilității serviciilor de bază, din punctul
de vedere al costurilor,
1.4 Obiectivele tezei
Obiectivul principal l-a constituit identificarea, evidenţierea şi analiza relaţiilor ce se
stabilesc în definirea caracteristicilor bazinului hidrografic Arges cu particularitatile
sistemelor de alimentare cu apa si canalizare din zona, dar si cu tendintele de dezvoltare a
7
acestor sisteme in contextual cerintelor Directivei Cadru Apa si a celorlalte directive
europene privind protectia mediului.
Areal bine definit, bazinul hidrografic al Râului Arges se individualizează prin:
- diversitatea, originalitatea cadrului natural, a condiţiilor climatice şi a modificărilor
antropice induse în peisaj;
- numarul mare de aglomerari urbane si a agentilor economici potential poluatori din
zona;
- reducerea surselor de apa de suprafata in favoarea celor subterane in ceea ce priveste
potentialul pentru sistemele de alimentare cu apa si canalizare din zona;
- nevoile mari de investitii pentru sistemele de alimentare cu apa si canalizare in
vederea conformarii cu cerintele de protectia a mediului si imbunatatirea calitatii apei
potabile furnizate utilizatorilor.
Dintre obiectivele specifice ale tezei enumeram:
- Prezentarea cerintelor si implementarea planului de management al bazinului
hidrografic in concordanta cu prevederile Directivei Cadru a Apei;
- aplicarea unitara a metodologiilor pentru activitatile din cadrul planului de
management si pentru programele de masuri in vederea atingerii “unei stari bune”
a apei;
- imbogatirea si actualizarea cunostintelor despre corpurile de apa in bazinul Arges;
- corelarea Planului de management al bazinului hidrografic cu cerintele Planului de
Siguranta a Apei;
- impartasirea experientei castigate in cadrul altor proiecte;
- aplicarea unor modele matematice in abordarea problemelor de poluare pe
cursurile de rauri din bazinul hidrografic Arges, pornind de la o viziune de
ansamblu asupra fenomenelor la nivel de scurgerea fluidelor si explicarea din
punct de vedere fenomenologic a ecuatiei difuziei in medii fluide si gasirea unei
rezolvari matematice a ecuatiei difuziei care sa aiba ca rezultat o functie analitica,
usor de aplicat.
- Consistenta modelului matematic prezentat, ca noutate, a fost demonstrata
aplicand dezvoltarea in serie Taylor, iar stabilitatea acestuia prin aplicarea
metodei matriceale si a metodei separarii variabilelor si a dezvoltarii in serie
Fourier, principiul dezvoltarii in Fourier plecand de la aplicarea unei mici
perturbatii in conditiile initiale ale problemei.
1.5 Conţinutul tezei
Teza de doctorat este structurată pe 10 capitole, contine un numar de 211 pagini,
precum si 31 tabele, 48 diagrame si grafice, si 34 figuri si poze, la care se adaugă un numar
de 47 semnalari bibliografice.
Capitolul 1 este o prezentare scurtă a tezei de doctorat motivând subiectul ales prin
explicarea titlului, actualitatea şi importanţa subiectului. Tot în acest capitol sunt prezentate şi
obiectivele în baza cărora a fost tratat subiectul tezei de doctorat.
Capitolul 2 face introducerea modelarii matematice a evolutiei unui efluent intr-un
mediu fluid, prin prezentarea fenomenologia dispersiei poluantilor si ecuatia difuziei
moleculare, a teoriei semiempirice a turbulentei.
8
Capitolul 3 prezinta cadrul legislativ privind protectia mediului si a surselor de apa,
cerintele la nivel European si national, cu precadere ale Directivei Cadru pentru Apa, cerinte
de elaborare si implementare a Planului de Management Integrat al Bazinului Hidrografic si
de corelare cu alte documente specific gestionarii resurselor se apa (de exemplu: Planul de
Siguranta a Apei).
Capitolul 4 face o trecere in revista a Spatiului Hidrografic Arges, printr-o prezentare
generala a reliefului, caracteristici geologice, reteaua hidrografica a bazinului Arges-Vedea, a
solurilor, a vegetatiei, precipitatiilor medii anuale si a temperaturii medii anuala a aerului;
este prezentata in continuare calitatea apei in Bazinul Hidrografic (B.H.) Arges, principalii
indicatori de calitate, dar si impactul poluarii cu materie organica si metale si efectele
barajelor asupra ecosistemului ecosistemului acvatic din B.H. Arges.
Capitolul 5 trateaza in detaliu sursele de poluare a apelor in B. H. Arges, prin
identificarea si cartarea zonelor protejate, dar si prin propunerea unor masuri pentru pastrarea
biodiversitatii in B.H. Arges.
Capitolul 6 propune rezolvarea matematica a problemelor de poluare pe cursurile de
rauri si in lacurile de acumulare, prin aducerea la forma canonica a ecuatiilor cu derivate
partiale, a ecuatiei dispersiei, avand in vedere si advectia, prezinta teoria generala a
schemelor cu diferente finite, impunerea unei scheme cu diferente finite si criterii de
stabilitate.
Capitolul 7 prezinta un model matematic pentru determinarea asigurarii de calcul
pentru debite minime la prizele de apa, pornind de la variabile aleatoare si momente statistice,
Repartiţia , distribuţia Kriţki – Menkel, distribuţia Pearson III, unele probleme de statistică
descriptivă aplicate în calculele de asigurare si furnizand in final o Metodologia de calcul
pentru curbele de asigurare prin Weibull, Kriţki- Menkel şi Pearson.
Capitolul 8 prezinta cateva elemente interesante privind Sisteme suport decizie
(S.S.D.) in cadrul gestionarii resurselor de apa, pronind de la definitii, caracteristici,
clasificări, component ale SSD, dar si a unor studii de caz, din BH Arges de aplicare a unor
sisteme support de luare a deciziilor.
Capitolul 9 propune un alt model matematic pentru rezolvarea ecuatiei dispersiei cu
advectie, prin aplicarea unei scheme cu diferente finite care nu a fost consacrata, introducerea
in ecuatii a unei functii care tine seama de pierderea chimica si ajunge la o solutie analitica a
problemei difuziei cu termen de advectie.
Capitolul 10 este dedicat prezentării concluziei pentru fiecare obiectiv realizat, a
prezentării contribuţiilor personale şi a valorii aplicative a tezei de doctorat.
9
10
Capitolul 2. Modelarea evolutiei unui efluent intr-un mediu fluid
Modelarea fizică a evoluției unui efluent într-un mediu fluid este rezultatul acțiunilor
forțelor motrice ce acționează asupra masei de efluent de-a lungul evoluției acestuia de la
punctul de descărcare până la dispersia și diluția sa completă.
2.1 Fenomenologia dispersiei poluantilor si ecuatia difuziei moleculare
2.1.1 Caracteristicile fizice ale fenomenului de dispersie
Modelul fizic al dispersiei poluanților are ca fundament ecuațiile dinamicii fluidelor
și principiul întâi și doi al termodinamicii ce completează mișcarea fluidului cu ecuații
matematice care includ presiunea, temperatura și volumul fluidului vehiculat.
Printre metodele actuale ale studiului poluării și mai ales în modelarea evoluției
masei bio-organice la nivel de biotop, referindu-ne la ape vorbim de zooplancton,
fitoplancton și bentos, știința modernă aplică principiile termodinamicii moleculare și cele
cibernetice. Se atașează sistemului ecologic marimea energetică entropie care cuantifică
starea de dezordine și haos la nivel molecular, dar și noțiunea de entalpie liberă, acea mărime
energetică care se consumă pentru ca sistemul ecologic să fie în echilibru.
2.1.2 Modelul fizic al dispersiei într-un fluid greu
Cuprinde trei regiuni:
a) Zona jetului de descărcare în emisar
Se produce de la punctul de descărcare și acționează atât timp cât sursa de energie
preponderentă este cea proprie efluentului, în această zonă guvernează turbulența,
fenomenele de difuzie moleculară sunt practic neglijabile, ecuațiile care guvernează
fenomenologia sunt practic cele legate de dinamica scurgerii fluidului în vecinătatea
punctului de descărcare.
b) Zona de tranziție
Începe în evoluția efluentului atunci când energia proprie a poluantului a scăzut
suficient în intensitate, ajungând la același ordin de mărime cu cea a fluidului receptor.
Această zonă de tranziție se încheie când viteza proprie a jetului nu mai poate fi
deosebită de fluctuațiile din curentul mediului exterior.
c) Zona de dispersie
Este faza în care efluentul își pierde toată energia proprie și evoluează numai sub
acțiunea dinamicii mediului exterior.
Caracteristici geometrice și hidrodinamice în punctul de descărcare:
A) Dimensiunea construcției de evacuare, aici interesează adâncimea curgerii pentru
jetul de suprafață (h) și diametrul evacuatorului submers (D)
B) Orientarea evacuatorului în raport cu direcția și sensul curentului principal din
emisar, caracterizat de unghiul θ și viteza jetului u căreia i se asociază fluxul de
cantitate de mișcare M0 și fluxul masic, adică debitul Q0.
C) Diferența relativă de densitate între efluent și emisar a
a
, căreia i se asociază și
fluxul portant F0.
Zonei jetului de la descărcare în emisar îi corespunde o masă de fluid căreia îi este
asociat continuu sau intermitent o cantitate proprie de mișcare generată de forțele arhimedice
portante ca rezultat al diferenței de concentrații.
11
Mărimea ce caracterizează atât forțele de portanță arhimedice cât și cele de tip impuls,
inerțiale, generate de viteza de curgere a fluidului, este numărul lui Froude.
a
dg
uFr
22.1 , unde:
u – este viteza caracteristică de curgere a curentului
d – dimensiunea caracteristică geometrică a suprafeței de ejecție a
fluidului poluator
a
- diferența relativă de densitate între efluent și mediul receptor
Dacă:
origineFr , atunci forțele portante sunt inițial nule, ceea ce pune în evidență
absența unui gradient termic extern.
0origineFr , rezultă că forțele de inerție sunt nule, iar regimul de transport al
poluantului este pur portant, evoluția poluantului diminuându-se până la pană poluantă.
00 origineFr , avem un regim intermediar în care forțele de inerție și cele
de portanță au același ordin de mărime.
2.1.3 Caracteristici generale ale efluenților gazoși
Principalii parametrii fizici care caracterizează comportamentul efluenților la
evacuarea lor din coșurile industriale sunt:
diametrul coșului (D)
viteza de ejecție (W)
viteza vântului la nivelul coșului (u)
diferența relativă de densitate
a
, între efluent și atmosfera
înconjurătoare.
Sub aceste considerente se poate defini o relație de funcționalitate între mărimile
enunțate mai sus și ea are forma:
0
2 ,,.2h
dFr
u
WfZ
Principalii parametrii meteorologici:
Majoritatea proceselor de dispersie în atmosfera au loc în SLA (stratul limită
atmosferic), strat care la rândul lui se împarte în două zone:
o Stratul de suprafață, unde pregnante sunt forțele generate de tensiunea de
frecare și fluxul vertical de căldură;
o Stratul de tranziție, în care pe lângă forțele din stratul de suprafață se
manifestă și acțiunea forțelor de tip Coriolis.
Parametrii ce caracterizează SLA, sunt:
gradientul vertical de viteză z
u
gradientul vertical de temperatură z
T
12
parametrii ce țin cont de caracteristicile de turbulență ale atmosferei ce
determină evoluția penei în SLA.
Factorul cuantificator al turbulenței termice în raport cu cea de origine mecanică se
caracterizează prin numărul lui Richardson:
2
3
z
uT
zg
Ri , unde Γ reprezintă gradientul termic într-o atmosferă neutră.
Dacă pentru Ri se admite o lege de variație de tip adiabatic atunci avem:
Ri > 0 , avem o stratificare a atmosferei stabilă
Ri < 0 , avem o stratificare a atmosferei instabilă
Ri = 0 , avem o stratificare a atmosferei neutral.
2.1.4 Fenomenologia ecuației difuziei
Cuantificatorul poluării este concentrația, ea poate fi interpretată ca o cantitate de
proprietate străină ce perturbă starea intrinsecă de echilibru a mediului cu care vine în
contact.
Starea de echilibru a unui fluid poate fi considerată ca o conservare de proprietăți ce
se distribuie uniform în spațiul fluidului considerat. Dacă acestea nu au inițial o distribuție
uniformă și se constată producerea unui schimb de proprietate, această proprietate tinde să se
uniformizeze în tot interiorul fluidului.
Totalitatea schimbului de proprietăți în interiorul unui fluid se numește problemă de
tip transport, dar punând problema unui poluant ce intră în contact cu un fluid, proprietatea
perturbatoare este masa de poluant ce intră pe unitatea de volum, adică concentrația.
Fie volumul Ω, volumul unde se
distribuie proprietatea de masa exterioara,
data de poluant, Σ suprafața ce delimitează
volumul Ω și dσ suprafața elementară de
contact pe care este normal versorul n,
orientat către exteriorul suprafaței, atunci
se poate scrie ecuația fluxului unei
cantități de mișcare pe unitatea de
suprafață:
dNdNn
.4 , în continuare formula fluxului molecular difuziv
este:
jnvN
.)5( , dar conform legii lui Fick avem:
gradnDj
.6
În continuare scriem ecuația de conservare a scalarului Γ și avem:
Fig. 2.1.4.1
13
dFt
dN .7 , dar
gradnDnvN
.8 , atunci rezulta:
dgradDvdivdngradDv
.9 (transformare de tip
Gauss-Ostrogradsky). Combinând ecuatia (7.) cu (9.) rezultă:
dgradDvdivdFt
.10
gradDdivvdivF
t
FgradDdivvdiv
t.11
Dacă se înlocuiește proprietatea Γ cu masa pe unitatea de volum, adică concentrația de
poluant și se admite faptul că această concentrație este mult mai mică în raport cu masa
volumică (densitatea), obținem ecuația difuziei poluantului într-un mediu fluid sub forma:
CFCgradDdivvCdivt
C
.12 , unde Dμ este coeficient de difuzie.
2.1.5 Rezolvarea ecuației difuziei
Ne propunem să rezolvăm ecuația difuziei pentru o dreaptă infinită, unde notăm cu
c(x, t) concentrația la momentul t în punctul x după dreapta δ, această soluție satisfăcând
ecuația:
0.132
2
x
CD
t
C , se presupune cunoscută distribuția inițială a concentrației
ceea ce se caracterizează prin ecuația:
xCxC ,0.14
Pentru a rezolva ecuația cu derivate parțiale aplicăm metoda separării variabilelor:
xXtTxtC ,.15 , deci:
2
2
2
2
2
2
2
2 4.5.1
,x
XT
x
C
t
TX
t
C
x
XT
x
XT
xx
C
xx
C
x
XT
x
C
t
TX
t
C
14
Din ecuațiile 13. și 14. rezultă următoarea ecuație:
TD
T
X
XXTDTX
x
XTD
t
TX
****
2
2
0.16 , de unde
rezultă:
tDT
tDTtdDT
Td
lnlnln.17
tDT exp.18
λ > 0 , t – crescător rezultă T(t) crește nemărginit, rezultă C(t, x) ∞, ceea ce este un
nonsens;
λ = 0 , T(t) este constant, concentrația rămâne constantă ceea ce este o
imposibilitatea fizică;
λ < 0, considerăm λ = - A2
, de unde va rezulta ecuația:
0.19 2** XAX , scriem și rezolvăm ecuația caracteristică a ecuației
diferențiale de mai sus:
10.20 2,1
22 icuAikAk , deci soluția analitică a ecuației
diferențiale (19.), va avea forma:
xAxAX sincos.21 21 , ținând cont de relația (18.) și de substituția lui λ
avem:
tDAT 2exp.22 , ținând cont de (21.) și (22.), soluția ecuației cu derivate
parțiale (13.) va avea forma:
2
12 ,expcoscos,,.23
AF
ABcutDAxAAFxAABAxtC , dar
soluția acestei ecuații se mai poate scrie și sub forma:
AdAxtCxtC
0
,,,.24 , dar din condiția inițială (14.) avem:
.25sincos
0expcoscos,,0,0
0
2
00
xCAdxAAFxAAB
tDAxAAFxAABxCAdAxCxC
Considerăm că funcția (25.) poate fi reprezentată prin integrala Fourier:
dxACAdxC
cos1
.260
, în cea de-a doua integrala se face
descompunerea diferenței de cosinus după formula:
15
cos (a – b) = cos a *cos b + sin a * sin b, și rezultă:
0
sinsincoscos1
.27
dACxAdACxAAd , dacă
comparăm (25.) cu (27) vom ajunge la următorul rezultat:
tD
x
tDAdxtDA
4exp
2
1cosexp.28
2
0
2 , deci
dtD
xC
tDxtC
4
exp2
1,
2
, dacă notăm tD , atunci avem:
d
xCxtC
2
2
2exp
2
1,.29
Să considerăm funcția
2
2
4exp
2
1,,.30
xxtK , se observă că
această funcție poate fi considerată o soluție a ecuației difuziei considerând punctul x0 pe
dreapta δ astfel încât C (x) = C (0) în intervalul ( x0 – ε , x0 + ε ) si este nulă în rest.
Din punct de vedere fizic înseamnă că la punctul inițial se aplică în intervalul ( x0 – ε ,
x0 + ε ) o cantitate de concentrație
1.31
v
QC , care are drept consecință ridicarea
concentrație la o valoare C.
Daca ε→0, avem în punctul x0 o sursă instantanee ce modifică concentrația. Prezența
unei astfel de surse ne arată că avem o distribuție a concentrației de tipul:
0
0
2
2
0
0 4exp
2
1lim.32
x
x
dx
v
Qd , aplicând teorema lui Lagrange
avem:
2*
0
0 2exp
2
2lim.33
xx
v
Qd , unde x
* aparține intervalului ( x0 –
ε , x0 + ε ).
Dacă în locul distribuției punem concentrația poluantului se obține ecuația dispersiei
de concentrație pentru o sursă punctuală, aceasta având forma:
tD
xx
tDv
QtxC
4exp
2
1),(.34
2
0
16
2.1.6 Mişcarea fluidelor reale în componente de eforturi
Considerăm o particulă elementară de formă paralelipipedică cu dimensiunile dx, dy,
dz, asupra căreia acţionează următoarele tipuri de forţe:
Forţe masice unitare :
dzdydxzFd
dzdydxyFd
dzdydxxFd
dzdydxfdmfFd
zm
ym
xm
mmm
.35
Forţe unitare de suprafaţă, acţionează pe fiecare faţă a particulei paralelipipedice și
sunt rezultante ale eforturilor unitare de suprafaţă figurate mai jos:
Fig. 2.1.6.1 Distribuţia eforturilor într-un element finit paralelipipedic
Tabel care pune în evidență starea de eforturi ce acționează
asupra particulei din figura 2.1.6.1
Scriem forţa de suprafaţă unitară pe directia axei Ox sub forma:
EFORTURILE UNITARE PE FEŢELE NORMALE AXEI
Ox Oy Oz
FAŢA ABCD EFGH ABFE DCGH ADHE BCGF
ARIA dy dz dy dz dz dx dz dx dx dy dx dy
EFORTURI
UNITARE
ÎN
DIRECŢIA
Ox
σxx
dxx
xx
xx
τyx
dyy
xy
xy
τzx
dzz
xz
xz
Oy
τxy
dxx
yx
yx
σyy
dyy
yy
yy
τzy
dzz
yz
yz
Oz
τxz
dxx
zx
zx
τyz
dyy
zy
zy
σzz
dzz
zz
zz
τxz C G
B τxy
F σxx + (∂σxx / ∂x) dx
σxx D
H τxy + (∂τxy / ∂x) dx
τxz + (∂τxz / ∂x) dx
A E
Tabel 2. 1.6.1
17
dVz
dVy
dVx
dfyzxyxx
xs
.)36( , analog prin permutări circulare si pentru
celelalte axe. Conform principiului doi al mecanicii newtoniene este valabilă următoarea
ecuaţie vectorială:
sm FdFdadm
.37 , atunci ecuaţia de mişcare in direcţia axei Ox va avea forma:
dVzyx
dVxdVdt
du xzxyxx
si dacă ţinem seamă că:
z
uw
y
uv
x
uu
t
u
dt
du
, rezultă ecuaţiile de miscare ale fluidului real scrise în
eforturi unitare.
Fig. 1.6.2
Tensorial ecuaţiile de miscare se scriu:
j
ij
i
iii
j
ii
i
xxx
x
uu
t
u
1
1.1. Mişcarea fluidelor reale în regim laminar (ecuaţiile Navier-Stoekes)
Dacă se ţine seamă de legătura dintre eforturile unitare, vâscozitatea fluidului, de
vitezele de deformare şi de faptul că eforturile unitare în direcţia normalei la feţele unităţii de
volum sunt sume algebrice între presiunile care acţionează pe feţe și forţele de tensiune
normale la feţe, atunci avem:
z
wp
y
vp
x
up
zz
yy
xx
2
2
2
şi
x
w
z
ua
z
v
y
wa
y
u
x
va
yxyx
zyzy
yxyx
2
2
2
, unde:
vdivz
w
y
v
x
u
2.1.7 Ecuatia eforturilor unitare
Ecuaţia tensorială a eforturilor unitare are forma:
ij
k
k
i
j
j
iji
x
u
x
u
x
u
3
2.38 cu I , j = (x, y, z)
zyxZ
z
ww
y
wv
x
wu
t
w
zyxY
z
vw
y
vv
x
vu
t
v
zyxX
z
uw
y
uv
x
uu
t
u
zzzyzx
yzyyyx
xzxyxx
1
1
1
forţ
e u
nit
are
loca
le
de
iner
ţie
forţ
e u
nit
are
con
vec
tiv
e d
e in
erţi
e
Fo
rţe
un
itar
e
mas
ice
forţ
e u
nit
are
de
sup
rafa
ţă
forţe unitare de
inerţieforţe unitare
exterioare
18
Având în vedere cele precizate anterior se poate scrie ecuaţia matriceală a eforturilor sub
următoarea formă:
z
w
z
v
y
w
z
u
x
w
y
w
z
v
y
v
y
u
x
v
x
w
z
u
x
v
y
u
x
u
p
p
p
zzzyzx
yzyyyx
xzxyxx
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
00
00
00
x
w
z
u
zy
u
x
v
yx
up
xx
td
ud
2
1
Se tine cont de faptul că λ este al doilea coeficient de vâscozitate din teoria cinetico-
moleculară a gazelor si este:
3
2 (relaţia Stokes)
zx
w
z
u
yx
v
y
u
x
u
xx
px
z
uw
y
uv
x
uu
t
u 2
2
22
2
2
2
2
21
xu
xx
px
z
uw
y
uv
x
uu
t
u
3
21
Dacă se tine cont de vâscozitatea cinematică υ = η / ρ, atunci ecuaţiile de mişcare ale
fluidelor reale devin:
zw
z
pz
z
ww
y
wv
x
wu
t
w
yv
y
py
z
vw
y
vv
x
vu
t
v
xu
x
px
z
uw
y
uv
x
uu
t
u
3
1
3
1
3
1
.39
2.1.8 Eforturi suplimentare (aparente) turbulente
Masa de fluid ce trece prin volumul elementar în timpul dt este data de produsul dintre
variaţia de masă şi viteză si rezultă următoarele componente de impuls pe cele trei axe:
dtdAwudI
dtdAvudI
dtdAudI
z
y
x
2
.40 , dacă scriem aceste componente în valori medii avem:
19
dAwudt
Id
dAvudt
Id
dAudt
Id
z
y
x
2
şi ţinem cont si de faptul că *
www
vvv
uuu
, **
wuwuuw
vuvuuv
uuu 222
, atunci
componentele impulsului raportate la unitatea de timp au expresiile:
dAwuwudt
Id
dAvuvudt
Id
dAuudt
Id
z
y
x
22
.41 ,
aceste expresii sunt forţe ce reprezintă acţiunea fluidului asupra elementului de suprafaţă ce
actionează contrar forţelor generate de eforturile normale la elementul de suprafaţă dA si
prin suprapunerea mişcării fluctuante peste cea medie apar nişte tipuri de eforturi
suplimentare datorate pulsatiilor miscării, eforturi ce au expresiile:
uw
vu
u
xz
xy
xx
2
.42 , analog, prin permutări circulare se pot scrie ecuaţiile de eforturi
suplimentare şi pentru celelalte axe, eforturi care pot fi puse în evidenţă prin următoarea
ecuaţie matricială:
2
2
2
.43
wwvwu
vwvvu
uwuvu
zzzyzx
yzyyyx
xzxyxx
2.1.9 Ecuaţiile de mişcare ale fluidelor reale în mişcare turbulentă (ecuaţiile
Reynolds)
Dacă facem medierea în timp a ecuaţiilor Navier-Stoekes, acestea sunt valabile şi pentru
mişcarea turbulentă și în plus dacă considerăm fluidul incompresibil atunci avem:
dtux
px
Tdt
z
uw
y
uv
x
uu
t
u
T
Tt
00
111
Termenii care reprezintă forţa unitară convectivă de inerţie pot fi scrişi sub următoarea
formă:
20
z
uw
y
uv
x
uu
z
uw
y
uv
x
uu
, această egalitate este valabilă deoarece
divergenţa este nulă (ecuaţia de continuitate) si prin diferenţierea membrului doi al ecuaţiei
de mai sus apare în plus termenul u[(∂u/∂x) + (∂v/∂y) + (∂w/∂z)] care este nul.
Prin mediere, ecuaţiile de miscare devin:
ux
px
z
wu
y
vu
x
uu
t
u
1.44 , dacă ţinem cont de relaţiile (*) şi
(**) din paragraful 2.1.8, atunci ecuaţia de mai sus se poate scrie sub următoarea formă:
uw
zuv
yuu
xu
x
px
z
uw
y
uv
x
uu
t
u
11.45
forţele unitare datorate pulsaţiilor turbulente
Dacă notăm componentele rezultante ale forţelor datorate pulsaţiilor turbulente prin
A, B, C, unde A, B, C sunt date de relatiile:
wwz
wvy
wux
C
vwz
vvy
vux
B
uwz
uvy
uux
A
1
1
1
.46 , atunci ecuaţiile Reynolds se pot
scrie sub următoarea formă:
Cwz
pz
z
ww
y
wv
x
wu
t
w
Bvy
py
z
vw
y
vv
x
vu
t
v
Aux
px
z
uw
y
uv
x
uu
t
u
1
1
1
.47
Ecuaţiile lui Reynolds constituie o bază teoretică, dar nu pot fi folosite în
practică atâta timp cât nu se cunoaşte dependenţa marimilor fluctuante u’ , v
’ , w
’ de
marimile medii u, v, w şi de aceea, pentru a calcula elementele mişcărilor turbulente,
se folosesc în practică două căi distincte:
se fac ipoteze simplificatoare cu privire la dependenţa între diversele mărimi şi se
constituie o serie de teorii semiempirice, cu scopul aplicarii lor in practică;
21
se studiază mărimile fluctuante, prin masurări sistematice, în diferite cazuri de
curgeri turbulente şi se stabilesc legile statistice ale variaţilor lor. Aceste rezultate se
prelucrează cu ajutorul statisticii matematice şi se interpretează din punct de vedere
fizic, constituindu-se astfel teorii statistice ale turbulenţei.
2.1.10 Teorema lui Helmholtz în cazul fluidelor reale
Să considerăm o linie de curent în lungul căreia se deplasează o particulă de fluid.
Prin ipoteză, traiectoria particulei este dată de linia de curent, în acest caz scriem ecuația
vitezei absolute a particulei exprimată față de originea unui triedru ortogonal drept de axe
(ox, oy, oz) și aceasta va fi:
tra vvv .48 , unde av este viteza absolută de transport, rv viteza relativa
de transport și tv viteza de transport în lungul liniei de curent, dar viteza de transport poate
fi exprimată în funcție de lungimea elementară de arc ds, relativa la un interval de timp finit
pe linia de relativ.
Rdsd 49 , unde dφ este elementul finit de unghi și R raza de
curbura la traiectoria descrisă pe linia de curent, în aceste condiții viteza de
transport poate fi scrisă astfel:
Rtd
Rdv t
, deci ecuația vitezei absolute devine:
Rvv ra .50 , scriem această ecuație pe componentele reperului
ortoganal ales și avem:
zyvv
zxvv
yzvv
yxzrza
xzyrya
zyxrxa
.51
Considerăm că viteza pe componentele reperului ortogonal drept este
diferența dintre componentele de viteză absolută și viteză relativa, în aceste
condiții putem scrie:
Ay
y
y
z
y
vzy
x
Bx
z
x
x
x
vxz
y
Dacă scădem pe A din B atunci avem:
22
x
z
y
z
y
v
x
vxyz
xy2.52 , dar:
xyv
y
v
x
v
xv
x
z
tx
z
yv
y
z
ty
z
xy
zzxy
xzx
y
zy
2 , dacă
considerăm că variațiile unghiulare date de gradienții de crestere pe x și pe y sunt de același
ordin de mărime, atunci componentele unghiulare se anulează și avem:
zxy
y
v
x
v2.53
, prin permutări circulare intre x, y și z se ajunge la
formula rotorului:
vrot2
1.54
2.1.11 Ecuația de continuitate
Să considerăm că la momentul t fluidul ocupă volumul Ω, iar la momentul t + dt
ocupă volumul Ω *.
Conform principiului conservării masei, masa fluidului care ocupă volumul Ω trebuie
să fie aceeași cu masa fluidului ce ocupă volumul Ω* la momentul t + dt.
Fie r și r1 versorii de poziție ai unei particule fluide la momentele t, respectiv t + dt,
atunci conform legii vitezei avem:
dtvrr 1.55 , cu kvjvivv zyx , unde i, j și k sunt versorii
unui triedru ortogonal drept, atunci variația masei specifice de la volumul Ω la Ω*
în componente de viteză raportate la triedrul ortogonal drept va avea forma:
Creșterea masei specifice în starea *, va fi pusă în evidență diferențial
astfel:
dt
tdt
t
z
zdt
t
y
ydt
t
x
xtzyx
t
tzyxtzyx
,,,
,,,,,,.56 *
tdtz
vy
vx
v zyx
*
Aplicând principiul că la orice variaţie elementară de timp masa fluidului să se
conserve, atunci însemnă ca variaţia funcţională a masei specifice trebuie să fie unitară, ceea
ce inseamnă că raportul jacobienilor formelor liniare ale masei specifice in starea initiala și
starea * trebuie să fie unitar, ceea ce este echivalent cu ecuaţia:
23
1,,
*,*,*.57
zyxD
zyxD , dacă dezvoltăm în serie taylor jacobianul și ținem seamă numai
de termenii de ordin unu atunci avem:
tdz
v
y
v
x
v
zyxD
zyxD zyx
1
,,
*,*,*, din dezvoltarea jacobianului, ținand cont că
acesta în sens fizic inseamnă cresterea scalarului ρ la ρ*, atunci ecuația de variație a lui ρ
* va
avea forma:
zyxD
zyxD
,,
*,*,*.58 *
, ținand cont de dezvoltarea în serie taylor a jacobianului
și de ecuația de creștere a masei specifice, ecuația de continuitate pentru sisteme închise va
avea forma :
01
vdivtd
d
2.1.12 Noțiuni fundamentale de termodinamica sistemelor
În demonstrarea legii fundamentale a gazelor plecăm de la legile generale ale
gazelor, legea Boyle-Mariotte (L. B-M) și Gay-Lussac (L. G-L), pe care matematic le vom
defini conform relațiilor de mai jos:
L. B-M nn vpvpvp 2211 , la temperatură constantă și
L. G-L tvv 10 , la presiune constantă, unde v0 este volumul gazului la 0 0
C.
Să considerăm un sistem termodinamic care trece prin stările descrise în figura de mai
jos:
24
Dacă ținem cont de schema de mai sus și scriem ecuația pentru o stare oarecare
pornind de la o stare inițială, atunci avem:
t
tvpvp
1
1 0
00 , cu t0 = 0 0C rezultă:
tvpvp
1
100 , dar p0v0α = R ,
constanta lui Rydberg și CtKT 00 1
, deci TRvp , știm ca
v
1 este
volum specific, atunci:
TRp .59
Principiul întâi al termodinamicii
Dacă unui sistem termodinamic i se cedează sau i se ia o cantitate de
căldură, acesta dă naștere la o variație a energiei interne și a unui lucru mecanic
pozitiv sau negativ.
dudqd
În continuare scriem legea lui Joulle pentru un gaz perfect:
TdcudT
ucTd
T
uud vv
,
vdpLdpppdvsd
sdppLdsdFFLd
pFF
p
pFF
p
21
2121
222
2
111
1
,
Din cele demonstrate anterior principiul întâi al termodinamicii se poate
scrie sub forma:
dvpATdcqd v .60 , unde A este echivalentul termic al lucrului
mecanic.
Ecuațiile generale ale afluxului de căldură
Pentru a demonstra aceste ecuații se pleacă de la legea fundamentală a
gazelor exprimată în relația (59.) și prin diferențiere se ajunge la relația:
pdvtdRdvp .61 , ținând cont de principiul unu al termodinamicii
exprimat prin relația (60.) și că:
25
pv CARC .62 , atunci dpvAtdCqd p .63 , dar prin prelucrări
algebrice din legea fundamentală a gazelor avem relația: p
TRv , deci principiul
unu al termodinamicii scris în componente de presiune și temperatură va avea
forma:
p
pdTRATdCqd p .64
Tot din termodinamică, căldura specifică este definită ca raportul dintre
variația caldurii și variația temperaturii, deci Td
qdC și combinând această relație
cu relația (62.) atunci avem:
R
CCA
vp .65 , dar prelucrând în mod convenabil ecuația fundamentală
a termodinamicii avem relația: T
vpR , deci pentru echivalentul termic al lucrului
mecanic din ecuația principiului unu al termodinamicii avem relația:
vp
TCCA vp .66 , din această ecuație derivă ecuațiile de stare în
călduri specifice sub forma:
p
TCCvA
v
TCCpA
vp
vp
.67 , ținând cont de ecuațiile (63.) și (64.) rezultă
următoarele ecuații ale principiului unu al termodinamicii:
pdp
TCCtdCqd
vdv
TCCtdCqd
vpp
vpv
.68 , dar tdCdq , atunci ecuațiile (68.)
devin:
0
0
.69
p
pdTCCTdCC
v
vdTCCTdCC
vpp
vpv
În procesele izobare, la presiune constantă dp = 0, deci C p - Cv = 0 si
C = Cp , în procesele izoterice (volum constant), dv = 0, C v = const, în procesele
izoterme t = ct, rezultă dT = 0 ceea ce înseamnă că C → ∞.
În procesele adiabatice (q = const), dq = 0, deci principiul unu al termodinamicii
devine:
26
p
pdARTTdC p .70 , de unde avem
T
T
T
T
ppT
TdAR
T
TdC
p
pdAR
T
dTC
00
, de unde rezultă p
p
T
Tp pARTC00
lnln , deci
0000
lnlnlnlnp
p
C
RA
T
T
p
pRA
T
TC
p
p , prin prelucrări algebrice se ajunge la relația:
pC
RA
p
p
T
T
00
, dar A R = Cp – Cv și v
p
C
C, în aceste condiții principiul unu al
termodinamicii în procese adiabatice va avea forma:
1
000
.71
p
p
p
p
T
T p
vp
C
CC
2.2 Teoria semiempirică a turbulenței
2.2.1 Efortul unitar tangenţial in mişcarea turbulentă
Fie în interiorul unui fluid delimitat de doua straturi imaginare un punct M caracterizat
de viteza medie u şi componentele pulsatorii u’ şi v’ , atunci datorită pulsaţiei transversale
de viteză v’ pe elementul de suprafaţă ds, într-un interval de timp dt are loc un schimb de
masă elementară dm .
dtdsvdmdtvdy
dydsdm
, dar datorită pulsaţiei orizontale de viteză u’ se induce un
impuls concretizat astfel:
dtdsvu
dtvdy
udydsumd
, deci forţa în lungul direcţiei de miscare a fluidului va fi
dată de:
dsvu
dt
umdFx
y
v’ ua
O x
u’
ub
ds
27
Dacă vrem să exprimăm într-o mărime medie forţa de pulsaţie în lungul axei Ox,
atunci vom considera media produselor u’ v’.
dsvuFx , dar efortul elementar indus pe suprafaţa ds al pulsaţiilor transversale şi
longitudinale este:
vuxy
Dacă ţinem cont că pe direcţia Ox efortul unitar tangenţial are in mişcarea turbulentă
pe langă componenta pulsatorie datorată schimbului de impuls si o componentă medie data
de mişcarea laminară, atunci efortul tangenţial va fi dat de următoarea formulă, cunoscută si
sub numele de formula lui Prandtl:
vuyd
udxy
2.2.2 Lungimea de amestec Prandtl
Considerăm miscarea turbulentă unidimensională, context în care
0,0, wvuu y , de unde va rezulta că singurul efort unitar tangenţial aparent nenul
este:
vuyx
Considerăm un sistem de particule de
fluid macroscopice ce se deplasează pe o
anumită lungime în direcţie longitudinală cât şi
transerversală, păstrând constantă componenta
impulsului după axa Ox.
Fie o particulă de fluid ce provine din stratul
y1 – l cu o viteză lyu 1 . Datorită faptului
că se păstrează componenta după axa Ox a
impulsului acestei particule în stratul y1 avem
o viteză mai mică .
l
yd
udllyuyuu
111
l
yd
udlyulyuu
112
Diferenţele de viteză datorate mişcării transversale pot fi considerate mişcări
longitudinale în stratul y1 , deci media absolută a fluctuaţiei longitudinale de viteză este:
vuyx y
lyu 1
1yu l
lyu 1 l
y1
O x
28
l
yd
udluuu
21
2
1
Se face ipoteza ca v este proporţională cu u’ , de unde:
yd
udluv , deci
2
2
yd
udlvu , unde coeficientul β poate fi înglobat în
lungimea de amestec.
Efortul longitudinal pulsatoriu în ipoteza lungimii de amestec Prandtl îşi pierde
valabilitatea în punctele în care yd
ud se anulează ceea ce înseamnă că viteza atinge un punct
de extrem care poate fi minim sau maxim. Pentru a înlătura această deficienţă se introduce o
a doua aproximaţie în teoria lungimii de amestec care conduce la următoarea formulă:
2
2
22
1
2
2
yd
udl
yd
ud
yd
udl , unde l1 este o lungime ce trebuie determinată prin
masuratori experimentale.
2.2.3 Teoria similitudinii vitezei pulsatorii (Karman), legea universală a distribuţiei
vitezei medii
Teoria similitudinii vitezelor pulsatorii se bazează pe:
a) Faptul că în cazul câmpurilor de viteză pulsatorii nu există dependenţă faţă de
vâscozitate, excepţie făcând punctele care se găsesc în vecinătatea pereţilor care
delimitează domeniul in care se mişcă fluidul.
b) Toate câmpurile pulsatorii sunt asemenea intre ele.
În aceste condiţii lungimea de amestec
2
2
yd
ud
yd
ud
xl , unde x este un coeficient
numeric, aproximativ 0,4, se numeşte constanta lui Karman şi în aceste condiţii efortul unitar
tangenţial are formula:
2
2
2
4
2
yd
ud
yd
ud
x
Pentru a determina legea universală a distribuţiei vitezei medii se fac ipotezele că
lungimea de amestec este proporţională cu distanţa la perete, de unde 2
22
yd
udyxyxl şi tensiunea tangenţială τ
’ este constantă şi are valoarea τ0
’ de
pe perete şi se defineşte prin relaţia:
29
Cyx
vu
yx
v
yd
ud
yd
udyxvv
ln0*0*
2
222
0*
0
0*
, dar în plan median y = h,
maxuu , rezultă legea universală de distribuţie de viteză (Prandtl)
h
y
xv
uuln
1
0*
max
Într-un punct situat la distanţa y faţă de perete efortul unitar tangenţial τ’ are expresia:
2
2
2
4
2
0 1
dy
ud
dy
ud
h
y sau
h
y
dy
ud
dy
ud
1
1
0
2
2
2
, iar prin integrare avem:
h
yh
dy
ud
1
21
0
şi daca se mai integrează şi între 0 si h atunci legea de viteză a lui
Karman va avea următoarea formă:
h
y
h
y
v
uu111ln
1
0*
max
, prin efectuarea unor calcule elementare se
ajunge la o formă mai practică a ecuaţiei:
h
y
h
yvuu 111ln0*
max
30
31
Capitolul 3. Protectia mediului si a surselor de apa
3.1 Legislatia Uniunii Europene privind protectia mediului si a surselor de apa
Politica de mediu este concepută ca formă a politicii generale a statului, având ca
sarcină stabilirea strategiilor, obiectivelor şi priorităţilor, metodelor şi mijloacelor implicate
în acţiunile desfăşurate pe plan naţional în scopul prevenirii şi combaterii poluării, a
conservării şi dezvoltării durabile a mediului.
Reprezetând o politică specială (atât la nivel naţional cât şi inţernational), politica de
mediu înseamnă în acelaşi timp şi evaluarea situatiilor reale ale mediului, constatarea
influenţelor negative asupra mediului, stabilirea instituţionalizată a măsurilor necesare
organelor statale în protejarea şi conservarea mediului, precum şi stabilirea sistemelor de
sancţionare în caz de poluare şi a cuantumului sancţiunilor aplicabile.
Politica de mediu este strâns legată şi condiţionată de politica economică,
administrative financiară şi legislativă, corelaţie ce se bazează pe o cointeresare naţională şi
international întrucat reprezintă deopotrivă relaţii teoretice şi relaţii practice concrete.
Sarcinile politice de protectie a mediului sunt diferite şi complexe, principala
răspundere a politicii mediului revenind guvernelor fiecărei ţări precum şi autoritaţilor
naţionale şi locale de specialitate.
Principiile pe care se bazează politica de mediu atat in Uniunea Europeana cat si în
ţara noastră, sunt urmatoarele:
- principiul precauţiei cu privire la activitaţile cu impact asupra calităţii mediului;
- principiul prevenirii poluării şi a riscurilor ecologice;
- principiul conservării biodiversitătii, a mostenirii culturale şi istorice;
- principiul potrivit căruia poluatorul şi utilizatorul ,,plăteşte”, în sensul ca sunt
obligaţi la plăţi directe atât cei ce poluează mediul cât şi cei care utilizează resursele naturale
ale mediului;
- principiul stimulării activităţilor de redresare a mediului (prin acordarea de
subvenţii, credite, etc.).
Stadiul actual al resurselor de apa
Apa reprezinta unul din elementele esentiale suportului vietii pe Terra. Existenta
ecosistemelor este conditionata de prezenta apei. De cele mai multe ori, un teritoriu nedezvoltat
economic si, in consecinta, nepoluat, reprezinta un suport neconditionat de protejare si
mentinere a florei si faunei si, in consecinta, a vietii.
Apa este considerata o resursa naturala foarte importanta. Calitatea apei si politica de
exploatare a resurselor de apa in Europa sunt afectate de desfasurarea sectoarelor de activitate
majore; apele subterane si de suprafata au, de multe ori, destinatii importante in industrie,
agricultura, transport, in industria miniera si, evident, reprezinta sursa de apa potabila.
Fiecare proces de utilizare a apei isi lasa amprenta asupra calitatii acesteia si asupra
sistemelor acvatice naturale, chiar daca apa este destinata consumului sau daca este infestata cu
substante poluante. Dezvoltarea economica a determinat modificari importante ale sistemelor
acvatice. Apele de suprafata au suferit modificari morfologice, datorita activitatilor umane in
care au fost utilizate; cursuri ale raurilor au fost modificate, astfel incat sa permita transportul
32
naval. Zonele invecinate raurilor, cu umiditate ridicata in perioadele de inundatii, sunt de cele
mai multe ori supuse tehnologiilor de desecare sau pentru agricultura si industrie. Barajele si
lacurile de acumulare utilizate pentru obtinerea energiei electrice reprezinta si ele interventii
importante in schimbarea echilibrului ecosistemelor naturale.
Multitudinea de destinatii ale apei afecteaza profund calitatea ciclului natural al apei. In
lipsa monitorizarii utilizarii succesive a apei in diferite activitati, nu se poate oferi complet
tabloul consecintelor afectarii calitatii apei; de multe ori, efectele sunt dezastruoase; spre
exemplu, in sudul si nordul Europei, raurile naturale care si-au pastrat ecosistemul sunt extrem
de rare. Un sfert din raurile Europei nu mai pastreaza cadrul necesar populatiilor diverselor
specii de peste, datorita gradului inalt de contaminare. In afara de semnele evidente ale
prezentei unui grad inalt de poluare, respectiv lipsa pestilor si prezenta spumelor pe suprafata
apei, au fost detectate si alte efecte combinate ale unor substante chimice, care afecteaza
echilibrul hormonal al pestilor; prin urmare, pescuitul din unele cursuri de apa europene a
devenit interzis.
In ceea ce priveste calitatea resurselor de apa subterane europene, tabloul este chiar mai
sumbru. Conform datelor furnizate de Agentia Europeana pentru Protectia Mediului, situatia
actuala a resurselor de apa subterane este chiar alarmanta. Apele subterane aflate sub terenuri
utilizate in agricultura contin cantitati ridicate de nitrati (peste 25 mg/dm³). Pentru un sfert din
terenurile agricole, nivelul concentratiei de nitrati a depasit valoarea limita admisa in apa de
baut cu 50 mg/dm³. Poluarea cu nitrati este mai dramatica in zonele agricole nord-vest
europene, unde concentratiile in pesticide si nitrati intalnite in apele subterane sunt foarte
ridicate.
De fapt, date reale privind situatia actuala a resurselor de apa nu exista, avand in vedere
inexistenta sau proasta aplicare a unor programe reale de monitorizare in multe din Statele
Membre ale Comunitatii Europene. De multe ori, date existente privind calitatea si cantitatea
resurselor de apa, atunci cand acestea exista, nu sunt facute publice. Este uluitor faptul ca intr-
un continent atat de bogat precum Europa, Comunitatea Europeana nu detine mecanisme de
evaluare credibila si control al poluarii resurselor proprii de apa.
Principala sursa de apa proaspata necesara consumului o reprezinta apele de suprafata
(aproape 75% din consumul total de apa); cea de a doua sursa importanta o reprezinta apele
subterane (aproape 25%); sursele de apa obtinute in urma desalinizarii apei acopera un procent
nesemnificativ din totalul necesarului de apa.
Managementul apei
Conceptul de management al cantitatilor de apa necesare se defineste prin totalitatea
initiativelor care au drept obiectiv satisfacerea necesarului de apa cu utilizarea minima si
eficienta a resurselor de apa.
Managementul necesarului apei poate fi considerat ca o parte a politicii de conservare a
apei, un concept mai larg, care se refera la initiativele care au drept scop protectia mediului
acvatic si utilizarea rationala a resurselor de apa.
Termenul de "management al necesarului de apa" poate fi definit in mai multe moduri. Se
va lua in considerare aspectul structurii pachetelor de legi destinate sa controleze structura
resurselor de apa.
Obiective si instrumente ale managementului cerintei de apa
Exista o gama foarte larga de factori de mediu, sociali si financiari care motiveaza
institutiile manageriale ale cerintei de apa, companiile de apa si consumatorii de apa, care sa
determine initierea unor programe manageriale:
- factori financiari: costul ridicat al apei poate determina reducerea cerintei de apa;
- factori reglementatori: legislatie, in mod special in domeniul industrial, care poate promova
tehnologii noi cu impact redus asupra mediului;
- responsabilitate civica - utilizatorii de apa pot deveni responsabili in ceea ce priveste protectia
33
3.2 Directiva Cadru pentru Apa (2000)
In 1995, Institutiile Europene au ajuns la concluzia ca Politica Comunitara pentru Apa
trebuia revizuita. In urma analizei propunerilor autoritatilor locale si regionale, a
producatorilor si consumatorilor de apa, a agentiilor de apa, a organismelor autoritare din
domeniul industriei si agriculturii, a agentiilor de protectie a mediului, a organizatiilor non-
mediului;
- dezvoltare durabila - pastrarea unui echilibru intre resursele existente de apa si consumul de
apa.
Managementul apei - un subiect public sau privat?
In mod traditional, sectorul public a fost intotdeauna implicat in alocarea si managementul
apei, datorita caracteristicilor specifice sectorului apei:
- proiectele de apa presupun investitii ridicate, care nu intotdeauna pot fi acoperite de
companiile private;
- de multe ori, este necesara impunerea de legislatie care sa satisfaca atat diferitele sectoare
consumatoare de apa cat si companiile de apa;
- initiativa publica este deseori necesara in actiuni extreme ca seceta sau inundatiile;
- in zonele sarace in apa, managementul apei devine un obiectiv strategic foarte important atat
pentru dezvoltatea regionala cat si pentru securitatea nationala.
In ultimele decenii, factorii de ordin economic au devenit din ce in ce mai importanti in
stabilirea politicii apei, mai multa relevanta avand sectorul privat.
Conceptul de management al resurselor de apa nu poate fi aplicat efectiv decat prin
definirea unor pachete de legi si masuri concrete, care sa sprijine statele membre in controlul
calitatii si cantitatii resurselor de apa si, prin urmare, in protectia mediului.
Legislatia europeana a apei
Cele mai multe reglementari europene in domeniul protectiei mediului au fost dedicate
subiectului calitatii apei. Politica europeana de protectie a calitatii apei dateaza din anii '70.
Primul Program European pentru Protectia Mediului a fost lansat in anul 1973, urmat de un set
de reglementari privind calitatea apei, respectiv Directiva Apelor de Suprafata, din 1975, si
continuand cu Directiva Apei Potabile, din 1980. Acest prim set de acte legislative a continut si
Legislatia privind calitatea apei in cursurile de apa pentru pesti (1978), apele pentru crustacee
(1979), apele pentru scaldat/agrement (1976) si apele subterane (1980). Domeniul legislativ
pentru valorile limita pentru emisii a fost acoperit de Directiva Substantelor Periculoase (1976)
precum si de Directive secundare privind limitele diferitelor substante individuale.
Un al doilea val legislativ a incercat sa revizuiasca si sa completeze scaparile legislatiei
existente. Prin urmare, au fost lansate Directiva pentru Epurarea Apelor Uzate Municipale
(1991), Directiva Nitratilor (1991). Au fost revizuite Directivele Apelor potabile si a Apei de
Scaldat (1994, 1995), dezvoltarea unui Program de Actiune pentru Apele Subterane si
elaborarea unei directive privind Calitatea Ecologica a Apei (1994). De asemenea, pentru
calitatea apei in procesele instalatiilor industriale mari, a fost elaborata Directiva IPPC - un
sistem integrat legislativ privind prevenirea si controlul poluarii apei (Integrated Pollution
Prevention and Control Directive, 1996). In urma analizei legislatiei din aceasta perioada a
rezultat necesitatea adoptarii unui cadru legislativ care sa combine legislatia pentru valorile
limita ale emisiilor cu legislatia pentru standardele de calitate a apei, in sistemul legislativ
numit "apropiere combinata". Prin urmare, in 1997, Comisia Europeana propune Directiva
Cadru pentru Apa. Dupa trei ani de dezbateri, este aprobat textul acestei directive, care
introduce, in fapt, o noua formula manageriala de control al calitatii apei.
34
guvernamentale, a fost elaborata o Directiva Cadru pentru Apa, care a avut urmatoarele
obiective principale:
- asigurarea unor provizii suficiente de apa potabila;
- asigurarea unor provizii suficiente de apa pentru alte cerinte economice;
- protectia mediului;
- managementul situatiilor de impact ale inundatiilor sau perioadelor de seceta;
In urma unui sir indelungat de dezbateri, Directiva Cadru pentru Apa propusa in 1997
capata, in noiembrie 2000, forma finala. Masurile necesare pentru aplicarea Directivei Cadru
pentru Apa sunt urmatoarele:
1. Sa se identifice bazinele raurilor si sa se stabileasca autoritatile competente pentru
monitorizarea calitatii si cantitatii apei.
2. Sa se identifice apele de suprafata si subterane utilizate ca surse pentru obtinerea
apei potabile.
3. Sa se evalueze impactul si consecintele activitatilor umane asupra apelor de
suprafata si subterane in fiecare bazin hidrografic, luand in considerare poluarea de la
sursele punctuale, poluarea de la sursele difuze, extragerea apei si alte activitati
umane cu impact asupra starii apei.
4. Sa se stabileasca planurile de gospodarire a bazinelor hidrografice pe baza unei
evaluarii a cerintelor apei, impactului activitatilor umane asupra cantitatilor de apa si
sa se stabileasca obiectivele pentru calitatea si cantitatea apei.
5. Sa se realizeze o analiza economica pentru fiecare bazin hidrografic, pentru a se
furniza, printre altele, informatii de baza pentru recuperarea costului total necesar
pentru toate costurile in ceea ce priveste serviciile furnizate pentru utilizarea apei.
6. Sa se stabileasca si sa se implementeze un program obligatoriu legal de masuri
pentru a se realiza obiectivele; astfel de programe cuprind masuri de baza (punerea in
aplicare a unui sistem legislativ comunitar existent, aplicarea unor costuri acoperind
taxe pentru utilizarea apei, etc.) precum si masuri suplimentare pentru a se realiza
calitatea buna necesara a apei.
Este importanta implicarea partilor interesate (departamente non-guvernamentale,
comunitatile locale, serviciile publice pentru apa, industriile si comertul, agricultura,
consumatorii si grupurile de mediu) in discutarea planurilor de gospodarire a bazinelor
hidrografice.
3.3 Legislatia in domeniu in Romania
Apele reprezinta o sursa naturala regenerabila, vulnerabila si limitata, element
indispensabil pentru viata si pentru societate, materie prima pentru activitati productive, sursa
de energie si cale de transport, factor determinant in mentinerea echilibrului ecologic. Apele
fac parte din domeniul public al statului.Cunoaşterea, protecţia, punerea în valoare şi
utilizarea durabilă a resurselor de apă sunt acţiuni de interes general.
35
Dezvoltarea contemporană este strâns legată de creşterea rapidă a consumurilor de
apă, atât ale populaţiei în procesul de urbanizare, cât şi ale industriei şi agriculturii. Dar, în
acelaşi timp cresc şi cantităţile de ape uzate care sunt deversate în apă, înrăutăţind calitatea
acestora. Cursurile de apă cunosc şi procese de poluare naturală, care este produsă, de obicei,
prin antrenarea unor particule sau roci, dizolvarea lor, etc.
Apele de suprafaţă cu albiile lor minore cu lungimi mai mari de 5 km şi cu bazine
hidrografice ce depăşesc suprafaţa de 10 km2, malurile şi cuvetele lacurilor, precum şi apele
subterane, apele maritime interioare, faleza şi plaja mării, cu bogăţiile lor naturale şi
potenţialul valorificabil, marea teritorială şi fundul apelor maritime, aparţin domeniului
public al statului
Apa nu este un produs comercial oarecare, ci este un patrimoniu natural care trebuie
protejat, tratat şi apărat ca atare.
Dreptul de folosinta a apelor de suprafata sau subterane, inclusiv a celor arteziene, se
reglementeaza in domeniul gospodaririi apelor prin avizul si autorizatia de gospodarire apelor
si se exercita potrivit prevederilor legale. Acest drept include si evacuarea, in resursele de
apa, a apelor uzate, menajere sau tehnologice, din desecari ori drenaje, meteorice, ape de
mina sau de zacamint, dupa utilizare. Utilizarea apelor subterane se face pe baza rezervelor
determinate prin studii hidrogeologice.
In scopul gospodaririi rationale a resurselor de apa si protectiei acestora impotriva
epuizarii si poluarii, in interdependenta cu principiile protectiei mediului si a dezvoltarii
durabile, Legea apelor nr.107/1996 modificata si completata cu Legea nr.310/2004
introduce obligatia utilizatorului de apa de a solicita si de a obtine:
- avizul de gospodarire a apelor – la prima faza de proiectare – reprezinta actul care
conditioneaza din punct de vedere tehnic si juridic atât regimul lucrarilor care se construiesc
pe ape sau au legatura cu apele, cât si activitatile social-economice cu efecte potential
negative asupra componentei hidraulice a mediului;
- autorizatia de gospodarirea apelor – la punerea in functiune sau in exploatarea lucrarilor
existente - reprezinta actul care conditioneaza din punct de vedere tehnic si juridic
functionarea sau exploatarea obiectivelor noi sau a celor existente care au legatura cu apele
de suprafata, subterane, cu zona costiera, faleza, litoralul si plaja marii, cu apele marine
interioare, marea teritoriala, zona economica exclusiva si cu platoul continental;
- notificarea - pentru unele categorii de lucrari si activitati de mica anvergura, nu este
necesara solicitarea si obtinerea avizului sau autorizatiei de gospodarire a apelor. Utilizatorul
are obligatia, in conformitate cu Ordinul nr. 811/1999 al Ministerului Apelor Padurilor si
Protectiei Mediului, sa notifice Administratiei Nationale “Apele Române” inceperea
executiei si respectiv punerea in functiune a unei investitii. Aceasta este o masura menita sa
contribuie la protectia intreprinderilor mici si mijlocii, prin simplificarea procedurilor
administrative si prin prevenirea cresterii nejustificate a costurilor legate de conformarea
acestora fata de reglementarile in vigoare, conform Legii nr. 346/2004 privind stimularea
infiintarii si dezvoltarii intreprinderilor mici si mijlocii.
Avizele si autorizatiile de gospodarire a apelor se emit conform competentelor
acordate, de catre unitatile Administratiei Nationale "Apele Romane" pe baza unei
documentatii tehnice de fundamentare a carui continut este stabilit prin Ordinul nr.
277/1997 al Ministrului apelor si protectiei mediului. Documentatia tehnica de fundamentare
a avizului sau a autorizatiei de gospodarire a apelor trebuie sa fie elaborata de unitati
certificate de catre Ministerui Mediului si Gospodaririi Apelor in conformitate cu dispozitiile
Ordinului M.M.G.A. nr. 589/2005 pentru elaborarea de studii si proiecte in domeniul
gospodaririi apelor.
36
3.3.1 Clasificarea apelor supuse ocrotirii
După criteriul situării obiective şi destinaţiei, apele se clasifică astfel:
Resurse de apă dulce - apele de suprafaţă şi cele subterane;
Apa pentru populaţie - apa dulce necesară vieţii şi ambianţei aşezărilor umane;
Apă potabilă - apă de suprafaţă sau subterană, care, natural sau după tratare fizico-
chimică sau/şi microbiologică, poate fi băută;
o Apă uzată menajeră;
o Apa pentru industrie;
o Ape uzate industrial;
o Apa pentru irigaţii - din sursele de apă de suprafaţă;
o Apa de desecare
Din punct de vedere al calităţii în condiţiile STAS 4706/88 apele sunt încadrate în
următoarele categorii:
Categoria I - toate cursurile de apă care pot fi utilizate în toate sectoarele de activitate;
Categoria a II-a - cursurile de apă care pot fi folosite în industrie, irigaţii şi în scopuri
urbanistice şi de agrement;
Categoria a III-a - ape care pot fi folosite la irigaţii, răcirea motoarelor, staţii de
spălare şi în hidrocentrale.
Clasificarea lacurilor după productivitatea lor şi după compoziţia fizico-chimică:
Oligotrofe, cuprinde lacuri cu o producţie primară scăzută;
Eutrofe, cuprinde lacuri cu o producţie primară mare;
Mezotrofe, cuprinde lacuri cu o productivitate intermediară;
Distrofe, cuprinde lacuri cu o productivitate împiedicată de condiţii dificile (aciditate,
materii în suspensie etc);
Hipereutrofe (Vollenweider).
3.3.2 Poluarea apelor de suprafaţă
Prin poluarea apelor se înţelege alterarea calităţilor fizice, chimice şi biologice ale
acesteia, produsă direct sau indirect de activităţi umane sau de procesele naturale care o fac
improprie pentru folosirea normală, în scopurile în care această folosire era posibilă înainte de
a interveni alterarea (M. Negulescu, 1982). Principalele forme de poluare a apelor sunt
substanţele organice, anorganice, microorganismele fitopatogene şi poluarea termică.
3.3.3 Poluarea organică
Se realizează cu glucide, proteine, lipide. Răspunzătoare sunt fabricile de hârtie şi celuloză,
abatoarele, industria alimentară, industria petrochimică şi industria chimică de sinteză.
Poluanţii deversaţi în cursurile de apă antrenează, în urma degradării, un consum
suplimentar de oxigen în defavoarea organismelor din mediul acvatic. Importanţa acestei
poluări într-un efluent se poate evalua prin cererea chimică de oxigen (CCO). CCO, reprezintă
cantitatea de oxigen necesara degradării pe cale chimică a apei datorita poluarii, prin aceasta
intelegând întregul fenomen al poluării. Acest fenomen are componente fizice, chimice și
biologice care se traduc prin schimbarea dimensiunilor populaţiilor, prin creşterea sensibilităţii
organismelor la poluanţii din ape, neadaptarea vieţuitoarelor acvatice cu sânge rece la
temperaturi ridicate (crustaceele, planctonul, peştii).
37
3.3.4 Exprimarea toxicităţii.
Organismele prezintă limite de toleranţă diferite faţă de poluanţi. Toxicitatea
poluanţilor se exprimă prin:
Efecte acute sau efecte de scurtă durată, se exprimă prin concentraţii letale (CL) și
indică concentraţia toxicului exprimată în ml/l sau g/l toxic în soluţie apoasă care provocă
moartea a 50% din efectivul populaţiei acvatice imersate luate în studiu după 24 - 96 ore. Se
notează cu sigla CL50.
Efecte cronice sunt efecte pe o perioadă lungă de timp, pe mai multe cicluri de viaţă
fiind în general ireversibile.
Timpul letal (TL 50) reprezintă timpul (exprimat în ore) în care toxicul la o
concentraţie dată produce moartea a 50% din efectivul unei populaţii imersate (D. Şchiopu,
1997).
Efluenti, receptori, emisari
Apele uzate care se varsă într-o apă curgătoare sau stătătoare se numesc efluenți.
Apele în care se varsă efluenţii se numesc ape receptoare sau receptori. Când
receptorii au posibilitatea de a curge către altă apă de suprafaţă căreia să-i transmită
substanţele poluante se numesc emisari.
Debitul efluentului depinde de activitatea industrială care îl generează, iar din acest
motiv amestecarea acestuia cu apele receptorului nu se face uniform şi instantaneu (D.
Şchiopu, 1997). Debitul receptorului are valori sezoniere. Vara, de exemplu, debitul
emisarului scade datorită secetei, perioadă în care nu se recomandă irigaţiile datorită
concentraţiilor mari ale apei în săruri şi elemente poluante deversate, putând avea efect
fitotoxic.
3.3.5 Eutrofizarea apelor de suprafaţă
Definiţie - Exemple Eutrofizarea apelor constă în îmbogăţirea apelor cu substanţe nutritive, îndeosebi cu
azot şi fosfor, în mod direct sau prin acumularea de substanţe organice din care rezultă
substanţe nutritive pentru plante.
Termenul de eutrofizare a fost descris mai întâi pentru lacuri, mări, oceane, apoi a fost
extins şi la alte ecosisteme acvatice: fluvii şi canale, lagune, intrânduri marine. Este
considerată o poluare nutriţională.
Consecinţa imediată a eutrofizării este creşterea luxuriantă a plantelor de apă
(înflorirea apelor). Eutrofizarea este deci un fenomen care se manifestă prin proliferarea unui
număr limitat de specii vegetale în apele foarte încărcate cu nutrienţi sau în ape foarte
degradate fizic.
Consecinţele eutrofizării
a. Asfixierea şi poluarea organică
Ziua, vegetaţia produce mult oxigen prin fotosinteză, din care se consumă o parte prin
respiraţie. Noaptea, continuă numai respiraţia. Dacă cantitatea de vegetaţie este ridicată,
dimineaţa, tot oxigenul din apă poate fi consumat. În aceste condiţii peştii şi unele insecte pot
muri prin asfixiere. După moarte, biomasa acestora se descompune în stare de imersie. Pentru
descompunere microorganismele consumă oxigenul din apă (CBO5).
38
CB05 reprezintă deci, consumul biochimic de oxigen la 5 zile şi măsoară cantitatea de
oxigen necesară microorganismelor pentru a degrada şi mineraliza materiile organice, se
exprimă în mg/l şi kg/zi.
Apa este mai curată, când CBO5 are valoare mai redusă. Cu cât conţinutul de
substanţe organice în curs de descompunere este mai mare, iar temperatura apei este mai
ridicată, CBO5 are valori mai mari, ceea ce atenţionează asupra atingerii pragului de sufocare
a vegetaţiei şi faunei din apă.
b. Apariţia de compuşi toxici
pH-ul, în legătură cu fotosinteza are valori ridicate de dimineaţă. Dacă temperatura şi
conţinutul în amoniac sunt mari, poate să apară amoniacul gazos foarte toxic pentru peşti.
Când aprovizionarea cu oxigen este total insuficientă, descompunerea aerobă este
înlocuită cu cea anaerobă, din care rezultă CH4, H2S, NH4 care poluează şi prin mirosul
dezagreabil.
c. Distrugerea habitatelor
Colmatarea vegetaţiei determină deteriorarea mediului de viaţă pentru nevertebrate,
precum şi zonele de depunere a icrelor.
Pentru estimarea gradului de eutrofizare se măsoară producţia primară, se dozează
clorofila, se determină diferiţi parametrii chimici (transparenţa, conţinutul în oxigen) şi
evoluţia planctonului (abundenţa, diversitatea, natura algelor).
Creşterea producţiei primare este datorată unei multitudini de factori ecologici, dar, cel
mai important este considerat fosforul (deoarece este un factor limitativ pentru creşterea
algelor).
3.3.6 Poluarea apelor subterane
Apele subterane reprezintă cea mai mare rezervă de apă dulce a Pământului. Sunt
reprezentate de apele stătătoare sau apele curgătoare aflate sub scoarţa terestră (Zoe Partin,
Melania Rădulescu, 1995). Poluarea poate fi provocată în general de aceleaşi surse pe care le
întâlnim la poluarea apelor de suprafaţă, diferenţa fiind dată de condiţiile diferite de contact
cu acestea.
3.3.7 Autoepurarea apelor
Autoepurarea este fenomenul prin care apa din emisar, datorită unui ansamblu de
procese de natură fizică, chimică şi biologică se debarasează de poluanţii pe care îi conţine.
Aceasta are la bază două categorii de procese:
- procese fizico-chimice - de exemplu, sedimentarea poluanţilor; pătrunderea
radiaţiilor solare - cu efect bactericid şi bacteriostatic; temperatura apei - care
influenţează viteza reacţiilor chimice şi biochimice;
- procese biologice şi biochimice - de exemplu, concurenţa microbiană; acţiunea
bacterivoră; acţiunea litică a bacteriilor de către bacteriofagi; biodegradarea
substanţelor organice.
39
3.3.8 Epurarea apelor
Reprezintă totalitatea tratamentelor aplicate care au ca rezultat diminuarea
conţinutului de poluanţi, astfel încât cantităţile rămase să determine concentraţii mici în apele
receptoare, care să nu provoace dezechilibre ecologice şi să nu poată stânjeni utilizările
ulterioare.
Aceasta presupune două grupe de operaţii succesive:
a) reţinerea şi neutralizarea substanţelor nocive sau valorificarea substanţelor conţinute
de apele uzate;
Conform actelor normative, instalaţiile de epurare a apelor uzate sunt prevăzute pentru
toate comunităţile cu mai mult de 15.000 locuitori. Apele uzate epurate trebuie să fie
evacuate astfel încât, în avalul deversării, apele receptorului să se poată încadra în prevederile
standardului de calitate al apelor de suprafaţă.
Conform Tratatului de Aderare, Romaniei i-au fost acordate perioade de tranzitie pentru a fi
in concordanta cu standardul de colectare, epurare si deversare a apei reziduale, dupa cum urmeaza:
– pana in 2015 pentru un numar de 263 aglomerari urbane cu mai mult de 10.000 de locuitori, si
– pana in 2018 in 2.346 aglomerari urbane, intre 2.000 si 10.000 de locuitori.
La proiectarea şi realizarea sistemelor de canalizare şi epurare se va face şi studiul de
impact asupra sănătăţii publice.
Îndepărtarea apelor uzate menajere şi industriale se face numai prin reţea de
canalizare a apelor uzate, fiind interzisă răspândirea neorganizată, direct pe sol sau în
bazinele naturale de apă.
În cazul apelor care provin de la unităţi sanitare sau de la unităţi care prin specificul
lor contaminează apele reziduale cu agenţi patogeni, acestea se vor trata în incinta unităţilor
respective, asigurându-se dezinfecția şi decontaminarea înainte de evacuarea în colectorul
stradal.
b) prelucrarea substanţelor rezultate din prima operaţie (nămoluri).
Acestea pot fi folosite ca îngrăşământ (dar se are în vedere să nu conţină agenţi
patogeni; să nu depăşească limitele în substanţe poluante şi să se aplice conform tehnologiilor
etc), incinerate, descărcate în mare sau folosite pentru a iniţia descompunerea reziduurilor din
gropile de gunoi (de exemplu, conform datelor publicate de N. Courants, în Revue de l'eau et
de 1'amenagement, nr. 12, 1991, cantitatea de nămoluri de epurare şi modul de eliminare în
unele ţări este următorul (tabelul 3.3.8.1).
Modul de eliminare a nămolurilor provenite din staţiile de
epurare în câteva ţări din Europa
Belgia Germania Italia Spania Marea
Britanie
Nr. staţii epurare 222 8.860 3.119 600 7.750
Prod. nămol-mii t/an 35 2.500 800 300 1.075
Depozitare % 43 65 55 50 16
Agricultură % 57 25 34 10 51
Incinerare % 0 10 11 10 5
Mări % 0 0 0 28 0
Tabel nr 3.3.8.1
40
3.3.9 Mijloace de combatere şi limitare a poluării apelor de suprafaţă
În sinteză, aceste mijloace sunt:
a. Dezvoltarea şi modernizarea sistemului de monitoring al calităţii apelor de suprafaţă
În ţara noastră s-a instituit un fond special, extrabugetar, denumit fondul apelor, care
este constituit din taxele şi tarifele plătite pentru serviciile de avizare şi autorizare,
precum şi din penalităţi. Scopul este de a susţine financiar realizarea Sistemului naţional
de supraveghere cantitativă şi calitativă a apelor; dotării laboratoarelor; modernizarea
staţiilor de epurare a apelor uzate; acordării de bonificaţii pentru cei care au rezultate
deosebite în protecţia epurării şi degradării resurselor de apă, etc.
b. Reducerea poluării la sursă prin adoptarea unor tehnologii de producţie ecologică
De exemplu, pentru protecţia consumatorilor împotriva agenţilor patogeni,
instalaţiile de tratare a apei de suprafaţă trebuie să fie proiectate cu 4 etape, prin care
se realizează un şir de bariere de îndepărtare a contaminării microbiene:
rezervor de stocare apă brută;
coagulare, floculare şi sedimentare;
filtrare;
dezinfecţie terminală.
Dezinfecţia apei se poate face cu substanţe clorigene (clorul rezidual liber trebuie să
fie în concentraţie de 0,5 mg/l), ozon sau radiaţii ultraviolete
c. Realizarea unor sisteme adecvate de descărcare a apelor uzate în emisari (conducte
de descărcare dotate cu sisteme de dispersie, stabilirea corectă şi exactă a punctelor de
descărcare, respectarea indicatorilor de calitate a apelor uzate, etc);
d. Taxe pentru evacuarea apelor uzate;
e. întocmirea unor planuri fezabile de alarmare şi intervenţie rapidă în caz de poluări
accidentale şi punerea lor în practică;
f. Epurarea apelor uzate înainte de descărcarea lor în emisari;
g. Atribuirea unor bonificaţii celor care manifestă o grijă deosebită pentru menţinerea
calităţii apelor;
h. Pentru păstrarea şi ameliorarea calităţii apelor sunt necesare o serie de măsuri, în
care o pondere însemnată se referă la funcţionarea staţiilor de epurare:
- refacerea bilanţurilor cantitative şi calitative pe platformele industriale, în
vederea reducerii noxelor din apele uzate la intrarea în staţiile de epurare, reducându-se
astfel gradul de încărcare cu impurificatori
- măsuri tehnologice, în scopul micşorării volumului de ape uzate şi cantităţilor
de impurificatori evacuate la receptorii naturali
- perfecţionarea, sau chiar înlocuirea unor procese tehnologice de producţie mari
poluatoare (înlocuirea evacuării hidraulice a dejecţiilor de la fermele zootehnice cu
sistemul de evacuare uscat)
- eliminarea racordurilor directe la emisari şi realizarea de instalaţii de epurare a
apelor uzate la toate sursele de poluare care nu posedă astfel de instalaţii
- extinderea noilor secţii la agenţii economici să se coreleze cu extinderea
instalaţiilor de epurare a apelor uzate.
41
3.3.10 Analizele fizico-chimice ale apelor
De-a lungul timpului s-au elaborat diverse clasificări, dar cea mai bună, cunoscută
în prezent este cea a Organizaţiei Mondiale a Sănătăţii (OMS) care împarte substanţele
chimice în trei categorii:
substanţe nocive, în majoritate toxice, provenite prin poluarea apei cu plumb, mercur,
cadmiu, crom, arsen, pesticide, ş,a.
Substanţe indezirabile sau de nedorit care nu sunt toxice, dar a căror prezenţă
modifică caracteristicile fizice ale apei (gust, miros, culoare, turbiditate) ca: fierul,
manganul, magneziul, calciul, clorurile, cupru, zinc, ş.a. .
OMS stabileşte două limite, una de admisibilitate până la care nu produc nici o
modificare în calitatea apei, dar dacă este depăşită o limită excepţională atunci apa nu mai
este bună de băut ci este folosită pentru alte tipuri de nevoi, cum ar fi cele gospodăresti,
industriale, zootehnice.
Substanţe indicatoare de poluare care nu sunt toxice, nu modifică calităţile fizice ale
apei, dar prin prezenţa lor modifică concentraţia naturală a apei şi arată că s-a produs
un proces de poluare, mai ales de natură microbiologică şi poate fi periculoasă.
A. Recoltarea apei pentru analiza chimică
Recoltarea apei pentru analiza fizico-chimică se face în flacoane de sticlă sau
polietilenă prevăzute cu dop rodat sau inchise ermetic.
Vasele de recoltare trebuie spălate foarte bine pentru îndepărtarea oricărei urme de
substanţă organică sau alte impurităţi care ar denatura compoziţia probei de apă.
Spălarea vaselor se face cu detergent, apoi se clătesc bine cu apă de la robinet, apoi
cu apă distilată şi în final se usucă.
În momentul recoltării, flaconul se va clăti de 2 – 3 ori cu apa ce urmează a fi
recoltată, se umple până la refuz, iar dopul se va aşeza în aşa fel încât să nu rămână bule de
aer în interiorul vasului.
Din reţeaua de distribuţie apa se recoltează după ce robinetul s-a curăţat cu un tampon
curat, atât pe dinafară cât şi pe dinăuntru şi apoi se lasă să curgă aproximativ 5 minute
pentru a se elimina apa statuta pe conductă.
Din rezervoarele de înmagazinare probele de apă se vor recolta la punctul de ieşire din
rezervor.
Din fântâni cu extragerea apei prin pompare, apa se recoltează dupa minimum
10 minute de pompare,
Din fântână cu galeata, recoltarea se face introducându-se găleata la 10 – 30 cm sub
oglinda apei şi apoi se toarnă apa cu găleata în flaconul de recoltare.
Probele de apă recoltate trebuie duse la laborator în maximum 4 ore. Dacă nu este
posibil, se vor păstra la frigider maximum 10 ore.
Probele de apă după recoltare vor fi însoţite de o fişă de recoltare ce trebuie sa
cuprindă:
- numele, prenumele şi calitatea persoanei care a făcut recoltarea
- localitatea şi denumirea sursei de apă
- folosinţa apei
- locul, data (anul/luna/ziua/ora) când s-a făcut recoltarea
- scopul analizei
Pentru apa recoltată din fântână:
- caracterul fântânii (publice, particulare, dacă deserveşte una sau mai multe
gospodării)
42
- adâncimea până la oglinda apei şi grosimea stratului de apă până la fundul făntânii
- felul fântânii şi starea pereţilor fântânii
- dispozitivul de scoatere a apei (cumpănă, roată, pompă, etc.)
- distanţa faţă de sursele de impurificare posibile (grajduri, latrine, gropi de gunoi, etc.)
şi cum este amplasată fântâna faţă de sursele de impurificare (amonte, aval)
- dacă se tulbură după ploi.
B. Determinarea nitraţilor (NO3) din apă
Nitraţii din apă se determină printr-o reacţie colorimetrică folosind reactivul
fenoldisulfonic cu care nitraţii dau o coloraţie galbenă prin formarea nitroderivaţilor în mediu
alcalin. Se lucrează pe rezidiu după evaporarea apei. Intensitatea coloraţiei se citeşte la un
spectrofotometru, iar determinarea cantitativă se face raportându-se la o curbă de etalonare
care conţine concentraţii diferite de nitraţi.
Prezenţa nitraţilor în apă arată o poluare veche şi un pericol epidemiologic scăzut,
iar în concentraţii mari provoaca la copii şi diverse animale boala sângelui albastru,
concentraţia maxim admisă este de 45 mg NO3/dm3 de apă.
C. Determinarea plumbului din apă
Determinarea plumbului se face prin metoda colorimetrică cu ditizonă sau prin
metoda spectrofotometriei în absorbţie atomică:
Metoda colorimetrică – plumbul formează cu ditizona (difenilcarbazona) în mediu
alcalin un complex colorat ditizonatul de plumb, solubil şi extractibil în solvenţi
organici. Ditizonatul de plumb format se extrage cu cloroform şi intensitatea
coloraţiei se citeşte la un spectrofotometru, fiind proporţională cu concentraţia
plumbului, concentraţie care se citeşte prin extrapolare pe ocurbă de etalonare,
rezultatul fiind exprimat în mg/dm3.
Metoda spectrofotometriei în absorbţie atomică – proba de apă se aspiră într-o flacără
aer-acetilenă, plumbul prezent trece în stare de vapori şi are proprietatea de a absorbi
radiaţii proporţional cu concentraţia, care se vizualizează sub formă de impulsuri.
Concentraţia plumbului se calculează în funcţie de numărul de impulsuri după o scară
de etalonare.
Plumbul este un poluant prezent în toţi factorii de mediu, până la anumite niveluri
este perfect tolerat de organismul uman, dar dacă aceste niveluri sunt depăşite, apar
modificări fiziopatologice cu repercursiuni asupra stării de sănătate, iar concentraţia
maxim admisă este de 0,05 mg Pb/dm3 apă.
D. Determinarea fluorului din apă
Fluorul din apă se determină colorimetric şi se bazează pe proprietatea că unele
lacuri (coloranţi) reactioneaza proporţional cu concentraţia lui. Aceste lacuri sunt: zirconiu-
alizarină, azotat de toriu-alizarină, SPADNS (parasulfofenil-azol-1, 8-hidroxi-3,6 naftalin
disulfonat).
Concentraţia fluorului din apă până la 1 mg/dm3 nu are nici un efect asupra
organismului uman, concentraţia stabilită de OMS. Până la această concentraţie fluorul este
carioprotector. Peste 1,5 mg F / dm3 de apă, fluorul este toxic acţionând în primul rând asupra
dinţilor, dând fluoroza dentară în perioada de formare a dentiţiei definitive. În concentraţii
mai mari produce la nivelul oaselor osteofluoroza asimptomatică şi anchilozantă.
43
E. Determinarea substanţelor indezirabile
Nu sunt nocive, dar schimba caracterele fizice ale apei facând-o nepotabilă şi/sau
neutilizabilă pentru diferite folosinţe. Aceste substanţe au în general o provenienţă naturală si
anume:
Fierul şi manganul imprimă apei un gust particular, metalic în cazul fierului şi amar în
cazul manganului, favorizează dezvoltarea unor organisme feruginoase sau
manganoase care pot optura conductele, pătează rufele spălate cu aceste ape şi se
depun pe vasele de bucătărie datorită transformării sărurilor solubile (bivalente) în
săruri insolubile (trivalente).
Calciul şi magneziul dau impreună duritatea apei, imprimă un gust sălciu, împiedică
fierberea legumelor şi fructelor, se depun pe conducte şi vase, trec din bicarbonaţi
solubili în carbonaţi insolubili.
Clorurile şi sulfaţii produc un gust sărat şi respectiv amar, inhibă senzaţia de sete fără
a da saţietate şi pot interveni (mai ales clorura de sodiu) în producerea şi agravarea
hipertensiunii aeteriale.
F. Determinarea durităţii apei
Duritatea apei este dată de prezenţa tuturor cationilor din apă în afară de ionii de
hidrogen şi cationii metalelor alcaline.
Deoarece ionii de calciu şi magneziu se găsec în apă în cantitate mult mai mare faţa
de ceilalţi cationi, determinarea durităţii apei va consta din determinarea concentraţiei acestor
cationi.
Duritatea este de două feluri, duritate temporară sau carbonată dată de
bicarbonaţii de Ca şi Mg prezenţi în apă şi duritatea necarbonată sau permanentă dată de
celelalte săruri de Ca şi Mg (azotaţi, cloruri, sulfaţi, fosfaţi, etc.).
Suma celor două durităţi formează duritatea totală. Convenţional, duritatea se
exprimă în grade de duritate ce pot fi de două feluri:
Grade germane - 1 grad german = 10 mg CaO
Grade franceze – 1 grad francez = 10 mg CaCO3
La noi în ţară exprimarea durităţii se face în grade germane.
Duritatea apei se determină complexometric având următorul principiu: ionii de
calciu şi magneziu au proprietatea de a forma complexe cu sarea de sodiu a acidului etilen-
diamin-tetraacetic (EDTA-Na2), incolore şi nedisociabile. Sfârşitul reacţiei este marcat de
indicatori specifici cum ar fi negru de ericrom. Acest indicator are o culoare roşie ca vinul în
prezenţa ionilor de Ca şi Mg, iar când aceştia sunt fixaţi de către EDTA-Na2 virează spre
albastru.
Determinarea calciului din apă
Determinarea calciului se face prin titrare cu EDTA-Na2 la pH 12-13, iar sfârşitul
reacţiei este indicat de sarea de amoniu a acidului purpuric (murexid) care virează de la roz
violaceu când toţi ionii de calciu substituie ionii de sodiu ajungându-se la EDTA-Ca.
Determinarea magneziului din apă
Determinarea magneziului din apă se face prin calcul după ce se cunoaşte cantitatea
de EDTA-Na2 utilizată la titrare pentru determinarea durităţii calciului după următorea
formulă:
V
BAdmMgmg
10002432.0/ 3
, unde:
44
- A – ml de soluţie de EDTA-Na2 utilizată la titrarea durităţii apei
- B – ml soluţie de complexon (EDTA-Na2) utilizaţi pentru titrarea calciului.
- V – volumul de apă luat în lucru
Concentraţia admisă pentru calciu este 100 mg/dm3, iar cea excepţională
180 mg/dm3, iar pentru magneziu maximul admis este de 50 mg/dm
3 şi excepţional
80 mg/dm3.
G. Determinarea substanţelor indicatoare de poluare
Aceste substanţe nu sunt nocive, nu modifica calitatea apei, dar prin prezenţa lor
sau creşterea concentraţiei faţă de concentraţia naturală indică prezenţa în apă a altor
elemente nocive (chimice), dar mai ales microbiene (germeni patogeni) şi acestea sunt:
Substanţe organice ce pătrund în apă odată cu germenii şi constituie suportul nutritiv
al acestora. Ele se determină prin oxidare, de aceea determinarea lor poartă numele şi
de oxidabilitate şi reprezintă un indicator general al gradului de poluare.
Amoniacul rezultă din biodegradarea substanţelor organice care conţin azot şi care
apar în apă de la câteva ore la câteva zile de la poluarea apei, reprezintă un indicator
al unei poluări recente, deci periculoasă.
Nitriţii rezultă în continuare din degradarea (oxidarea) amoniacului şi apar în apă de
la câteva zile la câteva săptămâni de la poluarea apei, reprezintă o poluare mai veche
sau mai puţin periculoasă.
Apariţia sau creşterea concentraţiei atât a amoniacului cât şi a nitriţilor arată o poluare
continuă (atât veche cât şi recentă).
Tot în cadrul acestor indicatori s-ar putea încadra şi determinarea oxigenului dizolvat,
a cărei reducere faţă de concentraţia naturală în funcţie de temperatura apei, presiunea aerului
indică o poluare a apei şi de regulă se adresează mai ales apelor de suprafaţă.
Determinarea substanţelor organice din apă
Conţinutul de substanţe organice din apă se determină global în practica curentă sau
mai degrabă se determină puterea reducătoare a apei care poate fi dată şi de prezenţa
substanţelor organice.
Puterea reducătoare a apei, care se numeşte oxidabilitate, se determină la cald pentru
evidenţierea substanţelor organice în prezenţa permanganatului, sau a bicromatului de potasiu
în medii acide.
Rezultatul se exprimă sub formă de consum de permanganat sau consum chimic de
oxigen (CCO-Mn) sau (CCO-Cr) dacă oxidantul este bicromatul de potasiu.
Concentraţia crescută de substanţă organică din apă constituie un semnal al unei
contaminări posibile cu floră patogenă, iar corelarea acestui indicator se face cu rezultatul
analizei bacteorologice, dând rezultatul definitiv şi de ansamblu asupra poluării organice a
apei.
Determinarea amoniacului din apă
Amoniacul din apă reacţionează cu reactivul Nessler (tetraiodomercuriatul de potasiu)
cu care dă o coloraţie galben-portocalie în funcţie de concentraţie. Aprecierea cantitativă se
face prin compararea coloraţiei probei de apă cu o scară de etalonare care conţine concentraţii
diferite de amoniac.
În apele de suprafaţă şi freatice amoniacul provine din poluare cu substanţe organice
cu conţinut de azot, reprezentând prima treaptă de degradare sub acţiunea microorganismelor
din apă.
45
Apele de mare profunzime pot conţine uneori amoniac care provine din sol în urma
proceselor de reducere a nitraţilor în absenţa oxigenului.
Determinarea nitriţilor (NO2) din apă
Determinarea nitriţilor din apă se face colorimetric prin reacţia dintre naftilamină şi
acidul sulfanilic care dau nitriţilor o coloraţie roşie. Cantitativ nitriţi din apă se determină prin
compararea coloraţiei probei de apă în care s-au introdus reactivi cu o scară de etalonare care
corespunde la concentraţii diferite de nitriţi.
Ca şi amoniacul şi substanţele organice, nitriţii fac parte din grupa substanţelor
indicatoare de poluare, arată o poluare relativ recentă dar totuşi periculoasă, deorece mulţi
germeni supravieţuiesc mai mult timp în apă.
Determinarea oxigenului dizolvat din apă
Pentru determinarea oxigenului dizolvat din apă, el trebuie fixat la locul de recoltare,
deoarece prin trecerea timpului îşi modifică concentraţia. Recoltarea apei pentru analiza
oxigenului se face în sticle speciale (winckler), cu dop rodat şi cu un volum exact determinat
care este scris pe sticlă. Recoltarea se face cu multă atenţie să nu se aereze apa.
Fixarea oxigenului se face introducând în sticla în care am recoltat apa de analizat,
clorură manganoasă şi amestec de iodură de potasiu alcalină, care fixează oxigenul.
În laborator, precipitatul de hidroxid manganos care înglobează oxigenul este dizolvat
în mediu acid şi eliberează iodul din iodura de potasiu în cantitate echivalentă cu oxigenul
dizolvat, care se titrează cu tiosulfat în prezenţa amidonului. Rezultatul se calculează în
mg O /dm3.
Scăderea oxigenului din apă reduce capacitatea de autopurificare a apelor naturale
favorizând degradarea anaerobă.
3.3.11 Indicatori de calitate pentru diferite categorii de ape
În continuare prezentăm centralizat în tabelele 3.3.11.1 și 3.3.11.2 pe câte o analiză
generală a diferitelor categorii de apă întâlnite curent şi anume: apă distilată, apă de râu apă
de lac, apă subterană, apă din reţeaua de apă potabilă şi apă minerală.
46
Indicatori de calitate pentru diferite categorii de apă
Tabel nr 3.11.1
47
Indicatori de calitate pentru diferite categorii de apă - continuare
Tabel nr 3.11.2
48
3.3.12 Indicatori fizico-chimici ai apelor murdare ce trebuie respectaţi în proiectarea
canalizărilor
Aceste ape conţin substanţe de natură minerală şi organică ce constituie un mediu
propice pentru dezvoltarea bacteriilor, printre acestea aflându-se şi bacterii patogene care pot
produce boli ca: tifos, dizenterie. Bacteriile îşi păstrează vitalitatea un timp destul de
îndelungat (până la 100 zile sau chiar mai mult).
Materiile organice şi bacteriile pot fi făcute inofensive prin acţiunea altor bacterii şi a
unor agenţi naturali (căldura, umezeala) care supun aceste materii unui proces de
dezagregare, adică unei descompuneri în compuşi mai simpli, gaze şi substanţe minerale.
Procesul acesta poartă numele de mineralizare a materiilor organice. Mineralizarea
materiilor organice se poate produce prin două căi:
• dacă oxigenul se află în cantitate suficientă, mineralizarea se face prin oxidare rapidă cu
participarea bacteriilor aerobe;
• dacă oxigenul se află în cantităţi insuficiente, mineralizarea se face într-un timp mai lung prin
descompuneri lente şi fermentări însoţite de degajare de gaze rău mirositoare sub acţiunea
bacteriilor anaerobe.
Apele murdare de la gospodării şi alte ape uzate cunoscute sub denumirea de ape uzate
sau reziduale sunt îndepărtate prin două procedee:
• colectarea pe loc şi apoi transportul acestor murdării când se află în cantităţi mici;
• plutirea lor prin canale închise şi deschise folosind o cantitate de apă ca agent de transport.
În sistemul de transport apele uzate sunt adunate în camere etanşe, numite hasnale care
se construiesc lângă clădiri.
Ansamblul de construcţii care colectează apele murdare, le conduce spre staţii de epurare
care le aduce la un grad de puritate stabilit pentru condiţiile locale şi apoi le varsă, epurate, într-un
bazin natural de apă, se numeşte canalizare, iar teritoriul deservit de o reţea de canalizare se
numeşte bazin de canalizare.
După provenienţă, apele murdare se clasifică în ape uzate menajere şi fecaloide, rezultate
din satisfacerea nevoilor gospodăreşti de apă ale centrelor populate, precum şi a nevoilor
gospodăreşti, igienico-sanitare şi social administrative ale diferitelor categorii de unităţi industriale,
agrozootehnice :
- ape uzate publice, rezultate de la satisfacerea nevoilor de apă publice ale centrelor
populate;
- ape uzate industriale care rezultă din procesele de producţie ale întreprinderilor
industriale;
- ape meteorice formate în urma precipitaţiilor atmosferice (ploaie, zăpadă) şi murdărite cu
praf şi nămol pe care îl spală;
- ape stagnante de suprafaţă provenite din bălţi, mlaştini;
Din punct de vedere al admiterii apelor murdare în emisar interesează gradul lor
de murdărire precum şi compoziţia murdăriei. În funcţie de gradul de murdărire, apele murdare
pot fi:
ape murdare care necesită o epurare înainte de vărsarea lor în emisar conform
cerinţelor sanitare
ape convenţional-curate care nu necesită o epurare înainte de vărsarea lor în emisar.
Studiul compoziţiei apelor ce trebuie canalizate este de mare importanţă la proiectarea
canalizării deoarece alături de alte considerente ele determină sistemul de canalizare, sistemul
de epurare, materialele de construcţie a canalelor, posibilitatea valorificării substanţelor
conţinute în apă, măsurile pentru protecţia muncii.
49
Compoziţia apelor de canalizare este definită de calităţile fizice, chimice, biologice şi
bactereologice. Din totalitatea acestor indicatori, la proiectarea reţelei de canalizare, este necesar să
se cunoască elementele principale.
Indicatori fizici
Cei mai importanţi sunt:
• temperatura, este un indicator important la alegerea materialului canalelor şi a
celorlalte construcţii şi instalaţii ale canalizării şi la stabilirea măsurilor pentru protecţia lor.
• culoarea şi mirosul, dau indicaţii asupra felului şi provenienţei apelor uzate,
precum şi asupra gradului de descompunere a substanţelor aflate în suspensie, sau în
soluţie, folosind la stabilirea măsurilor pentru asigurarea unei raţionale exploatări a
instalaţiilor de canalizare.
• mirosul dă de asemenea indicaţii asupra provenienţei apelor, cum ar fi de
exemplu, mirosul de benzină, fenoli, etc. Mirosul de hidrogen sulfurat indică, de
regulă, dezvoltarea unor procese de fermentaţie anaerobă.
• substanţele în suspensie sunt de trei categorii:
- care plutesc la suprafaţa (păcură, reziduuri petroliere, uleiuri, grăsimi);
- care se depun într-un timp relativ scurt;
- foarte fin dispersate, uneori până în stare coloidală, depunându-se foarte greu, sau
deloc.
Indicatori chimici
• reacţia pH a apelor uzate, este unul din factorii principali la alegerea materialului
canalului şi a celorlalte construcţii şi instalaţii aie canalizării şi a măsurilor pentru
protecţia lor.
• rezidul fix la 105 °C, obţinut prin evaporare, se determină după filtrarea probei,
valoarea obţinută dă indicaţii asupra substanţelor de origine organică şi anorganică
dizolvate în apă.
• reziduul obţinut prin ardere, reprezintă conţinutul de materie organică. Substanţele
îndepărtate prin ardere (volatile) sunt cele de natură organică. In cenuşa de calcinare,
după dizolvarea în acid clorhidric, se pot identifica prin metode curente de laborator,
ionii de cupru, nichel, etc.
• consumul biochimic de oxigen (CBO) indică gradul de impurificare cu substanţe
organice biodegradabile al apelor uzate. CBO reprezintă cantitatea de oxigen, în
miligrame la litru, necesară pentru a descompune materiile organice din apa uzată, cu
ajutorul microorganismelor. În practica proiectării se folosesc datele privind consumul
biochimic de oxigen la 5 zile (CBO5) şi mai rar, cel la 20 zile (CBO20).
Indicatori biologici:
capacitatea de fermentare, arată dacă şi după câte ore sau zile, apa uzată începe să
fermenteze, dezvoltând hidrogen sulfurat. Determinarea se face cu o soluţie de
albastru de metilen, care în momentul când începe fermentaţia se decolorează, din
cauza hidrogenului sulfurat care se degajă. Este un indicator important atât în
stabilirea sistemului şi schemei de canalizare, cât şi a modului de epurare.
Indicatori bacteriologici:
• analizele bacteriologice au ca obiectiv determinarea gradului de impurificare al apelor
uzate. Ele prezintă interes în special în legătură cu măsurile pentru evitarea propagării
maladiilor contagioase precum şi pentru protecţia personalului de exploatare
a reţelei de canalizare.
50
3.4 Planul de Management Integrat al Bazinului Hidrografic si Planul de Siguranta a
Apei
Elementele revoluţionare pe care le-a adus Directiva Cadru a Apei sunt:
realizarea Planului de management al apelor pe bazin hidrografic
caracterizarea stării apelor în cinci categorii de calitate se face ţinând seama în
primul rând de viaţa din apă, respectiv de elementele biologice;
definirea stării de referinţă pentru apele de suprafaţă;
definirea stării bune a apelor;
definirea de noi categorii de ape cu regim foarte mult modificat antropic;
definirea conceptului de reabilitare a râurilor.
I. Planul de management al bazinului hidrografic reprezintă instrumentul pentru
implementarea Directivei Cadru Apă reglementat prin Articolul 13 şi anexa VII şi are drept
scop gospodărirea echilibrată a resurselor de apă precum şi protecţia ecosistemelor acvatice,
având ca obiectiv principal atingerea unei „stări bune” a apelor de suprafaţă şi subterane.
Articolul 14 al Directivei Cadru Apă 2000/60/EC, specifică faptul că Statele Membre trebuie
să informeze şi să consulte publicul şi utilizatorii, în special, cu privire la calendarul şi
programul de lucru pentru elaborarea planurilor de management pe bazin hidrografic şi
despre rolul consultării, precum si o sinteza a problemelor importante de gospodărirea apelor.
În cadrul acestui proces au fost identificate 4 categorii majore de probleme:
- poluarea cu substanţe organice,
- poluarea cu nutrienţi,
- poluarea cu substanţe prioritar/ periculoase şi
- alterările hidromorfologice, pentru care au fost concepute programe de măsuri
specifice în vederea conformării cu obiectivele de mediu.
Planul de management bazinal este în strânsă corelaţie cu dezvoltarea socio-
economica şi prezintă punctul de plecare pentru măsurile de management din toate ramurile
economiei, măsurile de gospodărire a apelor la nivel bazinal şi local şi evidenţiază factorii
majori care influenţează gospodărirea apei într-un bazin hidrografic.
De asemenea, prin Planul de management se stabilesc deciziile necesare în economia
apei şi pentru dezvoltarea de obiective pentru o gospodărire durabilă, unitară, echilibrată şi
complexă a resurselor de apă, el este elaborat in cadrul Administratiei Nationale “Apele
Romane”, de catre fiecare administratie bazinala pe bazinul hidrografic administrat.
Planul de management pentru un bazin hidrografic are urmatorul cuprins:
Descrierea caracteristicilor bazinului hidrografic
Identificarea presiunilor şi evaluarea impactului asupra resurselor de apă
Identificarea şi cartarea ariilor protejate
Monitoringul integrat al apelor, care urmareste:
Reţele de monitoring: râuri, lacuri, ape tranzitorii, ape costiere, ape
subterane, surse poluare
Programe de monitoring: de supraveghere, operaţional, de investigare
Medii şi parametrii monitorizaţi
- apa - fizico-chimici generali
- sedimente - poluanţi specifici
- biota - poluanţi prioritari / periculoşi
51
Caracterizarea calităţii apei în cinci clase de calitate pe baza
elementelor biologice, chimice şi hidromorfologice
Obiectivele de mediu
Analiza economică a utilizării apei, unde sunt urmarite:
utilizarea apei – reprezintă serviciile de apă împreună cu alte activităţi
necesare atingerii “stării bune” a apelor;
servicii de apă – înseamnă toate serviciile care asigură pentru populaţie,
instituţii publice şi orice alte activităţi economice:
prelevarea apei, realimentare artificială a resurselor, acumularea apei,
tratarea şi distribuţia apei;
colectarea şi epurarea apelor uzate.
Scop – Asigurarea: gospodăririi apelor – atingerea “stării bune”
protejarea resurselor – tarife stimulative pentru reducerea poluării şi a
cerinţelor de apă
securităţii beneficiarilor – împotriva efectelor negative ale apelor
Principii: recuperării costurilor: cu resursele, cu tratarea şi epurarea apei şi
costul asociat mediului
beneficiarul plăteşte
poluatorul plăteşte
Programe generale de măsuri, cum ar fi:
Măsuri pentru implementarea legislaţiei europene
Măsuri pentru aplicarea principiilor recuperării costurilor serviciilor de apă
Măsuri pentru asigurarea şi protejarea surselor de apă
Măsuri pentru controlul prelevărilor pentru folosinţele de apă din surse de
suprafaţă şi subterane inclusiv controlul reîncărcării resurselor
Măsuri privind controlul injectării apelor în subteran
Măsuri privind diminuarea poluării din surse punctiforme şi difuze
Măsuri privind reducerea substanţelor prioritare/ periculoase
Măsuri pentru corpurile de apă în vederea atingerii obiectivelor de mediu
(inclusiv restaurarea acestora)
Măsuri suplimentare în vederea atingerii obiectivelor de mediu pentru
corpurile de apă care nu pot sau n-au putut atinge obiectivele în perioada
prevăzută
Măsuri pentru reducerea poluării apelor costiere
Măsuri pentru prevenirea şi reducerea impactului poluărilor accidentale
Programe speciale de măsuri pe sub-bazine, categorii de apă, ecosisteme, etc.
Informarea şi consultarea publicului
Autorităţi competente
Modul de obţinere a informaţiilor
II. Planurile de Siguranţă a Apei (PSA) se bazează pe o evaluare cuprinzătoare a
riscului şi a managementului de abordare a riscului cu privire la acţiunile necesare în cadrul
unui sistem de alimentare cu apă, de la captarea acesteia şi până la robinetul consumatorului.
Această abordare a fost iniţiată de Organizatia Mondiala a Sanatatii (OMS) şi Comisia
Europeană, care au analizat rolul PSA în cadrul discuţiilor pentru revizuirea Directivei
52
98/83/CE cu privire la calitatea apei destinată consumului uman. OMS a pregătit împreună cu
Asociaţia Internaţională a Apei (IWA), un ghid general pentru întocmirea PSA.
Un plan de siguranţă a apei este un mijloc de a asigura distribuirea adecvată a apei, în
orice moment, pentru a proteja sănătatea publică. Este şi un mijloc important prin care se
asigură că sistemele de aprovizionare cu apă pot îndeplini cerinţele europene şi
reglementările naţionale cu privire la calitatea apei potabile. PSA se bazează pe identificarea
pericolelor asupra calităţii apei potabile ce pot proveni de la sursa de apă, din staţia de tratare,
din sistemul de distribuţie exterior şi interior, asigurându-se că măsurile sau procedurile
corespunzătoare de management sunt eficiente pentru a diminua riscurile identificate şi
funcţionează adecvat în orice moment. Măsurile ar trebui concepute astfel încât să diminueze
contaminarea ce se poate produce la sursa de apă, în timpul tratării sau în reţeaua de
distribuţie, inclusiv cea din interiorul clădirilor. Fiecare sistem de alimentare cu apă este
diferit, iar PSA trebuie să fie personalizat, pentru a ţine cont de cerinţele specifice ale
sistemului, indiferent de mărimea sau complexitatea sa. Un PSA individual ar trebuit elaborat
pentru fiecare sistem de aprovizionare cu apă.
Bunele practici de management ale sistemelor de aprovizionare cu apă sunt parte
integrantă din PSA; multe cerinţe ale PSA, precum ar fi o bună documentare şi practici de
exploatare standard, reprezintă componente comune importante. Cu toate acestea, aplicarea
PSA este o abordare mult mai cuprinzătoare care integrează funcţionarea întregului sistem de
aprovizionare cu apă. O serie de aspecte cum ar fi protecţia captărilor şi reţelelor interioare
din clădirile de locuit, nu reprezintă responsabilitatea producatorului/ distribuitorului de apă,
în conformitate cu legislaţia din România, ceea ce conduce la ideea că trebuie să existe o
colaborare strânsă cu alte părţi interesate sau implicate, cum sunt de exemplu administratorul
resursei de apa (Administratia Nationala „Apele Romane” (ANAR)) şi respectiv cu
asociaţiile de proprietari sau de locatari.
PSA este în esenţă un cadru de identificare a pericolelor, evaluare a riscurilor şi management
al riscului, împreună cu măsuri de control, monitorizare, planuri pentru cazuri de incidente şi
situaţii de urgenţă. Datorită complexităţii, documentaţia aferentă pentru fiecare fază a PSA
trebuie să fie corespunzătoare şi să reflecte caracteristicile sistemului de aprovizionare cu
apă. Pentru fiecare sistem de alimentare cu apă ar trebui întocmit un PSA individualizat care
poate varia în complexitate, în funcţie de caracteristicile şi mărimea sistemului.
În România, responsabilitatea aprovizionării consumatorilor cu apă potabilă sigură este
împărţită între mai mulţe instituţii cu atribuţiuni specifice:
- Administraţia Naţională „Apele Romane”, aflată sub autoritatea Ministerului Mediului,
este administratorul resursei de apă
- Producătorii/distribuitorii de apă (staţiile de tratare ale apei) sunt coordonate de
Ministerul Adminstraţiei şi Internelor şi au rolul de a trata apa în scopul potabilizării şi de
a o distribui consumatorilor. Aceste instituţii sunt cele care trebuie să întocmească
Planurile de Siguranţă ale Apei
- Direcţiile de Sănătate Publică judeţene şi a municipiului Bucureşti, sunt responsabile de
calitatea apei la robinetul consumatorului, având atribuţiuni operaţionale legate de
monitorizarea de audit a calităţii apei potabile şi de inspecţie sanitară, fiind subordonate
Ministerului Sănătăţii.
Sistemele de aprovizionare cu apă pot fi considerate ca un lanţ cu mai multe verigi sau ca
o serie de paşi succesivi care trebuie urmaţi şi integrati pentru a obţine o apă potabilă curată
şi sanogenă. Pentru siguranta apei potabile, fiecare pas necesită un management atent care
cuprinde:
53
Prevenirea şi controlul poluării surselor de apă
Managementul înmagazinării apei, acolo unde este posibil
Tratamentul corespunzator şi optimizat înainte de distribuţie
Protecţia în timpul distribuţiei şi managementul sistemului de distributie
Distribuţia sigură şi in situaţii specifice, tratarea suplimentară în punctul de consum.
Fiecare din acesti paşi trebuie avuţi în vedere în luarea măsurilor necesare pentru a
asigura o apă potabilă sanogenă şi curată. Există o gamă largă de agenţi de contaminare
chimici şi microbiologici care pot fi prezenţi în apa potabilă, unii dintre aceştia având efecte
negative asupra sănătăţii consumatorilor. Contaminanţii pot proveni dintr-o serie de surse, iar
în unele cazuri chiar din procesul de tratare propriu zis. Înţelegerea naturii pericolelor şi
surselor de contaminare şi a modului în care acestea pot intra în sistemul de aprovizionare cu
apă, este un aspect foarte important în atingerea calităţii de „apa potabilă sanogenă şi curată”.
Mijlocul cel mai ieftin şi eficient de a produce apă potabilă sigură este aplicarea unui
management al riscului, susţinut de o monitorizare corespunzătoare a funcţionării sistemul de
aprovizionare. Deoarece fiecare verigă a sistemului de aprovizionare poate fi susceptibilă la
contaminare şi/sau deteriorare, este important ca managementul riscului să reprezinte o
abordare consecventă pe tot parcursul lanţului cauzal, de la priza de captare, până la robinetul
consumatorului (figura urmatoare).
Obiectivul unui PSA este de a asigura apă potabilă curată şi sanogena, prin practici corecte
de tratare şi distribuţie:
Reducerea contaminării surselor de apă;
Tratarea apei pentru a reduce sau îndeparta agenţii de contaminare care ar putea exista,
în vederea conformării la standardele de calitate din legislatia în vigoare;
Prevenirea re-contaminării în timpul stocării, distribuţiei, transportului şi utilizării apei
potabile.
Informaţii despre priza de captare
Informaţii despre
calitatea sursei de apă
Controlul procesului de tratare al apei
Protecţia reţelei de distribuţie a
apei
Apa potabilă sigură (curată şi sanogenă)
54
Elaborarea şi utilizarea PSA oferă un mijloc de a arăta interesul cuvenit în privinţa
evaluării pericolelor şi demonstrării siguranţei in producerea si distributia apei potabile.
O evaluare a riscurilor predictibile pentru consumator de la sursă, la robinet;
Un sistem corespunzător pentru tratarea riscurilor predictibie;
Dovada unei „culturi a respectarii conformării la standardele de calitate a apei
potabile” (la care organizaţia care operează sistemul, trebuie să adere);
Un proces continuu de revizuire şi includere de noi cunoştinţe;
Planificarea corespunzătoare pentru evenimente neaşteptate.
Pentru a realiza cu succes obiectivele, este esenţial ca alături de producătorii/ distributorii
de apă, să se implice atât factorii de reglementare cât şi de administrare a resurselor de apă, la
nivel instituţional şi la nivelul fiecărui anagajat în parte.
Implementarea unui plan pilot de siguranţă a apei, integrat practicilor existente de
management privind calitatea apei, reprezintă un mijloc de a demonstra că această abordare
este viabilă, are avantajele şi ar facilita acceptarea acestei metode noi de management al
riscurilor in puncte critice.
In concluzie este necesara cooperarea si coordonarea activitatilor factorilor interesati,
compararea informatiilor comune din cele doua planuri, comunicarea permanenta in vederea
indeplinirii obiectivelor din cadrul gestionarii resurselor de apa.
55
56
Capitolul 4. Studiu de caz: Spatiul Hidrografic Arges
4.1 Prezentarea generala
Delimitarea spațiului hidrografic Argeș
Bazinul hidrografic Argeș este cuprins între urmatoarele coordonate geografice:
4304'50" - 45
036'30" latitudine nordică și 24
030'50" - 26
044'25" longitudine estică. În partea de
nord se invecinează cu bazinul hidrografic Olt, la vest cu bazinele hidrografice Olt și Vedea, la
sud cu bazinul Dunării și la est cu bazinul hidrografic al Ialomiței, având o suprafața de
12.550 km2.
Din punct de vedere administrativ, acest spațiu hidrografic ocupă județele Arges,
Giurgiu, Ilfov (inclusiv municipiul Bucuresti), Dambovita, Calarasi și o mică parte din județul
Olt.
57
4.1.1 Relieful
Spațiul hidrografic al bazinului Argeș se caracterizează printr-o mare varietate a
formelor de relief, începand cu înalțimile muntoase ale munților Fagaraș (altitudine maxima de
2.140 m), iar treapta cea mai joasă de relief o reprezintă Lunca Dunării (altitudine minima
12 m).
Regiunea montană este situata în nord și include cele mai inalte culmi ale Carpaților
Meridionali cu Masivul Fagarașului si partea vestică a Masivului Bucegi (munții Leaota) care
este despărțit de culoarul tectonic Rucăr Bran spațiul muntos al bazinului Argeș reprezentând
8% din suprafața lui.
Zona carpatică ocupă partea nordică a bazinului ce corespunde Carpaţilor Meridionali,
respectiv Munţilor Făgăraş, Iezer şi Păpuşa formând sectorul cel mai înalt al bazinului
hidrografic Argeș.
Zona subcarpatică din arealul bazinului superior al Argeșului corespunde Subcarpaţilor
Getici sau Muscelelor Argeşului incluzând depresiunile submontane, culmile submontane,
culoarul depresionar intracolinar şi muscelele.
Zona piemontană corespunde unei părți a bazinului mijlociu al Argeșului și se suprapune
Piemontului Getic, respectiv Gruiurilor Argeşului.
Spațiu hidrografic Argeș cuprinde zona subcarpatică și colinară a Piemonturilor
Cotmenei și Candestiului (care acopera 28% din total și 6% subcarpți si 22% piemont), această
zonă este formată dintr-o asociație de muscele și dealuri orientate în sens latitudinal, care includ
între ele depresiuni intracolinare, cu altitudini ce variaza între 1.200 m în nord și 600 m în sud,
iar spre sud se dezvoltă podișuri piemontane bine reprezentate care aparțin Piemontului Getic.
Bazinul superior al Argeșului ocupă o poziţie aproximativ centrală în Carpaţii
Meridionali, Subcarpaţii Getici şi Piemontul Getic, fiind încadrat provinciei istorice Muntenia,
ca zona de legătură între Transilvania la nord şi Ţara Bârsei în nord- est, reprezintă o importantă
arteră de circulaţie, de populare şi axă economică, cea mai mare suprafaţa bazinului superior al
argeșului o ocupă h Râului Doamnei având o suprafață de 1.836 km2 fiind situat în întregime pe
teritoriul judeţului Argeş reprezentând (15 %), din suprafaţa bazinului.
Bazinul superior al Argeșului (Râul Târgului, Bratia, Bughea şi Argeşelul, Râul
Doamnei), dispune de un potenţial hidrologic însemnat, compus din artere hidrografice cu debit
bogat care formează sistemul fluviatil al Argeşului.
Sudul spațiului hidrografic este format din câmpie, reprezintă cea mai joasa și uniformă
formă de relief. Sectorul cursului inferior este format dintr-o asocițtie de interfluvii, văi și terase
în cadrul careia se diferețiaza suprafețe distincte - câmpuri, terase, lunci - respectiv Câmpia
înaltă a Dâmboviței și Ialomiței, Câmpia Găvanu și Burdea, Câmpia Burnasului precum și lunca
Dunării, iar gradul de fragmentare al reliefului este de 350 - 450 m, iar energia maxima variaza
intre 200 - 300 m.
În bazinul inferior al Argeșului, cea mai importanta zona din punct de vedere al utilizării
apei îl reprezintă regiunea București – Ilfov, situată în sudul bazinului la latitudinea nordică
44024'49'' și 26
005'48''.
Din punct de vedere geomorfologic, această regiune se suprapune peste Câmpia
piemontană Vlăsia situată între Argeș, Ialomița, câmpiile de subsitență Titu, Gherghiței și
Săratei. Acest areal include 6 subunități: Câmpia Snagovului, Câmpia Maia, Câmpia Moviliței,
Câmpia Bucureștiului, lunca Argeș-Sabar și Câmpia Câlnăului.
Altitudinea acestui areal variază între 50 – 120 m, având un aspect morfologic neted.
Orientarea câmpurilor este în funcție de cursurile de apă care traversează zona, fiind în general
în direcția vest-est în partea de nord și pe direcția nord-vest – sud-est în partea centrală și de sud.
58
Relieful din jurul Bucureștiului reprezintă un factor favorabil pentru dispersia
poluanților în atmosferă, neimpunând decât local canalizări sau stagnări ale maselor de aer
(luncile răurilor, frunțile de terasă).
Bazinul superior al Argeșului este cuprins în intervalul altitudinal (1.000 – 2.550) m,
reprezintă zona montană, bazinul mijlociu între (300 – 1.000) m este o zona piemontană formată
din muscele și vai depresionare, iar intervalul între (0 – 300) m, reprezintă bazinul inferior
format din câmpii aproape netede. De asemenea pe harta reliefului bazinului Argeș sunt
reprezentate curbele hipsometrice raportate la suprafața bazinală fig. 4.1.1.1 (harta reliefului
bazibnului Argeș, redactată în GIS conform INHGA).
Fig. 4.1.1.1 Treptele de relief in bazinul hidrografic Argeș
59
4.1.2 Principalele caracteristici geologice ale bazinului hidrografic Argeș
Caracterul eterogern al formelor de relief se reflectă și în constituția geologica, prin
faptul că întâlnim formațiuni aparținând la 6 mari unități geologice repartizate în zona montană,
de dealuri și de câmpie, cu o mare varietate petrografică (Silvia Visan, 2010).
Relieful munților se datoreaza aspectului rocilor cristaline puternic metamorfozate, sunt
reprezentate prin micașisturi si paragnaise cu interstratificații de calcare cristaline si amfibolite,
orientate pe direcția vest și est, spre sud se dezvoltă o fășie larga de gnaise, iar la nord-est apare
o formatiune calcaroasa specifică munților Piatra Craiului.
Zona dealurilor subcarpatice se constituie pe un fundament din depozite paleogene și
miocene slab cutate, peste care s-au depus conglomerate și gresii eocene, nisipuri, gresii și
pietrisuri mio-pliocene. Depresiunile intracolinare sunt alcătuite din conglomerate, nisipuri și
pietrișuri, peste care s-au depus aluviuni recente aduse de formațiunile torențiale. Piemontul
prezintă o structură monoclinală cu un fundament cristalin acoperit cu formațiuni mai noi
constituite din conglomerate fine, gresii cenușii, marne, nisipuri și pietrișuri.
Campia este formată din pietrișuri și depozite exclusiv cuaternare reprezentate prin loess
și lehm loessoid cu grosimi foarte mari, iar depozitele aluvionare sunt formate din nisipuri fine
și grosiere, argile și pietrisuri (depozite de Frățesti), iar în lunca joasă a Dunării apar si
formațiuni organice.
Predominanta acestui spațiu hidrografic este structura silicioasa, între care apar mici
formațiuni calcaroase si organice, mai ales în lunca joasă a Dunării.
Geologic bazinul superior al Argeșului corespunde la două unităţi tectogenetice
principale: Pânza Getică şi Depresiunea Getică, pânza getică este specifică sectorului carpatic al
bazinului, iar partea de susd a bazinului se suprapune zonei subcarpatice şi piemontane care
corespunde Depresiunii Getice.
Domeniul Pânzei Getice denumit şi Cristalinul Pânzei Getice este format de Gnaisul de
Cozia şi Gnaisul de Cumpăna.
Gnaisul de Cozia este întâlnit în Munţii Făgăraş, care sunt alcătuiţi din grupa şisturilor
cristaline mezometamorfice care alcătuiesc seria de Cumpăna şi seria de Făgăraş.
Gnaisul de Cumpăna se întâlneşte în arealul vârfurilor (Bândea, Ludişorul şi
Berevoiescu) şi formează şisturile cristaline ale seriei de Cumpăna. Acestea include Gnaisul de
Cumpăna şi Pânza de Argeş.
Pânza de Argeş se extinde în culmea sudică a Munţilor Făgăraş. Pânza de Argeş şi
include formaţiunea de Cozia, de Cumpăna, de Topolog, de Măgura Câinenilor şi formaţiunea
geologică de Vemeşoaia.
Seria de Făgăraş este evidențiată in partea de vest a bazinului superior al Argeșului prin
Pânza de Moldoveanu ce include formaţiunile de Suru, de Sâmbăta şi de Albota.
Orogenul din bazinul hidrografic al bazinului superior al Argeșului este format de
Munţii Făgăraş, Iezer şi Păpuşa, în aceste masive şisturile cristaline mezometamorfice cuprind:
Complexul de Cumpăna, Iezer-Păpău şi Complexul Voineşti –Păpuşa.
Depresiunea Getică reprezintă cea de-a doua unitate geologică şi corespunde Muscelelor
Argeşului (din sectorul mijlociu al bazinului) şi Gruiurilor Argeşului (respectiv zona
piemontană). Constituţia heterogenă a Depresiunii Getice prezintă sedimente mai grosiere la
limita cu sectorul carpatic şi mai fine în zona piemontană, iar stratigrafia depresiunii cuprinde
sedimente senoniene, paleogene şi neogene.
Cuaternarul este cea mai recentă eră geologică şi închide evoluţia geologică a unităţilor
de relief situate pe teritoriul bazinului hidrografic superior și mijlociu al Argeșului. Cuaternarul
fiind alcătuit din cele mai tinere formaţiuni care aparţine Pleistocenului şi Holocenului prezintă
roci cu mobilitate slabă şi structură fină, în principal, pietrişuri, nisipuri şi depozite loessoide.
Din punct de vedere geologic, în bazinul inferior al Argeșului se disting formaţiuni de
vârstă precambriană cutate şi metamorfozate ce aparţin Platformei Moesice. Peste acestea se
60
regrupează depozite sedimentare de calcare, marne şi gresii în facies lacustru şi fluviatil, de
vârstă mezozoică şi neozoică.
Cele mai recente formaţiuni sunt cele cuaternare, reprezentate prin stratele de Frăteşti
(trei orizonturi de pietrişuri şi nisipuri separate de argile), peste care urmează un complex
marnos din pleistocenul mediu ce creşte în grosime de la S (20 m) la N (peste 100 m), apoi
complexul nisipurilor de Mostiştea (10-20 m grosime), argile şi argile nisipoase şi orizontul
pietrişurilor şi nisipurilor de Colentina.
Caracteristica esenţială a substratului geologic este dată de prezenţa sedimentarului,
reprezentat prin depozite loessoide (numite şi Luturi de Bucureşti), care acoperă întreaga zonă
cu excepţia celor inundabile. Sub pătura de loess se află un strat de nisipuri şi pietrişuri
(pleistocene superioare), dispuse pe un pat argilos într-o structură torenţială încrucişată, care
cantonează straturi de apă freatică.
Importanţa cea mai mare pentru urbanism şi amenajarea teritoriului o reprezintă
suportabilitatea depozitelor sedimentare pentru amenajări de mare anvergură. Astfel, depozitele
loessoide ridică cele mai mari probleme, întrucât de acestea se leagă apariţia tasărilor ce
contribuie la creşterea costurilor de amenajare şi întreţinere a obiectivelor economice, sociale ori
a spaţiilor rezidenţiale. Apariţia crovurilor şi a padinelor contribuie la scăderea productivităţii
terenurilor agricole, fapt ce impune creşterea costurilor de menţinere a calităţii acestora prin
lucrări de îmbunătăţiri funciare.
Rocile friabile prezintă o vulnerabilitate ridicată la eroziune eoliană şi fluvială, iar
prezenţa argilelor şi marnelor creşte vulnerabilitatea la procese de versant sau la înmlăştiniri.
Astfel, rocile friabile reprezintă un factor major de restrictivitate în special în lungul cursurilor
de apă, acolo unde întreţinerea amenajărilor necesită costuri suplimentare de evitare a proceselor
de eroziune şi acumulare.
O influenţă semnificativă în calitatea aerului, apelor şi solurilor o au rocile friabile care
sunt foarte uşor de erodat prin acţiune fluviatilă şi eoliană, fapt ce contribuie la creşteri
semnificative ale concentraţiilor pulberilor sedimentabile şi în suspensie în atmosferă, a
suspensiilor în apă şi scăderea fertilităţii solurilor prin eroziune.
În detaliu se prezintă structura geologică a bazinului Arges în fig. 2 redactată în GIS
conform INHGA.
61
Fig. 4.1.2.1 Structura geologică a bazinului Argeș
62
4.1.3 Rețeaua hidrografică a bazinului Argeș - Vedea
Spațiul hidrografic Argeș - Vedea ocupă o suprafață totală de 21.479 km2, ceea ce
reprezinta 9% din suprafata Romaniei.
Rețeaua hidrografică a Argeșului cuprinde 175 cursuri de apă, cu o lungime totală de
4.579 km, are o densitate medie de 0,36 km/km2.
Zona de obârșie a Argeșului o formează munții Făgăraș unde densitatea rețelei
hidrografice este mare, depățind de multe ori 1,4 km/km2. Altitudinea medie în această zonă
montană variaza între 1.200 și 1.000 m, astfel că și panta medie are valori mari (15 - 80 %). Pe
sectorul mijlociu (între Curtea de Argeș și Gaesti), Argeșul drenează împreună cu afluenții săi
zona dealurilor subcarpatice, zona colinară și de piemont cu o altitudine medie de circa 800 m,
unde densitatea rețelei hidrografice este de 0,3 - 0,5 km / km2 și pantă medie are valori de
1 – 1,5%.
Sectorul cursului inferior se desfășoară între Ionești (Găești) si vărsare și se
caracterizează printr-o vale largă a Argeșului cu numeroase meandre cu pantă de scurgere ce
variază între 0,6 – 0,9 %.
Argeşul, împreună cu afluenţii săi formează unul dintre cele mai importante bazine
hidrografice ale ţării, având în vedere potenţialul hidroenergetic şi alimentările cu apă ale
centrelor populate şi industriale, precum şi irigarea terenurilor agricole.
Râul Argeş are o lungime de 350 km avându-şi izvoarele sub creasta Munţilor Făgăraş,
de unde izvorăsc cele două râuri Capra şi Buda care prin unirea lor dau naştere râului Argeş.
Principalii afluenti, în ordinea formării bazinului hidrografic sunt: Vâlsanul (L = 79 km,
F = 348 km2), Râul Doamnei, care are şi cel mai mare aport de debit (L = 107 km,
F = 1.836 km2), Râul Târgului (L = 72 km, F = 1.096 km
2), Cârcinovul (L = 43 km,
F = 184 km2), Neajlovul (L = 186 km, F = 3.720 km
2), Dâmbovnicul (L = 110 km,
F = 639 km2), Câlniştea (L = 112 km, F = 1.748 km
2), Glavaciocul (L = 120 km, F = 682 km
2),
Sabarul (Răstoaca) (L = 174 km, F = 1.346 km2) şi Râul Dâmboviţa - cu cea mai mare lungime
(L = 286 km, F = 2.824 km2).
Argeşul este alimentat asimetric, afluenţii de pe stânga având un aport de debit de peste
6 ori mai mare decât cei de pe dreapta.
Principalii afluenţi de pe stânga (Vâlsanul, Râul Doamnei, Dâmboviţa) îşi formează
bazinele de recepţie din zona subalpina, unde alimentarea este mixtă – pluvionivală şi subterană
– aceasta din urmă cu un regim mai uniform pe anotimpuri.
Pe dreapta, singurul afluent mai important este Neajlovul, care are scurgere sezonieră,
cu diferenţe mari în timpul anului.
Panta medie a râului principal este de 6‰, pe când cea a afluenţilor principali se
încadrează între 6‰ (Dâmboviţa) şi 25‰ (Vâlsanul).
Coeficientul său de sinuozitate este de 1,52. Din totalul de 178 de râri, 108 prezintă un
regim de curgere nepermanent.
Densitatea reţelei hidrografice este de cca. 1,4 km/km2 în zona de munte (cursul superior
al Argeşului), unde o serie de izvoare şi râuri mici converg către colectorii principali,
micşorându-se treptat către 0,4 -0,5 km/km2 în zona de câmpie.
O prezentare mai detaliată a rețelei hidrografice este redată în figura urmatoare:
63
Fig. 4.1.3.1 Rețeaua hidrografică a râului Argeș
64
Resurse teoretice şi utilizabile din spaţiul hidrografic Argeş-Vedea
Resursele teoretice de apă de suprafaţă din spaţiul hidrografic Argeş –Vedea sunt de
2.365 milioane m3. Resursele teoretice sunt împărţite inegal între bazinele hidrografice:
Argeş -1.960 miloane m3, Vedea– 363 milioane m
3 şi Călmăţui – 42 milioane m
3). Apa de
suprafaţă reprezintă circa 72% din totalul resurselor teoretice din acest spatiu hidrografic
(3.282 milioane m3). Gradul ridicat de amenajare al bazinului Arges (de circa 70% - care
reprezintă un volum acumulat de 1.080.000 mil. m3). Acesta dispune şi de cele mai mari
resurse utilizabile, aproape de 1.672 milioane m3. Bazinul hidrografic Argeş are un grad înalt
de utilizare a resurselor de apă, indicelele specific de utilizare fiind de cca. 600 m3/locuitor/an
numai din surse de suprafaţă. Acest lucru este favorizat şi de prezenţa unor importante oraşe
care concentrează mari consumatori industriali şi cu o populaţie numeroasă: municipiul
Bucuresti, Piteşti, Câmpulung, Curtea de Arges.
Bazinul hidrografic Vedea este într-o situaţie opusă, având resurse de suprafaţă reduse
şi nu dispune de lucrări hidrotehnice; acest fapt implică ca asigurarea alimentărilor cu apă să
fie făcută în exclusivitate din surse subterane. Situaţia se prezintă similar şi în bazinul
hidrografic Călmăţui, unde resursele de apă de suprafaţă sunt reduse, iar prin predominarea
formţiunilor cu granulometrie mare şi mijlocie a fost posibilă acumularea de rezerve de apă
mai mari în subteran. Resursele teoretice şi utilizabile sunt redate în următorul tabelul:
Tabelul Resursele teoretice şi utilizabile din spatiul bazinul Argeş-Vedea
Resurse teoretice
(mil.m3)
Resurse utilizabile potrivit gradului de
asigurare al bazinului hidrografic
(mil.m3)
Bazinul hidrografic Arges
Ape de suprafata 1960,000 1671,654
Ape subterane 696,000 600,000
Total 2656,000 2271,000
Bazinul hidrografic Vedea
Ape de suprafata 363,000 40,500
Ape subterane 172,000 150,000
Total 535,000 190,500
Bazinul hidrografic Calmatui
Ape de suprafata 42,000 29,125
Ape subterane 49,000 83,000
Total 91,000 112,125
Spatiul hidrografic Arges-Vedea-Calmatui
Ape de suprafata 2365,000 1741,279
Ape subterane 917,000 833,000
Total 3282,000 2574,279
Caracteristicile regimului hidrologic ale spaţiului bazinal Argeş-Vedea
În tabelul următor sunt redate caracteristicile morfometrice la principalele staţii
hidrometrice din spaţiul bazinal Argeş-Vedea referitor la suprafaţă şi lungime. Debitul mediu
multianual, precum şi debitele minime cu asigurările de 80 %, 90 % şi 95 %.
65
Tabelul Caracteristicile regimului hidrologic ale spaţiului bazinal Argeş-Vedea
Nr.
crt.
Raul Statia
hidrometrica
Lungimea
raului (km)
Suprafata
(km2)
Debit mediu
multianual
(m3/s)
Debitul lunar cu
asigurarea
(m3/s)
Qm/QM
(m3/s)
80% 90% 95%
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
B.H. ARGES
1. Valsan Bradet 38,9 123 2.38 0.67 0.53 0.455 0.011/108
2. Valsan Malureni 68,2 257 3.18 0.83 0.7 0.62 0.013/177
3. Doamnei Bahna Rusului 42,9 355 6.9 2.5 2 1.65 0.168/207
4. Doamnei Darmanesti 85,6 554 8.77 2.7 2.2 1.8 0.136/305
5. Doamnei Ciumesti 98,0 1.737 20.4 2.55 2.23 2 0.839/540
6. Targului Voina 8,00 65 2.48 0.64 0.5 0.41 0.338/75.0
7. Targului Voinesti 22,0 156 4.29 1.38 1.23 1.27 0.030/32.6
8. Targului Piscani 76,5 843 8.28 3.25 2.9 2.6 0.160/54.3
9. Rausor Rausor 18,0 60 1.07 0.16 0.116 0.086 0.022/98.0
10. Bratia Rausor pod 25,0 118 2.32 0.62 0.58 0.53 0.082/153
11. Bratia Balilesti 49,0 340 4.39 0.33 0.305 0.28 0.278/185
12. Argesel Namaiesti 20,0 49 0.64 0.2 0.17 0.15 0.023/48.0
13. Argesel Mioveni 70,0 242 1.4 0.44 0.34 0.27 0.019/403
14. Dambovita Podu
Dambovitei
40,0 260 4.66 0.8 0.71 0.65 0.039/107
15. Dambovita Malu cu Flori 80,0 642 9.84 1.5 1.25 1.08 1.40/500
16. Dambovita Lunguletu 202 1.105 11.7 2.1 1.6 1.3 1.80/225
17. Arges Cateasca 133 3.550 22.4 9.5 8.0 7.2 0.800/1239
18. Arges Malul Spart 233 3.799 40.8 9.8 8.3 7.7 5.01/1380
19. Neajlov Calugareni 166 3.436 7.46 1.08 0.76 0.65 0.141/392
B.H. VEDEA
1. Vedea Valeni 109 1.750 4.93 0.09 0.07 0.01 0.030/949
2. Vedea Alexandria 165 3.277 7.85 0.62 0.4 0.25 0.003/526
3. Teleorman Tatarasti 85,0 415 1.23 0.19 0.14 0.105 0.060/188
4. Teleorman Teleorman 152 1.341 3.11 0.67 0.5 0.38 0.080/278
B.H. CALMATUI
1. Calmatui Crangu 97,0 891 1,13 0,20 0,12 0,06 0,068/38,8
Lacurile naturale din bazinul hidrografic Argeş-Vedea
Acestea nu reprezintă o caracteristică a spaţiului hidrografic Argeş – Vedea. Singurul lac
important (care depăşeste 50 ha) este Comana.
Nr.
crt.
Denumire lac Suprafaţa
(km2)
altitudine
(mdMN)
Adâncime medie
(m)
1. Comana 1,2 30 1,0
66
Zone de protectie pentru captarile de apa destinate potabilizarii (din ape de suprafata si
subterane, conform HG 930/2005):
Obiective
• asigurarea protectiei apelor de suprafata in zonele unde sunt captari de apa in scopul
asigurarii de apa potabila
• asigurarea protectiei perimetrelor forajelor care se constituie in surse de apa potabila
Desemnare
criterii:
• asigurarea unor debite in medie mai mari de 10 m3/zi sau care deservesc mai mult de
50 persoane;
• folosirea in viitor ca si captari de apa potabila.
legislatia impune:
• zona de protectie sanitara cu regim sever;
• zona de protectie sanitara cu regim de restrictie;
• perimetrul de protectie hidrogeologica.
Zone de protectie pentru captarile de apa destinate potabilizarii din ape de suprafata:
• au fost identificate 10 captari (o priza de rezerva si o captare in conservare); incinta
captarii Crivina si a nodurilor hidrotehnice, unde sunt amplasate instalatii si
constructii, au zone de protectie constituite din imprejmuirile obiectivelor mai sus
mentionate, iar pentru captarea Brezoaiele zona este marcata prin borne.
• au fost intocmite Fise de caracterizare (amplasament, caracteristicile tehnice ale
prizei, administrator, debit instalat si prelevat, populatie deservita, corespondenta
calitate sursa-tehnologie de tratare, caracteristicile zonei de protectie).
67
Zone de protectie pentru captarile de apa destinate potabilizarii din ape subterane:
• 151 surse semnificative din punct de vedere al cantitatilor de apa prelevate, respectiv al
numarului de locuitori care sunt alimentati (fronturi sau foraje izolate) din subteran
• 127 (84,11% ) au desemnate zonele de protectie - garduri de plasa sau sarma
ghimpata
• pentru fiecare captare s-a intocmit si o Fisa de Caracterizare (amplasament,
caracteristicile tehnice ale captarii, administrator, debit instalat si prelevat, populatie
deservita, corespondenta calitate sursa-tehnologie de tratare, caracteristicile zonei de
protectie).
0
5000
10000
15000
20000
25000
30000
suprafata
29656.9
10672.41 De
bit
(l/
s)
Evolutia debitelor prelevate din captarile de suprafata
2005
2010
1920000
1940000
1960000
1980000
2000000
2020000
2040000
2060000
2080000
2100000
suprafata
2080920
1980022
Evolutia populatiei alimentata cu apa din captarile de suprafata
2005
2010
68
In concluzie:
• fata de primul Registru al Zonelor Protejate se constata scaderea debitelor de apa
prelevate atat din sursa de suprafata cat si din sursa subterana, concomitent cu o
scadere a numarului de locuitori alimentati din sursa de suprafata si o crestere a
numarului de locuitori alimentati din sursa subterana;
• populatia racordata la sisteme centralizate de alimentare cu apa cauta surse de apa de
calitate ridicata si are tendinta de a elimina risipa de apa, reducand consumul excesiv
si contorizandu-l.
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
subteran
2852.676
915.89
De
bit
(l/
s)
Evolutia debitelor prelevate din captarile de subteran
2005
2010
0
100000
200000
300000
400000
500000
600000
subteran
468180
574426
Evolutia populatiei alimentata cu apa din captarile de subteran
2005
2010
69
4.1.4 Solurile din bazinul Argeș
În zona montană predomină clasa cambisolurilor, la altitudini de 1.000 – 1.300 m
găsim solul brun acid, dar acesta se poate găsi și la altitudini mai mici până la 800 m sau mai
mari până la 1.500 m, în funcție de condițiile geo – climatice și este caracteristic pădurilor de
amedec de fag și molid.
Clasa spodosolurilor este specifică munților înalți și mijlocii, este cuprinsă între
1.300 – 2.000 m, specifice climatului boreal montan, pe acest tip de sol își găsesc suportul
pădurile de molid.
Solurile brune feriiluviale le întâlnim între 1.300 – 15.00 m și este suportul pădurilor
de fag și molid sau fag și brad.
Solurile podzolice 1.500 – 2.000 m, putând coborî până la 1.000 m și urca la altitudini
de 2.200 m, aceste soluri sunt în funcție de expunere și rocă (mai ales gresii) și mai ales sub
păduri de molidiș, se întâlnesc de regulă pe suprafețele de nivelare din Carpații Meridionali.
Umbrisolurile le gasim între 1.800 – 2.400 m, caracteristice în această zonă sunt
solurile humicosilicatice situate sub stepa alpină. Pe platouri și culmile largi se află solurile
podzolice, litosolurile și rendzinele și în funcție de rocă și andosolurile.
Solurile Podișului Getic, sub aspect pedologic reprezintă o continuare nordică a
zonalității din Câmpia Română de vest și centrală până la Dâmbovița, la o altitudine până la
700 m. Caracteristice sunt clasele de argiloiluvisoluri, soluri brun luvice și luvisoluri albice.
De la sud la nord se succed următoarele tipuri de sol: brun roșcate, brun roșcate luvice,
luvisolurile albice asociate cu planosolurile.
Pe arealele nordice și centrale din piemontul Cotmeana cele mai întâlnite soluri sunt
cele brune, asociate cu planosoluri.
Luvisolurile albice sunt și ele asociate cu planosolurile și ocupă fășia nordică din
piemonturile Cândești, Cotmeana și gruiurile Argeșului.
Solurile intrazonale sunt dominate de vertisoluri care se formează pe roci argiloase
răspândite neregulat pe interfluviile din nord –vestul Cotmenei.
Solurile câmpiei centrale cuprind cernoziomuri cambice și cernoziomurile
argiloiluviale, dominante în Câmpia Burnas, sudul Câmpiei Boian și Gavanu-Burda. La nord
de acestea sunt solurile brune și brun roșcate luvice, răspândite în partea centrală a Câmpiei
Centrale dar mai ales în câmpia Găvan – Burda și câmpia Vlăsiei. Solurile brune luvice au o
pondere mai mare în câmpia Piteștiului, iar luvisolurile albice și planosolurile se găsesc în
câmpia Târgoviște – Ploiești.
Solurile intrazonale sunt reprezentate de vertisoluri în nordul câmpiei Boian și Găvan
– Burdea, solurile hidromorfe așezate în estul și centrul Câmpiei Centrale Române, iar în
estul și sudul acestei câmpii se află lăcoviștele, suprapuse molisolurilor și soluri halomorfe.
Această distribuție de soluri se poate observa mai detailat în figura urmatoare, conform
analizelor INHGA.
70
Fig. 4.1.4.1 Distribuția solurilor în bazinul Argeș
71
4.1.5 Vegetația în bazinul Argeș
Etajul coniferelor este înscris cu aproximație între 1.500 – 1.900 m, dar în condiții
prielnice de climat și pedo – geologice, acest etaj poate coborî spre 1.350 – 1.400 m și urca
către 2.000 - 2.200 m. Ca reprezentanți principali în corpurile de pădure corespunzătoare
acestor trepte găsim molidul, în general catre limita inferioară de altitudine în combinație cu
diferite tipuri de foiase tari cum ar fi fagul, mesteacănul, scorușul, paltinul de munte, spre
media altidudinală apar pădurile compacte de conifere cu ponderi mai mari în densitate de
arbori fiind bradul, molidul și pinul și ca reprezentant al foiaselor fiind fagul. Către limita
superioară a etajului altitudinal crește ca densitate în corpul de pădure o specie de pin, numită
popular jneapăn.
De la această treaptă a corpului de pădure de conifere, apar pășunile alpine și
vegetația tufișurilor pitice având ca reprezentant smirdarul, afinul, merișorul.
Etajul foioaselor tari 1.000 – 1.500 m, este un etaj ce face tranziția de la corpurile de
pădure de conifere la corpurile de padure de foiase, este zona de corp de pădure unde se
găsește o mare varietate de arbori, începând de la diferite specii de stejari, mai puțin prezenți
în zonele înalte (gorunul) și diferite specii de conifere mai puțin prezente către limita
inferioară, unde putem gasi diferite specii de pin și molid și unele specii aclimatizate, spre
exemplu: tuia și zada. Printre reprezentanții de marcă ai acestui corp de pădure sunt fagul,
frasinul, paltinul, ulmul, mesteacănul și chiar o specie de foiase moi al căror reprezentanți
sunt plopul tremurător și plopul alb. Acest etaj al foioaselor poate ajunge și până la 1.700 m,
dar către aceste altitudini nu mai este preponderent ca densitate, lasând loc molidului, iar
limita inferioară putând ajunge către 700 m, când lasă loc ca pondere cvercineelor și
foioaselor moi cum ar fi plopul, arțarul.
Etajul foioaselor moi 300 – 1.000 m, este etajul de corp de pădure unde se pot gasi
toate diversitățile de specii de foioase, spre exemplu în zonele cu umiditate mare și sol cu
textură grea găsim zălogul, aninul salcia, unele specii de plop negru, formând structuri de
șleauri in combinație cu diferite specii de plop, in special negru, iar pe soluri cu conținut mare
în calcar cu expoziție sudica și textură ușoară gasim diferite specii de tilia cordata (tei) și
cireș, de regulă aceste specii de foioase moi se gasesc cu preponderență ca densitate în
corpurile de pădure de până la 500 m altitudine, urmând ca de la acestă treptă până spre o mie
de metri ponderea în densitate să fie luată de diferite specii de cvercinee în combinație cu
diversele tari, care între 500 – 1.000 m sunt cam în aceeași pondere cu diversele moi, este
zona altitudinală cu cea mai variată diversitate de arbori, in jurul altitudinii de 500 m având o
mare densitate gorunul ca specie de cvercinee.
Din punct de vedere al vegetației arbustifere corespunzător etajului foioaselor există și
aici o mare diversitate, de la 600 – 1.000 m, gasim alunul, socul roșu, zmeurul, murul, iar de
la 300 – 600 m găsim ca reprezentanți măceșul, cornul, socul negru și cătina.
Coborând către câmpie 0 – 300 m, apar pădurile de luncă cu foioase moi, de regulă
hidrofile, specii reprezentative fiind salcia, aninul, plopul.
O deosebită importanță o au corpurile de pădure din jurul Bucureștiului, unde
reprezentantul de marcă este corpul de pădure constituit din Codrii Vlasiei, aici predominând
speciile de stejar, cum ar fi stejarul penduculat, cerul, gârnița dar și diferite specii de foioase
moi cum ar fi plopul negru, plopul negru aclimatizat din america, cireșul și diferite specii de
anini.
Printre aclimatizările remarcabile de specii lemnoase în zona de șleauri găsim specii
cum ar fi carpenul (de regulă întâlnit pe sol cu textura grea și conținut mare de argilă), Pinul
și Laricele (specii de conifere) fiind prielnice solurilor mai puțin evoluate pe un suport
geologic sedimentar și dacă avem și conținut mare de calcar întâlnim stejarul pufos sau teiul.
Tot în această zonă a șleaurilor gasim și specii de foioase tari în amestec cum ar fi stejarii,
frasinii, arțarii, ulmii și salcâmii. (Fig. 4.1.5.1 Harta vegetației în bazinul Argeș).
72
73
4.1.6 Precipitatiile medii anuale
Distribuția precipitațiilor în bazinul hidrografic Argeș (figura urmatoare) este puternic
influențată de relieful din regiune; se înregistrează valori ale precipitațiilor medii anuale ce
variază între 400 mm/an si 1.400 mm/an dupa cum urmeaza:
500 – 600 mm/an in zonele de campie,
500 – 700 mm/an in zona de Piemont, cu valori mai mari regiunea dealurilor nordice
si valori mai scazute in sud,
600 – 900 mm/an in zonele inalte de deal, si
1.000 – 1.400 mm/an in zonele de munte (Muntii Fagaras) (Clima Romaniei, 2008,
Planul de management al BH Arges-Vedea, 2007).
Fig. 5.6.1 Distribuția precipitațiilor lunare medii
multianuale în bazinul Argeș
Fig. 4.1.6.1 Distributia precipitatiilor medii multianuale
în bazinul Argeș
Distribuția precipitațiilor medii multianuale în bazinul Argeș
0
20
40
60
80
100
120
140
160
pre
cip
ita
ții (m
m)
Vf. Omu 68 74 74 85 104 131 126 107 62 56 53 68
Fundata 43 45 46 75 114 125 116 90 63 52 55 47
Paltinis 42 43 52 84 123 148 126 109 67 53 46 43
Pitesti 39 36 37 52 79 94 78 56 50 48 51 44
Curtea de Arges 43 42 40 60 94 103 93 66 41 53 52 51
Campulung 36 36 39 57 99 117 99 83 55 55 50 44
Buc. Filaret 39 35 39 46 69 88 60 52 38 42 48 41
Giurgiu 37 33 37 49 62 77 62 47 40 39 50 43
Alexandria 34 29 33 42 59 75 64 44 36 35 42 38
I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII
74
Fig. 4.1.6.2 Variația precipitațiilor medii lunare
în funcție de altitudine în bazinul Argeș
4.1.7 Temperatura medie anuala a aerului
În baziul hidrografic Arges, temperatura medie anuala a aerului variaza intre
- 20C si 4
0C, in partea superioara care corespunde muntilor si intre 8
0C si 13
0C, in zona de
piemont.
În zonele de campie joasa, temperatura medie lunara variaza in general, intre
-30C in Ianuarie si 22-23
0 C in Iulie.
4.2 Calitatea apei in Bazinul Hidrografic (B.H.) Arges
4.2.1 Indicatori de calitate în bazinul hidrografic Argeş
Calitatea apei pentru indicatorii analizaţi a fost urmarită pe cursul raului Arges
precum şi în lacurile de acumulare de pe cursul acestuia pe o perioadă de 6 ani (1998 - 2003).
Această perioadă ne va da informaţii dacă evoluţia indicatorilor de calitate ai apei si arată
existenţa unei poluari cronice sau a unor situaţii accidentale.
Calitatea râului Argeş este urmarită în 8 secţiuni de supraveghere: Căpăţâneni, aval
lac Zigoneni, Piteşti, Căteasca, aval Zăvoiul Orbului, şi Budeşti precum şi în lacurile de
acumulare de pe parcursul râului Argeş în perioada 1998 - 2003. Această perioadă conţine ani
diferiţi din punct de vedere hidrologic.
Corelație între altitudine si precipitațiile medii multianuale
în bazinul Argeș
y = 28,536x0,1316
R2 = 0,9439
40
50
60
70
80
90
0 250 500 750 1000 1250 1500 1750 2000 2250 2500 2750
altitudine (m)
pre
cip
itați
i (m
m)
75
Astfel anul 2003 se caracterizează printr-o scurgere medie anuală mai scazută decât
media multianuală. Anul 2002 a fost de asemenea un an secetos dar mai ploios decât anul
2001. Prin urmare, în anul 2003 calitatea apei a fost în majoritatea cazurilor corespunzatoare,
categoria I şi a II-a reprezentând 88,2% înregistrându-se o scădere faţă de 2002 (94,2%). În
anul 2002, pe ansamblul secţiunilor de control de ordinul I, calitatea apelor curgătoare de
suprafaţă a fost în majoritatea cazurilor corespunzătoare, categoria I şi a II-a reprezentând
94,2%, înregistrându-se o îmbunătăţire a calităţii apei faţă de anul 2001 (91,2%).
Râul Argeş prezintă depăşiri la: fosfor, fier în majoritatea secţiunilor de control şi la
mangan, plumb, zinc, cadmiu, fenoli, amoniu în câteva secţiuni. Trecerea la o calitate
inferioară a apei râului Argeş în secţiunea Budeşti se datorează aportului mare în încărcări al
Dâmboviţei, rezultat al deversării fără epurare a apelor uzate din casetele S.C. APANOVA
S.A.Bucureşti.
Râul Dâmboviţa are apa de calitatea I până în secţiunea Glina, amonte de descărcarea
apelor uzate din municipiul Bucureşti. Aici apare o creştere semnificativă a concentraţiilor de
impurificatori, ajungându-se la categoria degradat datorită depăşirilor la amoniu, fenoli,
detergenţi, precum si la CCO-Mn si CBO5.
Depăşiri la reziduu fix, sodiu, magneziu, cloruri, amoniu, CBO5, CCOMn apar şi pe
unii afluenţi (Sericu, Bascov) care străbat localităţi rurale relativ aglomerate şi care, datorită
acestui fapt colectează ape fecaloid menajere şi reziduuri animale ce reduc efectul de
autoepurare al apei. Ca urmare, din aceste cauze, pe întreg parcursul lor apa acestor râuri se
încadrează în categoria a II-a de calitate şi contribuie la înrăutăţirea calităţii apei râului Argeş.
În alte cazuri, afluenţii contribuie la îmbunătăţirea calităţii apei în aval de vărsare deoarece
prin aportul de apă curată pot realiza o diluţie a concentraţiei poluantilor (Rasa, Luica,
Mitreni).
Dintre indicatorii specifici de poluare ai apei s-au urmărit în mod deosebit metalele:
Fe, Mn, Zn, Cd , Pb precum şi indicatorii de poluare organică CBO5 şi CCOMn care au fost
analizaţi în flux lent lunar sau o dată la două luni în unele cazuri.
Analizând concentraţiile indicatorilor din secţiuni, cât şi cele deversate de principalii
utilizatori din bazin, se constată că principalele surse de poluare cu metale provin de la
urmatoarele activităţi din zona:
- industria constructoare de maşini,
- industria mijloacelor de transport,
- industria prelucrarii chimice, captarea şi
- prelucrarea apei pentru alimentare ;
iar principalele surse de poluare organică sunt reprezentate de:
- captare şi prelucrare apă pentru alimentare,
- prelucrări chimice,
- industria mijloacelor de transport,
- zootehnie,
- produse petroliere si
- detergenţi.
Urmărind valorile ponderate cu debitul a indicatorului CBO5 în perioada1998 – 2003, se
constată că în zona Budesti au existat depăşiri ale limitelor categoriei I de calitate (conform
STAS-ului apelor de suprafaţă 4706/1988) astfel au fost înregistrate creşteri ale concentraţiei
admise încadrând secţiunea în categoria a II-a de calitate în perioada 2001 - 2003. Această
creştere se datorează aportului afluentului Dâmboviţa care prezintă un conţinut crescut al
substanţelor organice biodegradabile (CBO5), în secţiunea Budeşti (Dâmboviţa) înainte de
vărsare încadrându-se la categoria de calitate “degradat”, precum şi un continut crescut de
fenoli (categoria a III - a) şi de detergenţi (categoria degradat) în majoritatea secţiunilor.
76
Valoarea concentraţiei CBO5 prezintă o tendinţă de creştere din anul 2001 până în 2003 ceea
ce înseamnă că există o poluare cronică (continuă) şi trebuiesc aplicate măsuri de reducere a
acesteia.
Lacurile de pe aceste tronsoane (Zigoneni, Vâlcele, Budeasa şi Goleşti) nu au înregistrat
depăşiri ale limitelor categoriei I de calitate la acest parametru. Valorile cele mai crescute ale
CBO5 s-au înregistrat în anul 1999 în lacul Goleşti (3,8 mg/l) şi în anul 2003 în lacul Vâlcele
(3,1 mg/l). Cele mai crescute valori se înregistrează în lunile: februarie, martie, august şi
decembrie.
Figura 4.2.1.1 Variaţia concentraţiei ponderate cu debitul a CBO5 pe raul Argeş
în perioada 1998-2003
Urmărind evoluţia indicatorului CCOMn se constată că cele mai crescute valori s-au
înregistrat în secţiunile Piteşti, Căteasca, Budeşti si Clăteşti, însă nu au depăşit limitele
categoriei I de calitate. Creşterea concentraţiei ponderate cu debitul în secţiunea Piteşti faţă
de lacurile din amonte se datorează activităţilor industriale din zona oraşului Piteşti care
deversează în râul Argeş. În secţiunea Căteasca valorile CCOMn sunt aproximative celor din
lacul Goleşti, cu excepţia anilor 2002 şi 2003. Valorile crescute înregistrate pe ultimul
tronson se datorează aportului Dâmboviţei care în secţiunea Budesti are o foarte mare
încărcătură organică ce depăşeşte limitele categoriei “degradat” în toată această perioadă (cea
mai crescută fiind 39,4 mg/l în anul 2002 ).
În lacurile de acumulare unde au fost efectuate masurători se constată că nu au fost
depăşite valorile limitei categoriei I de calitate la acest parametru. Se observă o creştere a
concentraţiei CCOMn în lacul Goleşti datorată deversării apelor uzate menajere şi industriale
provenite de la oraşul Piteşti.
0
1
2
3
4
5
6
CB
O5
(m
g/l)
Variatia concentratiei ponderate cu debitul a indicatorului CBO5
1998 2.15 2.02 1.41 1.8 2 2 2.3 1.42 4.8
1999 1.8 1.05 1.61 1.75 2.2 3.8 2.4 1.9 4.9
2000 1.2 1.21 1.42 2 1.42 1.8 2.1 1.42 4
2001 2.58 1.42 1.39 1.41 1.38 2.2 2.2 1.62 2.45 5.1
2002 2.12 1.37 2.25 1.37 1.38 1.62 1.9 2 1.42 5.43
2003 1.82 1.75 1.53 3.1 1.9 2.2 2.2 2.5 1.78 5.43
Capatanenilac
Zigoneni
av
Zigonenilac Valcele
lac
BudeasaPitesti lac Golesti Cateasca
av Zav
OrbuluiBudesti
77
Figura 4.2.1.2. Variaţia concentraţiei ponderate cu debitul a CCOMn în perioada
1998 - 2003
Pentru indicatorul Fe s-au efectuat masurători în toate secţiunile. Depăşiri ale
concentraţiei de fier total se constată în secţiunea Aval lac Zigoneni în anul 2002 (0,39 mg/l
categoria a II-a de calitate). Aceasta se datorează apei provenite din lacul Zigoneni
(0,399 mg/l) în care sunt debuşate ape uzate ce provin de la activităţile din zona amonte.
În secţiunea Piteşti se constată creşteri ale concentraţiei fierului comparativ cu
concentraţiile din lacurile Vâlcele şi Budeasa, acest lucru datorându-se folosinţelor din aval
de lacuri sau aportului de apă poluată a afluenţilor de pe acest tronson. Depăşiri ale
concentraţiei admise apar în anul 2002 în secţiunea Piteşti (0,36 mg/l) şi în anul 2003
(0,77 mg/l).
În sectiunea Budeşti concentraţii mari se înregistrează în anii 1999, 2000 si 2002
(încadrându-se în categoria a II-a de calitate) datorită concentraţiilor ridicate al afluentului
Dâmboviţa, urmând ca în secţiunea Clăteşti concentraţia să scadă (categoria I de calitate).
Scăderea concentraţiei fierului în secţiunea Clăteşti se poate explica prin fenomenul de
autoepurare sau diluţia concentraţiei prin aportul cumulat de apă curată al afluenţilor Rasa,
Luica şi Mitreni al căror debit nu este cunoscut din masurători.
Pentru lacurile de pe râul Argeş s-au întalnit depăşiri în lacul Goleşti, în anul 2001 şi
2002, urmând ca în anul 2003 situaţia să se remedieze ceea ce înseamnă că în anii 2001 şi
2002 au existat debuşări mai mari de ape uzate provenite de la utilizatorii din lac.
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
CB
O M
n (m
g/l)
Variatia concentratiei ponderate cu debitul a indicatorului CCO Mn
1998 5.3 5.2 4.6 5.1 5.7 6.2 5.3 3.2 6.8
1999 2.95 3.8 4.2 4.2 5.85 5.85 5.05 3.7 7.7
2000 4.2 5.05 5.45 4.6 4.95 5.4 6.4 6.2 1.9 6.2
2001 2.8 4.2 4 4.4 4.45 6.25 8 5.45 4.4 8.35
2002 3.2 4.7 4.7 4.2 4.8 5.3 4.95 5.65 2.4 8
2003 4.1 4.2 4 5.6 4.6 8.35 5.7 7.2 2.9 7
Capatanenilac
Zigoneni
av
Zigonenilac Valcele
lac
BudeasaPitesti lac Golesti Cateasca
av Zav
OrbuluiBudesti
78
Figura 4.2.1.3 Variaţia concentraţiei ponderată cu debitul a ionului Fe total
pe raul Argeş in perioada 1998 - 2003
La indicatorul Mn nu au fost constatate depăşiri ale limitelor categoriei I de calitate în
primele două tronsoane studiate. Pe ultimul tronson Budeşti-Clăteşti în secţiunea Budeşti au
fost înregistrate depăşiri ale concentraţiei limită în toţi anii studiaţi. Cea mai mare valoare a
fost înregistrată în anul 1999 (0,62 mg/l, categoria a III-a de calitate), urmând ca în anii
următori să mai scadă. Aceste depăşiri au fost determinate şi de concentraţiile crescute ale
afluentului Dâmbovita şi de poluarea din zonă. În secţiunea Clăteşti calitatea apei se
imbunatăţeşte (categoria I pe toată perioada) datorită, probabil, fenomenului de autoepurare şi
a aportului de apă curată a afluenţilor Rasa, Luica si Mitreni. Nici în lacurile de pe tronsonul
Curtea de Argeş–Căteasca nu s-au înregistrat depăşiri la indicatorul Mn în perioada analizată.
Pentru indicatorul Zn nu au fost efectuate masurători decât sporadic. Astfel în secţiunea
Clăteşti nu au fost efectuate determinări ale acestui parametru, în secţiunea Budeşti numai în
anul 2002 si 2003.
Concentraţiile ponderate cu debitul înregistrează depăşiri mari în secţiunea aval
Zigoneni (categoria degradat) în anul 1998 si 1999 care nu se regăsesc în lacul Zigoneni şi se
pot datora unor goliri de fund ale lacului. În anul 1999 se inregistrează o concentraţie crescută
(categoria degradat) în secţiunea Piteşti. Aceste valori crescute nu sunt prezente în lacurile de
acumulare ceea ce înseamnă că poluarea provine din zonele aval de lac. Tot la categoria
degradat se încadrează şi secţiunea Budeşti în care în anul 2002 zincul a avut o concentraţie
în apa de 0,116 mg/l, urmând ca în anul 2003 concentraţia să mai scadă însă rămânând la
aceeaşi categorie de calitate (0,041 mg/l). Se constată că şi în secţiunea Budeşti pe
Dâmboviţa se înregistrează valori foarte mari la acest parametru. În lacurile de acumulare
analizate nu s-au înregistrat concentraţii care să depăşească limitele categoriei I de calitate la
indicatorul zinc.
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
Fe
(m
g/l)
Variatia concentratiei ponderate cu debitul a ionului Fe
1998 0.155 0.155 0.18 0.105 0.22 0.225 0.25 0.26 0.16
1999 0.021 0.014 0.025 0.0205 0.18 0.185 0.25 0.14 0.785
2000 0.04 0.08 0.065 0.055 0.05 0.165 0.22 0.22 0.505
2001 0.18 0.12 0.012 0.175 0.1 0.26 0.1 0.26 0.26 0.045
2002 0.08 0.04 0.39 0.14 0.06 0.36 0.405 0.145 0.3 0.955
2003 0.175 0.095 0.24 0.095 0.24 0.665 0.54 0.24 0.24 0.22
Capatanenilac
Zigoneni
av
Zigonenilac Valcele
lac
BudeasaPitesti lac Golesti Cateasca
av Zav
OrbuluiBudesti
79
Figura 4.2.1.4 Variaţia concentraţiei ponderate cu debitul a ionului Zn
în perioada 1998 - 2003
Pentru ionul Cd au fost efectuate masurători ale concentraţiei ponderate cu debitul doar
sporadic. În secţiunea aval Zigoneni în anii 1998-2001 nu avem masurători în acestă
perioadă, iar in secţiunea Clăteşti nu au fost efectuate masurători ale concentraţiei ponderate
cu debitul. În secţiunea aval lac Zigoneni în anul 1999 se înregistrează o concentraţie crescută
(0,004 mg/l) la acest indicator care nu provine de la lacul de acumulare Zigoneni
(0,001 mg/l), ceea ce înseamnă că se datorează folosinţelor din avalul lacului de acumulare
sau unei goliri de fund a lacului din acest an. În secţiunea imediat urmatoare, la Piteşti,
concentraţia scade la 0,002 mg/l, urmând ca în secţiunea Căteasca concentraţia să crească
foarte mult (0,005 mg/l). Această concentraţie nu se regăseşte în lacul Goleşti, ceea ce arată
că încărcarea se produce datorită folosinţelor din zona Piteşti-Căteasca.
O concentraţie crescută a cadmiului se înregistrează şi în secţiunea Budeşti
(0,005 mg/l). Această nu se datorează aportului Dâmboviţei, unde s-a găsit o concentraţie de
0, 001 mg/l, ci surselor de poluare din această zonă. Ceilalţi ani analizaţi nu au prezentat
probleme din punct de vedere al concentraţiei de Cadmiu din apă. Cele mai mari concentraţii
s-au înregistrat în perioadele de iarnă, primavară şi vară.
Pentru secţiunile în care s-au facut măsurători ale concentraţiei indicatorului Pb s-au
constatat depăşiri ale limitelor concentraţiei admise în anul 2002 în secţiunea Budeşti
(0,072 mg/l), încadrând secţiunea la categoria de calitate “degradat” şi în lacul Goleşti tot în
anul 2002 (0.310 mg/l), încadrând lacul la aceeaşi categorie de calitate. Depăşirile din
secţiunea Budeşti se datorează poluării din zona deoarece pe afluentul Dâmboviţa a fost
detectată o concentraţie foarte mică de Plumb (0,027 mg/l). Se observă că în secţiunea din
aval de lacul Goleşti concentraţia nu a fost masurată, dar este foarte probabil ca aceasta să fie
crescută. Valorile crescute ale concentraţiei de plumb din lacul Goleşti se datorează industriei
oraşului Piteşti. Deoarece în secţiunile: Aval lac Zigoneni, Piteşti, Căteasca nu s-au
determinat concentraţiile ponderate cu debitul în anii 2002 şi 2003 iar în secţiunea Clăteşti în
nici un an din acestă perioadă, nu se poate stabili exact de unde provine încărcarea cu acest
parametru.
0
0.02
0.04
0.06
0.08
0.1
0.12
Zn
(m
g/l)
Variatia concentratiei ponderate cu debitul a ionului Zn
1998 0.015 0.055 0.016 0.032 0.024 0.036
1999 0.016 0.046 0.0175 0.024 0.042 0.016 0.026
2000 0.018 0.028 0.023 0.028 0.045 0.031 0.029
2001 0.01 0.009 0.01 0.029 0.009 0.013 0.018 0.001
2002 0.02 0.007 0.012 0.01 0.003 0.01 0.118
2003 0.004 0.009 0.01 0.01 0.01 0.04
Capataneni lac Zigoneni av Zigoneni lac Valcele lac Budeasa Pitesti lac Golesti Cateasca Budesti
80
4.2.2 Impactul poluării cu materie organică şi metale asupra ecosistemului acvatic din
B.H. Arges
Râul Argeş a suferit în timp mari modificări prin construcţia în salbă a unor
acumulări, prin regularizarea unor tronsoane ale albiei sale, prin suplimentarea debitelor de
apă provenite din alte surse, etc.
Dezvoltarea localităţilor riverane a determinat utilizarea în masă a resurselor de apă
(râuri, lacuri) din bazinul hidrografic Argeş pentru diverse folosinţe: alimentarea cu apă
potabilă şi industrială, producerea de energie electrică, irigaţii, navigaţie, etc.
1. Tronsonul Curtea de Argeş – Piteşti (raul Argeş)
2. Tronsonul Piteşti – Căteasca (râul Argeş)
3. Tronsonul Budeşti – Vărsare în Dunare (raul Argeş)
1. Tronsonul Curtea de Argeş – Piteşti (raul Argeş)
Tronsonul de lucru se află pe teritoriul judeţului Argeş, amonte acumulare Curtea de
Argeş şi aval acumulare Bascov.
Calitatea apei pe sectorul de râu studiat a fost analizată în secţiunea de control aval lac
Zigoneni. Astfel, tronsonul se încadrează în categoria I de calitate la majoritatea indicatorilor,
cu excepţia Fierului (categoria a II – a de calitate - 0,39 mg/l, în anul 2002), Zincului
(categoria Degradat – 0,051 mg/l, în anul 1998 şi 0,046 mg/l, în anul 1999) şi Cadmiului
(categoria Degradat – 0,004 mg/l, în anul 1999).
În secţiunea aval lac Zigoneni, gradul de curăţenie de 74 % situează secţiunea în
categoria - mezosaproba, cu o biocenoză variabilă în ce priveşte diversitatea speciilor.
Pe această porţiune din râul Argeş sunt situate o serie de unităţi poluatoare:
SC AQUATERM AG 98 SA, SC IPEE SA, SC ELECTROARGEŞ SA, SC
PAMOF SA, etc.
SC AQUATERM AG 98 SA – asigură captarea, tratarea şi distribuţia apei,
colectarea, transportul şi epurarea apelor uzate în emisar (râul Argeş).
Principalii agenţi economici racordaţi la sistemul de alimentare cu apă şi canalizare
sunt: SC IPEE SA, SC ELECTROARGEŞ SA, SC FORESTA SA, SC ARPO SA, SC
CONFARG SA, SC GRIVCO SA, SC ARPAN SA, SC BORLA ROMCAT SA, SC
ARGCOMS SA.
În anul 2002 (conform Sinteza P.C.A. pentru Bazinul Hidrografic Argeş, 2002):
- debitul mediu de apă uzată evacuată a fost de 131,70 m3/s ;
- total ape uzate evacuate = 4,153 mil.m3/an, care se epurează insuficient;
- valori medii depăşite → CBO5 (156,197 t/an), CCO – Mn (130,795 t/an).
Evacuarea apelor → canalizarea municipiului Curtea de Argeş este în sistem divizor
fiind compusă dintr-o reţea de canale pentru colectarea şi transportul apelor uzate menajere şi
industriale, o staţie de epurare mecano – biologică, o conductă de evacuare în râul Argeş a
apei epurate, precum şi o reţea de canale pentru colectarea apelor pluviale şi evacuarea
acestora în râul Argeş direct sau prin intermediul văilor care traversează municipiul.
Obiectele comune care deservesc cele trei linii tehnologice existente sunt: grătare
dese, deznisipatorul, separatorul de grăsimi cu insuflare de aer, staţia de suflante, rezervorul
de fermentare a nămolului, rezervorul de gaz, platformele de uscare a nămolului, precum şi
cele trei statii de pompare a nămolului. Bazinele cu nămol activat sunt prevăzute cu sistem de
aerare pneumatic cu bule medii de adâncime, prin conducte perforate plasate puţin deasupra
radierului. Capacitatea staţiei de tratare este de 380 l/s, iar cea a staţiei de epurare de 280 l/s
(Directia Apelor Argeş – Vedea, Piteşti).
81
Staţia de epurare funcţionează în continuare necorespunzător. Cu toate că au fost
rezolvate aproape toate problemele legate de funcţionarea utilajelor, eficienţa staţiilor nu a
cunoscut o creştere substanţială. Deoarece staţia s-a extins în etape, nu au fost găsite cele mai
bune soluţii de proiectare şi execuţie privind distribuţia debitelor pe liniile tehnologice. Linia
a III – a fost executată (respectiv bazinele de aerare şi decantoarele secundare) la o cotă
necorespunzătoare, astfel încât aceasta nu poate fi încărcată la capacitatea proiectată. Staţia
este depăşită din punct de vedere tehnic şi fizic (Sinteza P.C.A. pentru Bazinul Hidrografic
Argeş, 2002)
Apele epurate sunt evacuate în raul Argeş la km 645 printr-un canal realizat din
conducte AZBOCIMENT (Dn = 1000 mm), gura de evacuare fiind amplasată pe malul stâng
al raului Argeş, la circa 500 m amonte de coada acumularii Zigoneni.
Poluanţii evacuaţi: substanţe organice, suspensii, compuşi ai N, P, cianuri, fenoli,
produs petrolier Cr6+, Cu, Ni, Zn, Cd, Fe, Mn.
Categoria a II – a de calitate la indicatorul Fier înregistrată în lacul Zigoneni (anul
2002) se poate datora deversării de ape uzate epurate necorespunzător de la unitatea SC
AQUATERM AG 98 SA. Analizele efectuate apei deversate de această unitate arată faptul că
la Fier, concentraţia de 0,360 mg/l se apropie de limita admisă, conform NTPA 001/2002, de
0,5 mg/l.
SC IPEE SA – unitatea se ocupă cu producţia de componente electronice
pasive, produse electronice si electrotehnice, produse de uz gospodăresc, repere ceramice,
mase plastice şi metalice. Amplasare: pe malul stâng al raului Argeş.
Colectarea apelor din incinta societăţii se realizează în sistem divizor, apele uzate
menajere şi industriale preepurate local fiind colectate separat de cele pluviale. Reţeaua de
canalizare menajer – industrială este realizată din tuburi de beton, apele fiind evacuate în
reţeaua oraşenească de canalizare. Reţeaua de canalizare pluvială este realizată din tuburi de
beton, apele fiind evacuate în albia veche a râului Argeş la km 562 prin intermediul
colectorului orăşenesc existent în zonă. Poluanţii evacuaţi: cianura de sodiu, sulfat de cupru,
agenţi de pasivare pe bază de crom, zincat de sodiu, sulfat de nichel.
Instalatii de epurare locala:
- decantor de suspensii ceramice, utilizat pentru epurarea mecanica a apelor rezultate
din fabricarea reperelor ceramice;
- statie de neutralizare a apelor rezultate din atelierul de galvanizare, compusă din:
3 bazine pentru stocarea apelor nocive, 4 cuve în care are loc procesul de neutralizare, un
decantor final, un filtru presă pentru deshidratarea slamului rezultat după decantare. În
instalaţia de neutralizare sunt tratate următoarele categorii de ape: ape cu conţinut cianuric,
ape cu conţinut cromic, ape acide si ape alcaline (Direcţia Apelor Argeş – Vedea, Piteşti).
SC ELECTROARGEŞ SA – unitatea se ocupă cu producţia de aparatură
electrocasnică şi unelte electrice de mână. Amplasare: în partea de nord a municipiului Curtea
de Argeş, pe malul stâng al râului Argeş.
Apele uzate menajere şi tehnologice sunt colectate printr-o reţea de canalizare
realizată din tuburi de beton. Evacuarea acestor ape se realizează în canalizarea oraşenescă.
Apele pluviale sunt colectate printr-o reţea realizată din tuburi de beton, fiind evacuate în
albia veche a râului Argeş la km 562 prin intermediul colectorului orăşenesc din zonă. Apele
uzate rezultate din atelierul de acoperiri metalice sunt epurate local înainte de a fi evacuate în
reţeaua de canalizare, printr-o staţie de neutralizare compusă din: 6 bazine pentru stocarea
reactivilor, 4+2 cuve în care are loc procesul de neutralizare, un decantor, un filtru presă
pentru slamul rezultat după decantare. Slamul rezultat după presare este depozitat într-o
magazie special amenajată. Poluanţii evacuati: CN, Cu, Cr6+, Ni, agenţi de luciu.
Pe tronsonul de râu Curtea de Argeă - Piteşti, calitatea apei este afectată şi de
evacuările apelor uzate neepurate şi insuficient epurate provenite din localităţile Curtea de
Argeş, Zigoneni, Budeasa Mare, Bascov, etc.
82
SC PAMOF SA – profil de activitate: prelucrarea lemnului. În anul 2002
(conform Sinteza P.C.A. pentru Bazinul Hidrografic Argeş, 2002), debitul mediu de apă
uzată evacuată a fost de 3,00 m3/s ; total ape uzate evacuate = 0,028 mil.m
3/an, care nu se
epurează; valori medii depasite → CBO5 (3,683 t/an), suspensii (1,554 t/an).
2. Tronsonul Piteşti – Căteasca (râul Argeş)
Tronsonul se situează pe teritoriul judeţului Argeş, amonte acumularea Prundu
(Piteşti) şi aval localitatea Căteasca.
Calitatea apei pe sectorul de râu studiat a fost analizată în secţiunile de control Piteşti
şi Căteasca. Astfel, în secţiunea Căteasca tronsonul de râu se încadrează în categoria
Degradat la Zinc (0,031 mg/l, în anul 1998), iar în secţiunea Piteşti se încadrează în categoria
a II – a de calitate la Fier (0,36 mg/l – în anul 2002 şi 0,770 mg/l – in anul 2003) şi în
categoria Degradat la Zinc (0,042 mg/l, in anul 1999).
Din punct de vedere biologic, porţiunea de râu se încadrează în categoria -
mezosaproba, cu 69 % grad de curăţenie în secţiunea Piteşti şi 66 % grad de curăţenie în
secţiunea Căteasca. (Sinteza P.C.A. pentru Bazinul Hidrografic Argeş, 2003).
Starea calităţii râului Argeş este determinată de evacuările de ape uzate de la
SC ARPECHIM SA, SC ROLAST SA, SC APA – CANAL 2000 SA Pitesti,
SC HIDROCONSTRUCTIA SA, SC TERMOFICARE 2000 SA Piteşti – CET GĂVANA,
SCPV Viniviticola, etc. De asemenea, datorită utilizării solului (folosinţe: arabil, păşuni,
fâneţe, păduri), este posibil să existe şi o poluare difuză datorată utilizării fertilizanţilor şi
pesticidelor (substanţe care pot conţine metale).
SC ARPECHIM SA – unitate ce se ocupă cu prelucrarea petrolului.
Amplasare: la extremitatea sud – vestică a municipiului Piteşti, pe malul drept al râului
Argeş, la circa 1 km distanţă faţă de acesta. Suprafaţa ocupată de Arpechim este de 570 ha.
În anul 2002 (conform Sinteza P.C.A. pentru Bazinul Hidrografic Argeş, 2002),
debitul mediu de apă uzată evacuata a fost de 383,00 m3/s în râul Dâmbovnic (afluent al
Argeşului) şi de 80,40 m3/s direct în râul Argeş; total ape uzate evacuate = 14,613 mil.m
3/an,
care se epurează insuficient ; valori medii depăşite → CBO5 (47,133 t/an), CCO – Mn
(61,943 t/an), suspensii (32,631 t/an), fier (4,704 t/an) – această situaţie se datorează în
special funcţionării necorespunzătoare a unora din instalaţiile de preepurare. Unitatea
SC ARPECHIM SA ar putea fi vinovată de concentraţiile de Fier înregistrate în acumularea
Goleşti, ce se află în aval de respectiva unitate.
Capacităţi de producţie puse iniţial în funcţiune: fabrica de negru de fum, cu o
capacitate de 22.000 t/an (pusă în funcţiune în anul 1966), Combinatul Petrochimic Piteşti
(pus in funcţiune în anul 1966), Rafinăria Piteşti (pusa in funcţiune în anul 1966).
Categorii de ape uzate:
- ape chimic impure (rezultate din procesul tehnologic, preepurate in instalatii locale
de epurare si trimise la statia finala de epurare)
- ape conventional curate si pluviale (sunt evacuate direct in canalul Dambovnic si
dupa aceea in raul Arges);
- ape uzate menajere (rezultate de la grupurile sociale de pe platform; sunt epurate in
statia finala de epurare).
Instalatia de preepurare este formata din: instalatie de preepurare ape uzate P.J.P.,
statie de preepurare prin clorinare a apelor uzate provenite din sectia CIAN, bazin de
neutralizare pentru apele provenite de la laboratoarele CTC, sistem de preepurare a apelor
uzate provenite din instalatiile Acrilonitril I si II, separator produse petroliere – parc rampe
Piroliza II, statia de epurare mecanica a apelor chimic – impure Rafinarie I si II.
Statia finala de epurare – primeste pentru epurare apele chimic impure provenite din
Petrochimie si Rafinarie, care sunt amestecate la intrarea in statie; din Petrochimie apele
uzate sosesc prin doua canalizari deschise, iar din Rafinarie apele uzate sosesc prin doua
canalizari deschise si doua conducte. Dupa amestecare, apele uzate trec printr-un sistem de
83
gratare unde se retin corpurile mari, apoi intra in doua bazine de omogenizare unde are loc si
o separare primara a produselor petroliere si sedimentarea produselor grosiere ; de aici apele
uzate trec si in al treilea bazin de omogenizare, unde are loc separarea produselor petroliere,
care sunt colectate si evacuate in alte doua bazine ; namolul depus pe radierul bazinului este
raclat si pompat la ingrosatoarele de namol dupa care este trimis la halda de namol ; apele
uzate rezultate sunt trimise spre epurare la liniile tehnologice de epurare II si III. Statia de
epurare finala este de tip mecano – biologica si are o capacitate de 2.700 m3/s.
Apele uzate din statia de epurare, apele conventional curate si apele pluviale de pe
platforma ARPECHIM sunt evacuate in raul Dambovnic (afluent al raului Arges). Apele
rezultate din statia de tratare a apei brute si apele neutralizate din instalatiile de
demineralizare sunt evacuate in raul Arges printr-un canal colector cu lungimea de 1 km,
realizat din tuburi de beton cu sectiune ovoidala (Directia Apelor Arges – Vedea, Pitesti).
Poluanti evacuati : substante organice, suspensii, cloruri, sulfati, NH4, cianuri, fenoli,
detergenti, produse petroliere, Fe, Cr6+, Cu, Zn, Cd.
Resursele acvifere freatice, in special, prezinta un risc ridicat la poluare, atat pe
termen lung, cat si pe termen scurt. Poluarea freaticului este, cel mai adesea, un fenomen
aproape ireversibil si, ca atare, depoluarea acestui tip de apa este extrem de anevoioasa, daca
nu chiar imposibila, cu consecinte grave asupra folosirii la alimentarea in scopuri potabile.
La forajele de poluare situate aval de ARPECHIM s-au inregistrat depasiri ale limitei
la CCO – Mn, NH4, fier, reziduu fix.
Concentratiile foarte mari de CCO – Mn se datoreaza in parte folosirii nerationale a
ingrasamintelor chimice pe baza de azot si fosfor, cat si dejectiilor animaliere prost
depozitate, care sunt surse reale de poluare, in special in sezoanele ploioase. In comparatie cu
nivelurile concentratiilor din ultimii ani, putem spune ca nu s-au inregistrat modificari
spectaculoase ale chimismului apelor subterane (Sinteza P.C.A. pentru Bazinul Hidrografic
Arges, 2003).
Continutul apei in fier ionic total se datoreaza si fondului natural existent.
SC ROLAST SA – unitate ce se ocupa cu fabricarea articolelor tehnice din
cauciuc. Amplasament : in nordul municipiului Pitesti.
In anul 2002 (conform Sinteza P.C.A. pentru Bazinul Hidrografic Arges, 2002),
debitul mediu de apa uzata evacuata a fost de 4,00 m3/s in raul Bascov (afluent al Argesului)
si de 10,10 m3/s direct in raul Arges; total ape uzate evacuate = 0,317 mil.m
3/an, care se
epureaza insuficient ; valori medii depasite → CBO5 (1,900 t/an), suspensii (1,438 t/an).
Instalatia de neutralizare este compusa din: doua bazine pentru decromare, un bazin
pentru neutralizare, un decantor vertical, doua paturi de uscare si statie preparare reactivi.
Statia de epurare este prevazuta doar cu treapta mecanica. Evacuarea apei se face
gravitational in colectorul general Valea Rea si prin pompare in reteaua de apa recuperata.
SC APA – CANAL 2000 SA Pitesti – profilul de activitate: gospodarie
comunala. In anul 2002 (conform Sinteza P.C.A. pentru Bazinul Hidrografic Arges, 2002),
debitul mediu de apa uzata evacuata a fost de 3,36 m3/s in raul Bascov (afluent al Argesului)
si de 1.242,50 m3/s direct in raul Arges; total ape uzate evacuate = 39,289 mil.m
3/an, care se
epureaza insuficient; valori medii depasite → CBO5 (4,957 t/an), suspensii (1,438 t/an).
Poluanti evacuati: substante organice, suspensii, compusi ai N, P, cianuri, fenoli, detergenti,
Fe, Ni, Cr6+, Cd, Pb, Zn, Mn, Cu. Unitatea SC APA – CANAL 2000 SA Pitesti ar putea fi
vinovata de concentratiile de Plumb (categoria Degradat) inregistrate in acumularea Golesti.
Aceasta acumulare se afla in aval de respectiva unitate, iar apele uzate orasenesti se
evacueaza direct in lacul Golesti.
In prezent municipiul Pitesti dispune de o statie de epurare mecano – biologica pentru
un debit de 1.750 l/s in treapta mecanica si 2.550 l/s in treapta biologica. Statia de epurare
este amplasata pe malul drept al raului Arges, la circa 250 m aval de barajul acumularii
Pitesti. Statia de epurare existenta s-a executat in trei etape, pe trei linii tehnologice ce
lucreaza in paralel. In etapa a III – a, in cadrul liniei a III – a de epurare din cadrul statiei s-a
84
executat doar treapta biologica, ramanand incompleta treapta primara, respectiv: gratare,
desnisipatoare, separatoare de grasimi. La finele anului 2000 a fost pusa in functiune
instalatia de deshidratare mecanica a namolului fermentat, prelucrandu-se astfel circa
700 m3/zi, adica 70 % din volumul total de namol rezultat din procesul de epurare (conform
Sinteza P.C.A. pentru Bazinul Hidrografic Arges, 2002).
SC HIDROCONSTRUCTIA SA – profilul de activitate: constructii. In anul
2002 (conform Sinteza P.C.A. pentru Bazinul Hidrografic Arges, 2002), debitul mediu de apa
uzata evacuata a fost de 0,38 m3/s in raul Arges; total ape uzate evacuate = 0,012 mil.m
3/an,
care se epureaza insuficient; valori medii depasite → CBO5 (0,479 t/an), suspensii
(0,060 t/an). Statia de epurare este prevazuta doar cu treapta mecanica.
SC TERMOFICARE 2000 SA Pitesti – CET GAVANA – profil de activitate :
producere energie electrica. In anul 2002 (conform Sinteza P.C.A. pentru Bazinul Hidrografic
Arges, 2002), debitul mediu de apa uzata evacuata a fost de 2,28 m3/s in raul Arges; total ape
uzate evacuate = 0,072 mil.m3/an, care se epureaza insuficient; valori medii depasite →
CBO5 (1,498 t/an), suspensii (0,967 t/an). Statia de epurare este prevazuta cu treapta
mecanica + chimica.
3. Tronsonul Budesti – varsare in Dunare (raul Arges)
Acest ultim tronson studiat este situat pe teritoriul judetului Calarasi, aval de
confluenta Argesului cu afluentul sau, Dambovita si amonte de varsarea Argesului in fluviul
Dunarea.
Pe sectorul de rau respectiv exista doua sectiuni de monitorizare: sectiunea Budesti
(raul Arges) si sectiunea Clatesti (raul Arges).
In sectiunea Budesti (pe Arges), apele Argesului se incadreaza in categoriile:
categoria a II – a de calitate - la Fier (0,79 mg/l, in anul 1999 ; 0,51 mg/l, anul 2000 ;
0,95 mg/l, anul 2002), la Mangan (0,27 mg/l, anul 2002 ; 0,12 mg/l, anul 2003), la CBO5
(5,1 mg/l, anul 2001 ; 5,5 mg/l, anul 2002 ; 5,5 mg/l, anul 2003), categoria a III –a de calitate
- la Mangan (0,62 mg/l, anul 1999 ; 0,41 mg/l, anul 2000 ; 0,39 mg/l, anul 2001) si categoria
Degradat - la Zinc (0,116 mg/l, anul 2002 ; 0,041 mgl, anul 2003), la Cadmiu (0,005 mg/l,
anul 2002) si la Plumb (0,072 mg/l, anul 2002).
Calitatea raului este influentata negativ de apele uzate de la SC APA NOVA SA
Bucuresti ce se evacueaza total neepurate in raul Dambovita si apoi in Arges.
SC APA NOVA SA Bucuresti – statia de epurare Glina – In anul 2002
(conform Sinteza P.C.A. pentru Bazinul Hidrografic Arges, 2002), debitul mediu de apa
uzata evacuata a fost de 6257,40 m3/s ; total ape uzate evacuate = 197,333 mil.m
3/an, care nu
se epureaza; valori medii depasite → nu s-au analizat (Sinteza P.C.A. pentru Bazinul
Hidrografic Arges, 2002).
Si in cursul anului 2002 a functionat doar treapta mecanica de la prima linie de
epurare, cu un debit de 7 m3/s. Lucrarile de executie au fost sistate din lipsa fondurilor. In
prezent Primaria municipiului Bucuresti are in vedere implementarea Proiectului de Asistenta
Tehnica pentru ‘’Finalizarea lucrarilor de modernizare a statiei de epurare a apelor
Bucuresti’’ (Sinteza P.C.A. pentru Bazinul Hidrografic Arges, 2003).
Sectiunea Clatesti se incadreaza in limitele categoriei I de calitate la toti indicatorii
analizati deoarece, in afara de SC APA NOVA SA Bucuresti care polueaza raul Dambovita si
indirect, raul Arges, nu mai exista alte unitati poluatoare importante pe tronsonul Budesti (pe
Arges) – varsare in Dunare.
In sectiunea Budesti (pe Arges) gradul de curatenie de 62,5 % situeaza sectiunea in
categoria α – mezosaproba, cu o diversitate saraca a speciilor acvatice.
Lacurile de pe raul Arges, in special cele de pe tronsoanele Curtea de Arges – Pitesti
si Pitesti – Cateasca resimt poluari, directe si indirecte, datorita activitatilor antropice din
zona (agricultura, industrie, turism, centre populate, maluri netaluzate, eroziune, depozitare
nedirijata a gunoaielor, efluenti ai unor statii de epurare orasenesti si industriale, etc.).
85
Lacurile de acumulare analizate pe tronsoanele Curtea de Arges – Pitesti si Pitesti –
Cateasca se incadreaza in urmatoarele categorii de calitate : Lacul Zigoneni in categoria a II
– a de calitate la Fier (0,399 mg/l - in anul 2002); Lacul Valcelele in categoria de calitate
Degradat la Cadmiu (0,003 mg/l – in anul 1999); Lacul Budeasa in categoria de calitate
Degradat la Zinc (0,045 mg/l – in anul 2000); Lacul Golesti in categoria a II –a de calitate la
Fier ( 0,407 mg/l – in anul 2001 si 0,543 mg/l – in anul 2002) si in categoria Degradat la Zinc
(0,036 mg/l – in anul 1998 si 0,031 mg/l – in anul 2000) si la Plumb (0,310 mg/l – in anul
2002).
4.2.2 Efecte ale poluarii cu materie organică şi metale asupra structurii populaţionale
acvatice din biotopul B.H. Arges
Evaluarea impactului poluarii presupune o corelare a transformarilor ecosistemelor
acvatice (elementelor biologice de calitate) cu modificarile suferite in compozitia si calitatea
elementelor chimice de calitate, modificari determinate de diverse surse antropice.
O evaluare integrata a efectelor diferitelor clase de substante chimice presupune, in
mod obligatoriu, urmatoarele categorii de date si cunostinte:
Structura si proprietatile fizico-chimice prin care compusii dintr-o anumita
clasa pot fi identificati;
Nivelul productiei, destinatia, modul de depozitare si procedeele de utilizare;
Distributia compusilor chimici in compartimentele principale ale unitatilor
hidrogeomorfologice (sol/litosfera, sedimente, apa) si troposfera; caile de transport si nivelul
de expunere respectiv, accesibilitatea lor in sistemul de ciclare;
Toxicitatea letala si subletala si efectele la nivel macromolecular si celular
(mutagene si biochimice), la nivel tisular, respectiv cele fiziologice;
Fenomenele de biotransformare, natura compusilor derivati, mecanismele de
transfer, bioacumulare si bioconcentrare;
Ecotoxicitatea compusilor primari sau a derivatilor lor – efectele asupra
structurii genetice a populatiilor, complexitatii si stabilitatii biocenozelor, asupra
productivitatii primare si secundare si a calitatii resurselor biologice;
Principalele canale de transfer a compusilor sau derivatilor lor, densitatea
fluxurilor si nivelul de expunere a indivizilor si populatiilor umane (Vadineanu, 1998).
Comunitatile biologice sunt sensibile la modificari ale mediului chimic (stresul
chimic). Ecosistemele acvatice sunt afectate in mod deosebit de stresul chimic datorita
tendintei poluantilor de a se distribui omogen si rapid in zona de amestecare activa, precum si
datorita faptului ca, in general, comunitatile sunt dominate de specii mobile, cu timpi de viata
scurti si rate de reproducere ridicate. Raspunsul la stresul chimic consta in modificari la nivel
de organism, modificari ale mecanismelor ecologice de adaptare si modificare a structurii
populatiilor si biocenozelor: unele specii dispar treptat, schimbandu-se raportul dintre
populatiile ce alcatuiau biocenoza; se vor inmulti cele adaptate noilor conditii. Se produce o
selectie, in functie de valenta lor ecologica, formandu-se un alt tip de biocenoza,
caracteristica apei poluate, pe scurt se produce un dezechilibru ecologic.
Concentratia poluantului poate fi neletala, dar capabila sa determine la diferite
organisme un stres fiziologic cu implicatii foarte grave. Se admite ca agentii poluanti au
efecte mult mai grave asupra organismelor ce apartin nivelelor trofice superioare (crustacee,
moluste, pesti). Atunci cand organismele din fitoplancton si zooplancton sunt sensibile la
poluare, iar cele din nivelurile superioare sunt rezistente, acestea din urma pot muri prin
inanitie. Speciile sensibile dispar primele. Competitia pentru hrana scade, iar speciile
rezistente prolifereaza. In final numai speciile foarte rezistente (polichetele) mai rezista, dar
nici ele nu pot supravietui cand concentratia de oxigen scade la 0. In conditii anaerobe
supravietuiesc doar metanobacteriile si sulfobacteriile. Cand poluantul poate fi folosit ca
86
substanta nutritiva, biomasa organismelor creste un timp oarecare. In apele puternic poluate,
in care are loc o descompunere masiva de substante organice, predomina reducatorii
(bacteriile), iar pe masura desfasurarii procesului de autopurificare creste numarul
consumatorilor si producatorilor. In urma acestui proces are loc descompunerea oxidativa a
materiei organice, absorbtia produsilor mineralizati de catre organismele fotosintetizatoare,
autotrofe si restabilirea ciclurilor trofice normale. (Ionescu, 1973).
Un aspect important in evaluarea impactului asupra elementelor biologice de calitate
este potentialul unui poluant de a determina bioefecte. Simpla prezenta a poluantului in
ecosistem nu inseamna neaparat ca este si biodisponibil si faptul ca este biodisponibil nu
inseamna neaparat ca poate determina bioefecte. Bioefectele reprezinta efectele asupra unui
organism biologic, populatie sau biocenza care sunt „devastatoare” pentru echilibrul
organismului biologic, populatiei sau biocenzei. Trebuie sa se tina cont si de fenomenele de
biotransformare, bioacumulare si bioconcentrare.
In evaluarea impactului ecosistemului se folosesc in primul rand bioindicatorii. Ca
sa-si indeplineasca rolul lor de integratori pentru poluare si pentru a putea fi utilizati usor,
bioindicatorii trebuie sa indeplineasca anumite conditii: sa fie ubiquisti (in afara de cei
introdusi fortat in ecosistem) si destul de abundenti, pentru a permite comparatii intre situri;
sa fie toleranti la poluarea urmarita; sa prezinte o reglare slaba a metabolismului de catre acei
contaminanti si o bioacumulare neselectiva; sa aiba timpi de bioacumulare si de detoxifiere
compatibili cu scara de timp a fenomenelor vizate (zilnic pentru poluarile acute, anuale
pentru poluarile cronice). Un exemplu de abordare pe baza biondicatorilor este sistemul
saprobiilor folosit in evaluarea impactului poluarii organice. Totusi, daca un ecosistem este
supus mai multor factori de stres chimic, abordarea pe baza speciilor indicatoare este dificila,
deoarece speciile indicatoare raspund deseori diferit la diferite seturi de factori de stres.
O a doua etapa este folosirea parametrilor structurali ai biocenozei. Atat pentru rauri,
cat si pentru lacuri, principalii parametri structurali relevanti in evaluarea impactului,
conform Directivei Cadru Apa, sunt:
-compozitia si abundenta fitoplanctonului;
-compozitia si abundenta macrofitelor;
-compozitia si abundenta fitobentosului;
-compozitia si abundenta zoobentosului (faunei nevertebrate bentice);
-compozitia, abundenta si structura de varsta a faunei piscicole.
Pentru lacuri se mai ia in considerare si biomasa fitoplanctonului.
Acesti indici structurali sunt folositi ca instrumente de evaluare a starii ecosistemelor,
deoarece ei exprima unele raporturi cantitative si unele relatii de grupare intre speciile unei
biocenoze si permit astfel caracterizarea mai completa si mai corecta (cantitativa) a structurii
si rolului diferitelor specii in activitatea biocenozei, precum si compararea cantitativa a
biocenozelor intre ele (Botnariuc si Vadineanu, 1982).
Numeroase studii au aratat ca exista o corelatie directa intre poluarea chimica cronica
a ecosistemelor acvatice si modificarile biomasei si abundentei fitoplanctonului,
zooplanctonului si bentosului. Poluarea acuta (cum ar fi poluarea cu petrol sau aplicarea de
pesticide) conduce, de obicei, la o reducere imediata a biomasei si abundentei (Collins si
colaboratorii, 1981; Stokes, 1984; Muller, 1980; Hall si colaboratorii, 1980; Sheehan, 1984).
Impactul poluantilor asupra abundentei si biomasei depinde si de stadiul ciclului de
viata al speciilor. Speciile aflate in stadii active (de exemplu, nimfele) sunt afectate intr-o
masura mult mai mare decat cele din stadiile inactive (cum ar fi ouale, pupele).
Atunci cand o specie domina la un anumit nivel de organizare, sensibilitatea acelei
specii la un anumit poluant controleaza atat impactul, cat si caile de recuperare.
Evaluarea impactului tine cont si de ecotoxicitatea compusilor primari sau a
derivatilor lor, limitele de toleranta medie, doza letala, concentratia letala etc (evaluare pe
baza riscului tintit).
87
Determinarea limitelor de toleranta medie (TLm) se face prin testari biologice (TLm =
concentratia unui produs intr-un diluant convenabil (apa experimentala), la care numai 50%
din animalele testate sunt capabile sa supravietuiasca unui timp de expunere dat) pe speciile
locale cele mai sensibile, aflate in stadiile vitale cele mai importante din punct de vedere
ecologic sau economic, utilizand apa din sectorul de rau aflat in studiu. Se mai utilizeaza si
L(E)C50 pentru fiecare din cele trei niveluri trofice (alge si/sau macrofite, Daphnia sau
organisme reprezentative pentru ape saline, pesti), conform Directivei Cadru. Pentru TLm
testele pot fi realizate alternativ cu o diatomee, o nevertebrata si doua specii de pesti.
(Diaconu, 1997). Conditiile de testare vor fi acelea in care toxicitatea substantelor este
maxima.
Impactul poluarii cu materie organica
Materia organica, care conditioneaza intensitatea activitatii organismelor, provine in
principal din trei surse:
a) materia organica alohtona “naturala”, sub forma particulata sau sub forma dizolvata,
ca de exemplu materia humica provenita din spalarea solurilor din bazinul versant;
b) materia organica autohtona care provine din productia primara din mediul acvatic:
plante superioare (macrofite), alge bentice si fitoplancton;
c) materia organica alohtona de origine antropica (apa menajera, industriala si din
agricultura tratata sau netratata), un fenomen care adesea se numeste “poluare
organica”.
Numeroasele deversari punctuale sau difuze, de origine domestica, agricola sau
industriala au un impact mai mult sau mai putin dramatic in functionarea ecosistemelor, fie
printr-un surplus de materie organica care depaseste capacitatea de asimilare a biocenozelor
(autoepurare), fie prin actiunea toxica directa a poluantilor ce afecteaza plantele si animalele.
Substantele organice de origine naturala (vegetala) consuma oxigenul din apa atat
pentru dezvoltare, cat si dupa moartea acestora. Consumul oxigenului duce la scaderea
cantitatii de oxigen dizolvat, ingreunand realizarea procesului de autoepurare al apei.
In figura urmatoare este reprezentata diagrama potentialului de supravietuire a unei
populatii acvatice in functie de variatia concentratiei oxigenului dizolvat in apa. La o
concentratie de 5 ppm, 100 % din indivizii populatiei supravietuiesc. Daca oxigenul dizolvat
scade, apare mortalitatea ; reducerea potentialului de supravietuire este dependenta de
scaderea concentratiei in oxigen ; in anumite conditii toata populatia va sucomba.
88
Figura 4.2.2.1. Diagrama stres – efect, a gradului de supravietuire pentru o
specie acvatica, in functie de concentratia oxigenului dizolvat in apa
(Camougis, 1981).
Analizand aceasta diagrama se constata ca indivizii unei populatii pot fi impartiti in
urmatoarele trei clase : (1) sensibili, (2) intermediari, (3) toleranti.
In conditiile in care concentratia de oxigen a mediului ramane peste 5 ppm, practic
toate organismele vor trai (in afara celor influentate advers de alti factori). Pe de alta parte, in
conditiile in care concentratia in oxigen scade sub 2 ppm pentru o perioada de timp
semnificativa, numai indivizii toleranti vor trai. Speciile tolerante vor fi selectate si vor
transmite caracteristicile lor mai departe, asigurand supravietuirea acestei specii, in cadrul
ecosistemului dat (Bica, 2000).
Regimul de oxigen impune niste conditii biocenozelor existente. Pentru un corp de
apa dulce, oxigenul dizolvat nu trebuie sa scada sub 7 mg/l. Pentru a avea o buna crestere si
un bun comportament general al anumitor specii, concentratiile in oxigen dizolvat nu trebuie
sa fie inferioare valorii de 6 mg/l. La limita, numai pe perioade foarte scurte si cu celelalte
conditii favorabile, oxigenul dizolvat poate avea si valori cuprinse intre 5 si 6 mg/l. In raurile
mari care prezinta o usoara stratificare termica sau care servesc drept cai de migrare, valoarea
oxigenului dizolvat poate sa scada pana la 5 mg/l pentru cel mult 6 ore si in nici un caz mai
mica de 4 mg/l.
Substanta organica depusa in cantitati mari este degradata pe cale anaeroba doar
partial, se acumuleaza, iar bacteriile sulfat-reducatoare care-si fac aparitia in aceste conditii,
duc la degajarea de hidrogen sulfurat care intoxica sedimentele si apele de profunzime.
Emisia unui efluent bogat in materie organica determina perturbarea totala a
ecosistemului si aparitia a patru zone ce se succed in sensul curgerii apei:
Zona de amestecare a apelor eflentului cu cele ale cursului receptor, situata in
imediata apropiere a punctului de emisie este cea mai degradata si se
caracterizeaza prin disparitia totala a biocenozei;
Urmeaza zona de descompunere activa, unde are loc decompunerea materiei
organice de catre bacteriile si ciupercile saprobe prezente; acestea consuma
oxigenul si astfel se formeaza un mediu septic. Zoocenoza se caracterizeaza prin
prezenta numai a catorva specii foarte rezistente la poluare, de obicei Tubificide si
Eristalis.
A treia zona se caracterizeaza prin restaurarea caracterelor initiale, datorita
proceselor de epurare naturale. Algele sunt cele mai abundente, urmate de specii
de nevertebrate tolerante la poluare (Chironomus, Asselus) si specii caracteristice
89
apelor nepoluate, a caror abundenta creste treptat spre aval odata cu cresterea
distantei fata de punctul de emisie;
Dupa a treia zona, departe de aval, biocenoza prezinta o diversitate maxima,
caracteristica apelor curate (Postolache, 2000).
Substantele organice dizolvate in apa nu sunt retinute decat in mica parte in instalatiile de
sedimentare si de filtrare. Ajungand in instalatiile de dezinfectare a apei cu clor ele provoaca
un consum sporit de clor gazos, necesar pentru oxidarea lor impreuna cu bacteriile patogene
si pentru asigurarea unei doze minime de clor rezidual in exces, dupa clorare, ca dovada a
realizarii oxidarii si ca masura de precautie fata de riscul unei impurificari accidentale a apei
in reteaua de distributie (Radescu, 1971).
Acizii naftenici au un deosebit efect toxic asupra faunei si florei. Asupra faunei
acvatice actioneaza ca un toxic al sistemului nervos si ca iritant al tegumentelor, influentand
si sistemul endocrin. Sunt totusi degradabili biologic. Continutul maxim admis in emisari este
de maxim 0,3 mg/l.
Fenolii dau apei un gust si miros neplacut. Cand apa este dezinfectata cu clor, iau
nastere clorfenoli. Unele hidrocarburi dau gust si miros neplacut apei chiar la concentratii mai
mici. Gusturi si mirosuri neplacute pot proveni si din descompunerea substantelor organice si
a algelor sau bacteriilor filamentoase din apa.
Fenolii sunt prezenti in cantitati mari in produsele petroliere din rafinariile de petrol
(SC ARPECHIM SA). Numeroase cercetari au aratat ca fenolul este pentru pesti un toxic
nervos. Limita de toxicitate depinde de specia de pesti si este cuprinsa intre 6 si 20 mg/l.
Apele uzate continand fenoli pot fi usor epurate biologic, daca concentratia in fenoli nu
depaseste 200 - 250 mg/l. Unele bacterii (Nocordia) pot degrada fenolul pana la ordinul
gramelor pe litru. Fenolul imprima gust si miros neplacut carnii pestilor si provoaca o
inrautatire extrem de accentuata a proprietatilor organoleptice. Pentru receptorii de categoria
intai, limita fenolilor va ramane sub 0,001 mg/l (STAS 4706-88).
Alchil-aril-sulfonatii prezenti in apa emisarilor produc spumarea apei, reducerea
capacitatii de autoepurare si au efecte toxice asupra faunei si floerei. La concentratii de
0,3-0,4 mg/l, spuma formata de alchil-aril-sulfonatii este stabila si impiedica aproape complet
transferul oxigenului in apa emisarului. In privinta actiunii toxice pentru fauna si flora,
trebuie mentionat ca aceasta se datoreaza proprietatilor produsilor sulfonici ce strabat
membranele celulare care au structuri lipoide, provocand inhibarea proceselor respiratorii din
interiorul celulei (Negulescu, 1995).
Produsele petroliere au proprietati toxice asupra apei, inhiband activitatea microbiana
alaturi de reducerea capacitatii de reoxigenare a apelor. Efectele biologice ale produselor
petroliere depind de o serie de factori: persistenta si biodisponibilitate, abilitatea organismelor
acvatice de acumulare si metabolizare a acestora. La aprecierea si caracterizarea impactului
asupra mediului acvatic a produselor petroliere trebuie tinut cont de sensibilitatea diferentiata
a organismelor la contactul cu acestea (toxicitatea acuta crescand de la pesti la moluste si
crustacee), sensibilitatea proceselor biologice afectata de expunerea la produse petroliere,
afectarea habitatului si capacitatii acestuia de regenerare, procesele de interfata unde se
acumuleaza produsele petroliere. Apele uzate epurate sau nu cu continut de titei, ajunse in
apa au un impact puternic asupra acesteia. Astfel, datorita nemiscibilitatii cu apa, cea mai
mare parte din titei se ridica la suprafata si formeaza o pelicula uleioasa care opreste difuzia
aerului atmosferic, actionand astfel pe cale directa, mecanic asupra florei si faunei.
Acoperirea organismelor cu un film gros de titei care impiedica respiratia acestora, respectiv
accesul aerului atmosferic in mediul acvatic (aerarea apei), blocheaza aproape total asimilatia
clorofiliana si respiratia organismelor. Hidrocarburile din titei ca si cele din produse
petroliere actioneaza bacteriostatic din cauza solubilitatii lor in apa. Multe bacterii se
adapteaza in prezenta hidrocarburilor si le metabolizeaza. In produsele petroliere din
rafinariile de petrol sunt prezenti fenoli in cantitati mari (Negulescu, 1995).
90
Petrolul, o data ajuns in apa sufera o serie de transformari care determina si diferite
efecte ale lui. Formarea peliculei la suprafata apei are ca un prim efect scaderea tensiunii
superficiale la interfata apa - aer. In aceasta zona traiesc numeroase organisme planctonice,
vegetale si animale a caror activitate este perturbata, multe dintre ele neputand supravietui.
Un alt efect al acestei pelicule este scaderea cantitatii de lumina ce patrunde in apa si de aici
scaderea intensitatii fotosintetice a algelor sau a altor plante. Majoritatea speciilor
fitoplanctonice sunt grav afectate, ducand la scaderea brusca a productiei primare. In acelasi
timp, intrerupandu-se schimbul de gaze intre apa si aer, se produce scaderea oxigenului solvit
in apa. Chiar dupa disparitia peliculei de petrol, algele planctonice afectate mai grav se refac
mai greu, iar locul lor este luat de altele mai putin sensibile, producandu-se profunde
schimbari in structura biocenotica (Ramade, 1977).
Petrolul din pelicula sufera treptat o serie de transformari. Unele produse, cele mai
volatile, se evapora si ajung in atmosfera (se estimeaza ca aproximativ 25% din petrol se
evapora in decurs de cateva zile). O parte importanta este treptat dispersata in apa, in
particule mici datorita agitatiei apei. Aceasta sporeste considerabil suprafata de contact cu
apa si deschide calea patrunderii in diferite organisme acvatice. Fractiunile mai grele se
sedimenteaza treptat deteriorand conditiile de viata bentonice, iar unele fractiuni sunt
absorbite de particule minerale sau organice patrunzand in numeroase organisme animale
filtratoare (Botnariuc si Vadineanu, 1982).
Plantele acvatice acumuleaza o gama foarte mare de pesticide si ca urmare sunt un
indicator important al contaminarii cu pesticide, dar si cu metale grele. (Toselli, 1980).
Pesticidele organofosforice extrem de toxice inhiba si afecteaza sistemul nervos la unele
insecte si artropode acvatice. La chironomide substantele organoclorurate au efecte
hemolitice.
S-a constatat ca actiunea pesticidelor asupra fitoplanctonului si zooplanctonului poate
avea un efect inhibitor sau stimulator, in functie de concentratie. Comunitatea planctonica are
capacitatea de tamponare a efectului pesticidelor, iar in functie de dezvoltarea sau disparitia
unor grupe de organisme se modifica ciclurile biochimice ale azotului si fosforului.
Imbogatirea apei cu acesti nutrienti produce o crestere a biomasei fitoplanctonului (Botnariuc
si Vadineanu, 1982).
Prin actiunea asupra populatiilor de plante si animale sunt afectate circuitele
biogeochimice. Pesticidele au un efect negativ asupra inmultirii algelor si inhiba fotosinteza
(pe care o reduc cu circa 50%) (Brezeanu, 2002).
Insecticidele organoclorurate si erbicidele ajung in apele de suprafata fie in urma
aplicarii directe (in scopul eliminarii unor insecte), fie prin scurgerile de suprafata si
subterane din ecosistemele terestre.
In mediul acvatic, de cele mai multe ori, erbicidele se dovedesc nocive, nu numai
pentru plantele vizate, dar si pentru numeroase specii de animale.
Insecticidele organoclorurate ca DDT si PCB prezinta toxicitate ridicata pentru
producatorii primari din ecosistemele acvatice chiar si la concentratii foarte scazute, de
ordinul ppb (parti per bilion). DDT este toxic pentru algele de apa dulce. Concentratii sub 10
ppb de PCB determina scaderea considerabila a biomasei totale fitoplanctonice si inhiba
sinteza clorofilei. Efectele asupra biomasei fotosintetice sunt consecinta actiunii acestor
compusi asupra frecventei diviziunii celulare a fitoplanctonului. S-a observat, de asemenea,
aparitia surselor de alge fitoplanctonice rezistente la doze scazute de compusi
organoclorurati, ceea ce conduce la acumularea acestora la acest nivel trofic.
Macrofitele permit o integrare a variatiilor pe termen scurt a concentratiilor acestor
poluanti si de aceea sunt folosite ca biondicatori. Potamogeton perfoliatus absoarbe DDT din
apa fara posibilitatea de a frana procesul, astfel incat planta moare. Din contra, stuful poseda
mecanisme de protectie, constand probabil in capacitatea de declorinare a organocloruratelor,
fapt care-l face sa joace un rol important in purificarea apelor de aceste substante (Merejko et
al, 1978).
91
Indicii folositi pentru evaluarea impactului poluarii organice asupra diatomeelor (de
exemplu) sunt: indici de toleranta la poluare (de ex: Lange-Bertalot; Bahis, 1993) care au
valori scazute in cazul acestui tip de poluare; indici de diversitate (Shannon-Weiner,
Simpson’s), care au valori scazute in caz de stres.
Macronevertebratele bentice sunt indicatori pe termen lung ai calitatii mediului; ele
integreaza calitatea apei, sedimentelor si calitatea habitatului (USEPA 1989 b, USEPA 1990
d). Speciile de macronevertebrate au stadii de viata sensibile care raspund la stres si care
integreaza atat efectele pe termen scurt ale factorilor de stres, cat si efectele pe termen lung.
Indicii folositi pentru urmarirea poluarii organice: % de oligochete care este crescut in cazul
unei poluari organice, procentul de specii netolerante care este scazut in caz de stres, indicele
Shannon-Wiener care este scazut in caz de stress, etc. Pestii (ca de exemplu Rutilus rutilus)
integreaza numerosi parametri din mediul lor si tin cont de istoria mediului acvatic si de
starea lui actuala de sanatate.
Cerintele pestilor privind oxigenul sunt variate. Exista specii stenoxibionte sau oxifile
care traiesc numai in ape cu un continut ridicat in oxigen (toate salmonidele, majoritatea
speciilor reofile).
Toxicitatea pesticidelor poate determina o scaderea a oxigenului la pesti; pe de alta
parte, o scadere a continutului in oxigen antreneaza un stres asupra metabolismului, care
determina o scadere a capacitatii lor de rezistenta vis-à-vis de substantele toxice, in timp ce
cresterea simultana a ventilarii brachiale determina o crestere a bio-agresorilor.
Capacitatea de deplasare este de asemenea un element important de luat in seama,
privind reactia pestilor. In sectoarele poluate si fizic perturbate, pestii sunt mult mai putin
sedentari (Karr et Dudley, 1981) si in perioadele critice, ei incearca sa se refugieze si tind a se
concentra in zonele mai bine oxigenate. Aceasta capacitate de ajustare a pestilor dupa un
gradient al oxigenului a fost demonstrat in canal experimental (Stoll et Cross, 1973).
Modul de actiune al pesticidelor depinde de structura chimica, dar este inca departe de
a se cunoaste implicatiile poluarii cu aceste substante asupra organismelor. O caracteristica a
acestor substante consta in faptul ca, prin degradarea lor rezulta produsi toxici mult mai activi
decat pesticidele initiale.
Prin procesul de concentrare, in lungul lanturilor trofice se produc concentratii
suficiente spre a dezorganiza reproducerea multor specii, mortalitatea in masa, reducerea
procesului productiei primare, in doua cuvinte dezorganizarea ecosistemului (Robson et al.,
1977, Scorkie et al, 1979).
Detergentii produc spume care se acumuleaza la suprafata apei limitand schimbul de
gaze dintre apa si atmosfera, contribuind astfel la distrugerea bacteriilor aerobe cu rol in
descompunerea deseurilor organice. Efectele principale apar evident asupra calitatii apei ca si
asupra organismelor acvatice, pestii fiind foarte sensibili. (Manescu, 1994).
4.2.3 Efecte ale poluarii cu metale
Factorii externi care au influenta directa asupra toxicitatii metalelor grele in apa sunt
temperatura, pH-ul, continutul apei in oxigen dizolvat, in saruri minerale, viteza curentului de
apa, turbiditatea. Influenta acestor factori se manifesta fie prin actiunea directa asupra
activitatii fiziologice a organismului modificand intensitatea proceselor metabolice, fie
actionand asupra microclimatului prin modificarea proprietatilor fizico-chimce sau
concentratia micropoluantilor.
Influenta temperaturii se manifesta atat asupra organismului acvatic, cat si asupra
mediului extern - apa. Astfel, s-a constatat ca o crestere a temperaturii are ca rezultat
cresterea metabolismului animal si deci cresterea consumului de oxigen, scaderea solubilitatii
gazelor in apa si deci scaderea oxigenului din apa disponibil, cresterea permeabilitatii
epiteliului branhial si deci o puternica absorbtie a metalelor grele. Conform legii lui
92
Van t’Hoff, o crestere cu 10 grade a temperaturii apei intre limite compatibile cu viata,
provoaca o dublare a intensitatii metabolice, respectiv a vitezei de patrundere a metalelor
grele in corp.
Continutul apei in oxigen dizolvat influenteaza direct metalele grele din apa, atunci
cand acestea sunt oxidate. O concentratie scazuta de oxigen dizolvat in apa cu concentratii
ridicate de metale grele influenteaza negativ pestii, scazand durata de supravietuire a lor prin
actiunea asupra organului respirator, branhiile, reducandu-le astfel treptat capacitatea
functionala, scazand astfel si cantitatea de oxigen absorbita de ele. O concentratie scazuta a
oxigenului in apa are drept consecinta o cantitate scazuta de oxigen patrunsa in organismul
pestelui, deci timpul de supravietuire este limitat. Metalele grele sunt usor oxidabile, deci o
concentratie ridicata a oxigenului dizolvat in apa are drept consecinta o grabire a oxidarii
metalelor, deci o scadere a concentratiei metalului in apa si ca urmare, o crestere a duratei de
supravietuire a pestelui (Institutul National de Cercetare-Dezvoltare, ‚’’Delta Dunarii’’,
2003).
Timpul de supravietuire al pestilor fata de concentratia mare a metalelor grele scade
odata cu scaderea oxigenului dizolvat. In paralel scade si intensitatea consumului de oxigen,
cu toate ca frecventa miscarilor respiratorii creste. La saturatie in oxigen, timpul de raspuns
este invers proportional cu consumul de oxigen al speciei respective.
Continutul in saruri minerale si natura acestora influenteaza mult toxicitatea metalelor
grele. In apele dure toxicitatea este mai mica decat in apele moi. Aceasta se datoreste
reactiilor chimice, care pot duce la fixarea ionilor metalici in combinatii insolubile si
precipitarea lor, si de asemenea unei actiuni biochimice (modificarea permeabilitatii
membranei celulare). In apele cu mineralizarea corespunzatoare apelor dulci (pana la 1000
mg/l), toxicitatea metalelor grele este mai mare decat in apele sarate si salmastre.
Valorile scazute ale pH-ul influenteaza toxicitatea sarurilor metalelor grele (in sensul
cresterii toxicitatii metalelor grele). Scaderea pH-ului atrage o crestere a solubilitatii
metalelor grele, fiind mobilizate din sedimente sau din combinatii stabile din sol; scaderea
pH-ului sub valoarea de 6 determina moartea unor componente ale ecosistemului si pestii isi
pierd sursele de hrana; reducerea pH-ului duce la reducerea oxigenului, cresterea bacteriilor
anaerobe, reducerea biodiversitatii, dezvoltatea unor alge si macrofite acidotolerante.
Printre algele utilizate ca biondicatori, Cladophora glomerata, specie ubiquista pentru
raurile temperate (Whitton, 1970), prezinta avantajul de a se dezvolta in tufe largi, agatate de
pietre (Dodds, 1991) sau cu coarde care se mentin cu ajutorul plutitoarelor intr-o zona unde
viteza de scurgere este crescuta.
O apa cu continut ridicat in fier nu se poate utiliza nici in alte aplicatii industriale, mai
ales ca intr-o asemenea apa se pot dezvolta numeroase culturi bacteriene foarte intense, care
pot infunda canalizarea.
Toxicitatea metalelor grele este evaluata cu ajutorul indicatorului TLm (96h).
Tabel 4.2.3.1. Conditii biologice de calitate referitoare la prezenta
metalelor grele in apa.
Metal Concentratia maxima Concentratia medie (24h)
Zinc 1/100 din TLm (96h) 1/100 din TLm (96h)
Cupru 1/10 din TLm (96h) 1/30 din TLm (96h)
Cadmiu 1/30 din TLm (96h) 1/500 din TLm (96h)
Exista unele manifestari la pesti care se suspecta a fi cauzate de catre contaminarea cu
metale. Aceste manifestari sunt: tumori canceroase si degenerari specifice sau diverse leziuni
(Myers et al, 1990). Anomalii la nivelul scheletului au fost induse la pesti dupa expunerea in
laborator la pesticide clorurate si la metale grele (Sinderman et al, 1980).
Retinerea metalelor pe materiile in suspensie este influentata de debitul raului
respectiv (functie de sezon): pentru debite mici, dilutia este scazuta, continutul in suspensii
93
este diminuat, pentru debite ridicate metalele sunt in contradictii mai mari cu suspensii
(Varduca, 2000).
Cadmiu - la concentratii de 30 - 40 micrograme/litru determina mortalitatea in masa a
numeroase nevertebrate acvatice, iar la concentratii intre 5 - 30 micrograme/litru induc
scaderea longevitatii, a numarului de indivizi reproducatori, a numarului de pui/individ si a
duratei medii a unei generatii (Marchal, 1979, Bestram 1979). S-a constatat ca CaCl2 si
MgCl2 inhiba cresterea concentratiei de cadmiu in organisme (Lake et al., 1979). Marshall si
colaboratorii (1981) au gasit ca diversitatea zooplanctonului scade odata cu cresterea dozelor
de cadmiu pana la 20 g/l, dupa care se uniformizeaza. Cadmiul patrunde in organisme prin
hrana si prin suprafata corpului si se acumuleaza selectiv in diferite tesuturi, unde partial se
leaga de molecule proteice, alta parte ramanand libera. In apele dulci concentratia Cd este
mai mare decat in mari.
Zincul - este un microelement necesar organismelor, dar in cantitati mari devine toxic.
Toxicitatea este evidenta la diferite organisme acvatice: cladocere, copepode, larve de
insecte, acarieni acvatici, etc. S-a dovedit experimental ca efectul toxic al zincului este mai
mare decat la nichel si mangan si mai mic decat al cadmiului si cuprului, iar toxicitatea creste
brusc la 25 - 30oC (Braghinski, 1978). Sarurile de zinc in concentratie de peste 30 ppm dau
un aspect laptos apei din cauza hidrolizei lor, iar la concentratii de peste 40 ppm le altereaza
gustul.
Plumbul - atat din sedimente cat si din masa apei, poate intra in cicluri trofice, fiind
acumulat cu intensitati variabile de diferite specii, in functie de concentratia lui in mediu si de
alti factori. Plumbul este un metal toxic. Plumbul exista in apa sub forma solubila sau
insolubila (absorbit de particulele organice sau anorganice). Fiind absorbit de plante si
animale este acumulat in concentratii variabile in functie de concentratia lui in mediu si de
alti factori (stuful concentreaza de la inceputul sezonului de vegetatie pana in luna mai pana
la 3,4 ppm plumb, iar catre toamna scade la 0,5 ppm). Molustele lamelibranchiate care
filtreaza apa acumuleaza plumb si o intreaga gama de metale grele. Prezenta plumbului in
ecosisteme acvatice conduce la perturbarea ciclului N, P si la adsorbtia sa de sedimente.
Manganul - la scaderea pH-ului, datorita unei acidifieri a apei, creste solubilitatea
metalelor grele, fiind mobilizate din sedimente sau din combinatiile stabile din sol.
Pe langa poluarea cu materie organica si metale prezenta in bazinul hidrografic Arges,
ecobiomul raului Arges mai este afectat si de barajele, indiguirile si betonarile albiilor
existente in special pe primele doua tronsoane studiate.
Datorita faciesului modificat al Argesului, in urma amenajarilor hidrotehnice in scop
hidroenergetic, biocenoza raului a suferit o restructurare, frecvent intalnite fiind organismele
tipice biotopului lacustru.
4.2.4 Efectele barajelor asupra ecosistemului
Modificarea vitezei apei atrage dupa sine modificarea regimului aluviunilor: in lacuri
apare fenomenul de depunere a substantelor in suspensie (colmatare), cel mai semnificativ
fiind cel de la coada lacului, unde apar formatiuni deltaice (Lacul Pitesti, Lacul Curtea de
Arges, Lacul Golesti); tot depunerile conduc la concentrarea de substante hranitoare (azotati,
fosfati, materii organice) si de substante nocive (pesticide, poluanti din reziduuri industriale,
etc.). Crearea lacului intrerupe accesul faunei terestre de pe un mal pe altul, cu efecte posibile
importante, daca unele populatii aveau anterior habitate esentiale (de exemplu de hranire si de
adapostire) pe maluri diferite. Disparitia micilor balti temporare sau permanente din lunca
raurilor (care au reprezentat sursa principala de furnizare a faunei si microflorei in etapa de
constituire a biocenozei lacului), cauzata de un numar mare de constructii hidrotehnice prin
amenajarea cursului, conduce la pierderea calitatii de ecosisteme autarhice, independente
(Godeanu, 1998).
94
In bazinele create prin inundare, cum sunt lacurile de baraj predomina, in faza de
inceput, elemente de tipul diatomeelor care sunt greu accesibile zooplanctonului. In aceste
conditii lanturile trofice nu se formeaza luand ca baza de pornire fitoplanctonul, fiind utilizat
mai curand detritusul adus de apele ce alimenteaza lacul. Dupa un oarecare timp,
fitoplanctonul se dezvolta fiind apoi valorificat de lanturile trofice. In lacurile de acumulare
cu oarecare vechime (Lacul Curtea de Arges) coexista atat lanturi trofice in care este folosit
detritusul, cat si lanturi bazate pe valorificarea fitoplanctonului.
Zooplanctonul dezvoltat in astfel de lacuri este de tip pesti de talie mica. Lipsa si mai
ales inaccesibilitatea hranei reduc mult productia de pesti de talie mare. Bentofauna nu poate
asigura hrana pestilor de talie mare deoarece bentosul din lac se gaseste la adancime mare,
unde nu poate trai aceasta categorie de pesti. Se constata astfel ca lacurile de baraj nu asigura
productii piscicole comparabile cu baza trofica naturala (Bica, 2000).
Se schimba calitatea apei in aval (chiar daca se prevad debite de servitute) : debitul,
temperatura, turbiditatea, oxigenul dizolvat.
Prin construirea barajelor se reduce aportul de hrana, apa din micii afluenti sau din
emisiile din lac fiind in general lipsita de substante hranitoare.
Datorita schimbarii regimului vitezelor si incarcarii cu aluviuni a noilor debite, are loc
o importanta modificare a granulozitatii patului albiei, in sensul micsorarii acesteia. Aceasta
modifica fundamental si dramatic conditiile de biotop pentru populatiile din bentos, psamon
si neuston, care alcatuiesc o parte esentiala a bazei trofice a ecosistemului.
Un efect ecologic important deriva din atenuarea apelor mari ; eliminarea sau
diminuarea viiturilor extraordinare protejeaza in mod semnificativ ecosistemele aval,
deoarece o viitura importanta modifica biotopul, distruge unele habitate si antreneaza spre
zone de mortalitate o mare parte a biocenozelor, in special pe cea cu posibilitati de deplasare
(si adapostire) reduse, cum ar fi algele, viermii, larvele, crustaceele, dar si pestii mari.
Refacerea ecosistemelor lotice naturale dupa viituri importante poate dura 4-6 ani.
Efectele indiguirilor sau betonarii cursurilor de apa asupra ecosistemului
Se cunosc cazuri in care albiile bine betonate ale unor rauri in urma unor viituri
puternice au fost complet distruse, astfel ele au trebuit sa fie refacute total. Atunci cand
acestea au fost amenajate pe baze ecotehnice, vegetatia de pe maluri s-a dezvoltat puternic, ea
asigurand atat protectia malurilor, cat si umiditatea crescuta a zonei. Trebuie sa se tina seama
ca albiile raurilor reprezinta concomitent: cai de circulatie a apelor, rezervoare si zone
ecologice complexe (Godeanu, 1998).
95
96
Capitolul 5. Identificarea surselor de poluare a apelor in B. H. Arges
5.1 Identificarea şi cartarea zonelor protejate
Zonele protejate reprezintă areale de pe teritoriul fiecărui bazin hidrografic care au
fost stabilite pe baza cerinţelor speciale de protecţie din legislaţia comunitară.
Astfel, conform Directivei Cadru pentru Apă (Anexa IV), pe teritoriul spaţiului
hidrografic Argeş-Vedea au fost identificate şi cartate următoarele categorii de zone
protejate:
- zone de protecţie pentru captările de apă destinate potabilizării;
- zone pentru protecţia speciilor acvatice importante din punct de vedere economic;
- zone destinate pentru protecţia habitatelor şi speciilor unde menţinerea sau
îmbunătăţirea stării apei este un factor important;
- zone sensibile la nutrienţi şi zone vulnerabile la nitraţi;
- zone pentru îmbăiere.
care se supun reglementarilor urmatoarelor directive europene:
Directiva 98/83/CE privind calitatea apei destinate consumului uman;
Directiva 75/440/CEE privind calitatea cerută apelor de suprafaţă destinate prelevarii de
apă potabilă;.
Directiva 78/659/CEE şi 2006/44/CE privind calitatea apelor dulci care necesită
protejare sau îmbunătăţire pentru a permite viaţa piscicolă;
Directiva 79/923/CEE privind calitatea apelor pentru moluşte amendată de Directiva
2006/113;
Directiva 91/271/CEE privind epurarea apelor uzate urbane;
Directiva 91/676/CEE privind protecţia apelor împotriva poluării cu nitraţi proveniţi
din surse agricole;
Directiva 79/409/CEE privind conservarea păsărilor sălbatice;
Directiva 92/43/CEE privind conservarea habitatelor naturale, a florei şi faunei sălbatice;
Directiva 2006/7/CE privind gestionarea calităţii apei pentru îmbăiere şi de abrogare
a Directivei 76/160/CEE.
Conform Directivei Cadru pentru Apă, un rezumat al Registrului zonelor
protejate trebuie să fie introdus în Planul de management al bazinului/spaţiului hidrografic şi
trebuie să cuprindă hărţi cu localizarea fiecărei categorii de zonă protejată şi lista actelor
normative la nivel comunitar, naţional şi local în urma cărora au fost identificate şi
nominalizate aceste zone.
Datele folositel au fost cele din 2007 si au fost actualizate cu cele din 2009 privind
zonele protejate cuprinse în Registrul zonelor protejate.
5.1.1 Zone de protecţie pentru captările de apă destinate potabilizării
Zonele de protecţie pentru captările de apă potabilă reprezintă zonele pe
corpurile de apă utilizate pentru captarea apei potabile destinate consumului uman care
furnizează în medie cel puţin 10 m3/zi sau deservesc cel puţin 50 de persoane.
Legislaţia specifică zonelor de protecţie pentru captările de apă destinate
potabilizării este reprezentată de:
Directiva 98/83/CE privind calitatea apei destinate consumului uman;
97
Directiva 75/440/CEE privind cerinţele de calitate pentru apă de suprafaţă
destinate prelevării de apă potabilă.
Legea Apelor nr. 107/1996 cu modificările şi completările ulterioare (inclusiv
Legea 310/2004 şi Legea 112/2006);
Hotărârea de Guvern nr. 930/2005 privind caracterul şi mărimea zonelor de
protecţie sanitară.
Hotărârea de Guvern nr. 100/2002 pentru aprobarea Normelor de calitate pe care
trebuie să le îndeplinească apele de suprafaţă utilizate pentru potabilizare şi a
Normativului privind metodele de măsurare şi frecvenţa de prelevare şi analiză a
probelor din apele de suprafaţă destinate producerii de apă potabilă, cu
modificările şi completările ulterioare (HG 662/2005, HG 567/2006 şi HG
210/2007).
5.1.2. Monitorizarea şi caracterizarea stării apelor
În conformitate cu Articolul 8 (1) al Directivei Cadru din domeniul apelor
(2000/60/EC), Statele Membre ale Uniunii Europene au stabilit programele de
monitorizare pentru apele de suprafaţă, apele subterane şi zonele protejate în scopul
cunoaşterii şi clasificării “stării“ acestora în cadrul fiecarui district hidrografic. Sistemul
Naţional de Monitoring Integrat al Apelor cuprinde următoarele 6 sub-sisteme:
râuri
lacuri
ape tranzitorii
ape costiere
ape subterane
ape uzate (monitoringul de control al apelor uzate evacuate în receptorii
naturali).
Mediile de investigare sunt reprezentate de apă, sedimente şi biota, elementele de
calitate, parametrii şi frecvenţele minime de monitorizare fiind în concordanţă cu cerinţele
Directivei Cadru în domeniul apei, funcţie de tipul de program.
Monitorizarea stării apelor în România pe baza programelor de monitorizare
stabilite în conformitate cu Art. 8 (1,2) ale Directivei Cadru Apă se realizează în mare
parte de către Administraţia Naţională “Apele Române” prin unităţile sale teritoriale.
Programele de monitorizare a apelor de suprafaţă includ:
programul de supraveghere;
programul operaţional;
programul de investigare.
Programele de monitorizare a apelor subterane includ:
programul de monitorizare cantitativă;
programul de monitorizare calitativă (de supraveghere şi operaţional).
Ape de suprafaţă
În conformitate cu anexa V din Directiva Cadru, informaţiile furnizate de sistemul de
monitoring al apelor de suprafaţă sunt necesare pentru:
Clasificarea stării corpurilor de apă (având în vedere atât starea ecologică, cât şi
starea chimică);
Validarea evaluării de risc;
98
Proiectarea eficientă a viitoarelor programe de monitoring;
Evaluarea schimbărilor pe termen lung datorită cauzelor naturale;
Evaluarea schimbărilor pe termen lung datorate activităţilor antropice;
Estimarea încărcărilor de poluanţi transfrontalieri sau evacuaţi în mediul marin;
Evaluarea schimbărilor în starea corpurilor de apă identificate ca fiind la risc, ca
răspuns la aplicarea măsurilor de îmbunătăţire sau prevenire a deteriorării;
Stabilirea cauzelor datorită cărora corpurile de apă nu vor atinge obiectivele de
mediu;
Stabilirea magnitudinii şi impactului poluărilor accidentale;
Utilizarea în exerciţiul de intercalibrare;
Evaluarea conformităţii cu standardele şi obiectivele zonelor protejate;
Cuantificarea condiţiilor de referinţă pentru apele de suprafaţă.
Secţiunile/staţiile de monitorizare pentru apele de suprafaţă din Spaţiul Hidrografic
Argeş-Vedea se prezintă în figura urmatoare:
Figura 5.1.2.1 Reteaua de monitorizare a apelor de suprafata din
Spatiul Hidrografic Arges - Vedea
99
Programul de supraveghere
Monitoringul de supraveghere are rolul de a evalua starea tuturor apelor din cadrul
bazinului hidrografic, furnizând informaţii pentru: validarea procedurii de evaluare a
impactului, proiectarea eficientă a viitoarelor programe de monitoring, evaluarea tendinţei de
variaţie pe termen lung a resurselor de apă, inclusiv datorită impactului activităţilor
antropice.
Râuri
Pentru programul de supraveghere, la nivelul spaţiului hidrografic Argeş-Vedea,
numărul secţiunilor de monitorizare pentru râuri este de 159.
Lacuri
La nivelul spaţiului hidrografic Argeş-Vedea, reţeaua pentru monitoringul de
supraveghere lacuri naturale şi de acumulare este alcătuită dintr-un număr de 81 de
secţiuni.
Monitoringul operaţional are ca scop stabilirea stării corpurilor de apă din cadrul
bazinului hidografic ce prezintă riscul de a nu îndeplini obiectivele de mediu şi a stării
corpurilor de apă posibil la risc, precum şi evaluarea oricăror schimbări în starea acestor
corpuri de apă, schimbări datorate aplicării programului de măsuri.
Programul operaţional se realizează în fiecare an pe perioada unui plan de
management şi va înceta în cazul în care corpurile de apă vor atinge starea bună Pentru
spaţiul hidrografic Argeş-Vedea, monitoringul operaţional se realizează printr-un număr
de 90 secţuni de monitorizare.
Râuri
Reţeaua pentru monitoringul operaţional pentru râuri din cadrul spaţiului
hidrografic Argeş-Vedea este alcatuită dintr-un numar de 70 secţiuni.
Lacuri
Reţeaua pentru monitoringul operaţional în cadrul spaţiului hidografic Argeş-Vedea
este alcătuită dintr-un număr de 20 secţiuni pentru corpurile de apă lacuri naturale şi
corpuri de apă lacuri de acumulare.
Ca şi în cazul programului de supraveghere, monitorizarea elementelor fizico-
chimice şi biologice se face pe profile: suprafaţă, zona fotică şi în unele cazuri limita zonei
fotice.
Programul de investigare
Programul de monitorizare investigativă în România a fost stabilit pe baza
prevederilor Directivei Cadru în domeniul apei, fiind reprezentat de:
o identificarea cauzelor depăşirilor limitelor prevazute în standardele de calitate şi în
alte reglementări din domeniul gospodăririi apelor;
o certificarea cauzelor pentru care un corp de apă nu poate atinge obiectivele de
mediu (acolo unde monitoringul de supraveghere arată că obiectivele stabilite
pentru un corp de apă nu se pot realiza, iar monitoringul operaţional nu a fost
încă stabilit);
100
o stabilirea impactului poluărilor accidentale, furnizând informaţii referitoare la
programele de măsuri necesare pentru atingerea obiectivelor de mediu şi a
măsurilor specifice necesare pentru remedierea efectelor poluărilor accidentale.
Programul de investigare se aplică, dacă este necesar, la completarea cunostinţelor
privind calitatea apei, la testarea noilor metode de evaluare calitativă, la
probarea ipotezelor privind evaluarea presiunilor şi a impactului, nefiind necesară
stabilirea în avans a reţelei de monitoring investigativ şi a elementelor de calitate
monitorizate.
Ape subterane
Articolul 8 al Directivei Cadru stabileşte cerinţele de monitorizare pentru starea
apelor subterane, iar anexa V indică faptul că informaţiile furnizate de sistemul de
monitoring al apelor subterane sunt necesare pentru:
Evaluarea stării cantitative a tuturor corpurilor sau grupurilor de corpuri de apă
subterană (inclusiv evaluarea resurselor de apă subterană disponibile);
Estimarea direcţiei şi a debitului din corpurile de apă subterană care
traversează graniţele Statelor Membre;
Validarea procedurii de evaluare a riscului, realizată conform Articolului 5;
Evaluarea tendinţelor pe termen lung a diverşilor parametri cantitativi şi
calitativi, ca rezultat al schimbărilor condiţiilor naturale şi datorită activităţii
antropice;
Stabilirea stării chimice pentru toate corpurile sau grupurile de corpuri de apă
subterană identificate a fi la risc de a nu atinge starea bună;
Identificarea prezenţei tendinţelor importante şi continue de creştere a
concentraţiilor de poluanţi;
Evaluarea schimbării (inversării) tendinţelor în concentraţia poluanţilor în apele
subterane;
Stabilirea, proiectarea şi evaluarea programului de măsuri.
Secţiunile/staţiile de monitorizare pentru apele subterane din spaţiul hidrografic Argeş-
Vedea se prezintă în figura urmatoare:
101
Reteaua de monitorizare a apelor subteran din Spatiul Hidrografic Arges - Vedea
În spaţiul hidrografic Argeş-Vedea, au fost identificate un număr de
247 secţiuni (forajelor/izvoarelor) monitorizate din punct de vedere cantitativ (236 foraje,
11 izvoare).
Monitorizarea calitativă (chimică)
Programul de supraveghere
La nivelul spaţiului hidrografic Argeş-Vedea, numărul secţiunilor
(forajelor/izvoarelor) monitorizate din punct de vedere calitativ cu programul de
supraveghere este de 247 (236 foraje, 11 izvoare).
Programul operaţional
La nivelul spaţiului hidrografic Argeş-Vedea, numărul secţiunilor
(forajelor/izvoarelor) monitorizate din punct de vedere calitativ în programul
operaţional este de 168 (164 foraje, 4 izvoare).
102
5.1.3 Zone protejate
În conformitate cu articolul 7 al Directivei Cadru, Statele Membre trebuie să
identifice toate corpurile de apă utilizate sau care vor fi în viitor utilizate pentru captarea apei
destinate consumului uman, care furnizează, în medie, mai mult de 10 m3/zi sau deservesc
mai mult de 50 de persoane şi în plus trebuie să monitorizeze toate corpurile de apă care
furnizează mai mult de 100 m3/zi (în medie).
Pentru apele de suprafaţă, în cadrul spaţiului hidrografic Argeş-Vedea au fost
identificate un nr. de 8 +1 (1 în conservare: Dunăre – Zimnicea la hm 5550) captări de
apă, unde s-au stabilit secţiuni de monitorizare în conformitate cu prevederile
Directivei Cadru. Parametrii monitorizaţi sunt cei definiţi de Directiva 75/440/EEC şi
Directiva 79/869/EEC.
De asemenea, Directiva Cadru prevede monitorizarea substanţelor prioritare şi a
altor substanţe descărcate în cantităţi semnificative care ar putea afecta starea
corpurilor de apă şi care sunt prevăzute în Directiva privind calitatea apei potabile.
Frecvenţa de prelevare şi analiza probelor de apă de suprafaţă utilizate pentru
captarea apei potabile e prezentată în tabelul următor:
Referitor la parametrii şi frecvenţa de monitorizare, se specifică că:
măsurătorile de niveluri în forajele de observaţie ale Reţelei Hidrogeologice
Naţionale (situate în raza de influenţă a acestor captări) se realizează odată la
3 -15 zile funcţie de regimul de variaşie al nivelurilor;
monitorizarea parametrilor fizico-chimici obligatorii, precum şi
poluanţii/parametrii prevazuţi de Legea apei potabile 458/2002, modificată şi
completată de Legea 311/2005) se efectuează de 4 ori pe an.
Directiva Cadru Apă defineşte în Art.2 starea apelor de suprafaţă prin:
starea ecologică;
starea chimică;
Starea ecologică reprezintă structura şi funcţionarea ecosistemelor acvatice, fiind
definită în conformitate cu prevederile Anexei V a Directivei Cadru Apă, prin
elementele de calitate biologice, elemente hidromorfologice şi fizico-chimice generale cu
funcţie de suport pentru cele biologice, precum şi prin poluanţii specifici (sintetici şi
nesintetici).
Caracterizarea stării ecologice în conformitate cu cerinţele Directivei Cadru pentru
Apă (transpuse în legislaţia românească prin Legea apelor nr. 107/1996 cu modificările şi
completările ulterioare), se bazează pe un sistem de clasificare în 5 clase, respectiv: foarte
bună, bună, moderată, slabă şi proastă, definite şi reprezentate astfel: pentru starea foarte
bună - valorile elementelor biologice se caracterizează prin valori asociate acelora din
zonele nealterate (de referinţă) sau cu alterări antropice minore.
Valorile elementelor hidromorfologice şi fizico-chimice ale apelor de suprafaţă se
caracterizează prin valori asociate acelora din zonele nealterate (de referinţă) sau cu
alterări antropice minore;
103
pentru starea bună - valorile elementelor biologice se caracterizează prin abateri
uşoare faţă de valorile caracteristice zonelor nealterate (de referinţă) sau cu
alterări antropice minore.
Valorile elementelor fizico-chimice generale se caracterizează prin abateri minore faţă
de valorile caracteristice zonelor nealterate (de referinţă) sau cu alterări antropice minore;
pentru starea moderată - valorile elementelor biologice pentru apele de
suprafaţă deviază moderat de la valorile caracteristice zonelor nealterate (de
referinţă) sau cu alterări antropice minore;
pentru starea slabă - există alterări majore ale elementelor biologice; comunităţile
biologice relevante diferă substanţial faţă de cele normale asociate condiţiilor
nealterate zonele nealterate (de referinţă) sau cu alterări antropice minore;
pentru starea proastă - există alterări severe ale valorilor elementelor biologice,
un număr mare de comunităţi biologice relevante sunt absente faţă de cele prezente
în zonele nealterate (de referinţă) sau cu alterări antropice minore.
Elementele fizico-chimice se iau în considerare în caracterizarea stării “foarte bună”
şi “ bună”, iar cele hidromorfologice numai în caracterizarea stării “foarte bună”, în cazul
celorlalte stări neexistănd o definire specifica a acestora.
5.2 Identificarea surselor de poluare a apelor in B.H. Arges
5.2.1 Gradul de mineralizare a bazinului Argeș
Râurile din bazinul Argeș corespund clasei de mineralizare bicarbonatată calcică,
făcând excepție Potopul, Sabarul, și alte râuri care izvorăsc din zona de deal și au
mineralizare clorurată.
În bazinul superior al Argeșului gradul de mineralizare este mic spre mijlociu,
devenind mediu în bazinul mijlociu și mare în bazinul inferior unde se găsec cursurile
inferioare ale râurilor mari din bazin (Argeș, Vedea, Dâmbovița).
Un aport important de material solid și creștere în turbiditate o aduc râurile din zonele
de deal și câmpie, reprezentând bazinul mijlociu și inferior al Argeșului, acest aport
producându-se în perioade cu precipitații importante, iar materialele coloidale și în suspensie
afectând pronunțat indicatorii ce țin de bilanțul oxigenului în cursurile de apă.
Pe râul Argeș mineralizarea este mică spre mijlocie pe cursul superior, dar după ce
primește Sabarul și Dâmbovița cresc și cantitățile concentrațiilor în cloruri, dar și cantitățile
de materii în suspensie, îndeosebi în perioadele cu precipitații. Datorită faptului că cei doi
afluenți au încărcătură organică mare, indicatorii de calitate ai oxigenului prezintă uneori
valori nefavorabile în aval de confluență.
Pe râul Dâmbovița, mineralizarea este în general mică pe cursul superior și mijlociu și
crește foarte mult în aval de București datorită apelor uzate rezultate din apele menajere ale
Bucureștiului și orașelor din împrejurimi. Pe cursul inferior al Dâmboviței clorurile au valori
importante și se mențin până la confluența cu Argeșul.
Oxidabilitatea și materiile în suspensie înregistrează creșteri semnificative pe sectorul
situat aval de București, influențând negativ concentrația oxigenului dizolvat.
Râul Colentina până la formarea lacului Buftea se caracterizează printr-o mineralizare
mijlocie, apa aparținând clasei bicarbonatate, putând deveni clorurată la debite mici.
Sectorul lacurilor prezintă o mineralizare foarte mare cu apartenență permanentă către
clasa clorurată, această clorurare datorându-se apelor Ialomiței care alimentează suplimentar
104
lacurile prin canalul Bilciurești, în această zonă apele fiind puternic clorurate și cu
mineralizare foarte mare.
Suprafețele foarte mari ale lacurilor și scurgerea lor lentă creează condiții favorabile
fitocenozelor având ca efect concentrații de suprasaturație pentru oxigenul dizolvat, până la
250 % în lunile de vară.
Au un aport important în cantitățile materialelor în suspensie și cloruri aval de
București o aduce și râul Vedea, el culegându-și apele din zonele premontane și de câmpie
unde mineralizarea este puternică, materiile în suspensie sunt în cantități importante, iar
aportul apelor de sondă dând la debite mici concentrații mari de cloruri.
105
Secțiune
Oxigen
dizolvat Oxidabilitate Rziduu fix
Materii în
suspensie Ioni dizolvați mg/l ph
saturație (%) KMnO4 mg/l mg/l Ca 2+ Mg 2+ (SO4) 2- Cl (2-)
mg (O2/l)
Am Curtea de Argeș 79 - 95 4 - 17 91 - 297 20 - 813 15 - 70 3 - 14 13 - 70 8 - 32 5,7 - 6,4
Pitesti Pod 68 - 109 7 - 16 104 - 260 8 - 1000 22 - 39 2 - 9 19 - 69 7 - 19 5,8 - 6,4
Malu Spart 53 - 97 4 - 16 141 - 313 0 - 750 26 - 33 1 - 11 16 - 60 8 - 34 5,6 - 6,7
Am Confl. Rau Neajlov 99 - 103 5 - 13 226 - 291 31 - 321 43 - 50 5 - 10 31 - 51 46 - 64 5,8 - 6,3
Budesti av confl Sabar 66 - 95 6 - 19 226 - 632 15 - 1289 42 - 64 5 - 20 29 - 73 48 - 222 5,8 - 6,7
Am confl. Dunare 24 - 49 8 - 36 346 - 493 87 - 652 51 - 64 9 - 14 27 - 57 81 - 161 6,2 - 6,5
Afluenti
Raul Doamnei
Darmanesti 88 - 102 5 - 8 133 - 321 37 - 4654 28 - 75 2 - 7 20 - 148 10 - 18 5,7 - 6,3
Aval confl Raul
Targului 76 - 90 4 - 20 121 - 208 0 - 678 31 - 49 3 - 9 17 - 53 7 - 39 5,8 - 6,3
Raul Targului
Leresti 77 - 97 4 - 10 49 - 101 0 - 75 5 - 18 1 - 6 10 - 25 3 - 50 5,8 - 5,9
Raul Neajlov
Moara din Groapa 90 - 121 4 - 10 110 - 292 30 - 392 25 - 53 8 - 18 30 - 45 17 - 30 6,2 - 6,5
Am confl Rau Arges 77 - 99 6 - 33 346 - 625 0 - 639 45 - 80 7 - 46 28 - 56 25 - 148 6,5 - 6,7
Raul Sabar
Moara Crovului 64 - 83 10 - 18 703 - 8669 38 - 382
115 -
316 11 - 99 21 - 34
402 -
5587 6,2 - 6,7
Am confl Rau Arges 58 - 40 9 - 19 370 - 2486 14 - 524 16 - 132 8 - 29 24 - 37 99 - 1077 6,3 - 6,5
106
Secțiune
Oxigen
dizolvat Oxidabilitate Rziduu fix
Materii în
suspensie Ioni dizolvați mg/l ph
saturație (%) KMnO4 mg/l mg/l Ca 2+ Mg 2+ (SO4) 2- Cl (2-)
mg (O2/l)
Raul Colentina
Colacu 61 - 126 4 - 11 216 - 354 0 - 119 46 - 82 5 - 13 15 - 35 24 - 92 5,9 - 6,6
Aval lac Buftea 67 - 79 5 - 8 546 - 1259 0 - 37 59 - 99 10 - 27 29 - 45 250 - 625 6,1 - 6,6
Aval lac Baneasa 91 - 134 6 - 18 614 - 1014 0 - 42 56 - 91 14 - 27 33 - 62 263 - 463 6,3 - 6,6
Aval lac Herastrau 33 - 166 6 - 16 648 - 1041 0 - 62 64 - 100 13 - 23 35 - 38 206 - 408 6,2 - 6,5
Aval lac Floreasca 87 - 116 7 - 10 652 - 1043 0 - 47 62 - 94 14 - 26 31 - 48 236 - 444 6,3 - 6,6
Aval lac Tei 90 - 97 6 - 9 627 - 1059 0 - 51 69 - 98 12 - 19 40 - 51 253 - 478 6,3 - 6,6
Cernica 90 - 110 6 - 14 561 - 979 0 - 59 50 - 102 14 - 27 31 - 72 143 - 424 6,2 - 6,9
Raul Dambovita
Podul Dambovita 82 - 103 3 - 5 38 - 133 0 - 123 11 - 36 1 - 44 7 - 16 3 - 15 5,5 - 6,4
Arcuda 90 - 109 3 - 10 173 - 251 63 - 437 40 - 55 4 - 9 18 - 41 9 - 18 6 - 6,6
Balaceanca am conf 0 - 5 20 - 138 267 - 537 167 - 808 44 - 161 7 - 12 52 - 91 51 - 106 6,3 - 6,8
rau Colentina - av. Buc
Budesti am rau Arges 0 - 20 17 - 72 409 - 492 1777 - 760 55 - 68 11 - 16 56 - 71 75 - 122 5,7 - 6,6
107
5.2.2 Surse punctiforme de poluare semnificative în bazinul Argeș
Criteriile pentru evaluarea surselor de poluare semnificative sunt stipulate în
Directivele Europene care prezintă limitele peste care presiunile pot fi numite semnificative
şi substanţele şi grupele de substanţe care trebuie luate în considerare. Identificarea
presiunilor semnificative punctiforme, are în vedere evacuările de ape epurate sau
neepurate în resursele de apă de suprafaţă:
Aglomerările umane (identificate în conformitate cu cerinţele Directivei privind
epurarea apelor uzate urbane - Directiva 91/271/EEC), ce au peste 2.000 locuitori
echivalenţi (l.e.) care au sisteme de colectare a apelor uzate cu sau fără staţii de
epurare şi care evacuează în resursele de apă; de asemenea, aglomerările < 2.000 l.e.
sunt considerate surse semnificative punctiforme dacă au sistem de canalizare
centralizat; de asemenea, sunt considerate surse semnificative de poluare,
aglomerările umane cu sistem de canalizare unitar care nu au capacitatea de a
colecta şi epura amestecul de ape uzate şi ape pluviale în perioadele cu ploi intense.
Industria cuprinde
instalaţiile care intră sub incidenţa Directivei privind prevenirea şi controlul
integrat al poluării – 96/61/EC (Directiva IPPC) - inclusiv unităţile care sunt
inventariate în Registrul Poluanţilor Emişi (EPER) care sunt relevante pentru
factorul de mediu - apă;
unităţile care evacuează substanţe periculoase peste limitele legislaţiei în
vigoare (în conformitate cu cerinţele Directivei 2006/11/EC care înlocuieşte
Directiva 76/464/EEC privind poluarea cauzată de substanţele periculoase
evacuate în mediul acvatic al Comunităţii;
alte unităţi care evacuează în resursele de apă şi care nu se conformează
legislaţiei în vigoare privind factorul de mediu apă.
Agricultura:
fermele zootehnice sub incidenţa Directivei privind prevenirea şi controlul
integrat al poluarii – 96/61/EC (Directiva IPPC) - inclusiv unitatile care sunt
inventariate în Registrul Polunaţilor Emişi (EPER) care sunt relevante
pentru factorul de mediu - apă;
fermele care evacuează substanţe periculoase sau substanţe prioritare peste
limitele legislaţiei în vigoare(în conformitate cu cerinţele
Directivei 2006/11/EC care înlocuieşte Directiva 76/464/EEC privind
poluarea cauzată de substanţele periculoase evacuate în mediul acvatic al
Comunităţii);
alte unităţi agricole cu evacuare punctiformă şi care nu se conformează
legislaţiei în vigoare privind factorul de mediu apă. În spaţiul hidrografic Argeş - Vedea sunt inventariate un număr de 220 folosinţe de
apă care folosesc resursele de apă de suprafaţă ca receptor al apelor evacuate. În urma
analizării surselor de poluare punctiformă, ţinând seama de criteriile menţionate mai sus, au
rezultat un număr de 67 surse punctiforme semnificative (31 urbane, 31 industriale şi
5 agricole).
În subcapitolul următor este prezentată o caracterizare a principalelor categorii de
surse de poluare punctiforme:
108
Surse de poluare urbane/aglomerări umane
În general, în conformitate cu cerinţele Directivei privind epurarea apelor uzate
urbane (Directiva 91/271/EEC) apele uzate urbane ce pot conţine ape uzate menajere sau
amestecuri de ape uzate menajere, industriale şi ape meteorice sunt colectate de către
sistemele de colectare/canalizare, conduse la staţia de epurare (unde sunt epurate
corespunzător) şi apoi evacuate în resursele de apă, având în vedere respectarea
concentraţiilor maxime admise.
Apele uzate urbane conţin, în special materii în suspensie, substanţe organice,
nutrienţi, dar şi alţi poluanţi ca metale grele, detergenţi, hidrocarburi petroliere,
micropoluanţi organici, etc. depinzând de tipurile de industrie existente, cât şi de nivelul de
pre-epurare al apelor industriale colectate.
În figura 5.2.2.1 se prezintă aglomerările umane (>2.000 l.e.) şi gradul de racordare
la sistemele de colectare, iar în figura 5.2.2.2 se prezintă aglomerările umane (>2.000 l.e.) şi
tipul de staţii de epurare existente.
109
Fig. 5.2.2.1 Aglomerările umane (>2.000 l.e.) și gradul de
racordare la sistemele de colectare în cadrul bazinului Argeș - Vedea
110
Fig. 5.2.2.2 Aglomerările umane (>2.000 l.e.) şi tipul de staţii de epurare existente
în cadrul bazinului Argeș - Vedea
111
În continuare se prezintă situaţia celor mai importante aglomerări umane:
Bucureşti
Apele uzate menajere şi industriale de la agenţii economici sunt colectate în reţeaua
de canalizare cu o lungime de 1.874 km şi evacuate în râul Dâmboviţa prin trei casete
colectoare (descărcări directe), fără staţie de epurare. Debitul evacuat în râul Dâmboviţa
a fost de 11.670 l/s înregistrându-se depăşiri la indicatorii: amoniu, azot total şi fosfor total.
Piteşti
În municipiul Piteşti 91% din locuitori sunt racordaţi la reţeaua de canalizare în
lungime de 483 km. Apele uzate sunt evacuate în râul Argeş după ce trec prin staţia de
epurare existentă prevazută cu treaptă mecano-biologică. Debitul evacuat din staţia de
epurare a fost de 780,25 l/s, din analizele efectuate reieşind depăşiri la fosfor total.
Alexandria
În aglomerarea Alexandria 68% din locuitori sunt racordaţi la reţeaua de canalizare în
lungime de 72 km. Apele uzate sunt evacuate în râul Vedea dupa ce trec prin staţia de epurare
existentă prevazută cu treaptă mecano-biologică. Debitul evacuat din staţia de epurare a fost
de 124,429 l/s, din analizele efectuate reieşind depăşiri la amoniu şi fosfor total.
Giurgiu
În municipiul Giurgi, 63% din locuitori sunt racordaţi la reţeaua de canalizare în
lungime de 178 km. Apele uzate sunt evacuate în fluviul Dunărea după ce trec prin staţia de
epurare existentă prevazută cu treaptă mecano-biologică. Debitul evacuat din staţia de
epurare a fost de 90,309 l/s, din analizele efectuate reieşind depăşiri la azotaţi, sulfaţi şi
detergenţi.
Câmpulung
În aglomerarea Câmpulung 71% din locuitori sunt racordaţi la reţeaua de
canalizare în lungime de 66 km. Apele uzate sunt evacuate în râul Târgului după ce trec prin
staţia de epurare existentă prevazută cu treaptă mecano-biologică. Debitul evacuat din staţia
de epurare a fost de 160,83 l/s, din analizele efectuate reieşind depăşiri la fosfor total şi
amoniu.
Mioveni
Aglomerarea Mioveni deţine o reţea de canalizare în lungime de 38 km la care sunt
racordaţi cca.87% din locuitori. Apele uzate sunt evacuate în râul Doamnei după ce trec prin
staţia de epurare existentă prevazută cu treaptă mecano- biologică. Debitul evacuat din staţia
de epurare a fost de 155,50 l/s, din analizele efectuate reieşind depăşiri la suspensii, fosfor
total şi amoniu.
Curtea de Argeş
Aglomerarea Curtea de Argeş deţine o reţea de canalizare în lungime de 66,5
km la care sunt racordaţi cca.65% din locuitori. Apele uzate sunt evacuate în râul Argeş după
ce trec prin staţia de epurare existentă prevazută cu treaptă mecano-biologică. Debitul
evacuat din staţia de epurare a fost de 43,45 l/s, din analizele efectuate reieşind depăşiri la
fosfor total şi amoniu.
Roşiori de Vede
Aglomerarea Roşiori de Vede deţine o reţea de canalizare în lungime de 39,3 km la
care sunt racordaţi cca.52% din locuitori. Apele uzate sunt evacuate în râul Vedea după ce
112
trec prin staţia de epurare existentă prevazută cu treaptă mecano- biologică. Debitul evacuat
din staţia de epurare a fost de 35,23 l/s, din analizele efectuate reieşind depăşiri la suspensii,
CBO5, CCO-Cr, fosfor total, amoniu şi fenoli.
Zimnicea
Aglomerarea Zimnicea deţine o reţea de canalizare în lungime de 18,2 km la care sunt
racordaţi cca.27% din locuitori. Apele uzate sunt evacuate în Dunăre după ce trec prin staţia
de epurare existentă prevazută cu treaptă mecano- biologică. Debitul evacuat din staţia de
epurare a fost de 8,75 l/s,din analizele efectuate reieşind o funcţionare corespunzătoare a
acesteia.
Voluntari
Aglomerarea Voluntari deţine o reţea de canalizare în lungime de 18,2 km la care sunt
racordaţi cca.35% din locuitori. Apele uzate colectate din localitate sunt evacuate în reţeaua
de canalizare a mun. Bucureşti şi evacuate împreună cu acestea în râul Dâmboviţa prin
descărcare directă, fără epurare.
Buftea
Aglomerarea Buftea deţine o reţea de canalizare în lungime de 13,6 km la care sunt
racordaţi cca.45% din locuitori. Apele uzate sunt evacuate în râul Colentina dupa ce trec prin
staţia de epurare existentă prevăzută cu treaptă mecano- biologică. Debitul evacuat din staţia
de epurare a fost de 24,04 l/s, din analizele efectuate reieşind depăşiri la suspensii, CBO5,
CCO-Cr, azot total, fosfor total, amoniu şi detergenţi. Surse de poluare industriale şi agricole Sursele de poluare industriale şi agricole contribuie la poluarea resurselor de apă, prin
evacuarea de poluanţi specifici tipului de activitate de activitate desfăşurat. Astfel, se pot
evacua substanţe organice, nutrienţi (industria alimentară, industria chimică, industria
fertilizanţilor, celuloza şi hârtie, fermele zootehnice, etc.), metale grele (industria extractivă şi
prelucrătoare, industria chimică, etc.), precum şi micropoluanţi organici periculoşi (industria
chimică organică, industria petrolieră, etc.).
Sursele punctiforme de poluare industriale şi agricole trebuie să respecte
cerinţele Directivei privind prevenirea şi controlul integrat al poluării – 96/61/EC
(Directiva IPPC), Directivei 2006/11/EC care înlocuieşte Directiva 76/464/EEC privind
poluarea cauzată de substanţele periculoase evacuate în mediul acvatic al Comunităţii,
Directivei privind protecţia apelor împotriva poluării cu nitraţi din surse agricole Directiva
91/676/EEC, Directivei privind accidentele majore – 86/278/EEC (Directiva SEVESO),
precum şi cerinţele legislatiei naţionale (HG 352/2005 privind modificarea şi completarea
HG nr. 188/2002 privind aprobarea unor norme privind condiţiile de descărcare,
HG 351/2005 privind aprobarea Programului de eliminare treptată a evacuărilor, emisiilor şi
pierderilor de substanţe prioritar periculoase).
Pentru implementarea Directivei 76/464/EEC privind poluarea cauzată de substanţele
periculoase evacuate în mediul acvatic al Comunităţii, România a obţinut o perioadă de
tranziţie de 3 ani (decembrie 2009), având în vedere anumite unităţi industriale care
evacuează cadmiu şi mercur (27 de unităţi la nivel naţional), hexaclorciclohexan (3 unităţi) şi
hexaclorbenzen, hexaclorbutadienă, 1,2 - dicloretan, tricloretilenă şi triclorbenzen
(21 unităţi).
La nivelul spaţiului hidrografic Argeş Vedea, din cele 36 surse punctiforme
industriale şi agricole semnificative, 9 au instalaţii care intră sub incidenţa Directivei IPPC.
În figura 5.2.2.3 se prezintă sursele punctiforme semnificative de poluare – industriale
şi agricole.
113
Fig. 5.2.2.3 Surse punctiforme semnificative de poluare industriale și
agricole în cadrul bazinului Argeș - Vedea
114
În continuare se prezintă situaţia celor mai importante surse punctiforme
semnificative de poluare – industriale şi agricole:
S.N.PETROM – Sucursala ARPECHIM S.A. Piteşti
Activitatea de bază a acestei societăţi este rafinarea petrolului şi obţinerea de
produse petrochimice. Apele uzate provenite din procesul tehnologic sunt evacuate în râul
Dâmbovnic, după ce au fost epurate în prealabil într-o staţie de epurarea mecano- biologică
cu o capacitate de 2.700 m3/h.
Perioada de tranziţie pentru implementarea programelor de reducere a poluării
pentru conformarea lavalorile limită pentru evacuările de hexaclorbenzen,
hexaclorbutadienă, 1,2 - dicloretan (EDC), tricloretilenă (TRI) şi triclorbenzen (TCB), este
trim.IV 2009, în prezent unitatea fiind conformă pentru cei cinci indicatori.
SC SUINPROD SA ZIMNICEA –ferma Zimnicea
Obiectul de activitate este reproducţia, creşterea şi îngrăşarea porcilor, cu o
capacitate de producţie de 45.000 capete/an. Apele uzate sunt evacuate în fluviul Dunărea,
fiind epurate înainte de evacuare printr-o staţie cu treaptă mecanică, a cărei funcţionare este
corespunzătoare.
SC SUINPROD SA ZIMNICEA –ferma Drăcea
Obiectul de activitate este reproducţia, creşterea şi îngrăşarea porcilor cu o
capacitate de producţie de 7.140 capete/an. Apele uzate sunt evacuate în râul Călmăţui,
fiind epurate înainte de evacuare printr-o staţie cu treaptă mecanică, a cărei funcţionare
este necorespunzătoare, înregistrându-se depăşiri la suspensii, amoniu, CCO-Cr şi fosfor
total.
Poluarea cu substanţe organice
Aşa cum s-a prezentat în sub-capitolul 4.2.2, poluarea cu substanţe organice se
datorează emisiilor/evacuarilor de ape uzate provenite de la sursele punctiforme şi difuze,
în special aglomerările umane, sursele industriale şi agricole. Lipsa sau insuficienţa
epurării apelor uzate conduce la poluarea apelor de suprafaţă cu substanţe organice, care
odată ajunse în apele de suprafaţă încep să se degradeze şi să consume oxigen.
Poluarea cu substanţe organice produce un impact semnificativ asupra ecosistemelor
acvatice prin schimbarea compoziţiei speciilor, scăderea biodiversităţii
speciilor, precum şi reducerea populaţiei piscicole sau chiar mortalitate piscicolă în
contextul reducerii drastice a concentraţiei de oxigen.
Poluarea cu nutrienţi
O altă problemă importantă de gospodărirea apelor este poluarea nutrienţi (azot şi
fosfor). Ca şi în cazul substanţelor organice, emisiile de nutrienţi se datorează atât surselor
punctiforme (ape uzate urbane, industriale şi agricole neepurate sau insuficient epurate),
cât şi surselor difuze (în special, cele agricole: creşterea animalelor, utilizarea
fertilizanţilor).
Nutrienţii conduc la eutrofizarea apelor (îmbogăţirea cu nutrienţi şi creştere
algală excesivă), în special a corpurilor de apă stagnante sau semi-stagnante (lacuri
naturale şi de acumulare, râuri puţin adânci cu curgere lentă), ceea ce determină
schimbarea compoziţiei speciilor, scăderea biodiversităţii speciilor, precum şi reducerea
utilizării resurselor de apă (apă potabilă, recreere, etc.).
115
Poluarea cu substanţe periculoase
Poluarea cu substanţe prioritare/prioritare periculoase se datorează evacuărilor de
ape uzate din surse punctiforme sau emisiilor din surse difuze ce conţin poluanti
nesintetici (metale grele) şi/sau poluanţi sintetici (micropoluanţi organici). Substanţele
periculoase produc toxicitate, persistenţă şi bioacumulare în mediul acvatic În procesul de
analiză a riscului privind poluarea cu substanţe periculoase trebuie subliniată lipsa sau
insuficienţa datelor de monitoring care să conducă la o evaluare cu un grad den încredere
mediu sau ridicat.
5.2.3 Prezentarea succintă a amenajărilor hidrotehnice din bazinul hidrografic Argeș
Spaţiul hidrografic Argeş-Vedea cuprinde mai multe categorii de
lucrări: acumulări, derivaţii, regularizări, indiguiri şi apărări de maluri, executate pe
corpurile de apă în diverse scopuri (energetic, asigurarea cerinţei de apă, regularizarea
debitelor naturale, apărarea împotriva efectelor distructive ale apelor, combaterea excesului
de umiditate, etc), cu efecte funcţionale pentru comunităţile umane. Lacurile de acumulare
Lacurile de acumulare a căror suprafaţă este mai mare de 0,5 km2 sunt în număr de
49 în Spaţiul Hidrografic Argeş - Vedea şi produc în principal ca presiune
hidromorfologică, întreruperea continuităţii scurgerii şi regularizarea debitelor
Acumulările sunt aşezate cu precădere în bazinele hidrografice ale râurilor
Argeş, râul Târgului, Dâmboviţa și au fost construite cu scopuri multiple: alimentare cu
apă potabilă şi industrială, energetic şi apărare împotriva inundaţiilor.
Acumularea Vidraru este cea mai importantă acumulare din bazinul hidrografic al
râului Argeş urmată în aval de o salbă de 9 acumulări construite în scop hidroenergetic,
dar şi cu rol de regularizare a debitelor şi asigurare cu apă a folosinţelor. În bazinul
hidrografic al râului Dâmboviţa se regăsesc două acumulări importante Pecineagu şi
Văcăreşti, precum şi salba de 6 acumulări de pe râul Ilfov, construite în scop
hidroenergetic, apărare împotriva inundaţiilor a mun.Bucureşti, iar pe râul Târgului este
acumularea de capăt Râuşor cu scop hidroenergetic şi de regularizare a debitelor.
Regularizări şi indiguiri Pe teritoriul Spaţiul Hidrografic Argeş Vedea, există un număr de 59 de sectoare
de râu regularizate pe o lungime totală de 399.35 km. Analizând parametrii
hidromorfologici ai acestora în conformitate cu criteriile pentru definirea presiunilor
hidromorfologice semnificative, se constată că un număr de 10 lucrări de regularizare
totalizând 148.3 km pot fi considerate presiuni hidromorfologice semnificative.
Din indiguirile din Spaţiul Hidrografic Argeş Vedea, în număr de 62, însumând o
lungime de 308.26 km, ce au fost analizate prin prisma criteriilor mai sus menţionate, pot
fi considerate presiuni hidromorfologice semnificative doar un număr de 3, având o
lungime totală de 154.16 km.
Regularizările şi indiguirile produc în principal ca presiune
hidromorfologică, modificări ale morfologiei cursurilor de apă, alterări ale caracteristicilor
hidraulice şi întreruperi ale continuităţii laterale.
Derivaţii
Obiectivele hidrotehnice din această categorie, în număr de 18, au drept scop
suplimentarea debitului afluent în acumulările de pe râurile Argeş, Dâmboviţa, Ilfov şi
116
Ilfovăţ, precum şi asigurarea cerinţei de apă industrială pentru mun. Bucureşti, producând
modificări semnificative ale debitelor cursurilor de apă pe care funcţionează.
Derivaţiile din Spaţiul Hidrografic Argeş-Vedea sunt în număr de 18 din care cea
mai lungă este derivaţia Cocani-Dârza, L = 12.5 km, care derivă din râu un
Vtr = 205 mil.m3/an, (la nivelul anului 2008).
Derivaţiile, ca presiuni hidromorfologice, produc în principal efecte asupra
curgerii minime, asupra stabilităţii albiei şi biotei.
Prelevări/restituţii de apă semnificative
Prelevările de apă, restituţiile (evacuările), din spaţiul hidrografic Argeş-Vedea
produc alterări hidromorfologice semnificative care se materializează prin modificarea
caracteristicilor cursului de apă pe care sunt poziţionate atât prizele de apă cât şi evacuarile
de apă ale căror debite prelevate respectiv restituite, sunt semnificative din punct de vedere
cantitativ.
Aplicând criteriile de stabilire a presiunilor semnificative, în Spaţiul Hidrografic
Argeş Vedea s-au identificat un număr de 6 unităti, care pot fi considerate cu prelevări
semnificative şi anume:
Priza Crivina Ogrezeni, pe râul Argeş pentru alimentarea cu apă a municipiului
Bucureşti (Qprelevat = 5,75 m3/s)
Priza Arcuda pe râul Dâmboviţa pentru alimentarea cu apă a munnicipiului
Bucureşti (Qprelevat = 4,64 m3/s)
SC APĂ CANAL 2000 SA Piteşti pentru alimentarea cu apă a municipiului Piteşti
(Qprelevat = 0,78 m3/s)
SC AQUATERM Curtea de Argeş pentru alimentarea cu apă a orașului Curtea de
Argeş (Qprelevat = 0,073 m3/s)
SC EDILUL CÂMPULUNG – priza Pojorâta (alimentare cu apă a
municipiului Câmpulung) (Qprelevat = 0,18 m3/s)
Unităţile economice de pe raza Spaţiul Hidrografic Argeş - Vedea a căror debit
restituit constituie din punct de vedere cantitativ o presiune hidromorfologică (respectiv o
alterare hidromorfologică semnificativă) sunt:
a. SC APA NOVA SA Bucureşti (Qev =11,70 m3/s)
b. PETROM OMV –ARPECHIM Piteşti (Qev = 0,806 m3/s)
c. SC AUTOMOBILE DACIA (Qev = 0,036 m3/s).
117
Fig. 5.2.3.1 Schema de amenajare hidrotehnică a bazinului Argeș
BudeasaBudeasa
VidraruVidraru
ValceleValcele
BascovBascov
GolestiGolesti
MihailestiMihailesti
Z.OrbuluiZ.Orbului
OgrezeniOgrezeni
Pitesti
MaracineniMaracineni
ClucereasaClucereasa
RausorRausor
P.LerestiP.LerestiP.VoinestiP.Voinesti
SP.CSP.C--lunglung
Campulung
PecineaguPecineagu
VacarestiVacarestiUdrestiUdrestiBunget IBunget IBunget IIBunget IIBratestiBratestiAdunatiAdunatiIlfoveniIlfoveni
ArcudaArcuda
Bucuresti
BufteaBuftea
ColentinaColentina
PantelimonPantelimon
CernicaCernica
CaldarusaniCaldarusani
SnagovSnagovNH.BrezoaeleNH.Brezoaele
Lacul MoriiLacul MoriiRosuRosu
D.Valea Voievozilor
D.D-ta-Ilfov
D.Mircea Voda
D.Racari
D.Dambovita-Arges
D.Arges-Sabar
R.S
ab
ar
R.Neajlov
R.Arges
FacauFacau
GradinariGradinari
D. Potopu - Arges
R.P
oto
pu
DriduDridu
Oltenita
D. CA 2
R.I
lfo
v
R.I
alo
mit
a
D.Bilciresti
R.T
arg
ulu
i
R.B
rati
a
R.V
als
an
R.D
oa
mn
ei
R.Colentina
D.Bolovanii
BudeasaBudeasa
VidraruVidraru
ValceleValcele
BascovBascov
GolestiGolesti
MihailestiMihailesti
Z.OrbuluiZ.Orbului
OgrezeniOgrezeni
Pitesti
MaracineniMaracineni
ClucereasaClucereasa
RausorRausor
P.LerestiP.LerestiP.VoinestiP.Voinesti
SP.CSP.C--lunglung
Campulung
PecineaguPecineagu
VacarestiVacarestiUdrestiUdrestiBunget IBunget IBunget IIBunget IIBratestiBratestiAdunatiAdunatiIlfoveniIlfoveni
ArcudaArcuda
Bucuresti
BufteaBuftea
ColentinaColentina
PantelimonPantelimon
CernicaCernica
CaldarusaniCaldarusani
SnagovSnagovNH.BrezoaeleNH.Brezoaele
Lacul MoriiLacul MoriiRosuRosu
D.Valea Voievozilor
D.D-ta-Ilfov
D.Mircea Voda
D.Racari
D.Dambovita-Arges
D.Arges-Sabar
R.S
ab
ar
R.Neajlov
R.Arges
FacauFacau
GradinariGradinari
D. Potopu - Arges
R.P
oto
pu
DriduDridu
Oltenita
D. CA 2
R.I
lfo
v
R.I
alo
mit
a
D.Bilciresti
R.T
arg
ulu
i
R.B
rati
a
R.V
als
an
R.D
oa
mn
ei
R.Colentina
D.Bolovanii
118
5.2.4 Statia de Epurare a Apelor Uzate Pitesti
Staţia de epurare, situaţia existentă
Staţia de epurare Piteşti este amplasată pe malul drept al râului Argeş la circa 5 km
aval de zona centrală a Municipiului Piteşti, pe fâşia de teren delimitată de râul Argeş şi calea
ferată Bucureşti-Piteşti, la sud de Municipiul Piteşti, bornele C.S.A. 202-203 km 1024-1029.
Un scurt istoric al staţiei de epurare Piteşti este evidenţiat în cele ce urmează:
- în anul 1964 se pune în funcţiune prima treaptă mecanică de epurare pentru
debitul de proiectare Q = 220 dm3/s;
- treapta I mecano-biologică a fost pusă în funcţiune în anul 1971 pentru debitul
proiectat Q = 840 dm3/s;
- în anul 1978 s-a pus în funcţiune treapta a IIa mecano-biologică având debitul de
proiectare total Q = 1.700 dm3/s şi fiind constituită din două linii fiecare cu debitul
de 850 dm3/s.
Cantităţi de ape uzate influente în staţia de epurare
Evoluţia volumelor de apă influente în staţia de epurare în ultimii ani este prezentată
în figura 5.2.4.1 si cuprind următoarele tipuri de consumatori:
- ape uzate provenite de la populaţia de la case;
- ape uzate provenite de la populaţia de la blocuri;
- ape uzate provenite de la consumatorii industriali majori;
- ape uzate provenite de la consumatorii inudstriali minori;
- ape uzate provenite de la instituţii;
- ape uzate provenite de la comune (Stefăneşti, Bascov, Mărăcineni);
- ape de infiltraţie care cuprind şi pierderile în reţeaua de distribuţie;
- ape meteorice preluate în staţia de epurare.
Se constată o tendinţă general descrescătoare atât a debitelor de apă potabilă injectate
în sistem, cât şi a debitelor de ape uzate, influente în staţia de epurare, datorate în
principal reducerii consumurilor specifice şi a programului de contorizare.
119
54,583,917
44,854,057
35,869,440
49,531,305
39,388,464
49,921,488
30,000,000
35,000,000
40,000,000
45,000,000
50,000,000
55,000,000
60,000,000
2,000 2,001 2,002
Anul
Vo
lum
de
ap
a (
m3)
Apa po tab ilå
Influent sta ¡ia
de epura re
Figura 5.2.4.1. Evoluţia volumelor de apă potabilă injectată în sistem, comparativ cu
volumele de ape uzate influente în staţia de epurare.
În figurile următoare se prezintă evoluţia consumurilor de apă potabilă şi a debitelor
de ape uzate restituite în reţeaua de canalizare pentru principalele categorii de consumatori
din municipiul Piteşti, în ultimii trei ani.
Figura 5.2.4.2. Evoluţia volumelor de apă potabilă şi apă canalizată pentru populaţia la
case şi pentru populaţia la bloc.
Se constată că în timp ce populaţia la case a înregistrat un consum relativ constant,
cuprins între 1.065 mil. m3/an şi 1.225 mil. m
3/an, consumul locuitorilor la bloc a înregistrat o
scădere importantă de la 27.803 mil. m3 în anul 2000 la 10.359 mil. m
3 în anul 2003.
Aceleaşi tendinţe s-au remarcat şi în ceea ce priveşte descărcarea debitelor de ape
uzate. Astfel la populaţia la case s-au înregistrat volume pseudo-constante (0.493 – 0.551
mil.m3/an) iar populaţia la bloc a descărcat 8.288 mil. m
3 în anul 2003, faţă de 22.243 mil. m
3
în anul 2001.
POPULATIA LA CASE
1,065,678
1,225,6131,156,451
551,152
493,626498,003
0
200,000
400,000
600,000
800,000
1,000,000
1,200,000
1,400,000
2000 2001 2002
ANUL
VO
LU
M A
NU
AL
(m
3)
APA POTABILA
CANALIZARE
POPULATIA LA BLOC
10,358,656
17,654,964
27,803,656
8,288,186
14,125,939
22,243,254
0
5,000,000
10,000,000
15,000,000
20,000,000
25,000,000
30,000,000
2000 2001 2002
ANUL
VO
LU
M A
NU
AL
(m
3)
APA POTABILA
CANALIZARE
120
Consumurile la industrie sunt prezentate în figura 3.6. Se evidenţiază faptul că la
consumatorii industriali majori s-au înregistrat valori descrescătoare atât ale debitelor de ape
potabile preluate din sistemul de alimentare cu apă al Mun. Piteşti (de la 6.525 mil. m3 în anul
2000, la 4.386 mil. m3 în 2002), cât şi pentru debitele evacuate în reţeaua de canalizare
(3.240 mil. m3 în 2000, faţă de 2.347 mil. m
3 în 2002). Consumatorii industriali minori au
înregistrat însă o tendinţă crescătoare utilizând 5.208 mil. m3 apă potabilă în 2002 faţă de
4.550 mil. m3 în anul 2000 şi restituind 4.173 mil. m
3 în 2002 faţă de 3.958 mil. m
3 în anul
2000.
Figura 5.2.4.3 Evoluţia volumelor de apă potabilă şi apă canalizată pentru consumatorii
industriali importanţi şi pentru consumatorii industriali minori.
Instituţiile publice au înregistrat scăderi ale consumurilor de apă potabilă de la
2.037 mil. m3 în anul 2000 la 1.382 mil. m
3 în anul 2002, în timp ce debitele restituite la
canalizare au scăzut de la 1.758 mil. m3 în anul 2000 la 1.092 mil. m
3 în anul 2002.
Figura 5.2.4.4. Evoluţia volumelor de apă potabilă şi apă canalizată pentru instituţii
publice.
Tendinţa generală de descreştere a consumurilor de apă potabilă şi a debitelor de apă
uzată restituite în reţeaua de canalizare este evidenţiată în figura 3.8. Astfel consumul total de
apă potabilă (populaţie la case + populaţie la bloc + industria majoră şi minoră + instituţii) a
variat de la 42.074 mil. m3 în anul 2000 la 22.402 mil. m
3 în anul 2002 în timp ce volumele
de ape uzate descărcate la reţeaua de canalizare au variat de la 31.700 mil. m3 în anul 2000 la
16.454 mil. m3 în anul 2002.
CONSUMATORI INDUSTRIALI MAJORI
4,385,409
5,756,622
6,525,307
2,347,748
3,062,7793,240,934
0
1,000,000
2,000,000
3,000,000
4,000,000
5,000,000
6,000,000
7,000,000
2000 2001 2002
ANUL
VO
LU
M A
NU
AL
(m
3)
APA POTABILA
CANALIZARE
CONSUMATORI INDUSTRIALI MINORI
5,208,953
4,807,1614,550,185
4,173,2634,429,685
3,958,201
0
1,000,000
2,000,000
3,000,000
4,000,000
5,000,000
6,000,000
2000 2001 2002
ANUL
VO
LU
M A
NU
AL
(m
3)
APA POTABILA
CANALIZARE
INSTITUTII
1,381,9011,345,272
2,037,136
1,092,359
1,252,358
1,758,510
0
500,000
1,000,000
1,500,000
2,000,000
2,500,000
2000 2001 2002
ANUL
VO
LU
M A
NU
AL
(m
3)
APA POTABILA
CANALIZARE
121
Figura 5.2.4.5. Evoluţia volumelor de apă potabilă şi apă canalizată pentru: populaţia la
case, populaţia la bloc, consumatori industriali majori şi minori şi instituţii.
O estimare a debitelor de ape uzate influente în staţia de epurare pentru anul 2002 pe
baza datelor prezentate de către S.C. APA CANAL 2000 S.A. pune in evidenta cele ce
urmeaza.
Tabelul 5.2.4.1. Estimarea debitelor de ape uzate influente în staţia de epurare pe timp uscat,
în anul 2002. (date S.C. APA CANAL 2000 S.A.)
Nr.
Crt.
Tip consumator Qzimed
(m3/zi)
Qzimax
(m3/zi)
Qormax
(m3/h)
Qlunarmed
(m3/lună)
Qanmed
(m3/an)
Qormin
(m3/h)
1 Comune 1,320 1,518 95 39,596 475,155 24
2 Populaţia la case 1,531 1,760 97 45,917 551,000 24
3 Populaţia la bloc 28,768 33,083 1,682 863,025 10,356,300 420
4 Consumatori industriali majori 6,522 7,387 392 195,667 2,348,000 98
5 Consumatori industriali minori 11,592 16,273 1,017 347,750 4,173,000 254
6 Instituţii 3,838 6,640 498 115,149 1,381,784 125
7 Pierderi în reţeaua de distribuţie care
se regăsesc în reţeaua de canalizare
24,774 27,251 1,135 753,533 9,042,400 284
8 Infiltraţii în reţeaua de canalizare 13,044 13,044 543 396,750 4,761,000 136
TOTAL 91,388 106,955 5,460 2,757,387 33,088,640 1,365
NOTĂ: Nu sunt incluse debitele de ape meteorice.
Nivelul de pierderi în reţeaua de distribuţie s-a stabilit conform balanţei de debite prin
diferenţa între debitul injectat în reţea (produs de uzina de apă şi de fronturile subterane) şi
suma diferitelor debite la consumatori. S-a considerat că numai 80% din volumul pierderilor
se regăseşte în reţeaua de canalizare (9.042 mil. m3) iar volumul apelor provenite din
infiltraţii a fost de 4.761 mil. m3.
VOLUM TOTAL
42,074,735
22,402,599
30,791,633
23,366,388
16,454,710
31,700,902
0
5,000,000
10,000,000
15,000,000
20,000,000
25,000,000
30,000,000
35,000,000
40,000,000
45,000,000
2000 2001 2002
ANUL
VO
LU
M A
NU
AL
(m
3)
APA POTABILA
CANALIZARE
122
Calitatea apelor uzate influente în staţia de epurare
Calitatea apelor uzate influente în staţia de epurare a fost analizată pe baza datelor
obţinute de la beneficiar (laboratorul staţiei de epurare Piteşti) şi pe baza studiilor efectuate
de diverse institute de cercetare şi proiectare în anii anteriori.
S-a urmărit variaţia valorilor medii din ultimii ani ale principalilor parametri ai apei
uzate influente în staţia de epurare: CBO5, CCO-Cr, suspensii (MTS), CCO-Mn, amoniu
(NH4+), fosfor dizolvat şi temperatura. În graficele din figurile următoare sunt prezentate
aceste variaţii.
Figura 5.2.4.6 prezintă variaţia CBO5 în influentul staţiei de epurare pentru anii 2001,
2002, 2003. Se observă o creştere uşoară a concentraţiilor de la valoarea medie de 105.75 mg
O2/l pentru anul 2000 la 116.47 mg O2/l în 2001, urmată de o scădere la 113.41 mg O2/l în
2002. Se poate afirma că există deci o tendinţă de creştere a concentraţiilor, datorată până la
acest moment reducerii consumurilor specifice cauzate de programul contorizare.
Figura 3.12. Variaţia CBO5 în influentul staţiei de epurare.
Figura 5.2.4.6 prezintă variaţia concentraţiei CCO-Cr în apa brută.
Se constată o creştere importantă a valorilor medii ale CCO-Cr, de la 285 mg/l în anul
2000 la 410 mg/l în anul 2001, respectiv la 425 mg/l în anul 2002.
0.00
20.00
40.00
60.00
80.00
100.00
120.00
140.00
160.00
0 4 8 12 16 20 24 28 32 36
Luna
Co
nc
en
tra
tie
me
die
CB
O5 (
mg
/l)
Apa bruta
2000 2001 2002
123
Figura 5.2.4.7. Variaţia CCO-Cr în influentul staţiei de epurare.
Variaţia concentraţiei CCO-Mn este prezentată în figura 5.2.4.8. Se remarcă aceeaşi
tendinţă generală, de creştere a acestor concentraţii, valorile medii anuale înregistrate fiind:
69 mg/l în anul 2000, 78.5 mg/l în anul 2001 şi respectiv 85.7 mg/l în anul 2002.
Figura 5.2.4.9 prezintă variaţia materiilor totale în suspensie în apa brută. Dacă pe
parcursul anului 2000 valoarea medie era de 119 mg/l, aceasta a înregistrat o creştere la
127 mg/l în anul 2001, respectiv la 140 mg/l în anul 2002.
Figura 5.2.4.8. Variaţia CCO-Mn în influentul staţiei de epurare.
0.00
100.00
200.00
300.00
400.00
500.00
600.00
0 4 8 12 16 20 24 28 32 36
Luna
Co
nc
en
tra
tie
me
die
CC
O-C
r (m
g/l)
Apa bruta
2000 2001 2002
0.00
10.00
20.00
30.00
40.00
50.00
60.00
70.00
80.00
90.00
100.00
0 4 8 12 16 20 24 28 32 36
Luna
Co
nc
en
tra
tie
me
die
CC
O-M
n (
mg
/l)
Apa bruta
2000 2001 2002
124
Figura 5.2.4.9. Variaţia MTS în influentul staţiei de epurare.
Concentraţia ionului amoniu în apa brută este prezentată în figura 5.2.4.10. Se
constată o creştere a valorilor medii de la 13.66 mg/l în anul 2000 la 19.05 mg/l în anul 2001,
respectiv 22.47 mg/l în anul 2002.
Pe baza concentraţiilor ionului amoniu în apa brută se pot stabili concentraţiile medii
ale azotului amoniacal şi considerând că azotul total în apa brută este suma azotului
amoniacal şi a azotului organic iar că azotul amoniacal are o pondere de aproximativ de 80%
din azotul total, se poate determina concentraţia de azot total în apa brută. Aceasta este
prezentată în tabelul 5.2.4.2 şi relevă faptul că concentraţia de azot total a crescut în apa brută
de la 13.3 mg/l în anul 2000, la 18.5 mg/l în anul 2001, respectiv la aproximativ 22 mg/l în
anul 2002.
Figura 5.2.4.10. Variaţia amoniului în influentul staţiei de epurare.
0.00
20.00
40.00
60.00
80.00
100.00
120.00
140.00
160.00
180.00
0 4 8 12 16 20 24 28 32 36
Luna
Co
nc
en
tra
tie
me
die
MT
S (
mg
/l)
Apa bruta
2000 2001 2002
0.00
5.00
10.00
15.00
20.00
25.00
30.00
0 4 8 12 16 20 24 28 32 36
Luna
Co
nc
en
tra
tie
me
die
am
on
iu (
mg
/l)
Apa bruta
2000 2001 2002
125
Tabelul 5.2.4.2. Variaţia valorilor medii anuale ale concentraţiilor de amoniu, azot amoniacal
şi azot total în influentul staţiei de epurare.
Anul Amoniu
(NH4+)
(mg/l)
Azot amoniacal (N-NH4+)
(mg/l)
Azot total (NT)
(mg/l)
2000 13.66 10.62 13.28
2001 19.05 14.81 18.52
2002 22.47 17.47 21.84
În figura 5.2.4.11 se prezintă variaţia concentraţiilor de fosfor dizolvat în influentul
staţiei de epurare. Se remarcă o creştere a valorilor medii ale concentraţiilor de fosfor
dizolvat de la 1.77 mg/l în anul 2000 la 2.22 mg/l în anul 2001, respectiv la 2.57 mg/l în anul
2002.
Figura 5.2.4.11. Variaţia fosforului dizolvat în influentul staţiei de epurare.
Temperatura apei brute, prezentată în figura 5.2.4.12 a urmărit variaţiile sezoniere,
rezultând valori minime Tmin = 14oC pe perioada de iarnă, respectiv Tmax = 24 - 25
oC pe
perioada de vară.
0.00
0.50
1.00
1.50
2.00
2.50
3.00
3.50
0 4 8 12 16 20 24 28 32 36
Luna
Co
nc
en
tra
tie
me
die
fo
sfo
r d
izo
lva
t (m
g/l)
Apa bruta
2000 2001 2002
126
Figura 5.2.4.12. Variaţia temperaturilor apei brute.
Analize si masuratori efectuate "in situ" in iulie 2003 pe probe volumetrice din
influentul statiei de epurare au pus in evidenta caracteristicile prezentate in tabelul 5.2.4.3.
Tabelul 5.2.4.3. Calitatea influentului statiei de epurare si a apei decantate primar
Parametru Proba nr. 1
Data: 16 – 17 Iulie 2003
(Miercuri – Joi)
Proba nr. 2
Data: 19 – 20 July 2003
(Sambata – Duminica)
Suspensii (mg/l) 175 112
CBO5 (mg/l) in apa bruta 168.6 118.5
CBO5 (mg/l) in apa decantata primar 130.8 36.5
Consum chimic de oxigen (mg/l) in apa bruta 418 289
Consum chimic de oxigen (mg/l) in apa
decantata primar
303 230
Azot amoniacal N-NH4 (mg/l) 21.8 22.5
Azot total TN (mg/l) 36 24
Azotati (mg/l) 1 0.5
Azotiti (mg/l) 0.12 0.06
Fosfati PO4 (mg/l) 3.75 2.6
Fosfor total TP (mg/l) 4.26 4.04
Compusi volatilici (mg/l) 162 102
10.00
12.00
14.00
16.00
18.00
20.00
22.00
24.00
26.00
0 4 8 12 16 20 24 28 32 36
Luna
Te
mp
era
tura
(oC
l)
Apa bruta
2000 2001 2002
127
Caracteristicile namolului sunt prezentate in tabelul urmator.
Tabelul 5.2.4.4. Caracteristicile namolului din statia de epurare Pitesti
Nr. Parametru UM Valoare
1 Fier % substanta uscata 0,455
2 Crom % substanta uscata 0,012
3 Plumb % substanta uscata 0,0009
4 Zinc % substanta uscata 0,0471
5 Nichel % substanta uscata 0,0005
6 Cadmiu % substanta uscata 0,001
7 Cobalt % substanta uscata 0,002
8 Cupru % substanta uscata 0,0044
9 Potasiu % substanta uscata 0,069
Pe baza concentraţiilor medii înregistrate în influentul staţiei de epurare s-au estimat
contribuţiile diferiţilor consumatori la încărcările medii zilnice influente în staţia de epurare,
prezentate în tabelul 5.2.4.5.
Tabelul 5.2.4.5. Încărcări medii zilnice în influentul staţiei de epurare, anul 2002.
Nr.
crt.
Consumator Locuitori
echivalenţi
P.E.
Debit zilnic
mediu
(m3/zi)
CCO-Cr
(kg/zi)
CBO5
(kg/zi)
MTS
(kg/zi)
N Total
(kg/zi)
P Total
(kg/zi)
1 Comune 6,600 1,320 825 396 462 79 23
2 Populaţia la case 6,800 1,531 850 408 476 82 24
3 Populaţia la bloc 155,500 28,768 19,438 9,330 10,885 1,866 544
4 Consumatori industriali
majori
25,500 6,522 10,200 1,530 1,785 306 89
5 Consumatori industriali
minori
35,000 11,592 4,375 2,100 2,450 420 123
6 Instituţii 15,000 3,838 1,875 900 1,050 180 53
7 Pierderi în reţeaua de
distribuţie
6,600 24,774 825 396 462 79 23
8 Infiltraţii în reţeaua de
canalizare
3,500 13,044 438 210 245 42 12
TOTAL 254,500 91,389 38,825 15,270 17,815 3,054 891
rotund 254,500 91,400 38,800 15,300 17,800 3,100 900
Concentraţii medii estimate (mg/l) 424.83 167.09 194.94 33.42 9.75
Concentraţii medii măsurate (mg/l) 425.00 113.41 140.00 21.84 -
NOTĂ: 1 P.E. = 125 g O2/zi CCO-Cr pt. toţi consumatorii cu excepţia industriei;
1 P.E. = 400 g O2/zi CCO-Cr la industrie; 1 P.E. = 60 g O2/zi CBO5; 1 P.E. = 70 g/zi MTS;
1 P.E. = 12 g/zi N total; 1 P.E. = 3.5 g/zi P total.
Pe baza tabelului prezentat anterior se pot face următoarele aprecieri:
- populaţia echivalentă la care funcţionează staţia de epurare în momentul actual este de
254.500 locuitori echivalenţi;
- a rezultat un debit specific corespunzător unui locuitor echivalent, 1 p.e. = 328 l/zi;
- contribuţia industriei reprezintă aproximativ 32% din încărcarea totală a staţiei de epurare
(81.440 p.e.); se menţionează faptul că a fost considerată o valoare mai mare la CCO-Cr
128
pentru industrie (440 g/zi, faţă de 125 g/zi) pentru a putea asimila concentraţiile
înregistrate pe parcursul anului 2002 în influentul staţiei;
- se consideră că apa brută este relativ diluată în raport cu condiţiile de admisibilitate în
reţeaua de canalizare, prevăzute prin NTPA 002/2002; acest fapt este cauzat de nivelul
ridicat al pierderilor în reţeaua de distribuţie din care o mare parte se regăsesc în reţeaua
de canalizare şi de infiltraţiile în reţeaua de canalizare care sunt datorate drenării apelor
subterane.
În ultima perioadă s-au constatat valori foarte mari pentru anumiţi parametri în
influentul staţiei de epurare, printre care se menţionează:
- concentraţia CCO-Cr a înregistrat valori punctuale cuprinse între 500 mg/l şi
945 mg/l (data: 20.03.2002);
- valorile indicatorului amoniu (NH4+) au înregistrat vârfuri de până la 43 mg/l
(data: 13.03.2002) şi valori frecvente peste 30 mg/l;
- în anumite situaţii pH-ul apei brute a înregistrat valori peste 8.5, cu maxime
apropiate de 10 unităţi (9.74 în data 24.01.2002.
Se poate aprecia că aceste valori atipice au fost cauzate de deversări necontrolate ale
industriei şi pot determina disfuncţiuni majore în funcţionarea staţiei de epurare.
Efluenţi industriali
În conformitate cu tabelul 5.2.4.5, prezentat anterior şi cu balanţa de debite, se poate
remarca faptul că industria are pentru moment o contribuţie relativ importantă atât din punct
de vedere al debitului, cât şi al încărcărilor.
Astfel, pe parcursul anului 2002 consumatorii industriali importanţi au evacuat în
reţeaua de canalizare un volum de 2.348 mil. m3, în timp ce consumatorii industriali minori
au avut o contribuţie de 4.173 mil. m3.
Starea generală a staţiilor de pre-epurare, acolo unde acestea există este defectuoasa şi
din acest motiv există depăşiri importante ale anumitori parametri de calitate ai apei deversate
în reţeaua de canalizare.
Calitatea efluentului şi eficienţa actuală a staţiei de epurare
Calitatea efluentului staţiei de epurare a fost analizată pe baza studiilor întocmite de
institute de cercetare şi proiectare, precum şi pe baza datelor preluate de la beneficiar.
Tabelul 5.2.4.7 cuprinde datele caracteristice fizico-chimice şi biologice ale
influentului şi efluentului staţiei de epurare realizate într-o campanie de măsurători, de către
un operator independent.
Pe baza datelor prezentate în tabelul 5.2.4.7 s-a realizat o analiză comparativă a
eficienţelor globale ale proceselor de epurare, prezentată în tabelul 5.2.4.6. Conform acestor
date se poate aprecia:
- eficienţa medie în îndepărtarea substanţelor organice exprimate prin CCO-Cr este de
circa 80%;
- randamentul mediu de eliminare a încărcării organice biodegradabile (CBO5) este de
circa 80%;
129
- deşi eficienţele realizate în privinţa reducerii conţinutului de compuşi organici sunt
mari, totuşi fluxul actual nu este capabil să asigure limitele impuse la evacuare pentru
indicatorii CCO-Cr şi CBO5;
- eficienţa medie de reţinere a suspensiilor este de 62%; se constată că în multe situaţii
normele de descărcare în emisarul natural nu sunt îndeplinite la acest parametru;
- randamentul mediu de îndepărtare a fosforului este de 57%; domeniul de variaţie al
eficienţelor de epurare este foarte larg pentru acest parametru, constatându-se depăşiri
frecvente ale prevederilor legale;
- îndepărtarea ionului amoniu se realizează cu o eficienţă medie de 57%; se apreciază
că fluxul actual nu poate asigura obţinerea constantă a unor concentraţii ale ionului
amoniu în limitele prevăzute de NTPA 011;
- randamentul mediu de îndepărtare a fenolului este redus, cu o valoare medie de 39%
iar concentraţiile de fenol în efluent sunt peste limitele admise;
- eficienţa îndepărtării detergenţilor este ridicată, cu o valoare medie de 84.5%, la acest
parametru fiind îndeplinite practic permanent prevederile legale.
Tabelul 5.2.4.6. Domenii de variaţie a randamentelor de epurare globală.
Nr.
crt.
Indicator Eficienţa de epurare (%)
Minimă Maximă Medie
1 CCO-Cr 67 91 81
2 CBO5 71 87 80.5
3 Suspensii 37 75 62.5
4 Fosfor total 25 74 57
5 Amoniu 44 95 74
6 Fenoli 0 91 39
7 Detergenţi 41 97 84.5
Tabelul 5.2.4.7. Stabilirea eficienţei globale a staţiei de epurare.
Nr.
crt.
Parametru U.M. Proba 1 Proba 2 Proba 2 Proba 3
I E
(%)
I E
(%)
I E
(%)
I E
(%)
1 pH unit. 6.42 6.55 - 6.12 6.52 - 6.09 6.77 - 6.23 6.65 -
2 CCO-Cr mgO2/l 208 69.3 67 227.
7
69.3 70 297 79.2 73 257.
4
39.6 85
3 CCO-Mn mgO2/l 58.4 17.7 70 47.6 16.5 65 71.9 21.7 70 62.8 11.2 82
4 CBO5 mgO2/l 89.7 18.2 82 100.
2
29.2 71 130 29 78 125 16.6 87
5 Suspensii mg/l 108 50 54 100 25 75 92 32 65 90 50 44.5
6 Reziduu filtrabil mg/l 246 166 - 175 196 - 308 201 - 290 258 -
7 Reziduu total mg/l 354 216 - 275 221 - 400 233 - 380 308 -
8 Fofsor total mg/l 2.43 1.04 57 2.22 1.43 35.5 2.03
3
0.88 57 1.53 0.98 36
9 Fosfaţi mg/l - 3.13 - - 3.03 - - 2.2 - - 2.31 -
10 Azotaţi mg/l 13.5 23 0 11.5 22.5 0 12.5 22.5 0 12.3 22.3 0
11 Azotiţi mg/l - 0.18 - 0.05 1.36 0 0.88 0.13 85 0.25 0.08 68
12 Amoniu mg/l 6.9 2.44 64.6 7.73 2.36 69.5 4.88 2.74 44 7.83 1.01 87
13 Azot total Kjeldahl mg/l - 4.3 - - - - - - - - - -
14 Extractibile mg/l 0.8 0.48 40 - - - - - - - - -
15 Fenoli mg/l 0.11 0.38 0 0.14 0.08 43 0.15 0.09 40 0.29 0.10 63.5
130
6
16 Detergenţi mg/l 0.9 0.03 96.6 1.2 0.16 87 1.72 0.25 85.5 1.2 0.05 96
17 S2-
/H2S mg/l <0.
04
<0.
04
0 <0.
04
- - <0.
04
<0.
04
0 <0.
04
<0.
04
0
18 Sulfiţi mg/l <1.
0
<1.
0
0 <1.
0
<1.
0
0 <1.
0
<1.
0
0 <1.
0
<1.
0
0
19 Sulfaţi mg/l 36.5 36 1.4 37.5 37 1.3 38.5 41.3 0 42.5 40 6
20 Cianuri mg/l 0.00
5
0.00
3
40 0.00
7
0.00
2
71.4 0.00
5
0.002
2
56 0.00
3
0.00
2
33
21 Cloruri mg/l - 27.8 - - 29.6 - - 31.3 - - 34.8 -
22 Fluoruri mg/l - 0.09 - - 0.05
7
- - 0.09 - - 0.02 -
23 Ca2+
mg/l - 40.2 - - 40.2 - - 40.2 - - 40.2 -
24 Mg2+
mg/l - 6.69 - - 5.47 - - 5.48 - - 4.26 -
25 Al3+
mg/l - 0.07 - - 0.06 - - 0.07 - - 0.05 -
26 Cr3+
mg/l <0.
01
<0.
01
- <0.
01
<0.
01
- <0.
01
<0.
01
- <0.
1
<0.
1
-
27 Cr6+
mg/l <0.
01
<0.
01
- <0.
01
<0.
01
- <0.
01
<0.
01
- <0.
03
<0.
03
-
28 Mn2+
mg/l <0.
5
<0.
5
- <0.
5
<0.
5
- <0.
5
<0.
5
- <0.
5
<0.
5
-
29 Fe total mg/l - 0.63 - - 0.28 - - 0.63 - - 0.4 -
30 Hg mg/l - 0.03
5
- - 0.03
1
- - <0.0
05
- - 0.03 -
31 Se2+
mg/l - <0.0
002
- - 0.005
8
- - 0.00
7
- - <0.0
002
-
32 Pb2+
mg/l <0.
1
<0.
1
- <0.
1
<0.
1
- <0.
1
<0.
1
- <0.
1
<0.
1
-
33 Cd2+
mg/l <0.
03
<0.
03
- <0.
03
<0.
03
- <0.
03
<0.
03
- <0.
03
<0.
03
-
34 Cu2+
mg/l <0.
04
<0.
04
- <0.
04
<0.
04
- <0.
04
<0.
04
- <0.
04
<0.
04
-
35 Ni2+
mg/l <0.
06
<0.
06
- <0.
06
<0.
06
- <0.
06
<0.
06
- <0.
06
<0.
06
-
36 Zn2+
mg/l 0.09
2
0.08 13 0.01
4
0.01
2
14 0.01
5
0.01
4
7 0.01 0.01 -
37 Ag2+
mg/l <0.
03
<0.
03
- <0.
03
<0.
03
- <0.
03
<0.
03
- <0.
03
<0.
03
-
38 Mo2+
mg/l <0.
1
<0.
1
- <0.
1
<0.
1
- <0.
1
<0.
1
- <0.
1
<0.
1
-
39 Co2+
mg/l <0.
08
<0.
08
- <0.
08
<0.
08
- <0.
08
<0.
08
- <0.
08
<0.
08
-
continuare
Nr.
crt.
Parametru U.M. Proba 5 Proba 6 Proba 7 Proba 8
I E
(%)
I E
(%)
I E
(%)
I E
(%)
1 pH unit. 6.37 6.15 - 6.41 6.01 - 6.56 7.3 - 7.02 7.01 -
2 CCO-Cr mgO2/l 300 59 80 210 45 78.5 360 50 86 540 50 91
3 CCO-Mn mgO2/l 76 14.3 81 57.7 12.1 79 120.
1
10.2 91.5 147.
4
12.3 90
4 CBO5 mgO2/l 120 26.8 78 105 18.2 83 112.
5
24.1 78.5 182.
5
27 5
5 Suspensii mg/l 86 54 37 132 40 70 148 50 66 140 36 74
6 Reziduu filtrabil mg/l 206 245 - 266 239 - 236 232 - 278 261 -
7 Reziduu total mg/l 292 299 - 398 279 - 384 282 - 418 297 -
131
8 Fofsor total mg/l 2.36 0.92 61 1.39 1.04 25 3.6 0.94 74 3.05 0.81 73
9 Fosfaţi mg/l - 1.93 - - 1.4 - - 2.8 - - 1.01 -
10 Azotaţi mg/l 11.5 22.5 0 12.3 23 0 12.5 22.3 0 12.5 22.3 0
11 Azotiţi mg/l 0.51 0.06 88 1.01 0.04 96 0.18 0.07 61 1.1 0.4 64
12 Amoniu mg/l 8.3 2.9 65 7.9 0.4 95 7.5 2.15 71 5.7 0.74 87
13 Azot total Kjeldahl mg/l - - - - - - - - - - - -
14 Extractibile mg/l - - - - - - - - - - - -
15 Fenoli mg/l 0.27 0.07 74 0.06
8
0.07 0 0.23 0.01
9
92 0.18 0.07 61
16 Detergenţi mg/l 1.73 0.15 91 1.28 0.76 41 1.52 0.07 95 1.36 0.21 84.5
17 S2-
/H2S mg/l <0.
04
<0.
04
0 <0.
04
<0.
04
0 <0.
04
<0.
04
0 <0.
04
<0.
04
0
18 Sulfiţi mg/l <1.
0
<1.
0
0 <1.
0
<1.
0
0 <1.
0
<1.
0
0 <1.
0
<1.
0
0
19 Sulfaţi mg/l 38.5 38.5 0 39.5 39.5 0 45.5 41.5 9 45.5 43.5 4.5
20 Cianuri mg/l 0.01
2
0.00
7
42 0.01 0.00
8
20 0.00
8
0.00
5
37.5 0.01
2
0.00
8
33
21 Cloruri mg/l - 29.6 - - 31.3 - - 33.1 - - 31.3 -
22 Fluoruri mg/l - 0.07 - - 0.05
7
- - 0.05
7
- - 0.09
5
-
23 Ca2+
mg/l - 36.1 - - 47.2 - - 48.1 - - 50.2 -
24 Mg2+
mg/l - 6.08 - - 5.47 - - 6.08 - - 5.47 -
25 Al3+
mg/l - 0.08 - - 0.05 - - 0.04 - - 0.03 -
26 Cr3+
mg/l <0.
01
<0.
01
- <0.
01
<0.
01
- <0.
01
<0.
01
- <0.
01
<0.
01
-
27 Cr6+
mg/l <0.
01
<0.
01
- <0.
01
<0.
01
- <0.
01
<0.
01
- <0.
01
<0.
01
-
28 Mn2+
mg/l <0.
5
<0.
5
- <0.
5
<0.
5
- <0.
5
<0.
5
- <0.
5
<0.
5
-
29 Fe total mg/l - 0.58 - - 0.36 - - 0.3 - - 0.28 -
30 Hg mg/l - 0.01
9
- - 0.04
3
0 - <0.0
05
- - 0.02
5
-
31 Se2+
mg/l - <0.0
002
- - 0.04
1
- - 0.001
5
- - 0.001
4
-
32 Pb2+
mg/l <0.
1
c - <0.
1
<0.
1
- <0.
1
<0.
1
- <0.
1
<0.
1
-
33 Cd2+
mg/l <0.
03
<0.
03
- <0.
03
<0.
03
- <0.
03
<0.
03
- <0.
03
<0.
03
-
34 Cu2+
mg/l <0.
04
<0.
04
- <0.
04
<0.
04
- <0.
04
<0.
04
- <0.
04
<0.
04
-
35 Ni2+
mg/l <0.
06
<0.
06
- <0.
06
<0.
06
- <0.
06
<0.
06
- <0.
06
<0.
06
-
36 Zn2+
mg/l 0.15 0.15 13 0.01 0.01 - 0.01
5
0.01
4
9 0.11 0.1 11.5
37 Ag2+
mg/l <0.
03
<0.
03
- <0.
03
<0.
03
- <0.
03
<0.
03
- <0.
03
<0.
03
-
38 Mo2+
mg/l <0.
1
<0.
1
- <0.
1
<0.
1
- <0.
1
<0.
1
- <0.
1
<0.
1
-
39 Co2+
mg/l <0.
08
<0.
08
- <0.
08
<0.
08
- <0.
08
<0.
08
- <0.
08
<0.
08
-
NOTĂ: I – Influent staţia de epurare Piteşti; E – Efluent staţia de epurare Piteşti
132
Pentru a putea evalua impactul real asupra calităţii emisarului (râul Argeş), s-a
efectuat o analiză a calităţii apei în amonte de gura de vărsare a staţiei de epurare în zona
baraj Prundu, respectiv în aval în zona Căteasca şi s-au comparat rezultatele cu normativul
NTPA 013, care stabileşte normele de calitate pe care trebuie să le îndeplinească apele de
suprafaţă utilizate pentru potabilizare. Se menţionează că râul Argeş este una dintre sursele
principale de alimentare cu apă a Municipiului Bucureşti, priza fiind amplasată la o distanţă
de aproximativ 70 km în aval de gura de vărsare.
Rezultatele sunt prezentate în tabelul 5.2.4.8 şi indică următoarele:
- probele recoltate în aval de gura de vărsare au concentraţii mai mari în raport cu
secţiunea amonte la următorii parametri: CCO-Cr, CCO-Mn, CBO5, reziduu filtrabil,
fosfor total, azotaţi, azotiţi, amoniu, cianuri, fluoruri, detergenţi, fenoli, calciu, fier
total;
- râul Argeş se încadrează în categoria A3 din punct de vedere al concentraţiilor de
fenol, atât în amonte, cât şi în aval de gura de descărcare;
- se înregistrează o degradare cu schimbarea categoriei de calitate de la categoria A2 la
categoria A3 din punct de vedere al CBO5;
- în ceea ce priveşte indicatorul CCO-Cr se constată că sursa se încadrează în categoria
A1 în amonte de gura de vărsare în timp ce după eliminarea apei epurate categoria
devin A3.
Tabelul 5.2.4.8. Impactul deversării efluentului staţiei de epurare Piteşti asupra râului
Argeş. Nr.
crt.
Parametru AMONTE AVAL
Valoare Categoria de
calitate, cf.
NTPA 013
Valoare Categoria de
calitate, cf.
NTPA 013
1 Amoniu NH4+ (mg/l) 0.28 A1 0.6 A1
2 Azotaţi NO3- (mg/l) 3.5 A1 11.75 A1
3 Azotiţi NO2- (mg/l) 0.07 - 0.09 -
4 Calciu Ca2+
(mg/l) 10.04 - 12.04 -
5 Cloruri Cl- (mg/l) 17.4 A1 15.66 A1
6 Fenoli (mg/l) 0.02 A3 0.04 A3
7 Fier total (mg/l) 1.38 - 1.88 -
8 Fosfor total (mg/l) 0.18 - 0.32 -
9 S2+
+H2S (mg/l) <0.01 - <0.01 -
10 Mg2+
(mg/l) 2.43 - 2.43 -
11 Mn2+
(mg/l) 0.1 A2 0.1 A2
12 Reziduu filtrabil (mg/l) 127 - 224 -
13 CBO5 (mg O2/l) 4.57 A2 14.4 A3
14 CCO-Cr (mg O2/l) 9.9 A1 48.4 A3
15 CCO-Mn (mg/l) 2.71 - 12.7 -
16 Sulfaţi SO42-
(mg/l) 35.38 A1 21.88 A1
17 Cianuri CN- (mg/l) <0.0007 A1 0.001 A1
18 Cr3+
(mg/l) <0.01 - <0.01 -
19 Cr6+
(mg/l) <0.01 - <0.01 -
20 Detergenţi (mg/l) <0.004 - 0.04 -
21 Fluoruri (mg/l) 0.02 A1 0.057 A1
22 Mercur Hg2+
(mg/l) <0.005 A1 <0.005 A1
23 Seleniu Se2+
(mg/l) <0.0002 A1 <0.0002 A1
24 Zinc Zn2+
(mg/l) <0.01 A1 <0.01 A1
133
NOTĂ:
Categoria A1 – râul poate fi utilizat ca sursă de apă brută pentru uzinele de apă cu tratare fizică
simplă.
Categoria A2 - râul poate fi utilizat ca sursă de apă brută pentru uzinele de apă cu tratare normală
fizică, chimică şi dezinfecţie.
Categoria A3 - râul poate fi utilizat ca sursă de apă brută pentru uzinele de apă cu tratare fizică şi
chimică avansată.
Situaţia actuală a obiectelor staţiei de epurare
Staţia de epurare, pusă iniţial în funcţiune în anul 1964 şi dezvoltată în etape
succesive în anii 1971 şi 1978 are o bună parte din echipamentele mecanice şi electrice într-o
stare de uzură avansată. De asemenea, concepţia tehnologică este depăşită şi se poate afirma
că staţia este uzată moral şi fizic.
În ultima perioadă s-au realizat anumite investiţii pentru creşterea eficienţei staţiei de
epurare în special în zona prelucrării nămolului precum şi în încercarea de a reduce fosforul
total în efluent prin precipitare chimică. În cele ce urmează se va face o descriere succintă a
principalelor obiecte ale staţiei de epurare.
Camera de intrare
Intrarea apei în staţia de epurare se realizează printr-o camera deversoare care preia
integral apele uzate care urmează a fi prelucrate în Staţia de Epurare din colectorul ovoid
230/345. De aici, prin două stăvilare de admisie (distribuţie) apele sunt distribuite spre cele
două linii de pre-epurare: grătare, deznisipatoare şi separatoare de grăsimi.
Această cameră a fost construită astfel ca la depăşirea debitului Qmax orar = 2.550
dm3/s, corespunzător etapei a doua de extindere, surplusul de apă să deverseze peste un prag
aflat la interiorul camerei şi să poată fi trimis către bazinele de retenţie printr-o conductă de
oţel Dn 1000 mm.
Bazine de retenţie
În vecinătatea camerei de intrare în staţia de epurare se găsesc cele două bazine de
retenţie. Acestea sunt amenajate ca două decantoare orizontal radiale cu diametrul D=45 m,
fiecare având un volum V=7000 m3. În figura 3.19 se prezintă un bazin de retenţie.
Bazin de retenţie staţia de epurare Piteşti.
134
Bazinele de retenţie sunt prevăzute cu un deversor la cota superioară care asigură
evacuarea apei după umplerea acestora. Apa evacuată din bazinele de retenţie este trimisă
către căminul de evacuare a apei epurate aferent decantorului secundar DS1.
Se menţionează faptul că podul raclor al unui bazin de retenţie a fost utilizat pentru
reabilitarea decantorului primar DP3.
Golirea bazinelor de retenţie se realizează prin intermediul unei staţii de pompare
echipată cu pompe cu ax vertical (ACV), în amonte de grătare. Actualmente, utilajele din
staţia de pompare prezintă defecţiuni majore, nefiind în stare de funcţionare. Din această
cauză bazinele de retenţie nu sunt utilizate.
Grătare rare, grătare dese
Pe fiecare linie tehnologică sunt 4 grătare după cum urmează:
- grătare rare, cu distanţa între bare d = 40 mm – 2 unităţi;
- grătare dese, cu distanţa între bare d = 20 mm – 2 unităţi.
În figura urmatoare se prezintă o vedere a grătarelor rare şi dese de pe linia I. Atât
grătarele rare cât şi grătarele dese sunt grătare plane cu curăţire mecanică (greble rotative). Se
poate aprecia faptul că grătarele funcţionează defectuos datorită defecţiunilor sistemelor de
curăţire şi a uzurii fizice înregistrate la echipamentele mecanice.
135
Deznisipatoare şi separatoare de grăsimi
Staţia de epurare Piteşti este prevăzută cu două deznisipatoare orizontale –
longitudinale (figura urmatoar). Sistemul de evacuare a nisipului este air-lift, montat pe pod
rulant. Caracteristici funcţionale principale sunt:
- timpul mediu de trecere a apei t = 30 65 secunde; dimensiunea minimă a
particolelor separate = 0,2 0,25 mm; viteza medie de curgere pe secţiune =
0,1 0,3 m/s.
Separatoarele de grăsimi funcţionează pe principiul separării grăsimilor prin flotaţie
artificială, realizată cu insuflare de aer în bule fine prin plăci poroase. Timpul mediu de
trecere a apei este de 5 12 minute. Insuflarea aerului se realizează prin plăci poroase din
pietriş mărgăritar cu suflante tip SRD 40. Eficienţa globală a separatoarelor de grăsimi este
foarte redusă datorită sistemului de injectare a aerului în bazin care produce bule medii şi
mari.
Decantoare primare
Dotarea iniţială a staţiei de epurare prevedea două unităţi de decantare tip orizontal-
radial cu diametrul D=25 m (DP1, DP2), amplasate în vecinătatea bazinelor de retenţie.
Aceste decantoare sunt abandonate nefiind în stare de funcţionare datorită degradării
structurii şi a echipamentelor mecanice. Actualmente staţia de epurare este prevăzută cu trei
unităţi de decantare tip orizontal-radial cu următoarele caracteristici:
136
- Decantor primar DP3:
o diametru: 45 m;
o volum: V=7.100 m3;
o timpul de sedimentare teoretic la debitul nominal: 2.32 h.
- Decantor primar DP4:
o diametru: 45 m;
o volum: V=4.700 m3;
o timpul de sedimentare teoretic la debitul nominal: 1.54 h;
- Decantor primar DP5:
o diametru: 45 m;
o volum: V=3.900 m3;
o timpul de sedimentare teoretic la debitul nominal: 1.28 h.
137
Bazine de aerare
Sunt 3 bazine de aerare tipul INKA cu insuflare de aer de joasă presiune (0,1 atm) în
bule medii, la 0,8 m sub nivelul apei. Volumul fiecărui bazin este V = 14.000 m3 (3 baterii
4 cuve), rezultând în total un volum VTOT=42.000 m3. Insuflarea aerului este permanentă şi
este realizată cu electroventilatoare. Fiecare bazin de aerare este deservit de o staţie de
electroventilatoare cu următoarele caracteristici:
- numărul de electroventilatoare: (2+1);
- debitul nominal al fiecărui electroventilator Q = 75000 m3 aer /h;
- puterea fiecărui electroventilator N = 400 kW;
- Presiunea P = 1100 mm H2O.
Aerarea pneumatică din bazinele de aerare este neuniformă, sistemul de difuzie este
impropriu (conducte PVC perforate) iar electroventilatoarele sunt vechi şi funcţionează cu
randamente foarte scăzute. Distribuţia apei se realizează pe lungimea bazinului, fapt ce
determină o încărcare neuniformă a fiecărui compartiment.
Decantoare secundare
Staţia de epurare Piteşti este echipată cu 4 decantoare secundare cu caracteristicile
principale prezentate în cele ce urmează:
- Decantoare secundare DS1, DS2:
o diametru: 45 m;
o volum: V=7.950 m3;
- Decantoare secundare DS3, DS4:
o diametru: 50 m;
o volum: V=6.700 m3.
Principalele probleme constatate în exploatarea decantoarelor secundare sunt datorate
uzurii avansate a echipamentelor mecanice (poduri racloare şi vane) şi distribuţiei
defectuoase a apei aerate către fiecare unitate de decantare. Se menţionează că podul raclor al
138
decantorului DS1 a fost schimbat în cursul anului 2000, realizându-se şi o uniformizare a
admisiei apei în decantor, cu finanţare proprie.
Concentratoare de nămol proaspăt
Nămolul de la decantoarele primare şi nămolul în exces de la decantoarele secundare
este pompat în momentul de faţă direct în rezervoarele de fermentare ale nămolului. Se
prevede în viitorul apropiat pomparea în 3 concentratoare de nămol recent construite, cu
următoarele caracteristici:
- diametru: D=20 m;
- volum util 1 unitate V=940 m3;
- prevăzut cu pod raclor tip îngroşător de nămol.
Nămolul îngroşat în cele 3 concentratoare va fi repompat în rezervoarele de
fermentare ale nămolului.
Rezervoare de fermentare a nămolului
Dotarea iniţială a staţiei de epurare era compusă din 4 rezervoare de fermentare a
nămolului, fiecare cu un volum V=625 m3. Acestea au fost dezafectate în urmă cu
aproximativ 10 ani datorită defecţiunilor de structură şi a depunerilor de la interior.
Actualmente în staţia de epurare sunt funcţionale 6 rezervoare de fermentare a
nămolului, cu caracteristicile următoare:
- 2 unităţi, cu volumul unitar, V=3000 m3;
- 4 unităţi, cu volumul unitar, V=4000 m3.
Dintre rezervoarele de fermentare a nămolului (RFN) cu volum de 4000 m3
funcţionează doar 3 unităţi (RFN nr. 7 în reparaţii la structură). Se constată defecţiuni
importante ale utilajelor de amestec a nămolului, precum şi uzura importantă a pompelor de
circulaţie şi a schimbătoarelor de căldură din cadrul camerelor de manevră, fapt ce
diminuează sensibil randamentul procesului de fermentare a nămolului. Se menţionează de
asemenea cantităţile mari de depuneri de la interiorul rezervoarelor de fermentare, în special
la cele patru unităţi grupate (2 x 3000 m3 + 2 x 4000 m
3).
139
Concentratoare de nămol fermentat
Nămolul rezultat de la rezervoarele de fermentare ale nămolului poate fi pompat
direct în batalurile din vecinătatea staţiei sau trimis la deshidratare. S-au construit recent 2
concentratoare de nămol, cu următoarele caracteristici:
- diametru: D=20 m; volum util 1 unitate V=940 m3; prevăzut cu pod raclor tip
îngroşător de nămol.
Se prevede ca nămolul îngroşat în cele 2 concentratoare să fie condiţionat chimic cu
clorură ferică şi polimer şi repompat la deshidratare.
Gazometre
Staţia de epurare Piteşti are în dotare 4 rezervoare de gaz fiecare cu volumul V=1000
m3. Problemele principale ale celor 4 gazometre sunt legate de coroziunea cupolelor metalice
şi de îngheţul pe perioada de iarnă, care determină blocarea acestora în anumite perioade.
Deshidratarea nămolului
Jumătate din cantitatea de nămol fermentat este prelucrată în staţia de deshidratare cu
filtre presă în timp ce cealaltă jumătate este deshidratată pe platformele de uscare existente
sau evacuată în batalurile din vecinătatea staţiei. Sunt 6 filtre presă cu o suprafaţă totală de
filtrare de 750 m2. Nămolul deshidratat este trimis cu benzi transportoare într-un depozit cu
suprafaţa de 7.400 m2, prevăzut pentru acumularea unui volum de 60.000 m
3.
140
Managementul nămolului – situaţia actuală
În prezent nămolurile prelucrate prin deshidratare reprezintă circa 50% din cantitatea
totală de nămol, restul fiind descărcat direct. Debitul de nămol zilnic variază între 200 şi
300 m3/zi, în funcţie de caracteristicile influentului şi de natura prelucrărilor aplicate.
Nămolul deshidratat este descărcat direct în batalurile din vecinătatea staţiei de epurare. Un
calcul estimativ, considerând un debit de nămol zilnic de 210 m3/zi cu o umiditate medie de
93% conduce la estimarea unei perioade de 1.5 – 2 ani până la epuizarea capacităţii de stocare
în batalurile şi depozitele existente.
În cele ce urmează se prezintă concluziile unui studiu efectuat de institutul de
cercetare ECOIND asupra calităţii nămolurilor din staţia de epurare Piteşti. Tabelul 5.2.4.9
prezintă caracteristicile fizico-chimice ale nămolului decantat primar. Analiza acestora a pus
în evidenţă următoarele:
- nămolul decantat primar prezintă valori ale umidităţii cuprinse între 93.07% şi 98.4%
cu o valoare medie de 95.8%;
- acesta este în cea mai mare parte de natură organică, valorile pentru concentraţiile de
substanţe volatile fiind situate în domeniul 62 – 72% cu o valoare medie de 66.57%;
concentraţia de carbon organic total din substanţa uscată a nămolului a fost de
40 – 50% din aceasta;
- concentraţia de azot total reprezintă 4 – 7% din concentraţia de solide uscate a
nămolului, din care 0.3 - 1% o reprezintă amoniul;
- concentraţia de fosfor total reprezintă 0.02 – 1.2% din concentraţia de solide uscate;
- dintre metale se evidenţiază fierul în concentraţii de 7.7 – 15.6 mg/ kg s.u. şi zincul în
concentraţii de 0.8 – 1.25 mg/ kg s.u.
Tabel 5.2.4.9. Caracteristici fizico-chimice ale nămolului primar (NDP).
Nr. crt. Indicator U.M.
Concentraţie
min. max. medie
1. Umiditate % 93.07 98.4 95.8
2. Substanţă uscată % 1.6 6.93 4.2
3. Substanţe volatile % s.u. 62.26 71.82 66.57
4. Substanţe minerale % s.u. 28.18 37.74 33.43
5. Carbon organic total gC/kg s.u. 409.1 497.1 436.05
6. Azot total gN/kg s.u. 42.1 68.75 56.76
7. Fosfor total gP/kg s.u. 0.21 12.13 5.37
8. Sulfuri g S2-
/kg s.u. 0.052 0.25 0.133
9. Fenoli g/kg s.u. 0.002 0.009 0.005
10. Amoniu g/kg s.u 3.21 10.625 5.948
11. Fier g/kg s.u 7.7 15.6 13.255
12. Crom g/kg s.u 0.06 0.44 0.213
13. Plumb g/kg s.u 0.036 0.205 0.101
14. Zinc g/kg s.u 0.805 1.242 0.942
15. Nichel g/kg s.u - - < 0.02
16. Cadmiu g/kg s.u - - < 0.009
17. Cobalt g/kg s.u - - < 0.025
141
În tabelul 5.2.4.9 sunt prezentate caracteristicile nămolului fermentat. Se remarcă
următoarele aspecte:
umiditatea este cuprinsă în intervalul 96 – 98%;
62 – 66% din solidele uscate sunt de natură organică;
azotul total reprezintă 6.5 – 8.5% din solidele uscate iar fosforul total
0.15 – 1.3% din acestea;
dintre metale grele în concentraţie mai mare se găsesc fierul şi zincul.
În ceea ce priveşte nămolul recirculat biologic analizele au relevat faptul că acesta
conţine 0.09 – 0.5% substanţă uscată din care 55% – 72% de natură organică (tabelul
5.2.4.10).
Tabel 5.2.4.10. Caracteristici fizico-chimice ale nămolului fermentat (NF).
Nr.
crt. Indicator U.M.
Concentraţie
min. max. medie
1 Umiditate % 96.53 98 97.31
2 Substanţă uscată % 2 3.47 2.68
3 Substanţe volatile % s.u. 62.42 66.15 64.65
4 Substanţe minerale % s.u. 33.85 37.58 35.35
5 Carbon organic total gC/kg s.u. 325.2 365.8 345
6 Azot total gN/kg s.u. 64.3 84.9 76.65
7 Fosfor total gP/kg s.u. 1.5 12.7 5.2
8 Sulfuri g S2-
/kg s.u. 0.079 0.603 0.227
9 Fenoli g/kg s.u. < 0.0002 < 0.0002 < 0.0002
10 Amoniu g/kg s.u 11.52 20 16.85
11 Fier g/kg s.u 1 17.8 14.95
12 Crom g/kg s.u 0.25 0.42 0.333
13 Plumb g/kg s.u 0.00017 0.104 0.066
14 Zinc g/kg s.u 0.912 1.659 1.223
15 Nichel g/kg s.u < 0.02 < 0.02 < 0.02
16 Cadmiu g/kg s.u < 0.009 < 0.009 < 0.009
17 Cobalt g/kg s.u < 0.025 < 0.025 < 0.025
Tabel 5.2.4.11. Caracteristici fizico-chimice ale nămolului biologic recirculat (NR).
Nr.
crt. Indicator U.M.
Concentraţie
min. max. medie
1 Umiditate % 99.42 99.91 99.59
2 Substanţă uscată % 0.09 0.58 0.41
3 Substanţe volatile % s.u. 55.4 71.6 67.91
4 Substanţe minerale % s.u. 28.6 44.6 32.08
142
5.2.4 Amenajari hidrotehnice si alte presiuni relevante
Acumulări din bazinul hidrografic Argeş-Vedea
În spaţiul hidrografic Argeş-Vedea-Călmăţui sunt 221 lacuri de acumulare cu un
volum total de 1.004 mil. m3, având un volum util de 921,1 mil.m
3, dintre care 24 sunt
reprezentative. În bazinul râului Argeş există 7 lacuri de acumulare cu folosinţă complexă,
din care cel mai important este Vidraru, urmând apoi lacurile Zigoneni, Vâlcele, Budeasa,
Goleşti, Mihăileşti, Râuşor situat pe râul Târgului.
În bazinul râului Dâmboviţa se află lacurile de acumulare complexe Pecineagu şi
Văcăreşti pe râul Dâmboviţa, acumulările de pe Ilfov (Udreşti, Bunget I, Bunget II, Brăteşti,
Adunaţi şi Ilfoveni) şi acumularea Buftea de pe râul Colentina.
Acumularea Vidraru este principala acumulare din bazinul hidrografic Argeş, având
următoarele caracteristici: suprafata de 870 ha, lungimea de 12 km, volumul total la NNR de
450,62 mil.m3. Barajul este din beton în dubla curbură cu o lungime a frontului de de 307 m
şi înălţimea de 165 m.
Acumularea Valcele are şi suprafaţa de 442 ha, un volum total la NNR de 41,6 mil.
m3, o lungime de 4,85 km şi o adâncime maximă de 20 m; prezintă un deversor etajat cu
înălţimea de 35,3 m.
Acumularea Goleşti este a doua pe râul Argeş după Vidraru; are o suprafaţă de 634
ha, un volum total la NNR de 55 mil. m3, o lungime de 7,0 km şi o adâncime maxima de 16,5
m. Este acelaşi tip de baraj ca şi Vâlcele şi anume deversor etajat cu înălţimea de 19,5 m.
Pe râul R.Targului se găşeste acumularea Râusor cu o suprafaţa de 160 ha, o
lungime de 5,5 km o adâncime maxima de 102 m si un volum la NNR de 52,4 mil. m3;
barajul este din anrocamente, cu nucleu de argila.
Acumularea Pecineagu este situată pe cursul superior al Dambovitei. Are o suprafata
de 183,84 ha , un volum total la NNR de 63 mil. m3, o lungime a lacului de 5,5 km şi o
adâncime maximă de 108 m; prezintă un baraj din anrocamente cu masca din plăci de beton
armat.
În bazinul hidrografic Vedea nu sunt lacuri de acumulare, iar în bazinul hidrografic
Călmăţui singura acumulare semnificativă este Stejaru. Pe 120 râuri există iazuri piscicole,
care în majoritate cazurilor sunt realizate prin bararea cursurilor de apă şi nu sunt indiguite.
Pe unele cursuri de apă din spţtiul hidrografic Argeş - Vedea aceste iazuri sunt realizate în
cascadă modificând puternic cursurile naturale, cum sunt râurile: Urlui, Izvoarele, Vajiştea,
Gabur, Clâniţa, Câlniştea, Izmar, Ilfovăţ.
Indiguirile şi regularizările din spaţiul bazinal Argeş-Vedea
Regularizările afecteaza 41 râuri şi îndiguirile 16, producând în principal ca presiune
hidromorfologică modificari ale cursurilor, alterări ale caracteristicilor hidraulice şi
intreruperi ale continuităţii laterale.
143
În spaţiul hidrografic Argeş – Vedea – Călmăţui lungimea totală a îndiguirilor este de
295,91 km, iar a regularizărilor de 383,94 km. Râul Argeş este îndiguit pe 86 km. Lucrări de
îndiguire şi regularizare sunt realizate pe râurile: Argeş, Arefu, R.Doamnei, R.Târgului, Ilfov,
Colentina, Sabar, Neajlov, Câlniştea, Dâmboviţa, Vedea, Teleorman şi Călmăţui.
Partea din aval de acumularea Mihaileşti a râului Argeş a fost modificată prin
execuţia canalului Argeş – Dunăre până la Olteniţa. O lucrare de acelaşi gen a fost realizată
pâraul Vedea între localitatea Bujoru şi confluenţa cu fluviul Dunărea, pe o lungime de 6,82
km. În aval de aceasta localitate cursul râului Vedea a fost dirijat spre Dunăre folosind un
vechi braţ al canalului Pasărea, canal care a fost barat şi în prezent este folosit drept canal de
irigaţii.
Derivaţiile din spaţiul bazinal Argeş-Vedea
În spaţiul hidrografic Arges Vedea Calmatui exista un numar de 25 derivatii cu o
lungime totală de 79,6 km şi un debit instalat de 1.336 m3/s. Derivatiile Gaesti, Racari,
Dambovita şi Arges sunt derivatii de ape mari, derivaţia Bolovani de ape medii/mari, restul
fiind derivatii de ape medii.
Semnificative pentru acest tip de lucrări sunt: R.Doamnei – Vidraru, Argeş –
Dâmboviţa (Lunguleţu), Ogrezeni – Rosu, Crivina – Arcuda, Argeş – Sabar, Argeş – Ilfovăţ,
Ialomiţa – Ilfov şi Ilfov – Damboviţa (Mircea Voda).
O altă categorie de presiuni hidro-morfologice care ar putea avea efecte asupra
râurilor o constituie balastierele. Efectele lor se materializează, în general, prin modificarea
formei profilului longitudinal, în variabilitatea depozitelor din albia râului şi în procesele de
degradare - mai ales eroziune.
Având în vedere importanţa acestei activităţi desfăşurată de regulă în albiile minore
ale cursurilor de apă, precum şi implicaţiile unei exploatări neraţionale asupra râurilor ăi
aceasta presiune trebuie supusă inventarierii şi monitorizării.
Aceste balastiere funcţionează într-un temei legal şi ar trebui să se conformeze
autorizaţiilor şi avizelor emise (respectând cantităţile, termenele de exploatare, perioada de
refacere a materialului aluvionar din albie).
Astfel, conform prevederilor art. 33, alin. (2) din Legea apelor nr. 107/1996 cu
modificările şi completările ulterioare, se precizează:
“Dreptul de exploatare a agregatelor minerale din albiile sau malurile cursurilor de
apă, cuvetele lacurilor, bălţilor, prin exploatări organizate, se acordă de autoritatea de
gospodărire a apelor numai în zone care necesită decolmatare, reprofilarea albiei şi
regularizarea scurgerii, pe baza unui studiu tehnic zonal privind influenţa exploatării asupra
cursului de apă şi pe baza avizului şi autorizaţiei de gospodărire a apelor, cu avizul
deţinătorilor de lucrări hidrotehnice în albie din zonă.”
Pe de altă parte în România în această perioadă se conturează clar o tendinţă de
dezvoltare şi se construieşte foarte mult, deci cerinţa din punct de vedere economic este
foarte mare şi poate uneori este depaşită cantitatea prevazută în autorizaţiile şi avizele
emise. Până ce aceste probleme vor fi reglementate şi depăşite, ca o primă măsură ce
trebuie aplicată este aceea de a se se întări controlul asupra acestor exploatări, asupra
respectării legislaţiei existente, de către cei ce sunt în măsură să aplice legea.
144
În cazul extragerii balastului şi nisipului din albiile minore ale cursurilor de apă,
această presiune poate conduce la efecte negative importante, de natură:
hidraulică, constând în modificarea regimului natural al curgerii apei şi implicit al
transportului de aluviuni;
morfologică, constând din declanşarea şi/sau amplificarea unor procese de
eroziune şi/sau depunerea aluvionară în sectorul de influenţă al balastierei;
hidrogeologică,constând din modificarea regimului natural al nivelurilor apelor
subterane din zona adiacentă;
poluantă, constând din alterarea calităţii apelor de suprafaţă ca urmare a
deversărilor tehnologice poluante de la utilajele din cadrul balastierelor;
De asemenea, această presiune poate avea un impact semnificativ negativ mai ales în
cazurile în care condiţiile specifice impuse prin autorizaţia de gospodărire a apelor nu sunt
respectate, impact negativ semnificativ manifestat asupra:
secţiunilor optime de scurgere;
regularizării şi igienizării râului în zona de exploatare;
păstrării talvegului natural al râului;
respectării perimetrelor de exploatare;
volumele de balast extrase să nu depaşească volumele depuse prin aport la viituri, etc.
5.3 Masuri pentru pastrarea biodiversitatii in B.H. Arges
Accelerarea proceselor de autoepurarea apei prin reducerea poluarii apei, cresterea
suprafetelor de fund cu relief accidentat care determina si o agitare mai puternica a masei
apelor (ca urmare oxigenul atmosferic la interfata aer-apa patrunde mai usor, iar gazele de
fermentatie pot fi mai usor eliberate in atmosfera).
Masurile tehnice de accelerare a curentului apei si de agitare a maselor de apa constau
in introducerea in albia raului de bolovani mari sau pietre colturoase, peste care apa va trece
intr-un strat mai subtire si cu o viteza mai mare. Acolo unde este posibil, in albia majora se
creeaza o serie de brate laterale sinuoase, ceea ce face ca debitul apei de pe cursul principal sa
scada, iar suprafata pe care se realizeaza procesul de autoepurare sa creasca. In procesul de
realizare a acestor brate laterale se va evita formarea de zone cu apa stagnanta sau a unor
golfuri in care s-ar putea aduna suspensiile organice fermentescibile (care ar putea altera
procesele de autoepurare aeroba). In acest fel, procesul de autoepurare ajunge sa se
desfasoare mai mult in latime decat pe lungimea raului.
Tot in scopul mentinerii biodiversitatii faunei acvatice, in albia majora a raului
(datorita constructiilor hidrotehnice), raman separate de raul propriu zis, o serie din foste
meandre, niste adevarate brate moarte, precum si o serie de zone umede, anterior inundabile
la apele mari. Acestea trebuie luate in evidenta si pastrate, deoarece ele constituie locul
propice dezvoltarii faunei piscicole de ape stagnante, locuri de reproducere pentru amfibieni,
locuri de adapost, cuibarire si hrana pentru numeroase pasari acvatice autohtone sau de pasaj.
Ocrotirea lor consta in declararea lor la nivel local drept zone de protectie a florei si faunei
locale, in efectuarea unor mici lucrari de legare a unor brate unele de altele prin canale
simple, sau prin efectuarea unor lucrari de scurgere in aval de lacul de baraj a surplusului de
ape care s-ar putea aduna in aceste depresiuni naturale.
Amenajarile hidrotehnice prezinta o serie de deficiente : dispare zona inundabila
(rezervorul de apa si ‘’buretele’’ care retine mase mari de apa pe perioade mai mult sau mai
145
putin lungi de timp si dispar organismele caracteristice apelor temporare si luncilor umede; ca
urmare, mase mari de apa se scurg repede prin albiile reamenajate, care devin adevarate
canale. Ca urmare, apele raului Arges nu mai pot fi utilizate de riverani decat pentru scurt
timp si cu cheltuieli ridicate. Totodata, prin cresterea vitezei de scurgere a apei, aceasta sapa
in substrat, albia raului se adanceste treptat, ceea ce determina implicit si o scadere a
nivelului general a apelor freatice din zona (ca urmare, seaca apa din fantani, se aridizeaza
terenul, sunt necesare irigatii ale culturilor agricole, etc.). Mai mult, viteza de scurgere a
afluentilor neamenajati creste, aceasta amplificand procesele de eroziune secundara a albiilor
raului. Pentru aceasta este necesara refacerea albiei majore, care se realizeaza prin taierea
malurilor abrupte (fapt ce reduce imediat eroziunea), extinderea malurilor sub forma unor
pante line, stabilizarea fundurilor in zonele cu curent mai rapid prin aditia de pietre si
bolovani, plantarea malurilor in asa fel incat sa fie refacuta atat vegetatia lemnoasa, cat si cea
arbustiva si cea arboricola adecvata, capabila prin masa radiculara pe care o va dezvolta, sa
fixeze mai bine malurile.
Figura 5.3.1. Malul impadurit al unui lac
Acvacultura reprezinta cresterea dirijata – sau cel putin controlata de om – a plantelor
si animalelor utile acestuia in mediul acvatic. Ea este echivalenta cu agricultura care se
practica in mediul terestru. In cazul acvaculturii, o etapa deosebit de importanta pentru
atingerea unor productii mari si sigure o constituie cercetarea stiintifica, care trebuie sa
evidentieze ciclurile biologice ale speciilor introduse in cultura, conditiile lor fiziologice si
ecologice de viata, tipurile, intensitatea si varietatea hranei, predatorii si bolile lor, densitatile
optime, precum si modalitatile prin care oamenii pot influenta acesti parametri in vederea
obtinerii unor productii stabile.
Cultivarea microfitelor – Cultivarea algelor a fost demarata in laboratoarele de
cercetare din imperative stiintifice. Ulterior, crescand interesul pentru produsele ce se pot
obtine din aceste plante, s-a trecut la cultura mare, culturi care nu odata si-au dovedit
utilitatea economica. Un prim scop al culturilor de alge l-a constituit producerea de hrana
pentru organismele situate la nivelul superior al lanturilor trofice din bazinele acvatice –
rotiferii, dafniile si ciclopii ierbivori, care constituie la randul lor hrana pentru puietul (si
uneori chiar adultii) de pesti.
146
Cultivarea macrofitelor – Cultivarea macrofitelor s-a facut pentru utilizarea lor in
epurarea apelor uzate, pentru obtinerea de celuloza sau a unor materiale de constructie usoare.
Din timpuri indepartate s-a observat ca apele reziduale trecute printr-o mlastina ajung sa fie
lipsite de impuritati, astfel incat apa care iese este mult mai curata. Plecand de la aceasta
constatare, cercetatorii au incercat sa epureze apele in mod deliberat cu ajutorul macrofitelor
acvatice sau a celor palustre.
Macrofitele palustre utilizate in realizarea epurarii sunt indeosebi pipirigul, cu care s-
au obtinut randamente de epurare ridicate, dar numai in sezonul cald si pentru debite mici de
ape uzate, de asemenea, stuful, papura si alte specii palustre.
In Figura nr. 5.3.2 este prezentata schema unei instalatii de epurare bazata pe
macrofite palustre autohtone. Bazinul de epurare este construit din beton sau un strat de
pamant lutor impermeabil. La fundul bazinului se pune un strat de nisip, deasupra unul de
pietris. In acest substrat instabil se planteaza plantele care vor fi folosite in epurare, apoi
bazinul se umple cu apa, pana ce aceasta ajunge la capatul superior al unui perete despartitor
aflat in imediata apropiere a zonei de scurgere a apei din instalatie. Ulterior instalatia se
alimenteaza incet, cu un debit redus de ape reziduale, pentru a se asigura acomodarea
plantelor la acest biotop artificial. Surplusul de apa trece de preaplin in acel minidecantor,
apoi se scurge in emisar. Ectoenzimele plantelor sau bacteriile de pe bioderma si din rizosfera
descompun substantele organice din apele uzate, isi iau substantele necesare desfasurarii in
conditii bune a proceselor biologice proprii, iar apa se epureaza. In apa din instalatie apar si
se dezvolta numeroase alge si nevertebrate planctonice si bentonice care contribuie si ele la
procesul de epurare. Se poate vorbi deci de o adevarata biocenoza acvatica si palustra care, ca
un tot, actioneaza in cadrul procesului de epurare a apelor uzate. In decantor cad la fund
organismele din masa apei si suspensiile antrenate de curentii de apa, astfel incat apa care se
scurge in emisar are o transparenta mai ridicata. Avantajul acestui tip de instalatie este acela
ca epureaza apele fara nici un fel de consum energetic. Dezavantajul consta in faptul ca acest
tip de epurare decurge bine numai vara, atata vreme cat macrofitele se afla in cadrul perioadei
lor biologice de vegetatie.
Figura 5.3.2. Instalatie de epurare care se utilizeaza in
Epurarea biologica macrofitele palustre 1 – intrarea apei in instalatie ; 2 – iesirea apei din instalatie ; 3 – perete despartitor ;
4 – spatiu cu rol de decantor secundar ; 5 – nivelul apei in instalatie ; 6 – stratul de apa ; 7 – substrat
pietros ; 8 – strat de nisip ; 9 – plante palustre epuratoare.
147
Macrofitele emerse cele mai des folosite sunt plantele tropicale Pistia stratiotes (salata
de Nil) si Eichhornia crassipes (zambila de apa). Singurele conditii care se impun in folosirea
cu succes a acestor plante sunt ca apele sa contina substante organice si apele sa nu contina
prea multe substante toxice (metale grele, detergenti, pesticide) sau uleiuri (titei si derivatele
sale). Ca urmare a marii lor capacitati de bioacumulare, plantele studiate sunt capabile sa
extraga din apa si unele substante toxice, dar pana la o limita, dincolo de care mor.
Ca noutate, pot fi folosite tehnologii de epurare care folosesc ca unica treapta de
epurare biologica sistemele cu plante emerse. Cele mai bune rezultate se obtin pe ape uzate
orasenesti (ape menajere si industriale), pe ape uzate de la gospodarii mici sau de la complexe
hoteliere, pe ape uzate de la fermele zootehnice si de la fabricile de produse alimentare.
Epurarea apei se realizeaza astfel : apele uzate trec prin filtrul viu reprezentat de radacinile
plantelor natante si se epureaza ; plantele extrag din apa substantele organice si isi creeaza
propria biomasa, astfel incat biomasa totala a plantelor emerse creste necontenit, tot timpul
anului. Instalatiile de epurare pot fi de doua feluri : unele neacoperite, deci ca obiecte ale
instalatiilor de epurare clasice si care functioneaza ca sisteme de epurare numai vara, altele
acoperite, pentru a functiona tot anul.
Utilizarea macrofitelor natante se dovedeste eficienta deoarece instalatiile respective
se construiesc usor, sunt facil de intretinut, functioneaza tot anul, necesita un consum
energetic redus, plantele pot epura apele tot anul, dar si in cursul noptii (caci extrag
substantele organice din apa pe cale heterotrofa), iar biomasa lor poate fi utilizata in
economie.
148
149
Capitolul 6. Rezolvarea matematica a problemelor de poluare pe cursurile
de rauri si in lacurile de acumulare
Literatura de specialitate tratează problemele de poluare a cursurilor de apă pornind
de la fenomenologia difuziei, dar privind fenomenologia prin analogie cu difuzia termică se
observă caracterul limitant al acestei teorii și anume este perfect aplicabilă pentru fenomene
cvazistatice, adică se muleză perfect pe fenomene unde termenul de advecție nu influențează
procesele de difuzie.
Ca element definitoriu al fenomenelor de difuzie este pana gaussiană, iar distribuția
statistică este de tip clopot Gauss, soluțiile analitice fiind prelucrări ale distribuției erorilor, în
care se ține cont de de gradul de imprăștiere a valorilor din campul de date calculate în raport
cu o valoare medie. Acest grad de împrăștiere reprezintă un cuantificator al intensității
fenomenului în sens fizic, sau statistic reprezintă abaterea medie pătratică. Această abatere
medie pătratică poate fi interpretată și ca un grad de dispersie în raport cu o valoare prag, deci
coeficientul de difuzie se poate corela cu această abatere medie pătratică, dar și cu variabile
ce țin de timp și spațiu.
În partea ce tratează stadiul actual a problemelor de poluare am gasit o soluție
analitică a ecuației difuziei pentru o sursă punctuală, dar de un mare ajutor sunt și metodele
numerice de rezolvare a ecuațiilor cu derivate parțiale, în special rezolvarea acestor ecuații
prin metoda diferențelor finite.
De regulă explicarea fenomenelor fizice duc la ecuații cu derivate parțiale mai
complicate, problema pentru a demonstra convergența unor scheme cu diferențe finite pe
astfel de ecuații fiind complicată, recurgem la aducerea acestor ecuații la formă canonică prin
efectuarea de substituții ce depind de parametrii ecuației.
6.1 Aducerea la formă canonică ale ecuațiilor cu derivate parțiale
Să considerăm ecuația de forma (Tihonov A.N., 1956):
1.1.60,2 21221211 yxfucububuauaua yxyyxyxx , unde uxx ,
uyy – sunt derivatele de ordinul doi al funcției u în raport cu x, respectiv y, uxy , sunt derivatele
de ordinul doi al funcției u in raport cu variabilele x, respectiv y, ux , uy , sunt derivatele
parțiale de ordinul unu în raport cu varibila x, respectiv y.
Acestei ecuații îi corespunde o ecuație caracteristică cu coeficienți constanți , al căror
caracteristici pot fi liniile dreptelor de ecuație:
2.1.6
2
11
2211
2
1212
1
11
2211
2
1212
Cxa
aaaay
Cxa
aaaay
Dacă în ecuația (6.1.1) facem substituția:
3.1.6exp vu , atunci derivatele parțiale de ordinul doi, respectiv unu
în noile variabile ξ și η se vor scrie conform relațiilor:
150
4.1.6
exp
2exp
2exp
exp
exp
2
2
vvvvu
vvvu
vvvu
vvu
vvu
După transformări de variabile adecvate și prelucrări algebrice, formule (6.1.1) se pot
scrie și sub forma:
5.1.6
0
0
0
0
21
21
21
21
parabolictipfucububu
hiperbolictipfucububuu
hiperbolictipfucububu
eliptictipfucububuu
Dacă în relațiile (6.1.5) substituim conform relațiilor (6.1.4), obținem: (calculul îl
facem numai pentru prima ecuație din setul de ecuații (6.1.5)
022 121
22
21 fvcbbvbvbvv
Observație:
Parametrii λ și μ se aleg astfel incât doi coeficienți ai derivatelor de ordinul unu să se
anuleze, în cazul nostru:
2
2
2
1
b
b
, atunci obținem ecuația: 01 fvvv , unde γ
este o constantă care se exprimă în funcție c, b1, b2, iar exp1 ff . După acest
raționament sistemul de ecuații (6.1.5) devine:
6.1.6
0
0
0
0
12
1
1
1
parabolictipfvbv
hiperbolictipfvv
hiperbolictipfvvv
eliptictipfvvv
Generalizare:
Ecuația de forma: 7.1.6011 1
fucubuan
i
ixi
n
i
n
j
jxixji se aduce la
formă canonică pentru toate punctele domeniului de definiție făcând substituția:
8.1.6exp1
vxun
i
ii
151
6.2 Aducerea la formă canonică a ecuației dispersiei, având în vedere și advecția
Să considerăm următoarea ecuație cu derivate parțiale:
1.2.62 vvvav xxxt , dacă facem substituția 2.2.6exp utxv ,
conform celor enunțate în subcapitolul 6.1 avem:
3.2.6
4
2
2
2
2
a
a
, atunci ecuația (6.2.1) are forma: 4.2.62
xxt uau
Revenim la ecuația dispersiei, o scriem sub forma:
5.2.62
xxxt CvCDC , facem substituția 6.2.6exp UtxC ,
atunci:
7.2.6
4
22
D
v
D
v
, atunci substituția căutată este:
8.2.642
exp2
UtD
vx
D
vC
În continuare, prin această substituție, derivând conform ecuației (6.2.5), demonstrăm
că ecuația cu derivate parțiale (6.2.5) are ca formă canonică următoarea ecuație în variabilă U
(x , t).
9.2.6xxt UDU
Demonstrație:
UtD
vx
D
v
D
v
t
Ut
D
vx
D
v
t
C
42exp
442exp
222
UtD
vx
D
v
D
v
x
Ut
D
vx
D
v
x
C
42exp
242exp
22
UtD
vx
D
v
D
v
x
Ut
D
vx
D
v
D
v
x
Ut
D
vx
D
v
x
C
42exp
442exp
242exp
2
2
22
2
22
2
2
Notăm AtD
vx
D
v
42exp
2
, atunci:
152
UD
vAv
x
UAvU
D
vAD
x
U
D
vAD
x
UADU
D
vA
t
UA
2424 2
2
2
22
, dacă
simplificăm prin A, prelucrăm algebric relația de mai sus și reducem termenii asemenea
ajungem la următoarea ecuație cu derivate parțiale: xxt UDU , ceea ce era de demonstrat.
6.3 Teoria generală a schemelor cu diferente finite, impunerea unei scheme cu
diferente finite
Spunem că o funcţie U(x,t) are în punctul (x0 , t0) derivale parţiale în raport cu
variabila x respectiv t dacă există limitele:
1.3.6
,,
00
000
lim0
x
U
xx
txUtxU
xx
2.3.6
,,
00
000
lim0
t
U
tt
txUtxU
tt
Dacă aceste limite sunt finite, atunci derivatele parţiale ale funcţiei U în raport cu
variabilele x şi t sunt aceste limite. În continuare scriem aceste derivate în diferenţe finite
plecând de la diferenţiala funcţiei într-un punct astfel:
j
jjj
j
j
jjj
j
x
U
txUtxUxx
xx
txUtxU
x
U
,,,,
1
1
1
1
1
1
,,,,
j
jjj
j
j
jjj
j
x
U
txUtxUxx
xx
txUtxU
x
U
Prin prelucrarea algebrică a relaţiilor de mai sus rezultă următoarea relaţie:
3.3.6
,,,,
1
1
1
1
j
jjj
j
j
j
jjj
j
j
x
U
txUtxUx
Ux
x
U
txUtxUx
Ux
Dacă considerăm că
jjjx
U
x
U
x
U
1
, o valoare medie a derivatei pe
bara j, j + 1 atunci avem:
4.3.6,,
,,1
1
1
11x
UU
xx
txUtxU
x
UtxUtxU
x
Uxx
jj
jj
jjjj
j
jjjj
j
jj
153
Analog se demonstreză că : 5.3.61
t
UU
t
U nnn
Pentru derivata partială de ordinul doi aplicăm următorul raţionament:
6.3.6
111
1
2
2
x
x
UU
x
UU
x
Ux
Ux
x
UU
xx
U
jjjjj
j
j
jjj
jj
Pentru o abordare mai elaborată a rezolvării ecuaţiei difuziei prezentăm în tabelul
(6.3.1) câteva scheme în diferenţe finite consacrate şi echivalentul ecuaţiei difuziei în aceste
diferenţe finite (Hancu S., 1985):
Tabel 6.3.1 Eecuaţiile în diferenţe finite pentru diferite scheme
Schema Ecuaţia Observaţii
Implicită
n
j
n
j
n
j
n
j
n
j
n
j ftUUUrUU
11
1 2
2
11
2
2
1
1
2
x
UUU
x
U
t
UU
t
U
x
UU
x
U
n
j
n
j
n
j
n
j
n
j
n
j
n
j
n
j
n
j
n
j
Explicită
1
1
11
1 21
n
j
n
j
n
j
n
j
n
j ftUUrUrUr
2
1
1
11
1
1
1
2
2
1
1
1
1
1
1
2
x
UUU
x
U
t
UU
t
U
x
UU
x
U
n
j
n
j
n
j
n
j
n
j
n
j
n
j
n
j
n
j
n
j
Crank – Nicolson
n
j
n
j
n
j
n
jxx
n
j
n
j
n
jxx
n
jxx
n
j
n
j
UUUx
UA
ff
UAUADt
UU
112
1
1
1
1
21
2
1
1
10 , coeficient de
pondere. În funcţie de gradul
de aproximare se calculează
acest coeficient de pondere şi
reprezintă o aproximare a
funcţiei cu ajutorul mai multor
puncte vecine.
Uj n
Uj n + 1
Uj - 1 n
Uj + 1 n
Uj n + 1
Uj +1 n + 1
Uj - 1 n + 1
Uj n
Uj n + 1
Uj +1 n + 1
Uj - 1 n + 1
Uj n Uj - 1
n Uj +1 n
154
Richardson
n
j
n
j
n
j
n
j
n
j
n
jf
x
UUUD
t
UU
2
11
11 2
2
2
11
2
2
11
1
2
2
x
UUU
x
U
t
UU
t
U
x
UU
x
U
n
j
n
j
n
j
n
j
n
j
n
j
n
j
n
j
n
j
n
j
Frenkel Du Fort
n
j
n
j
n
j
n
j
n
j
n
j
n
jf
x
UUUUD
t
UU
2
1
11
1
11
2
2
11
n
j
n
jn
j
UUU
Pentru aceste ecuaţii condiţiile iniţiale (CI) şi la limită (CL) vor avea forma relaţiilor
de mai jos:
CLtnUlx
CLtnUx
CIxjhUt
n
N
n
j
7.3.60
0
0
0
Fizic funcţia Ujn reprezintă starea sistemului la momentul (nΔt) în punctul (jΔx), stare
descrisă de ecuaţia în diferenţe finite (EDF), iar funcţia Υ(nΔt , jΔx) descrie starea aceluiaşi
sistem în acelaşi punct, stare caracterizată de ecuaţia cu derivate parţiale (EDP).
Dinamica sistemului fizic este dată de variaţia ecuaţiilor ce descriu sistemul între
stări, sau distanţa între două puncte reprezentative din spaţiul de definiţie al stărilor S.
Matematic distanţa dintre două stări poaste fi interpretată ca o normă a funcţiei de
reţea Ujn .
Norma funcţiei de reţea în spaţiul S al stărilor sistemului trebuie să fie nenegativă şi
reprezintă măsura deviaţiei funcţiei Ujn faţă de funcţia identic nulă.
Observaţie:
Pentru probleme cu ecuaţii liniare spaţiul funcţional S este un spaţiu liniar normat
ceea ce se poate pune în evidenţă prin formulele:
8.3.6max n
jj
S
n
j UU , unde n
jj
Umax reprezintă valoarea absolută maximă a
funcţiei Ujn la momentul n în unul din punctele (jΔx) şi are expresia:
9.3.62
1
0
2
j
n
jS
n
j UU şi reprezintă distanţa de la origine la punctul
reprezentativ Ujn .
Observaţie:
Datorită faptului că derivata parţială între două puncte de pe o reţea este o funcţie
medie se ia un coeficient de pondere cuprins intre 0 şi 1 care să aproximeze cât mai bine
derivata cu schema în diferenţe finite.
Uj n + 1
Uj - 1
Uj n
Uj - 1 n
Uj +1 n
Uj n + 1
Uj n - 1
Uj - 1 n
Uj +1 n
155
6.4 Problema de consistenţă, stabilitate şi convergenţă a schemelor cu diferenţe
finite
Să considerăm funcţia Υ soluţia exactă a EDP unde sunt cunoscute CI şi CL şi Ujn
soluţia de reţea în diferenţe finite a aceleeaşi EDP. Fie A algoritmul de rezolvare numerică a
EDF atunci avem:
1.4.6
2
2
11
1
fx
UUUD
t
UUUAfUA
n
j
n
j
n
j
n
j
n
j
, atunci
xjtnn
j , diferă de Ujn . Dacă aplicăm acelaşi operator funcţiei Υ ne conduce la o
valoare α diferită de zero, ceea ce înseamnă că:
2.4.60 fA , atunci algoritmul A este consistent dacă mărimea α tinde
către zero când Δx şi Δt tind catre zero, ceea ce matematic este conform formulei:
)3.4.6(0lim00
xt
Prin descompunere în serie Taylor a lui Υ în jurul unui punct vecin şi înlocuire în
algoritmul A se observă că gradul de aproximare al schemei este de ordinul doi.
Observaţii:
Conceperea unor scheme de calcul cu ordin de aproximare mai mare in raport cu Δx şi
Δt se face prin metoda coeficienţilor nedeterminaţi , metodă ce nu aproximează fiecare
derivată în parte ci întreg operatorul.
Calculul valorilor funcţiei necunoscute într-un nod al reţelei se face introducând
valorile funcţiei într-un număr mai mare de puncte învecinate cu ajutorul unor coeficienţi de
pondere ce se determină în raport cu ordinul de aproximare impus.
Remarcă:
Consistenţa pune în corespondenţă EDP cu EDF pe care o înlocuieşte şi stabileşte
unul dintre criteriile ce trebuie îndeplinite când se face această înlocuire.
Definiţie:
Spunem despre o schemă cu diferenţe finite că este stabilă atunci când o perturbaţie
introdusă în CI sau CL sau în procesul calculelor la un moment dat nu se amplifică pe
parcursul ulterior algoritmului.
Fie n
j
n
j UU soluţia EDF, unde se introduce o perturbaţie a soluţiei, atunci
matematic stabilitatea se defineşte astfel:
156
4.4.1, tnxjfUA , iar
5.4.60
0
tnU
tnU
xjhU
n
N
n
j
, soluţia acestor ecuaţii este
stabilă dacă există numerele:
0
0
0
000 .,00,0
ifşi
x
tîaşi să avem: 0 cUUU n
j
n
j
n
j , unde c
este o constantă ce nu depinde de Δt şi Δx.
Observaţii:
Stabilitatea exprimă sensibilitatea cu care soluţia EDF amplifică sau diminuează o
perturbaţie δfi produsă în CI, CL sau în general în condiţiile de unicitate.
Stabilitatea este o caracteristicăinternă a schemei de calcul în diferenţe finite neavând
legătură cu EDP.
Convergenţa schemelor cu diferenţe finite
Fie Υ soluţia exactă a ecuaţiilor diferenţiale cu CI şi CL date şi Ujn , soluţia ecuaţiilor
în diferenţe finite corespunzătoare în domeniul de existenţă, soluţia Ujn converge către soluţia
xjtn , dacă are loc relaţia:
6.4.600,0,lim 21
00
SSn
j
n
j
tx
xtUxjtnsauUxjtn
,
unde S1 şi S2 reprezintă ordinul de convergenţă în raport cu Δt, respectiv Δx.
Teoremă:
Dacă schema de calcul în diferenţe finite este consistentă şi stabilă, atunci soluţia
ecuaţiilor în diferenţe finite este convergentă.
6.5 Criterii de stabilitate
A. Metoda matricială
1.5.6, txfUDU xxt , schemele bistrat ale acestei ecuaţii se pot scrie cu
două niveluri astfel:
2.5.611
1
1
11
1 ftUUUUcUbUa n
j
n
j
n
j
n
j
n
j
n
j
, dacă
3.5.61
1
şi
caşicab , atunci rezultă următoarea schemă matriceală:
157
1
1
22
1
11
2
1
0
2
1
0
00
00
00
0
00
000
00
0
00
0
00
n
N
n
N
nn
nn
nn
n
ff
ff
ff
fIRB
cb
cba
cba
cba
cba
cb
A
U
U
U
U
U
, unde I este matricea unitate.
Din CI , CL rezultă nn
N
nn tnUtnU ;0 atunci EDF va avea
următoarea exprimare matriceală:
4.5.6,1
1
111
nn
nnn
RA
BAGundeRAtUBAU
, dacă scriem această ecuaţie
desfăşurat avem:
5.5.6
111
0
1
0
2102022
001
nnnnn GGtUGU
GGtUGU
tUGU
, dacă notăm:
t
Tn
Nj
undeGGUUk
kn
nj
j
n
n
j
n
j
n
0
0
,max,max;max,
, atunci stabilim
următoare estimaţie pentru funcţia de reţea:
6.5.6111010 nnnnn GGtUGU deci,
7.5.60;maxmax max
0
t
TnTUGU nnn
, notăm cu fi oricare din
funcţiile:
tnUtnUUxjUxjtnff n
N
nn
j ;;;, 0
0 şi introducem norma:
8.5.6max 0
n
ii Uf , dacă ţinem cont de 6.5.7 şi de 6.5.8 atunci avem:
9.5.61maxmax TfGU i
n
n
n
n
Fie δfi eroarea ce se face în CL şi CI , atunci δ0 > 0 şi 0max if este eroarea ce se
propagă în soluţie, atunci δUn satisface relaţia:
10.5.6max1max 0 n
n
n
nGTU
Pentru stabilitate este suficient ca normele nG ale puterilor operatorului matricei G
să fie unuform mărginite în raport cu Δx şi Δt , adică să fie îndeplinită condiţia:
158
11.5.6,,2,1
t
TnundeMG n şi M este o constantă independentă de
Δt şi Δx
Observaţie:
Problema se reduce la determinarea condiţiilor în care normele puterilor operatorului
G să fie mărginite, adică la determinarea condiţiilor (6.5.11).
Fie λk o valoare proprie a operatorului G iar Uk vectorul propriu corespunzător, atunci
avem:
12.5.622 n
k
n
k
n
kk
n
k
n
kk
n
kkkkkkk GUUGUUGUUGUGGUUG
Pentru a se îndeplinii relaţia (6.5.12) valoarea proprie max (λk) trebuie să satisfacă
criteriul lui Neuman, ceea ce matematic înseamnă:
13.5.61max tck , unde c nu depinde de Δt
MTctctc
Tctct
TtcG t
Tn
exp
!3!21exp1exp1
22
Calculul valorilor proprii matricii G rezultă din rezolvarea determinantului:
14.5.60det IG
Dacă operatorul G are forma unei matrici pătratice tribandă, valorile proprii ale
acestui operator au forma:
15.5.6,,2,1;1
cos2 NkN
kcabk
Aplicăm această teorie pentru studiul stabilităţii următoarei scheme:
n
j
n
j
n
j
n
j
n
j
n
jf
x
UUUD
t
UU
2
11
1 2 , facem analogie de termeni şi avem:
rbrcaBG 21;; , în aceste condiţii vectorul valorilor proprii va fi dat de
următoarea ecuaţie:
12sin41
1cos121
1cos221 2
N
kr
N
kr
N
krrk
, impunem condiţia:
2
11411
12sin411 2
rr
N
krk
, de unde rezultă că schema este
convergentă numai în condiţiile in care intre pasul de timp Δt şi pasul Δx se respectă relaţia
2
1r
159
Aplicăm acelaşi algoritm de stabilitate pentru schema Crank – Nicolson
12
1;0
2
10;
212
1
12sin41
12sin141
1
121
1
12sin41
1cos221
21
2
2
2
1
r
r
N
kr
N
kr
r
r
r
B
N
kr
N
krr
rc
rb
ra
BAG
k
rk
Se observă ca schemele implicite şi explicite sunt cazuri particulare ale schemei
Crank – Nicolson
B. Metoda seriilor Fourier
Presupunem că eroarea introdusă în CI sau la un moment υ în funcţia Ujυ este:
16.5.60
jji Uxjhxjf , iar eroarea δUjn a soluţiei EDF satisface
EDP atunci va rezulta:
17.5.60UA , cu condiţiile la limită
0
00
0
n
N
n
jj
U
U
xjhU
Căutăm soluţia δUn prin metoda separării variabilelor astfel:
18.5.60
2
2
11
1
x
UUUD
t
UUUA
n
j
n
j
n
j
n
j
n
j
Reformulând problema şi renunţând le semnul δ avem:
19.5.602 11
1
n
j
n
j
n
j
n
j
n
j UUUrUU având următoarele condiţii la
limită:
160
20.5.6
0
00
0
n
N
n
n
U
U
xjhU
, unde:
x
lNn
Nj
,,1,0
,,1,0
, atunci prin separarea
variabilelor se înţelege produsul a doua funcţii de o variabilă, una de timp şi alta de spaţiu.
21.5.6nj
n
j TXU , unde Xj este o funcţie de jΔx , iar Tn o funcţie numai de nΔt ,
atunci ecuaţia (1.5.19) în noile variabile devine:
22.5.62 111
j
jjj
n
nn
X
XXXr
T
TT , prelucrând aceste rapoarte rezultă:
23.5.6
01
02
1
11
nn
jjj
TT
XXr
X
considerăm că funcţia X este o perturbaţie
care se propagă în întreg domeniul de discretizare pe componente de spaţiu, atunci această
perturbţie trebuie să fie soluţie a primei ecuaţii a sistemului (6.5.23).
24.5.6expexp xkil
xjiX xj
,
1i
lk
, dacă substituim (6.5.24)
în (6.5.23) pentru ecuaţia 1 avem:
25.5.601expexp21exp
xjkixjki
rxjki
, dacă
notăm: α = kΔx şi simplificăm cu xjki exp se obţine:
26.5.62
sin4cos12exp2exp 2
rrir
i
Cu valoarea μ obţinută în formula (1.5.26) , putem construi soluţia sistemului de
ecuaţii (6.5.23) astfel:
i
ccbundexj
l
Sbxj
lSicIX
SS
S
N
NS
N
S
SSnj2
,27.5.6sinexp0
sunt coeficienţi ce se determină din CI.
28.5.6sin0
0
N
S
Sjj xjl
SbxjhXTX
, dacă înmulţim această relaţie
cu
xj
l
Ssin şi insumăm după j obţinem:
29.5.62
sinsin0
2
0
Nbxj
l
Sbxj
l
Sh S
n
S
S
n
j
j
Datorită faptului că funcţiile
N
jSsin sunt ortogonale rezultă:
161
30.5.6;
2
;0
sinsin0
n
jSm
N
Sm
N
jm
n
jS , ţinâd cont şi de relaţia
(6.5.29) rezultă:
31.5.6sin2
1
n
j
jS xjl
Sh
Nb
cu aceste valori, expresia Xj dată de relaţia
(6.5.28) satisface CI. În aceste condiţii ecuaţia a doua din sistemul (6.5.23) poate fi uşor de
rezolvat, dacă facem notaţia ξ = 1 + μ, rezultând următoarea relaţie:
32.5.62
sin41 2
r , dar
33.5.61
0
1
1
nn
nn TTT , atunci soluţiile sistemului (6.5.23) vor avea
următoarea formă:
N
S
S
nn
j xjl
SbU
0
11 sin
Soluţia este stabilă dacă 1 , dacă nu s-ar îndeplinii această condiţie odată cu
creşterea exponentului n , abaterea ar creşte şi ea la infinit. Impunând această condiţie rezultă:
2
11
2sin41 22 rr
, unde ξ se numeşte coeficient de amplificare.
Eroarea în CI poate fi oarecare, studiul stabilităţii se reduce la adetermina factorul de
amplificare pentru o soluţie de forma:
jixjkiX j expexp
Să considerăm următoarea schemă:
01,
2sin41
1
exp
2sin412
2sin41
1
exp2
cos121
exp2
exp21exp
2
1
22
1
11
1111
r
r
jiff
r
tU
r
U
jifft
UrU
jifft
UiUrUriUr
n
j
n
j
n
j
n
j
n
j
n
j
n
j
n
j
n
j
n
j
n
j
n
j
n
j
n
j
162
Schema Crank – Nicolson
1,
2sin41
2sin141
exp
2sin41
2sin41
2sin141
exp2
sin1412
sin41
expexp1121exp1
exp21exp
2
2
22
2
1
212
111
r
r
i
r
tfU
r
r
U
itfUrUr
itfiUrUriUr
iUrUriUr
n
j
n
j
n
j
n
j
n
j
n
j
n
j
n
j
n
j
n
j
Observaţie:
Metoda seriilor Fourier este mai restrictivă decât metoda matricială deoarece implică
liniaritatea EDF, în schimb este mai comodă în aplicaţii, mai ales în cazul când intervin mai
multe variabile independente şi mai multe funcţii necunoscute.
163
164
Capitolul 7. Determinarea asigurarii de calcul pentru debite minime la
prizele de apa
Problemele majore de poluare apar de regulă când se inregistrează valori mici ale
debitelor pe cursurile de râuri, dar importante sunt şi problemele de a asigura debitele la
prizele pentru captările de apă.
În general problemele de curbe de asigurări de debite se rezolvă prin metode statistice
ce ţin de teoria distribuţiilor şi repartiţiilor, repartiţia de probabilitate fiind răspunzătoare
pentru curba de asigurare.
De regulă câmpul de valori măsurate pentru o mărime oarecare aparţine domeniului
discret şi pentru a emite ipoteza că valorile măsurate au o distribuţie ce aparţine domeniului
continuu, numarul evenimentelor (măsurătorilor) trebuie să fie suficient de mare.
7.1 Variabile aleatoare si momente statistice
Noţiunea de probabilitate este legată de noţiunea de mulţime şi număr de evenimente
în mulţimea respectivă.
În acest sens să considerăm o mulţime oarecare Ω cu ω elemente şi P(Ω) mulţimea
tuturor părţilor mulţimii Ω atunci avem:
Definiţie 1
O familie nevidă PK se numeşte corp de părţi borelian dacă îndeplineşte
următoarele proprietăţi:
1. Dacă KACKA ,
2. Dacă IiKAKA ii
,,
Definiţie 2
Se numeşte variabilă aleatoare discretă o funcţie definită pe mulţimea
evenimentelor elementare cu valori reale, funcţia ce îndeplineşte condiţiile:
1. Ia valorile lui Iixi , unde I este o mulţime cel mult numărabilă
2. IiKxi ,/
Definiţie 3
O variabilă aleatoare discretă pentru care mulţimea I este finită se numeşte variabilă
aleatoare simplă.
Definiţie 4
Fie ξ o variabilă aleatoare şi funcţia xF definită pentru orice x prin funcţia
xPxF se numeşte funcţie de repartiţie a variabilei aleatoare .
Definiţie 5 (Kolmogorov)
Se numeşte probabilitate peste corpul borelian K, o funcţie P definită pe acest corp cu
valori reale ce satisface condiţiile:
1. 0AP
165
2. 1P
3. Dacă BPAPBAPBAşiKBA ,
Proprietăţi:
1. APCAPKA 1,
2. 0P
3.
BAPBPABP
BAPBPAPBAPKBA ,,
4. Pentru evenimente incopatibile două câte două ii APAP
5.
1i
ii APAP
6. Inegalitatea Boole
i
IiACPP 1
Definiţie 6
Fiind dată o variabilă aleatoare funcţia xPxAPxF se numeşte funcţie
de repartiţie a variabilei aleatoare dacă:
1. este monoton crescătoare
2. este continuă la stânga
3. îndeplineşte condiţiile
1
0
F
F
Proprietate 6
Dacă este o variabilă aleatoare, iar xF o funcţie de repartiţie, x , avem
xFxFxP 0
Definiţie 7
Fie o variabilă aletoare a cărei funcţie de repartiţie este xF , dacă există o funcţie
integrabilă uf astfel încât să avem:
x
udufxF , atunci xF este o funcţie de
repartiţie de tip continuu, iar uf se numeşte densitate de repartiţie.
Definiţie 8
Fie o variabilă aleatoare a cărei funcţie de repartiţie este o funcţie continuă şi strict
crescătoare, se numeşte q-cuantilă a variabilei aleatoare , valoarea lui x pentru care
qxF
Exemplu: 2
1q , cuantila este mediana.
Dacă considerăm PK ,, un corp borelian de probabilitate şi o variabilă
aleatoare a cărei funcţie de repartiţie este xF , sau o variabilă aleatoare discretă a cărei
probabilitate este P şi este îndeplinită următoarea proprietate:
166
Proprietate 8:
Dacă x este o funcţie măsurabilă astfel încât să fie sumabilă în raport de
probabilitatea P şi xFdxPd
, atunci avem:
Moment statistic
de ordin
Variabile aleatoare
discrete
Variabile aleatoare cu funcţii de
repartiţie continue
I k
kk pxE 1
xFdxPd 1
II k
kk pxE 22
2
xFdxPd 22
2
p k
k
p
k
p
p pxE
xFdxPd pp
p
absolut de ordin p k
k
p
k
p
p pxE
xFdxPdpp
p
centrat de ordin p
k
k
P
k
p
pp
pxx
E
xFdxx
PdE
p
p
p
abatere medie
patratică
22
2
EE
D
xdFxx
PdED
2
22
covarianţă EEE
EEE
raport de corelaţie
DD
cov
DD
cov
7.2 Repartiţia , distribuţia Kriţki – Menkel, distribuţia Pearson III
Funcţia de repartiţie 1 este funcţia de forma:
0
1, xdexx x .
Proprietăţi ale funcţiei Γ:
1. 1
2. 11
3. !1 nn
4. Dacă z este un număr complex, atunci z
zz
sin1
Funcţia de densitate de repartiţie (echivalentul în domeniul continuu al distribuţiei de
probabilitate este densitatea de repartiţie) pentru repartiţia Γ 1 este
167
xexxf
11
,:1
, în aceste condiţii parametrii statistici ai distribuţiei Γ 1 sunt
E , D .
Dacă η este o variabila aleatoare dependentă de o variabilă aleatoare normal
distribuită, atunci variabila aleatoare η definită astfel:
E
2
1, urmează o
distribuţie Γ 1 de parametru 2
1 .
Densitatea de repartiţie pentru funcţia Γ 2 se obţine din Γ 1 prin substiuţia
xx şi
are următoare formă:
x
exxf
11
,, , iar barametrii statistici sunt daţi de
E , D .
Densitatea de repartiţie pentru funcţia Γ 3 se obţine din Γ 1 prin substiuţia
xx
şi are următoare formă:
x
exxf 11,, .
Densitatea de repartiţie pentru repartiţia Kriţki – Menkel urmează o lege de distribuţie
de tip Pearson III definită astfel xd
zdzPxP III
0 , iar
zezzP
1
0 , unde
zP0 este o distribuţie
1,,2 x
Practica a arătat că între variabila x şi variabila z există o legătură de tip exponenţial
ce se poate pune în evidenţă sub forma bzax şi în aceste condiţii densiotatea de repartiţie
Pearson exprimată cu ajutorul funcţiilor Γ va avea următoare formă:
b
a
x
b
b
ex
ab
xP
1
11
Calculul parametrilor acestei densităţi de repartiţie se face rezolvând primele trei
ecuaţii de momente statistice care vor avea următoarele forme:
22
33
2
23
2
3
22
1
b
b
b
b
b
b
ba
a b
Conform celor arătate mai sus, se pot calcula coeficientul de variaţie al densităţii de
repartiţie şi coeficientul de asimetrie conform relaţiilor
1
2
vC şi
2
3
sC
168
7.3 Probleme de statistică descriptivă aplicate în calculele de asigurare
Populaţia statistică este o mulţime de elemente care fac obiectul cercetării statistice,
iar un element din populaţie se numeşte unitate statistică.
Caracteristica unei populaţii statistice devine cantitativă când ea se poate cuantifica
printr-un număr, dacă i se va conferii o aprciere de tipul bun, foarte bun, mult, puţin, atunci
caracteristica este calitativă.
Numim frecvenţă absolută acea caracteristică cantitativă care reprezintă numărul de
apariţii a valorii xj a variabilei statistice X.
Suma frecvenţelor statistice ale unei populaţii statistice sau eşantion se numeşte
volum al selecţiei şi el reprezintă numărul total al unităţilor statistice din eşantion sau
populaţie.
Frecvenţa relativă intr-o populaţie statistică reprezintă raportul dintre numărul de
ordine al un ei unităţi statistice din pobulaţie şi numărul total de unităţi statistice ale
populaţiei.
Gruparea unităţilor statistice în clase (intervale) se poate face aplicând formule
consacrate cum ar fi Sturges sau Scott, sau prin împărţirea intregii populaţii statistice după
regula normelor de diviziune ca în cazul calcului numeric al unei integrale Riemann, acest
algoritm aplicându-se pentru norme ale diviziunii variabile până când distribuţia reală are o
formă ce poate fi modelată printr-o desitate de reopartiţie cunoscută.
Lungimea claselor statistice sau a intervalelor de frecvenţă se poate calcula cu
formulele Sturges şi Scott astfel:
n
xxl
ln322,31
minmax
, formula lui Sturges (1926)
1667,049,3 nDl , formula lui Scott (1979)
În continuare prezentăm o modalitate a de calcul a curbei de asigurare folosind
frecvenţa în interiorul intervalului de unităţi statistice.
Populaţia statistică este formată din şirul de debite minime anuale pe o perioadă de
57 de ani pe râul Călmăţui la staţia hidrometrică Crângu în conformitate cu tabelul nr. 7.3.1.
169
Tabelul nr. 7.3.1 Debite minime anuale pe râul Călmăţui
la staţia hidrometrică Crângu
nr. crt an Q min nr. crt an Qmin
1 1953 0,108 30 1982 1,24
2 1954 0,116 31 1983 1,08
3 1955 0,19 32 1984 1,27
4 1956 0,24 33 1985 0,828
5 1957 0,424 34 1986 1,22
6 1958 0,242 35 1987 0,96
7 1959 0,172 36 1988 0,75
8 1960 0,222 37 1989 0,72
9 1961 0,15 38 1990 0,869
10 1962 0,06 39 1991 1,09
11 1963 0,032 40 1992 0,615
12 1964 0,124 41 1993 0,511
13 1965 0,068 42 1994 0,47
14 1966 0,229 43 1995 0,746
15 1967 0,268 44 1996 0,62
16 1968 0,01 45 1997 0,68
17 1969 0,321 46 1998 0,39
18 1970 0,338 47 1999 0,56
19 1971 0,32 48 2000 0,58
20 1972 0,458 49 2001 1,06
21 1973 0,935 50 2002 0,447
22 1974 0,5 51 2003 0,39
23 1975 0,67 52 2004 1,24
24 1976 0,69 53 2005 0,76
25 1977 0,66 54 2006 0,487
26 1978 0,735 55 2007 0,382
27 1979 0,811 56 2008 0,388
28 1980 1,19 57 2009 0,29
29 1981 1,3
În continuare prezentăm tabelul nr. unde sunt evidenţiate rezultatele caluculelor
pentru lungimea intervalului claselor statistice şi a frecvenţelor şi în plus distribuţia statistică
pe clase, curba de asigurare în procente, această curbă fiind complementara repartiţiei de
probabilitate, adica F = 1 – P, precum şi graficele de distribuţie şi repartiţie.
170
Tabelul nr. 7.3.2 Rezultate ale calcului curbelor de distribuţie,
repartiţie şi asigurare folosind intervalele Sturges
nr. Int int debite frecvenţa
frecv
cum prob % asig %
1 0,198789 10 10 16,94915 83,05085
2 0,387578 9 19,5 33,05085 66,94915
3 0,576368 11 29,5 50 50
4 0,765157 12 41 69,49153 30,50847
5 0,953946 4 49 83,05085 16,94915
6 1,142735 4 53 89,83051 10,16949
7 1,331525 6 58 98,30508 1,694915
Fig nr. 7.3.1 Distribuţia frecvenţelor absolute stabilirea intervalului
prin formula Sturges
Fig nr 7.3.2 Repartiţia probabilităţilor – stabilirea intervalului
prin formula Sturges
0
2
4
6
8
10
12
0,199 0,388 0,576 0,765 0,954 1,143 1,332
debite (mc/s)
frecveta
ab
so
luta
0
20
40
60
80
100
120
0,1
99
0,3
88
0,5
76
0,7
65
0,9
54
1,1
43
1,3
32
debit (mc/s)
Pro
bab
ilit
ate
(%
)
171
Tabelul nr. 7.3.3 Rezultate ale calcului curbelor de distribuţie,
repartiţie şi asigurare folosind 6 intervale de debite
nr. Int
int
debite frecvenţa
frecv
cum prob % asig %
1 0,225 11 11 18,33333 81,66667
2 0,44 13 23 38,33333 61,66667
3 0,655 10 34,5 57,5 42,5
4 0,87 12 45,5 75,83333 24,16667
5 1,085 4 53,5 89,16667 10,83333
6 1,3 7 59 98,33333 1,666667
Fig nr 7.3.3 Distribuţia frecvenţelor absolute
folosind 6 clase de intervale
Fig nr 7.3.4 Repartiţia probabilităţilor
pentru 6 intervale de debite
0
2
4
6
8
10
12
14
0,225 0,44 0,655 0,87 1,085 1,3
debite (mc/s)
frecven
te a
bso
lute
0
20
40
60
80
100
120
0,225 0,44 0,655 0,87 1,085 1,3
debite (mc/s)
Pro
bap
ilit
ate
(%
)
172
Fig nr 7.3.5 Curbe de asigurare stabilite prin cumularea frecvenţelor relative
pe clase de intervale – intervale stabilite prin metoda Sturges şi
intervale stabilite prin metoda normelor de diviziuni (6 intervale)
7.4 Metodologia de calcul pentru curbele de asigurare prin Weibull,
Kriţki- Menkel şi Pearson
Probabilitatea de depăşire empirică Weibull este dată de următoarea formulă
empirică:
%1001
n
iP
Definim coficientul Q
QK i
i , în aceste condiţii parametrii statistici ai densităţii de
repartiţie în variabila K vor avea următoarele formule matematice:
0
0,5
1
1,5
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Asigurare (%)
de
bit
(m
c/s
)
0
0,5
1
1,5
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
10
0
Asigurare (%)
de
bit
(m
c/s
)
Sturges norme de diviziuni
173
3
1
3
1
2
1
2
1
1
1
1
v
n
ii
s
n
ii
v
n
ii
Cn
K
C
n
K
C
n
Curba teoretică de probabilitate Kriţki-Menchel cu diferite asigurări de depăşire
%pQ utilizând curba teoretică Kriţki-Menkel se obţine cu ajutorul formulei:
QKQ pp %% , unde coeficienţii %pK este un coeficient statistic (se gaseşte prin
interpolarea coeficienţilor din tabelul 10.4.3b din Aplicaţii de Hidrologie şi Gospodărirea
Apelor, R. Drobot, 1999 pag. 239) în funcţie de valoarea lui vC şi raportul vs CC / .
Curba teoretică de probabilitate Pearson III se obţine cu ajutorul formulei
%% 1 pvp CQQ , unde %p reprezintă abaterea ordonatei curbei de probabilitate
corespunzător unei probabilităţi de depăşire p% (se gaseşte prin interpolarea coeficienţilor
din tabelul 10.4.5 din Aplicaţii de Hidrologie şi Gospodărirea Apelor, R. Drobot, 1999 pag.
244-245).
Tabel nr 7.4.1 Calculul parametrilor curbelor de asigurare Kriţki-Menkel,
Şi Pearson III şi curba de asigurare Weibull
nr crt Qi Ki Ki-1 (Ki-1)^2 (Ki-1)^3 Pi W
1 1,3 2,299386 1,299386 1,688403 2,193886 1,724138
2 1,27 2,246323 1,246323 1,553321 1,935939 3,448276
3 1,24 2,19326 1,19326 1,42387 1,699047 5,172414
4 1,24 2,19326 1,19326 1,42387 1,699047 6,896552
5 1,22 2,157885 1,157885 1,340698 1,552373 8,62069
6 1,19 2,104822 1,104822 1,220632 1,348581 10,34483
7 1,09 1,927946 0,927946 0,861084 0,79904 12,06897
8 1,08 1,910259 0,910259 0,828571 0,754214 13,7931
9 1,06 1,874884 0,874884 0,765421 0,669655 15,51724
10 0,96 1,698008 0,698008 0,487215 0,34008 17,24138
11 0,935 1,653789 0,653789 0,42744 0,279455 18,96552
12 0,869 1,537051 0,537051 0,288424 0,154898 20,68966
13 0,828 1,464532 0,464532 0,21579 0,100241 22,41379
14 0,811 1,434463 0,434463 0,188758 0,082008 24,13793
15 0,76 1,344256 0,344256 0,118512 0,040799 25,86207
16 0,75 1,326569 0,326569 0,106647 0,034828 27,58621
17 0,746 1,319494 0,319494 0,102076 0,032613 29,31034
18 0,735 1,300037 0,300037 0,090022 0,02701 31,03448
174
19 0,72 1,273506 0,273506 0,074805 0,02046 32,75862
20 0,69 1,220443 0,220443 0,048595 0,010712 34,48276
21 0,68 1,202756 0,202756 0,04111 0,008335 36,2069
22 0,67 1,185068 0,185068 0,03425 0,006339 37,93103
23 0,66 1,16738 0,16738 0,028016 0,004689 39,65517
24 0,62 1,09663 0,09663 0,009337 0,000902 41,37931
25 0,615 1,087786 0,087786 0,007706 0,000677 43,10345
26 0,58 1,02588 0,02588 0,00067 1,73E-05 44,82759
27 0,56 0,990505 -0,0095 9,02E-05 -8,6E-07 46,55172
28 0,511 0,903835 -0,09616 0,009248 -0,00089 48,27586
29 0,5 0,884379 -0,11562 0,013368 -0,00155 50
30 0,487 0,861385 -0,13861 0,019214 -0,00266 51,72414
31 0,47 0,831316 -0,16868 0,028454 -0,0048 53,44828
31 0,47 0,831316 -0,16868 0,028454 -0,0048 53,44828
32 0,458 0,810091 -0,18991 0,036065 -0,00685 55,17241
33 0,447 0,790635 -0,20937 0,043834 -0,00918 56,89655
34 0,424 0,749953 -0,25005 0,062523 -0,01563 58,62069
35 0,39 0,689816 -0,31018 0,096214 -0,02984 60,34483
36 0,39 0,689816 -0,31018 0,096214 -0,02984 62,06897
37 0,388 0,686278 -0,31372 0,098421 -0,03088 63,7931
38 0,382 0,675666 -0,32433 0,105193 -0,03412 65,51724
39 0,338 0,59784 -0,40216 0,161732 -0,06504 67,24138
40 0,321 0,567771 -0,43223 0,186822 -0,08075 68,96552
41 0,32 0,566003 -0,434 0,188354 -0,08175 70,68966
42 0,29 0,51294 -0,48706 0,237228 -0,11554 72,41379
43 0,268 0,474027 -0,52597 0,276647 -0,14551 74,13793
44 0,242 0,428039 -0,57196 0,327139 -0,18711 75,86207
45 0,24 0,424502 -0,5755 0,331198 -0,1906 77,58621
46 0,229 0,405046 -0,59495 0,353971 -0,2106 79,31034
47 0,222 0,392664 -0,60734 0,368857 -0,22402 81,03448
48 0,19 0,336064 -0,66394 0,440811 -0,29267 82,75862
49 0,172 0,304226 -0,69577 0,484101 -0,33682 84,48276
50 0,15 0,265314 -0,73469 0,539764 -0,39656 86,2069
51 0,124 0,219326 -0,78067 0,609452 -0,47578 87,93103
52 0,116 0,205176 -0,79482 0,631745 -0,50213 89,65517
53 0,108 0,191026 -0,80897 0,654439 -0,52942 91,37931
54 0,068 0,120276 -0,87972 0,773915 -0,68083 93,10345
55 0,06 0,106125 -0,89387 0,799012 -0,71422 94,82759
56 0,032 0,0566 -0,9434 0,890003 -0,83963 96,55172
57 0,01 0,017688 -0,98231 0,964938 -0,94787 98,27586
Total 23,20421 6,612751
Qm σ Cv Cs
0,565368 0,363933 0,643709 0,442717
175
Tabel nr 7.4.2 Calculul curbei de asigurare
Kriţki-Menchel
% 0,6 0,7 0,64 Pi K
0,001 5,78 7,03 6,28 3,550514
0,01 4,85 5,81 5,234 2,959138
0,03 4,39 5,22 4,722 2,66967
0,05 4,18 4,95 4,488 2,537373
0,1 3,89 4,57 4,162 2,353063
0,3 3,42 3,96 3,636 2,05568
0,5 3,2 3,68 3,392 1,91773
1 2,89 3,29 3,05 1,724374
3 2,39 2,56 2,458 1,389676
5 2,15 2,36 2,234 1,263033
10 1,81 1,94 1,862 1,052716
20 1,44 1,49 1,46 0,825438
25 1,31 1,34 1,322 0,747417
30 1,21 1,22 1,214 0,686357
40 1,03 1,01 1,022 0,577807
50 0,88 0,84 0,864 0,488478
60 0,75 0,69 0,726 0,410457
70 0,62 0,55 0,592 0,334698
75 0,56 0,49 0,532 0,300776
80 0,49 0,42 0,462 0,2612
90 0,35 0,27 0,318 0,179787
95 0,25 0,18 0,222 0,125512
97 0,2 0,14 0,176 0,099505
99 0,13 0,08 0,11 0,062191
99,5 0,1 0,05 0,08 0,045229
99,7 0,08 0,04 0,064 0,036184
99,9 0,05 0,02 0,038 0,021484
176
Tabel nr 7.4.3 Calculul curbei de asigurare
Pearson III
% 1,2
1,4
1,3
Qi P
0,01 6,41 6,87 6,64 2,981881
0,1 4,82 5,11 4,965 2,372294
1 3,15 3,28 3,215 1,735412
3 2,31 2,37 2,34 1,416971
5 1,9 1,93 1,915 1,262299
10 1,34 1,34 1,34 1,053038
20 0,73 0,71 0,72 0,8274
25 0,52 0,49 0,505 0,749154
30 0,35 0,31 0,33 0,685466
40 0,05 0,02 0,035 0,578106
50 -0,19 -0,22 -0,205 0,490762
60 -0,42 -0,44 -0,43 0,408877
70 -0,63 -0,64 -0,635 0,334271
75 -0,74 -0,73 -0,735 0,297878
80 -0,84 -0,83 -0,835 0,261485
90 -1,08 -1,04 -1,06 0,1796
95 -1,24 -1,17 -1,205 0,12683
97 -1,33 -1,23 -1,28 0,099535
99 -1,45 -1,32 -1,385 0,061322
99,9 -1,58 -1,39 -1,485 0,024929
177
Figura 7.4.1 Curbe de asigurare Weibull, Kriţki – Menkel
Pearson III
Figura 7.4.2 Curbe de asigurare Weibull, intervale Sturges
norme de diviziuni
0
0,5
1
1,5
2
2,5
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Asigurare (%)
De
bit
e (
mc
/s)
Weibull Kritki-Menkel Pearson III
0
0,5
1
1,5
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Asigurare (%)
De
bit
e (
mc
/s)
Weibull Sturges Norme de diviziuni
178
In concluzie:
- Am aplicat o metoda din statistica descriptiva ce tine cont de analiza frecventelor.
In intervalul de “unitati statistice” se face distributia de frecvente (cate valori ale
debitelor sunt cuprinse in acest interval). Din poligonul frecventelor se face curba
cumulata a frecventelor din care se stabileste functia de probabilitate.
- Din functia de probabilitate se calculeaza gradul de asigurare (incredere) ca fiind
complementara curbei de probabilitate.
- S-a facut un studiu comparativ intre calculul curbelor de asigurare prin metoda
“unitatilor statistice” cu curbele de tip Pearson III, Kritki-Menkel si Weibull. S-a
observant ca aceste curbe exprimate prin unitati statistice se apropie ca incredere
catre alura curbei Weibull, iar curbele KM si PIII se suprapun deoarece debitele
analizate au valori foarte mici si distributiile de probabilitate sunt practic aceleasi,
lucru resimtit si in curba de repartitie. Este astfel evidentiat si aspectul teoretic:
curbele KM sunt curbe derivate din densitatea de repartitii PIII si au ca nucleu de
distributie, distributiile ( II, (x, ,
).
- Suprapunerea curbelor KM peste PIII este datorata coeficientului de asimetrie CS
ce este ca marime comparabil cu coeficientul de variatie al densitatii de repartitie.
- Pentru debite minime este plauzibila o analiza a distributiei de probabilitate prin
metoda “claselor unitatilor statistice”. Ulterior, se pune problema gasirii unei
distributii de probabilitate in functie de variatia claselor de unitati statistice.
179
180
Capitolul 8. Sisteme suport decizie (S.S.D.)
Accesul la informaţie este o cerinţă de primă importanţă în orice organizaţie, care îşi
doreşte să aibă o prezenţă reprezentativă pe piaţă, în condiţiile schimbărilor rapide, de factură
socială, tehnologică, economică, de mediu sau politica. Managerii doresc o informaţie corectă
şi curentă, oferită în timp real, într-un format corespunzător şi la un preţ convenabil. În
ultimii ani, ca urmare a apariţiei de noi tehnologii în domeniul informatic, sistemele suport de
decizie (Decision Support Systems) au evoluat şi au reuşit să satisfacă cerinţele complexe ale
managerilor. Aceste sisteme au reuşit să ofere managerilor o informaţie de calitate şi noi
moduri de interpretare a informaţiilor, astfel eficacitatea procesului decizional s-a
îmbunătăţit. Ca urmare a creşterii rolului pe care aceste sisteme îl au în infrastructura
informatică a unei organizaţii, s-a considerat necesară prezentarea, în acest capitol a
influentei pe care au avut-o noile tehnologii informatice în clasificarea şi arhitectura pe
componente a sistemelor suport de decizie (Nicolau C. 2011).
8.1 Definiţii
Prima definiţie a sistemelor suport de decizie a fost dată de Little, la începutul
anilor’70 (Little, 1970). El definea SSD-ul ca fiind : “un model bazat pe un set de proceduri
pentru procesarea datelor şi pentru asistarea unui manager în procesul decizional. Un SSD
trebuie să fie simplu, robust, uşor de întreţinut, adaptiv, uşor de comunicat cu el, etc”.
Unul din pionerii cercetării în domeniul sistemelor suport de decizie, Steven Alter
(Alter, 1980) şi Finlay (Finlay, 1994) definesc aceste sisteme în comparaţie cu sistemele
tranzacţionale. Ei consideră că „sistemele suport de decizie sunt destinate managerilor şi au
ca obiectiv principal eficacitatea deciziilor spre deosebire de sistemele tranzacţionale care
sunt folosite de operatori şi au ca obiectiv principal eficienţa şi consistenţa datelor”.
În lucrarea sa (Keen P., 1978) Keen defineşte sistemul suport de decizie ca “un produs
al procesului de dezvoltare în care managerul, proiectantul şi sistemul sunt capabili să se
influenţeze reciproc, cu rezultate în evoluţia sistemului”
Bonczek şi Holsapple în lucrarea (Bonczek & Holsapple, 1981) definesc sistemul
suport de decizie ca fiind un “sistem informatic format din trei componente ce
interacţionează: interfaţa cu utilizatorul (Dialog Management), componenta de gestiune a
datelor (Data Management), componenta de gestiune a modelelor (Model Management).
Sprague şi Carlson (Sprague & Carlson, 1982) definesc SSD-ul ca fiind “un sistem
informatics interactiv ce îi ajută pe decidenţi să folosească date şi modele, pentru a rezolva
probleme economice semistructurate şi nestructurate”.
Holsapple şi Whinston în lucrarea „ (Holsapple & Whinston, 1996) pun în evidenţă
cinci caracteristici specifice unui SSD şi anume:
conţine o bază de cunoştinţe ce descrie unele aspecte ale lumii decidentului (de
exemplu cum se realizează diferite activităţi ale procesului decizional);
are abilitatea de a achiziţiona şi gestiona cunoştinţe descriptive şi alte tipuri de
cunoştinţe (proceduri, reguli);
are abilitatea de a prezenta cunoştinţele ad-hoc sau sub formă de rapoarte periodice;
are abilitatea de a selecta un subset de cunoştinţe pentru a fi vizualizate sau pentru a
deriva alte cunoştinţe necesare procesului decizional;
poate interacţiona direct cu decidentul şi îi permite acestuia flexibilitate în alegerea
soluţiilor şi a gestiunii.
181
Într-un mod mult mai precis, (Turban, 1967) defineşte un SSD ca “un sistem
informatic interactiv, flexibil şi adaptabil, special proiectat pentru a oferi suport în
soluţionarea unor probleme manageriale nestructurate sau semistructurate, cu scopul de a
îmbunătăţi procesul decizional. Sistemul utilizează date (interne şi externe) şi modele, oferă o
interfaţă simplă şi uşor de utilizat, permite decidentului să controleze procesul decizional şi
oferă suport pentru toate etapele procesului decizional”.
(Haettenschwiler, 1999) consideră că SSD-urile sunt “sisteme informatice bine
organizate, proiectate în special pentru un mediu de decizie clar definit şi capabile să fie
perfecţionate continuu. SSD-urile nu iau decizii dar propun decidenţilor analize ale
avantajelor şi dezavantajelor alternativelor existente, studii de fezabilitate şi documentaţii
ale alternativelor”.
Se observă că definirea sistemelor suport de decizie a pornit de la:
i) percepţia a ceea ce face un astfel de sistem (suport pentru procesul
decizional, în probleme nestructurate şi semistructurate);
ii) ideile despre cum pot fi realizate obiectivele unui SSD;
iii) identificarea componentelor unui SSD;
iv) facilităţile oferite utilizatorilor
8.2 Caracteristici
Pe baza definiţiilor prezentate mai sus, se pot identifica caracteristicile de bază ale
sistemelor suport de decizie şi anume:
o Oferă suport decidenţilor în soluţionarea problemelor semistructurate sau
nestructurate. Tipul problemei sau a situaţiei decizionale are un impact important
asupra modului de abordare în rezolvarea problemei. Problemele pot fi structurate,
semistructurate sau nestructurate. O problemă structurată este o problemă în care
toate fazele sunt structurate. O fază structurată este o fază ale cărei proceduri sunt
standardizate, obiectivele sunt clare, intrările şi ieşirile sunt clar definite. În deciziile
structurate, toate sau cele mai multe din variabile sunt cunoscute şi pot fi complet
programate. Deciziile semistructurate sunt acelea ce sunt parţial programate dar cer
şi creativitate şi intuiţie umană. În situaţiile decizionale nestructurate, obiectivele
sunt greu de cuantificat şi este aproape imposibil de a proiecta un model al situaţiei.
În aceste cazuri, managerii utilizează mai mult creativitatea pentru a găsi o soluţie.
Rolul SSD-ului este că oferă suport decidentului pentru soluţionarea părţilor
structurabile ale deciziei, dându-i astfel posibilitatea de a se preocupa de părţile
nestructurate ale problemei (care nu pot fi rezolvate automat).
o Oferă suport în procesul decizional şi îi permite decidentului să controleze procesul decizional. Decizia se manifestă ca o activitate ce culminează cu selecţia
uneia din multiplele alternative. Decidentul trebuie să aibă controlul acestei selecţii
finale. Un SSD trebuie să ofere suport în procesul de selecţie. Sistemele suport de
decizie îi ajută pe decidenţi, extind capacitatea lor de a lua decizii dar nu îi
înlocuiesc.
o Oferă suport pentru toate etapele procesului decizional. Principala cerinţă a
sistemului suport de decizie pentru etapa de informare este abilitatea de a accesa
rapid şi eficient sursele de date interne şi externe ale organizaţiei. De asemenea,
sistemele suport de decizie prin facilităţile de modelare pot analiza datele foarte
rapid. Etapa de proiectare a procesului decizional implică generarea de direcţii
alternative ale acţiunii, decizii despre criteriul de selecţie şi previziunea
consecinţelor viitoare ale utilizării alternativelor. Unele activităţi pot utiliza modele
182
standard furnizate de SSD.Generarea alternativelor pentru probleme structurate pot
fi, de asemenea, furnizate de SSD, prin utilizarea unor modele standard sau
specializate. Totuşi, generarea de alternative pentru probleme complexe cere
experienţă ce poate fi furnizată de om sau de un sistem expert. Un sistem suport de
decizie prin definiţie nu face o alegere a variantei optime. Totuşi, optimizarea sau
alte modele matematice identifică soluţiile potenţiale şi pot aranja alternativele în
concordanţă cu criteriile de selecţie. Un sistem suport de decizie poate oferi suport în
etapa de alegere a procesului decizional prin analize de tip „what-if” şi „goal
seeking”. Managerii folosesc sistemele suport de decizie şi în etapa de implementare
a procesului decizional şi anume în activităţi de comunicare a deciziei, explicare şi
justificare. Procesul decizional include şi activităţi suplimentare, precum evaluarea şi
controlul soluţiei implementate. Sistemele suport de decizie pot oferi suport şi pentru
aceste tipuri de activităţi prin monitorizare şi raportare de excepţii.
o Îmbunătăţeşte eficacitatea procesului decizional. Eficacitatea unei decizii sau
gradul la care decizia îşi atinge obiectivele este un element esenţial în procesul
decizional. De aceea, definiţia unui SSD trebuie să ţină cont de rolul pe care-l joacă
sistemul în realizarea obiectivelor deciziei.
o Utilizează date şi modele. În principal sistemele suport de decizie conţin un mod de
organizare a informaţiilor în scopul utilizării în procesul decizional şi implică deci
utilizarea unei baze de date. Problemele rezolvate au la bază modele care fac parte
integrantă din sistem.
o Facilitează procesul de învăţare. Aceste sisteme oferă managerilor noi moduri de
interpretare a informaţiilor.
o Este în general dezvoltat utilizând un proces iterativ, evolutiv. Contextul problemei,
preferinţele manageriale, procesele decizionale şi condiţiile de mediu sunt
necunoscute analiştilor şi tind să varieze mult în procesul de proiectare şi dezvoltare,
astfel utilizarea prototipizării iterative în proiectarea şi construirea unui SSD pare a fi
o metodologie eficientă pentru satisfacerea cerinţelor
o Oferă suport pentru toate nivelurile de conducere ale unei organizaţii. Decizia
poate fi considerată a fi cel mai puternic instrument în arsenalul managerului.
Decizia este mecanismul principal utilizat de conducere pentru a obţine obiectivele
strategice ale organizaţiei. Trebuie, de asemenea, să se ţină cont de faptul că procesul
decizional şi tipul deciziei variază între nivelurile de conducere ale organizaţiei. La
nivel tactic, deciziile sunt complexe şi volumul de informaţii utilizat este mare, la
nivel strategic deciziile pun accentul pe probleme legate de performanţa organizaţiei,
alocarea macro a resurselor şi direcţiile strategice de dezvoltare, iar la nivel
operaţional deciziile sunt pe termen scurt şi adesea au un caracter repetitiv.
o Poate oferi suport pentru decizii multiple independente sau interdependente.
Deciziile derivate din sistemul suport de decizie sunt mai consistente şi mai
obiective decât deciziile intuitive. De asemenea, sunt bazate pe o analiză completă a
informaţiilor şi sunt executate cu o mare participare din partea indivizilor afectaţi de
decizie. Astfel, deciziile sunt de o calitate superioară şi au o mai mare şansă de
implementare cu succes.
o Oferă suport pentru un singur utilizator sau pentru un grup de utilizatori. Un SSD
poate fi destinat unui singur utilizator sau unui grup mare de utilizatori dacă se
utilizează facilităţile oferite de Internet şi Intranet (SSD-uri interorganizaţionale sau
intraorganizaţionale).
Un SSD este un instrument puternic şi trebuie să fie o componentă integrală a muncii
manageriale. Un SSD extinde abilitatea managerului de a procesa rapid informaţiile valabile
şi de a aborda probleme complexe, consumatoare de timp, micşorează timpul afectat
procesului decizional, îmbunătăţeşte fiabilitatea procesului decizional, încurajează procesul
183
de explorare şi învăţare, creează un avantaj strategic sau competitiv pentru organizaţie.
Avantajele ce se obţin din utilizarea unui SSD nu sunt identificate în toate situaţiile
decizionale sau de toţi decidenţii. Aceasta depinde de gradul de potrivire între decident,
contextul decizional şi SSD. Totuşi, puterea unui SSD este limitată de sistemul de calcul, iar
limbajul şi interfeţele nu sunt încă complexe pentru a permite procesarea limbajului natural al
utilizatorului. SSD-urile sunt proiectate în general pentru anumite situaţii decizionale şi nu se
pot generaliza. Indiferent de cât de bine este proiectat un SSD, valoarea lui este restricţionată
de dezavantajele lui. SSD-ul ca orice alt sistem informatic conţine numai “cunoştinţele” date
de proiectanţii lui şi posedă numai facilităţi asociate cu setul lui de instrumente. De
asemenea, activităţile cognitive specifice umane (creativitatea, intuiţia sau imaginaţia) aparţin
încă domeniului experienţei umane şi nu pot fi încă automatizate. Oamenii pot adapta
metodele lor de comunicare la nevoile sau restricţiile unei situaţii date, dar sistemele
informatice cum ar fi SSD-urile nu pot încă. Metodele prin care se comunică cu un DSS şi
acelea prin care el răspunde pot reprezenta o limitare a utilizării lui. De asemenea, conceptul
de “SSD universal” nu există şi probabil nu va exista niciodată. Un SSD este proiectat pentru
o anumită situaţie decizională. Astfel, pentru a rezolva o problemă complexă se pot utiliza
mai multe SSD-uri. În acest caz, decidentul este obligat să coordoneze multiple sisteme ce
comunică între ele. Astfel, integrarea SSD-urilor este o decizie de mare complexitate şi
incertitudine.
Concluzii
Sistemele suport de decizie pot îmbunătăţi eficacitatea procesului decizional dar
decidentul este cel ce controlează procesul decizional.
Managerul trebuie să vadă SSD-ul ca un instrument valoros în procesul
decizional şi mai puţin ca un mecanism ce ia decizii.
Decidenţii trebuie să înţeleagă cum este definită şi organizată informaţia în SSD.
SSD-ul trebuie să-l ajute pe manager să obţină informaţii suficiente în timp util
Un SSD trebuie să ajute managerii să analizeze informaţiile dar nu să promoveze
o analiză excesivă, să elimine ambiguitatea şi să sporească siguranţa
decidentului, să influenţeze procesele din domeniul de activitate, procesul
decizional legat de aceste procese şi comportamentul decidenţilor.
8.3 Clasificări
La nivel conceptual, (Power, 2000) clasifică SSD-urile în:
SSD-uri orientate pe comunicaţie (Communication-Driven DSS),
SSD-uri orientate pe date (Data-Driven DSS),
SSD-uri orientate pe documente (Document-Driven DSS),
SSD-uri orientate pe cunoştinţe (Knowledge-Driven DDS) şi
SSD-uri orientate pe modele (Model-Driven DSS)
o SSD-urile orientate pe date includ sistemele de fişiere, sistemele de raportare
pentru conducere, depozitele de date, sistemele OLAP, sistemele informatice
executive (Executive Information Systems), sistemele informatice spaţiale (Spatial
Information Systems) şi sistemele informatice pentru inteligenţa afacerilor
(Business Intelligence Systems). Aceste sisteme pun accentul pe accesul şi
manipularea unor baze de date structurate, de dimensiuni mari (în special serii de
timp ale datelor interne şi externe). Sistemele de fişiere accesate de instrumente de
interogare oferă cel mai elementar nivel de funcţionalitate, iar sistemele cu
depozite de date, sistemele OLAP şi sistemele informatice pentru inteligenţa
afacerilor oferă cel mai înalt nivel de funcţionalitate.
184
o SSD-urile orientate pe modele includ sisteme ce utilizează modele financiare şi
de contabilitate, modele de optimizare şi de simulare. Un SSD orientat pe modele
pune accentul pe accesul şi manipularea unui model. În aceste sisteme, valorile
variabilelor cheie sau a parametrilor se modifică adesea, pentru a reflecta
modificările ce apar în activităţile de livrare, producţie, vânzări, costuri şi/sau de
mediu etc. Instrumentele analitice şi statistice simple oferă cel mai elementar nivel
de funcţionalitate. Unele sisteme OLAP, ce permit analiza complexă a datelor, pot
fi clasificate ca SSD-uri hibride deoarece permit atât modelare cât şi agregarea
datelor.
o SSD-urile orientate pe cunoştinţe (Suggestion DSS/ Knowledge Driven DDS/
Management Expert Systems) pot sugera sau recomanda acţiuni managerului.
Aceste SSD-uri oferă experienţă (cunoştinţe despre domeniul analizat, înţelegerea
problemelor din acel domeniu) în rezolvarea unor probleme. Aceste sisteme
utilizează modele speciale pentru procesarea regulilor sau identificarea relaţiilor
ce apar în date. Instrumentele utilizate pentru construirea SSD-urilor orientate pe
cunoştinţe sunt uneori numite metode suport de decizie inteligente (Intelligent
Decision Support Methods). Instrumentele de tip data mining pot fi folosite pentru
a crea SSD-uri hibride ce includ atât date cât şi cunoştinţe.
o Un nou tip de SSD este cel orientat pe documente sau sistem de gestiune a
cunoştinţelor (Knowledge Management System) care îi ajută pe manageri să
gestioneze documente nestructurate şi pagini Web, într-o varietate de formate
electronice. Un astfel de SSD integrează o varietate de tehnologii de stocare şi
prelucrare a documentelor. Web-ul oferă acces la baze de documente, de
dimensiuni mari (baze de documente hypertext, imagini, sunete şi video). Un
astfel de SSD trebuie să includă un motor de căutare foarte rapid. Activităţile
specifice acestui tip de SSD sunt crearea de documente, căutarea, gruparea şi
indexarea lor.
o Sisteme suport de decizie de grup (Group Decision Support Systems) sau o
categorie mai extinsă şi anume sistemele suport de decizie orientate pe
comunicaţii includ tehnologii de comunicare, colaborare şi suport de decizie. Un
SSD de grup este un SSD hibrid ce pune accentul atât pe utilizarea comunicării cât
şi a modelelor de decizie. Un SSD de grup este un sistem informatic interactiv ce
facilitează soluţionarea problemelor ce apar într-un proces decizional de grup.
Aceste sisteme oferă suport pentru comunicarea electronică, planificarea
întâlnirilor, distribuirea documentelor etc.
o SSD-urile interorganizaţionale sau intraorganizaţionale (Inter-organizational/
Intra-organizational DSS) utilizează facilităţile oferite de Internet şi Intranet. Cele
mai multe SSD-uri sunt intraorganizaţionale, deoarece sunt proiectate pentru a fi
folosite de angajaţii unei firme, ca sisteme monoutilizator, sau de un grup de
manageri, ca sisteme la nivel de întreprindere Multe SSD-uri sunt proiectate
pentru a oferi suport în anumite domenii de activitate sau pentru funcţii specifice
(de exemplu pentru planificarea bugetară, marketing, planificarea activităţii de
zbor pentru o firmă de transport aerian etc). Astfel de SSD-uri se numesc SSD-uri
specializate (Function-specific DSS/ industry-specific DDS). Aceste SSD-uri
specializate pot fi mai departe clasificate în funcţie de componenta dominantă, ca
fiind SSD-uri orientate pe modele sau orientate pe date sau pe cunoştinţe. Unele
SSD-uri specializate sunt proiectate pentru un scop mai general, cum ar fi
185
managementul proiectelor, analiza deciziilor sau planificarea afacerilor şi în acest
caz ele se mai numesc generatoare SSD deoarece pot fi folosite pentru a dezvolta
sau “genera” un SSD mai specializat.
o SSD-urile bazate pe Web (Web-based DSS) sunt sisteme informatice ce livrează
informaţii necesare procesului decizional sau instrumente suport de decizie la
manageri sau analişti, utilizând un simplu browser Web (de exemplu Netscape
Navigator, Microsoft Internet Explorer) şi facilităţile oferite de arhitectura client/
server. În multe firme, un SSD bazat pe Web este sinonim cu un SSD la nivel de
întreprindere sau intraorganizaţional. SSD-urile bazate pe Web permit: analiza şi
afişarea datelor structurate stocate în baze de date relaţionale sau
multidimensionale, acces la un model, acces la documente multimedia şi date
nestructurate, comunicarea şi luarea deciziilor în echipele distribuite. În general,
toate tipurile de SSD-uri (orientate pe date, orientate pe modele, orientate pe
cunoştinţe, orientate pe documente şi cele de grup) pot fi implementate folosind
tehnologii Web. Tehnologiile Web au extins scopul SSD-urilor, în special pentru
SSD-urile de grup.
8.4. Componente
(Power, 2000) a identificat patru componente importante ale unui SSD, si anume:
o Interfaţa care este considerată adesea cea mai importantă componentă a unui SSD
o Sistemul de bază de date (include baza de date şi sistemul de gestiune al bazei de
date). Un SSD la nivel de întreprindere, orientat pe date, utilizează adesea depozite
de date sau centre de date. Extragerea, transformarea, încărcarea şi indexarea datelor
structurate, stocate în depozitele de date/centrele de date, sunt activităţi complexe şi
la ora actuală există tot atâtea strategii câte depozite de date sunt implementate.
Datele nestructurate sau documentele sunt stocate diferit decât datele structurate.
Serverele Web oferă o platformă puternică pentru date nestructurate şi documente.
o Sistemul de modele (modelul şi instrumentele analitice). Modelele analitice şi
matematice sunt o parte componentă a multor SSD-uri, în special a celor orientate pe
modele. Software-ul pentru gestiunea modelelor poate fi stocat pe acelaşi server cu
baza de date sau poate fi distribuit pe clienţi (utilizând o arhitectură Web sau client/
server ).
o Componenta pentru asigurarea comunicaţiei. Arhitectura SSD-ului şi tipul reţelei de
calculatoare se referă la modul cum este organizat hardware-ul, cum este distribuit
software-ul şi datele în sistem şi cum sunt integrate şi conectate
Propunerea noastră este un mix tehnologic, care sa extraga toate beneficiile tipurilor de
SSD descrise mai sus: vom construi conceptul pentru un SSD inter-organizational, orientat pe
documente si tehnologie web, cu posibilitate de extragere a cunostintelor si facilitare a
deciziei de grup. Un element important il va constitui harta, ca element fundamental de
sincronizare, alaturi de fluxurile de lucru pre-definite.
186
8.4 Studiu de caz: SSD baraj Râuşor pe Râul Târgului
In cadrul studiului de fezabilitate WATMAN (finantare USAID, USTDA): Acest proiect
(cu un buget estimate de circa 120 mil EUR) a implicat conceperea unui sistem complex,
cuprinzand achizitii de date, stocare, replicare de date, sisteme suport de decizie, design de
infrastructura, sisteme de alarmare, comunicatii si automatizari.
Proiectul pilot, “proof of concept”, a implicat gandirea unui sistem care sa poata
sincroniza decizia de la nivel de baraj (Rausor) cu decizia de la nivel de Directie de Ape
Arges-Vedea (DAAV), avand Sistemul Hidrotehnic (Campulung Muscel) ca intermediar.
Deciziile sunt bazate pe Regulamentul de Exploatare, care arata regulile dupa care
trebuie realizate anumite operatiuni in cazul fenomenelor hidro-meteorologice periculoase.
Computer tip
SCADA
Baza de
date Baraj
Condiţii de
avertizare
Regulament
exploatare
Reguli
Baza de date
SH
Baza de
date DA
Casa barajist
Sistem Hidrotehnic
Direcţie Ape
cerere de manevră
aprobare
Aplicaţie Dispecer
Alertare populaAlertare populaţţieie
Sistem suport distant de decizie la Baraj
Sirene
acţionare
Cerere de manevră
aprobare
acceptare
respingere
respingere şi alternativă
Suport tehnic
BD
masuratori
Date
Senzori
baraj si
mediu
BD
Dispecer
Baraj
Transfer ciclic
BD
Dispecer
SH-CM
BD
Dispecer
DA-AV
replic
are
replic
are
Model
HEC ResSim
Iesiri model
Intrari model
Avertizare
Principiul Principiul
achizitiei, achizitiei,
stocarii si stocarii si
transmiterii transmiterii
datelor ca parte datelor ca parte
integranta SSD integranta SSD
pentru Raul pentru Raul
TarguluiTargului
Nivel 4Nivel 4
Nivel 3Nivel 3
Nivel 2Nivel 2
VPN
VPN
187
Pe baza măsurătorilor automate- manuale din teren şi/ sau simulări pe baza unor
modele, un sistem de calcul poate parcurge o secvenţă decizională prescrisă şi poate propune
o secvenţă de operaţii pe care un operator de baraj (secondat de un factor decident – dispecer
SH sau DA) le poate executa. În funcţie de acceptarea sau respingerea anumitor operaţii,
sistemul poate propune alte variante de intervenţie.
Descriere logică
1.a) Pe baza semnalelor colectate din zona barajului (semnale de la senzori aflaţi în
corpul barajului (AMC), senzori de nivel, debit, temperatură atât pentru lacul de
acumulare, cât şi pentru staţiile hidro aferente sistemului hidrotehnic), pot apare
condiţii de avertizare (evenimente).
1.b) Regulamentul de exploatare caracteristic acumulării, conţine modul de
interpretare al acestor evenimente (avertizare sau alertă) şi manevra solicitată pentru
stingerea acestora.
1.c) Operatorul de baraj nu poate acţiona fără aprobarea centrului bazinal, de aceea,
dispecerul de la Direcţiei de Ape trebuie să cunoască evenimentul, contextul local în
care acesta s-a produs, cât şi contextul bazinal permisiv sau nu, pentru a putea lua
decizia corectă. El poate aproba, sau respinge şi propune alternativa de manevră.
1.d) Dispecerul bazinal răspunde cererii de manevră, aceasta fiind executată de
operatorul de baraj. Manevra poate fi de acţionare (deschidere) uvraje, acţionare
alarme, etc.
1.e) Odată manevra executată, pot urma sau nu manevre ulterioare de acţionare, ciclul
repetându-se în acest ultim caz.
Schema logică generalizată pentru realizarea unor operaţiuni asistate la baraj prin intermediul
unui SSD implementat la nivel baraj si supravegheat de la nivel DAAV, este prezentata mai
jos.
BazaBaza datedate
MasuratoriMasuratoriSecventaSecventa
decizionaladecizionala
DeclansatorDeclansator
OperatiiOperatii
(to do list)(to do list)
acceptare
respingere
respingere cu
sugerare de
operatiune
alternativa
DeclansatorDeclansator
SimulariSimulari
((modelemodele))
Editor Editor secventasecventa
decizionaladecizionala
LansareLansare
PrincipiulPrincipiul SSDSSD
DispecerApeDispecerApe
BarajBaraj
188
S-a urmarit conceperea unui sistem de sincronizare pentru secventa de ape mari (la
barajul Rausor), in asa fel incat actiunile operatorului de la baraj sa poata fi asistate in timp
real de catre cei de la Dispecerat SH si Dispecerat DAAV.
Start
Baraj
Datele in
limite
normale
DA
Replica datele catre
nivelul urmator (SH)
Ridica eveniment
(avertizare)
NU
Start
SH
Replica datele catre
nivelul urmator (DA)
Datele in
limite
normale
DA
Ridica eveniment
(avertizare)
NU
Datele in
limite
normale
DA
NU
Ridica eveniment (avertizare)
Start
DA
Exista
date noi
Exista
date noi
Exista
date noi
DA DA DA
NU NU NU
Propune manevre
1
2
Propune
manevre1
2
Replica selectie
manevreExecuta
manevre
1√2
Replica rezultat
manevre
Eveni-ment
rezolvat
DA NU
Eveni-ment
rezolvat
NUDA
Schema logicăSchema logică
Qa<50mc/s Sfarsit
DA
Start
Cota<906.50m
NU
Qa<450mc/s
NU •CHE Leresti funct
la cap max.
•Supraveghere
deversor palnie
DA
Sfarsit
•CHE Leresti funct
la cap max.
•Deschide vana
plana golire fund
•Supraveghere
deversor palnie
Qa<80mc/s
DA•Deschide vana
segment la
semiadancime
•CHE Leresti funct
la cap max.
DA
Sfarsit
Baraj Rausor, Baraj Rausor,
secventa de secventa de
ape mariape mari
•Deschide vana
segment la
semiadancime
•CHE Leresti funct
la cap max.
•Supraveghere
deversor palnie
NU
189
S-a urmarit introducerea secventei pentru ape mari prescrise in Regulamentul de
exploatare (printr-un editor de secventa decizionale) in baza de date astfel incat in functie de
parametrii monitorizati sa poata oferi solutia corecta (prescrisa) in mod direct.
Aplicatia Dispecer Ape, aplicatia de baza ANAR pentru monitorizarea parametrilor
hidro-meteorologici a fost modificata astfel incat sa poata suporta evenimentele declansate de
depasiri si sa poata realiza sincronizarea intre doua nivele: cel de decizie si cel de executie.
BazaBaza datedate
SecventaSecventa
decizionaladecizionala
Editor Editor secventesecvente
decizionaledecizionale
Introducerea Introducerea
secventei in secventei in
baza de datebaza de date
Structuri de Structuri de
datedate
Integrarea in aplicatia Dispecer
190
8.5 Studiu de caz: SSD nivel DA si National
La nivel de Directie de Ape, a fost utilizat un model configurat in HEC-ResSim
(Reservoir Simulation) pentru a putea corela manevrele de la Rausor cu alte manevre de la
alte lacuri de acumulare.
Pentru nivel national, conceptul implică tratarea obiectelor specifice domeniului (aşa-
zis cadastrale), a proprietăţilor lor, căt şi a comportamentelor acestora în cazul variaţiei în
timp a unor parametri specifici peste limitele impuse. Depăşirea acestor parametri (din
activitate naturală sau simulată) poate implica declanşarea unor secvenţe decizionale care să
implice diferite nivele (SGA/SHy/SH – DA – HQ - INHGA) în urma cărora, managerii
situaţiei de risc să poată fi ajutaţi în luarea unei decizii salvatoare. (Drobot & Stanescu, 2002)
Date fixe asociate
11
113322
Serii de timp asociate
Documente olografe asociate
Obiectiv cadastral
Rapoarte asociate
GISDB
DOCDBGeo-baza de date
DateDate structuratestructurate
DateDate nestructuratenestructurate
MODDBParametri
modele
Baza de modele
relatii
Baza de documente
relatii
Vedere generala, legaturi intre Vedere generala, legaturi intre
bazele de datebazele de date
191
Conceptul WIMS (Water Information Management System), conceptul care s-a prezentat
intr-un proiect “Investment supporting the information system and database for Water
Management” – cod proiect: EuropeAid/122966/D/SUP/RO (proiect de anvergura nationala,
58 locatii, 3.5 mil EUR)
Ce implică pe scurt un SSD la nivel BH şi naţional:
Raportare georeferentiata (harta ca instrument de lucru si selectie primara)
Cautari si regasiri pe criterii geo/ numerice
Integrarea documentelor, rapoartelor si altor productii de date pe criteriul de
legatura cu obiectivul unic cadastral (unificare informatii structurate/
nestructurate)
Integrarea structurilor, functionalitati si date din aplicatii precum Cadastru,
Dispecer, Economic
Securitate/ user si rol
Integrare cu Fluxuri de lucru
SSD are nevoie de integrarea intre date si modele
Reprezentari geografice si referentieri spatiale cu arhitectura deschisa
192
193
Capitolul 9. Rezolvarea ecuaţiei dispersiei cu advecţie
Pentru rezolvarea ecuaţiei dispersiei în care se ia în considerare advecţia, se propune o
schemă cu diferenţe finite în care pentru derivata temporală se foloseşte schema cu diferenţe
înainte, iar pentru derivatele ce ţin de spaţiu se folosesc derivatele înapoi, scheme care sunt
concretizate prin formulele (9.1) (Apostol A., 2011).
21
1212
1
2
21
2
2
1
1
2
2
n
j
n
j
n
j
n
j
n
j
n
j
n
j
n
j
n
j
n
j
n
j
n
j
n
j
n
j
n
j
n
j
fftCCx
tvCCC
x
tDCC
x
CCC
x
C
x
CC
x
C
t
CC
t
C
(9.1)
Prelucrând algebric relaţia (9.11) va rezulta ecuaţia în diferenţe finite a ecuaţiei
dispersiei cu advecţie sub următoarea formă:
În ecuaţia 9.1, f reprezintă pierderea chimică de poluant care se datorează reacţiilor
chimice ce au loc între poluantul studiat şi ceilalţti poluanţi existenţi în apa din sectorul de
râu studiat şi reacţiilor ce au loc la nivel de bentos.
tP
n
jf
n
jfP
xΔ
tΔvB
2xΔ
tΔDA
,n
2jCA
n1j
CBA2nj
CBA11n
jC
21
(9.2)
Dacă punem problema convergenţei sunt valabile ipotezele deduse la capitolul 6, dar
aici ne rezumăm a demonstra stabilitatea prin teoria seriilor fourier calculând factorul de
amplificare, in acest sens ecuaţia cu diferenţe finte sub forma 9.2 se poate scrie aplicând
separarea rădăcinilor aplicând principiul propagării perturbaţiei în condiţiile iniţiale astfel:
iAiBABA 221 expexp
22 sincosexp,sincosexp iiii
22221 sincossincos iAiBABA
22222 sincossincos AiABAiBABA
22222 sinsincoscos ABAiABABA (9.3)
Facem notațiile:
2222 sinsincoscos, AiABABA
Observăm că relaţia (9.3) este o funcţie de variabilă α, atunci aplicând şirul lui Rolle,
înseamnă că se îndeplineşte relaţia de stabilitate când funcţia pătratului amplificatorului este
descrescătore, acest lucru se întâmplă când derivta de ordinul unu a relaţiei (9.3) este
11cos22cos2 22222 AAA
194
negativă. Îna aceste condiţii, condiţia de stabilitate pentru prima armonică a condiţiei iniţiale
va fi conform relaţiei (9.4)
În continuare prezentăm mai multe cazuri de propagare a undei de difuzie cu termen
de advecţie cinetică aplicat pe un sector de râu de lungime 20 km aval de staţia hidrometrică
Malu Spart unde se fac măsurători de concentraţii pentru diferiţi poluanţi ce vor fi ilustraţi
în tabelul 9.1.1.
Tabelul nr 9.1.1 Parametrii de intrare ai modelului de calcul pentru Distribuţia
concentraţiei pe un sector de râu
Poluant Cmax (mg/l) T (minute) D (m2/s) θ
amoniac 5 400 5 0,03
clor 30 240 25 0,18
sulfaţi 45 150 15 0,23
fosfaţi 10 500 15 0,35
În condiţiile scurgerii în perioada de vară la debite relativ scăzute în secţiunea Malu
Spart se constată că viteza în secţiune variază în intervalul 1 - 0,7 m/s, în model luăm în
considerare pentru secţiunea Malu Spart viteza 1 m/s, iar viteza de ieşire din sector este de
0,7 m/s, viteze de curgere în jurul valorilor medii a debitelor lunare multianuale în jurul
valorii de 55 mc/s, media fiind făcută pentru lunile (VI, VII, VIII).
În continuare prezentăm distribuţiile de concentraţie pentru poluanţii din tabelul 9.1.1,
pasul de timpeste de 60 s, pasul de spaţiu este 1.000 m, T – durata persistenţei poluantului in
distribuţia iniţială, D – coeficient de difuzie, θ coeficient de pierdere prin reacţii chimice.
Figura 9.1.1 Distribuţia concentraţiei în lungul sectorului de râu
în funcţie de variabila timp (Cmax = 5 mg/l NH4 , T = 400 minute)
4.9
2
3
2arccos
2
A
A
0
1
2
3
4
5
6
0 200 400 600 800 1000 1200
timp(minute)
co
ncen
trati
e (
mg
/l)
0 1000 2000 3000 4000 5000
6000 7000 8000 9000 10000 11000
12000 13000 14000 15000 16000 17000
18000 19000 20000
195
Figura 9.1.2 Distribuţia concentraţiei în lungul sectorului de râu
în funcţie de variabila timp (Cmax = 30 mg/l Cl , T =240 minute)
Figura 9.1.3 Distribuţia concentraţiei în lungul sectorului de râu
în funcţie de variabila timp (Cmax = 45 mg/l SO4 , T =150 minute)
0
5
10
15
20
25
30
35
0 200 400 600 800 1000 1200
timp(minute)
co
ncen
trati
e (
mg
/l)
0 1000 2000 3000 4000 5000
6000 7000 8000 9000 10000 11000
12000 13000 14000 15000 16000 17000
18000 19000 20000
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
0 200 400 600 800 1000 1200
timp(minute)
co
ncen
trati
e (
mg
/l)
0 1000 2000 3000 4000 5000
6000 7000 8000 9000 10000 11000
12000 13000 14000 15000 16000 17000
18000 19000 20000
196
Figura 9.1.4 Distribuţia concentraţiei în lungul sectorului de râu
în funcţie de variabila timp (Cmax = 10 mg PO4, T =100 minute)
Pentru a evidenţia gradientul de pierdere chimică, considerăm un poluant X , cu o
durată de persistenţă în distribuţia iniţială de 250 minute, un coeficient de difuzie de 15 m2/s
cu următorii coeficienţi de pierdere prin reacţii chimice 0.05 , 0.25, 0.5, 0.75.
Figura 9.1.5 Distribuţia concentraţiei în lungul sectorului de râu în funcţie de
variabila timp (Cmax = 50 mg/l X , T =250 minute, θ = 0,05)
0
2
4
6
8
10
12
0 200 400 600 800 1000 1200
timp(minute)
co
ncen
trati
e (
mg
/l)
0 1000 2000 3000 4000 5000
6000 7000 8000 9000 10000 11000
12000 13000 14000 15000 16000 17000
18000 19000 20000
0
10
20
30
40
50
60
0 200 400 600 800 1000 1200
timp(minute)
co
ncen
trati
e (
mg
/l)
0 1000 2000 3000 4000 5000
6000 7000 8000 9000 10000 11000
12000 13000 14000 15000 16000 17000
18000 19000 20000
197
Figura 9.1.6 Distribuţia concentraţiei în lungul sectorului de râu în funcţie de
variabila timp (Cmax = 50 mg/l X , T =250 minute, θ = 0,25)
Figura 9.1.7 Distribuţia concentraţiei în lungul sectorului de râu în funcţie de
variabila timp (Cmax = 50 mg/l X , T =250 minute, θ = 0,5)
0
10
20
30
40
50
60
0 200 400 600 800 1000 1200
timp(minute)
co
ncen
trati
e (
mg
/l)
0 1000 2000 3000 4000 5000
6000 7000 8000 9000 10000 11000
12000 13000 14000 15000 16000 17000
18000 19000 20000
0
10
20
30
40
50
60
0 200 400 600 800 1000 1200
timp(minute)
co
ncen
trati
e (
mg
/l)
0 1000 2000 3000 4000 5000
6000 7000 8000 9000 10000 11000
12000 13000 14000 15000 16000 17000
18000 19000 20000
198
Figura 9.1.8 Distribuţia concentraţiei în lungul sectorului de râu în funcţie de
variabila timp (Cmax = 50 mg/l X , T = 250 minute, θ = 0,75)
În continuare, pentru evidenţierea pierderii chimice vom prezenta în acelaşi grafic
distribuţiile pentru θ de 0.05 , 0.25, 0.5, 0.75 la distanţa de 5.000 m.
Figura 9.1.9 Distribuţia concentraţiei la distanţa de 5000 m în lungul sectorului
de râu în funcţie de variabila timp şi parametrul θ
0
10
20
30
40
50
60
0 200 400 600 800 1000 1200
timp(minute)
co
ncen
trati
e (
mg
/l)
0 1000 2000 3000 4000 5000
6000 7000 8000 9000 10000 11000
12000 13000 14000 15000 16000 17000
18000 19000 20000
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
0 100 200 300 400 500 600 700
Timp (minute)
co
ncen
trati
e (
mg
/l)
θ 0.05 θ 0.25 θ 0.5 θ 0.75
199
Consecinţe rezultate din ecuaţia cu diferenţe finite
1. Atât distribuţia în raport cu timpul cât şi cu spaţiul este de tip clopot, au aceleaşi aliuri
2. Maximul în raport cu timpul dar şi cu spţiul scad asimptotic câtre zero
3. Intervalul de stabilitate scoate în evidenţă că această schemă permite o bandă largă de
a alege paşii de spaţiu şi timp
4. Descreşterea în raport cu mărirea paşilor de timp şi spaţiu este asimptotică
O primă concluzie din analiza schemei cu diferenţe finite este că
poate fi o schimbare de variabilă care să transforme ecuaţia de difuzie cu advecţie într-o
ecuaţie diferenţială, atât numărătorul cât şi numitorul sunt curbe caracteristice ale EDP.
* * *
În continuare ne propunem să găsim o soluţie analitică pentru ecuaţia difuziei cu
termen de advecţie cinetic.
Căutăm soluţia mărginită a ecuaţiei difuziei fără advecţie cinetică în domeniul x > 0
care satisface condiţia de tip Cauchy dată de relaţia (9.2)
- scriem această condiţie la limită sub forma (9.3)
***Din liniaritatea ecuaţiei difuziei rezultă că partea reală şi partea imaginară a
unei soluţii ce apaţine corpului de numere complexe satisface, fiecare, separat ecuaţia
difuziei.
În aceste condiţii căutăm soluţia ecuaţiei difuziei sub forma relaţiilor (9.4)
- unde α , β sunt constante ce urmează să le găsim pe parcursul demonstraţiei
Emitem ipoteza că soluţia (19) trebuie să satisfacă ecuaţia difuziei în acest sens
calculăm fiecare derivată în parte ce intervine în ecuaţia difuziei:
Înlocuind aceste derivate in ecuaţia difuziei fără advecţie ajungem la următoarea
ecuaţie algebrică a constantelor. (9.5)
tD
vtxtxU
,
2.9,0 ttU
3.9exp tiAt
4.9exp, txAtxU
txAtxAxx
U
xU
txAtxAt
U
xx
t
expexp
expexp
2
5.9
12
2 D
200
Dacă rezolvăm ecuaţia (20) şi ţinem cont că β = i ω, unde ω este perioada undei atunci
soluţia va fi sub forma relaţiilor (9.6)
Ţinând cont de soluţiile ecuaţiilor (9.6) găsim soluţia analitică sub forma relaţiei (9.7)
Din propoziţia *** suntem îndrituiţi să emitem legitatea că partea reală a soluţiei
(9.7) este la rândul ei soluţie a ecuaţiei difuziei fără advecţie ceea ce matematic putem scrie
conform relaţiilor (9.8)
Se constată că numai funcţia cu semnul minus respectă condiţia de margine şi atunci
soluţia ecuaţiei difuziei fără advecţie are forma (9.8)
Ţinând cont de relaţia 6.2.8 şi relaţia 6.2.9 de la aducerea la formă canonică
coroborând cu relaţia **** făcând prelucrări algebrice se obţine pentru ecuaţia difuziei cu
advecţie cinetică soluţia analitică sub forma relaţiei (9.9)
In concluzie:
Elaborarea acestui model are ca scop estimarea distribuţiei de concentraţie aval de
un eveniment de poluare pe un curs de râu.
Importanţa acestor estimări este pentru a stabili pe ce distanţă din sectorul de râu
se vor depăşi concentraţiile maxime admise pe perioada când se va produce acest
eveniment în aval.
Formula analitică 9.9 are ca scop estimarea directă şi rapidă a unor valori de
concentraţie pe un sector de râu şi ea are avantajul că este o formulă dedusă numai
având condiţie iniţială o condiţie de timp.
Dacă distanţa pe sector este suficient de mare faţă de punctul unde se produce
injecţia de poluant, atunci ecuaţia 9.9 poate estima, matematic, corect concentraţia
pe acel sector la anumite intervale de spaţiu.
Modelul de diferenţe finite a fost conceput pentru a arăta că ecuaţia 9.9 este o
ecuaţie care poate reprezenta o soluţie analitică pentru o problemă de poluare pe
un curs de apă. Modelul este aplicabil poluanţilor conservativi, condiţie în care
distribuţia temporală a concentraţiei la diferite intervale de spaţiu şi timp are o
aliură de clopot Gauβ simetric.
În model această funcţie de pierdere chimică este considerată a fi gradientul de
timp al concentraţiei înmulţit cu un factor de pierdere care se poate stabili pe bază
statistică în funcţie de natura bentosului şi de structura poluanţilor din râu.
6.922
Di
D
7.922
exp,
t
Dxi
DxAtxU
8.92
cos2
exp,
t
Dx
DxAtxU
9.92
cos422
exp,***2
Dxtt
D
vx
DD
vAtxC
201
Funcţia de pierdere chimică este răspunzătoare pentru asimetria clopotului Gauβ.
Cu cât creşte pierderea chimică, cu atât clopotul lui Gauβ este mai asimetric, adică
distribuţia de concentraţie capătă aliura distribuţiilor Gama şi Pearson.
Din analiza modelului se poate trage cocluzia că modelul de difuzie Gaussian nu
este aplicabil pentru estimarea consumului biochimic de oxigen.
Consumul biochimic de oxigen este un efect al consumului fitoplanctonului,
zooplanctonului şi a microorganismelor din bentos şi nu are legătură cu
fenomenologia dispersiei poluanţilor. Consumul biochimic de oxigen este un
cuantificator al gradului de eutrofizare al apei.
Contributie personala in aplicarea unei scheme cu diferente finite care nu a fost
consacrata, introducerea in ecuatii a unei functii care tine seama de pierderea
chimica precum si gasirea unei solutii analitice a problemei difuziei cu termen de
advectie.
202
203
Capitolul 10. Concluzie
10.1 Îndeplinirea obiectivelor tezei de doctorat
Teza de doctorat îndeplineşte obiectivele propuse după cum urmează:
Obiectivul principal l-a constituit indentificarea, evidenţierea şi analiza relaţiilor ce se
stabilesc în definirea caracteristicilor bazinului hidrografic Arges cu particularitatile
sistemelor de alimentare cu apa si canalizare din zona, dar si cu tendintele de dezvoltare a
acestor sisteme in contextual cerintelor Directivei Cadru Apa si a celorlalte directive
europene privind protectia mediului. Acest obiectiv a fost indeplinit, rezultatele se regasesc in
cuprinsul capitolelor 3, 4, 5 si 8.
Pentru obiectivele specifice ale tezei, consideram ca si aceste obiective au fost atinse,
dupa cum urmeaza:
- In capitolul 3 - prezentarea cerintelor si implementarea planului de management al
bazinului hidrografic in concordanta cu prevederile Directivei Cadru a Apei,
imbogatirea si actualizarea cunostintelor despre corpurile de apa in bazinul Arges;
precum si corelarea Planului de management al bazinului hidrografic cu cerintele
Planului de Siguranta a Apei;
- In capitolul 4 - aplicarea unitara a metodologiilor pentru activitatile din cadrul
planului de management si pentru programele de masuri in vederea atingerii “unei
stari bune” a apei;
- In capitolele 2, 6, 7 si 9 - aplicarea unor modele matematice in abordarea
problemelor de poluare pe cursurile de rauri din bazinul hidrografic Arges,
pornind de la o viziune de ansamblu asupra fenomenelor la nivel de scurgerea
fluidelor si explicarea din punct de vedere fenomenologic a ecuatiei difuziei in
medii fluide si gasirea unei rezolvari matematice a ecuatiei difuziei care sa aiba ca
rezultat o functie analitica, usor de aplicat.
- In capitolul 8 - impartasirea experientei castigate in cadrul altor proiecte.
Analiza prezentului studiu s-a realizat în urma selectării riguroase a materialului
informativ bibliografic românesc şi strain, care s-a dovedit uneori insuficient, parţial, extrem
de sumar, deseori foarte dificil de procurat, iar obţinerea şi selectarea materialului
documentar cartografic, statistic şi bibliografic s-a realizat din surse vaste şi diversificate.
În scopul obţinerii unor rezultate cât mai concludente care să reflecte cât mai fidel
caracteristicile hidrologice ale bazinului studiat, am utilizat şi imbinat o serie de mijloace,
metode şi principii de cercetare atât clasice, cât şi moderne de prelucrare a informaţiilor care
au fost sintetizate şi interpretate prin metode statistico-matematice finalizându-se în grafice,
diagrame si tabele.
.
204
10.2 Contribuţii personale
In ceea ce priveste contributiile personale ale tezei, doresc sa subliniez in primul rand
aspectele de modelare matematica si anume:
- Aplicarea unei scheme cu diferente finite care nu a fost consacrata;
- Introducerea in ecuatii a unei functii care tine seama de pierderea chimica;
- Propunerea unei solutii analitice a problemei difuziei cu termen de advectie;
- Noutatea in determinarea asigurarii de calcul pentru debite minime la prizele de apa, prin
aplicarea unei metode din statistica descriptiva ce tine cont de analiza frecventelor. In
intervalul de “unitati statistice” se face distributia de frecvente (cate valori ale debitelor sunt
cuprinse in acest interval). Din poligonul frecventelor se face curba cumulata a frecventelor
din care se stabileste functia de probabilitate. Din functia de probabilitate se calculeaza apoi
gradul de asigurare (incredere) ca fiind complementara curbei de probabilitate.
- S-a facut un studiu comparativ intre calculul curbelor de asigurare prin metoda “unitatilor
statistice” cu curbele de tip Pearson III (P III), Kritki-Menkel (KM) si Weibull. S-a observat
ca aceste curbe exprimate prin unitati statistice se apropie ca incredere de alura curbei
Weibull, iar curbele KM si PIII se suprapun deoarece debitele analizate au valori foarte mici
si distributiile de probabilitate sunt practic aceleasi, lucru resimtit si in curba de repartitie.
Este astfel evidentiat si aspectul teoretic: curbele KM sunt curbe derivate din densitatea de
repartitii PIII si au ca nucleu de distributie, distributiile ( II, (x, ,
). Suprapunerea
curbelor KM peste PIII este datorata coeficientului de asimetrie CS ce este ca marime
comparabil cu coeficientul de variatie al densitatii de repartitie. In concluzie, pentru debite
minime de apa este plauzibila o analiza a distributiei de probabilitate prin metoda “claselor
unitatilor statistice”. Ulterior, se pune problema gasirii unei distributii de probabilitate in
functie de variatia claselor de unitati statistice.
- In abordarea problemelor de poluare pe cursurile de rauri mi-am propus sa sintetizez din
teoria curgerii fluidelor acelor fenomene care se integreaza cat mai bine in modelarea poluarii
pe cursuri de rauri. Astfel, am tratat in mod integrat fenomenul fizic, acest lucru consta in:
explicarea fenomenului fizic
stabilirea ecuatiilor care descriu fenomenul fizic
rezolvarea prin metode numerice sau gasirea unor functii analitice ca solutii la
ecuatiile matematice ale modelului.
Aceasta analiza integrata scoate in evidenta ca indiferent care este mediul de curgere, fie aer,
fie apa, ecuatiile Navier-Stoekes sunt cuprinzatoare, problema cercetatorului rezida in
priceperea de a interpreta aceste ecuatii pentru tipul de curgere care o aplica. De exemplu,
pentru aer in modelarea scurgerii foloseste mai mult notiunea de divergenta a unei masini, iar
in modelarea scurgerii pentru apa se foloseste mai mult notiunea de rotor a unei marimi
deoarece produce miscari cu vartejuri, in conditii de turbulenta este pregnanta la curgerea
apei.
- Tocmai faptul ca in fizica scurgerii apei pe rauri intervin problemele de scurgere laminara si
turbulenta m-a facut sa abordez pe langa ecuatiile curgerii reale a fluidelor si teoria
205
semiempirica a turbulentei explicate ci sunt lungimile de amestec Draudtl si Kovman,
lungimi de amestec care sunt se aplica in momentul cand un poluator ejecteaza un poluant
intr-un curs de apa.
- Tratand fenomenologic dispersia poluantilor in medii fizice am constatat ca depinde de
foarte multe marimi legate de temperatura, presiune, viteza, balanta chimica ionica a
reactiilor chimice din mediul de scurgere fapt ce m-a determinat sa tratez la nivel de scurgere
si fenomenele de termodinamica. In acest sens, am explicat fenomenele care stau la baza
determinarii ecuatiei generale a gazelor, principiul intai al termodinamicii, acest principiu
final se explica in functie de caldurile specifice in diferite procese termodinamice.
- Avand o viziune de ansamblu asupra fenomenelor la nivel de scurgerea fluidelor mi-am
propus sa explic fenomenologic ecuatia difuziei in medii fluide si sa gasesc o rezolvare
matematica a ecuatiei difuziei care sa aiba ca rezultat o functie analitica.
- Problema a fost rezolvata pentru o sursa punctuala de emisie si are ca baza functia sursa a
lui Green, rezolvarea constand in principiul de separare a variabilelor, aplicarea integrata
Fourier.
- Pentru a rezolva probleme de dispersie a poluantilor in cursurile de rauri am considerat
ecuatia dispersiei cu termen de advectie kinetic si mi-am propus sa gasesc o rezolvare a ei
prin metoda diferentelor finite sau chiar gasirea unei solutii analitice. In aceasta abordare am
plecat de la notiunea de aducere la forma canonica a ecuatiilor cu derivate partiale pentru a
transfera ecuatia cu termen de advectie in ecuatie de tip difuzie. De o importanta foarte mare
a fost gasirea unei substitutii care sa transforme ecuatia difuziei cu termen de advectie in
ecuatia de tip difuzie simpla de tipul z Ut = DUxx – unde t reprezinta derivata functiei U o
singura data in raport cu variabila z si Uxx derivate de doua ori in raport cu variabila x a
functiei U.
- De importanta foarte mare este explicarea aparatului matematic ce tine de diferentele finite
plecand de la definitia derivatei partiale, ajungand la un tabel cu scheme de ecuatii in
diferente finite, diferente consecrate in abordarea rezolvarii ecuatiei difuziei prin metoda
diferentelor finite MDF.
- Pentru toate schemele din tabel am demonstrat stabilitatea si convergenta aplicand teorema
lui Lax-Richtmeyer, care spune ca o schema cu diferente finite (SDF0 este convergenta daca
este consistenta si stabila. Consistenta modelului a fost demonstrat aplicand dezvoltarea in
serie Taylor, iar stabilitatea aplicand metoda matriceala si metoda separarii variabilelor si a
dezvoltarii in serie Fourier, principiul dezvoltarii in Fourier plecand de la aplicarea unei mici
perturbatii in conditiile initiale ale problemei.
- Ca aplicatie la aceasta teorie, am rezolvat ecuatia difuziei cu termen de advectie propunand
o schema cu diferente finite dupa cum urmeaza:
- derivate in raport cu timpul se face prin aproximare cu diferente inainte
- derivatele pentru variabila spatiu se face prin diferente inapoi
La aceasta ecuatie in diferente finite am calculat conditiile de stabilitate aplicand teoria
seriilor Fourier, prin introducerea unei mici perturbatii in canalizarile initiale si am stabilit
intervalul de convergenta. Aceasta schema a aratat ca are o mare plaja de stabilitate,
206
aplatizarile fiind mai mari cand factorul de amplificare ia valori catre extremitatile
intervalului.
- Scopul elaborarii modelului de estimare a distributiei de concentratie in lungul unei rau este
de a ajuta la luarea deciziilor ce trebuie intreprinse aval de evenimentul unde are loc
accidental de poluare.
- Modelul poate da o informatie rapida pe un tronson important de rau, el putand sa precizeze
distanta pe care unde de poluae depaseste limitele maxime admise, dar are avantajul ca se pot
estima si timpii cand se produc evenimentele periculoase in aval.
- Modelul este aplicabil atat pentru poluantii conservativi, dar si pentru cei neconservativi,
acestia fiind introdusi in ecuatie printr-o functie de pierdere chimica f care este proportionala
cu procentul motor din bilantul de reactii chimice ce au loc intre poluentul analizat si ceilalti
poluanti din cursul de apa unde se face estimatia si gradientul de timp al concentratiei.
- Modelul se pliaza satisfacator pe fenomenul fizic, el urmand a fi prelucrat ulterior pentru
sectoare de rau unde avem date suficiente de poluare. Modelul este fidel teoriei generale a
difuziei si in momentul cand coeficientul de pierdere chimica are valori foarte mici, spre
exemplu in intervalul 0,01 0,09, se vede alura de clopot Gauss simetric si ca predomina
fenomenele de difuzie, iar deplasarea lor este o consecinta a termenului de advectie. Cu cat
creste coeficientul de pierdere chimica, cu atat creste asimetria clopotului lui Gauss si
distributiile de concentratie au aluri asemanatoare densitatilor de repartitie .
- O problema importanta pe care o evidentiaza modelul este ca se foloseste o conditie initiala
de tip Cauchy, conditie concentrate printr-o distributie de tip sinusoidal pe intervalul (0,).
- Consecintele rularii acestui model m-au condus la ideea ca se poate gasi o solutie analitica
la aceasta problema si ea este asemanatoare cu fenomentul de propagare a undelor termice.
- In acest sens, am gasit o solutie analitica concretizata prin relatia {***C(x,t) = Aexp[….] in
capitolul 6}, solutie gasita si cu ajutorul teoriei de aducere la forma canonica a ecuatiilor cu
derivate partiale.
- In viitoare colaborari, se poate aduce o imbunatatire a modelului si aplicarea sa pe
evenimente reale de poluare, dar si transpunerea ecuatiei *** pentru a fi aplicata sectoarelor
de rau.
- Un aspect important in abordarea problemelor de alimentare cu apa, dar si de monitorizare a
poluarii, sunt perioadele de seceta cu debite mici, in acest sens am dezvoltat in teza o teorie
de calcul a curbelor de in vederea gasirii debitului de filutie (servitude), debitul are asigurarea
de 95% (in Capitolul 7). Am aratat ca estimarea asigurarii debitelor prin curbele Kritki-
Menhel cat si prin curbele Pearson III au ca densitate de repartitie functia de densitate
Pearson care se poate genera cu ajutorul functiilor .
- Increderea pentru curbele de repartitie de probabilitate se poate verifica prin aplicarea
ecuatiilor de moment statistice intre distributia generate din date reale care reprezinta
domeniul discret si o functie de densitate de repartitie care reprezinta domeniul continuu. In
acest sens, in teza am sintetizat intr-un tabel cum se pot scrie ecuatiile de moment statistice
atat pentru distributii in domeniul discret cat si pentru densitati de repartitie in domeniul
continuu. Din aceste ecuatii de moment se pot calcula principalii parametrii statistici atat
207
pentru distributiile din domeniul discret cat s pentru diversitatile de repartitie din domeniul
continuu.
- Am dezvoltat in teza un subcapitol de statistica descriptiva in care am evidentiat calculul
repartitiei de probabilitate pe clase de unitati statistice in care s-au calculat frecventele
absolute ale realizarii unui eveniment si cu acestea s-au determinat poligonul frecventelor, iar
dupa aceea curba de repartitie de probabilitate prin cumularea frecventelor, aceasta cumulare
de frecvente facandu-se la nivelul frecventelor relative care procentual dau repartitia de
probabilitate in procente. S-a tinut cont ca asigurarea (increderea) este repartitia
complementara a probabilitatii.
- Am constatat ca aceasta metoda a frecventelor relative cumulate facuta pe un numar optim
de clase de unitati statistice (interval) pot conduce la o distributie de probabilitate care sa
simuleze foarte bine o functie de densitate de repartitie (binominala, Poisson, Weibull si
altele) care sa devina generatoare pentru o repartitie de probabilitate continua.
- Analiza a aratat ca atat clasele de unitati statistice stabilite prin formula Sturges cat si prin
metoda normelor de diviziuni, genereaza o curba de asigurare care se apropie mai mult de
curba Weibull. Acest algoritm are avantajul ca genereaza o distributie de probabilitate care
este legata de structura populatiei statistice (in cazul nostrum, sirul de debite) si gasita corect,
reprezinta o certitudine.
- Am elaborat in teza si un algoritm de calcul al curbelor de asigurare si Kritki-Menkel si
Pearson, am construit aceste doua curbe si am constatat ca ele se suprapun, aceste lucru fiind
o consecinta ca asigurarea Kritki-Menkel este generata de o densitate de repartitie Pearson.
- In conditiile cand coeficientul de asimetrie este apropiat de coeficientul de variatie, curbele
de asigurare Pearson III se suprapun peste curbele de asigurare Kritki-Menkel si acest lucru
nu scoate in evidenta decat faptul ca aceste curbe au un trunchi comun, el derivand din
functiile .
10.3 Valoarea aplicativă a tezei
Aceasta lucrare se constituie si ca un material informative consistent pentru umplerea
unor goluri existente in ceea ce priveste materialul bibliografic necesar celor interesati in
problematica alimentarilor cu apa si canalizarilor din bazinul hidrografic Arges, dar si pentru
ca ofera alternative si solutii de modelare matematica pentru unele situatii in care debitele
unor surse de apa de suprafata sunt in scadere, precum si pentru aplicarea unor sisteme
support de luare a deciziilor, de monitoring si de implementare a unor masuri viabile din
cadrul planului de management al BH Arges pentru bazine cu tipologie asemanatoare.
Valoarea aplicativa a tezei consta si in dovedirea consistentei modelului matematic
prezentat, ca noutate, aplicand dezvoltarea in serie Taylor, iar stabilitatea acestuia prin
aplicarea metodei matriceale si a metodei separarii variabilelor si a dezvoltarii in serie
Fourier, principiul dezvoltarii in Fourier plecand de la aplicarea unei mici perturbatii in
conditiile initiale ale problemei.
208
209
Bibliografie selectiva
1) Berca M., (2000), Ecologie generală şi Protecţia mediului, Editura Ceres, Bucureşti,
2) Caius I, (1952), Introducere matematică în mecanica fluidelor, Editura Academiei
Române, Bucureşti;
3) Craiu M.,(2002), Statistică Matematică – Teorie şi Probleme Ediţia – a II-a , Editura
Matrix Rom Bucureşti;
4) Florea Julieta, Zidaru Gheorghe, (1969), Bazele Hidraulicii, Editura Didactică şi
Pedagogică, Bucureşti;
5) Florea Julieta, Panaitescu Valeriu, (1979), Mecanica fluidelor, Editura Didactică şi
Pedagogică, Bucureşti;
6) Hâncu S., Stănescu P., Platagea Gh., (1971) Hidrologie agricolă (elemente de
hidrologie teoretică şi aplicată pentru îmbunătăţiri funciare), 1971, Editura Ceres,
Bucureşti;
7) Hâncu S., Marin G., Vârsta A., (2003), Transportul şi dispersia poluanţilor, Editura
Bren, Bucureşti;
8) Hâncu S., Popescu M, Duma D, Dan P., Rus E., Zaharescu E., Danchiv A.,
Constantinescu A., (1985), Hidraulică Aplicată (simularea numerică a mişcării
nepermanente a fluidelor), Editura Tehnică, Bucureşti;
9) Ionescu Gh. D, (1977), Introducere în hidraulică, Editura Didactică şi Pedagogică,
Bucureşti;
10) Ionescu C., Manoliu M., 2000, Politica şi Legislaţia Europeană a Mediului , Editura
* H*G*A* , Bucureşti, pg. 77;
11) Iacob C., Cocârlan P., Dragoş L.,Gheorghiţă Şt.I., (1981), Matematici clasice şi
moderne vol. III, Editura Tehnică, Bucureşti;
12) Joseph S.E. (1970). Distribuţia de probabilitate a secetelor anuale. Proc. A.S.C.E. IR4,
1970.
13) Kite C.N. (1976). Analiza frecvenţei şi riscului în hidrologie. Water Resources
Publication, Fort Collins, Colorado, U.S.A.
14) Marien J. (1984). Statistică - Note de curs. Universitatea Liberă din Brussels.
15) Matalas N.C. (1963). Distribuţia de probabilitate a debitelor reduse. U.S.G.S.
Professional Paper 434-A.
16) Mănescu S., Diaconescu M.L., Andronache E., (1997), Practica Ingineriei Mediului,
Editura Fundaţiei România de Mâine, Bucureşti;
17) Mohan Gh. , Ardelean A. (1993), Ecologie şi Protecţia Mediului (manual preparator),
Edtitura Scaiul, Bucureşti;
18) Musy Andre, (1998), Hydrologie Apliquee, H.G.A Bucureşti;
19) Neacşu P. , Apostolache Stoicescu Z., (1982), Dicţionar ecologic, Editura ştiinţifică şi
enciclopedică, Bucureşti,
20) Nicolau C., 2011, Abordarea proceselor organizaționale și aplicație pentru
managementul riscurilor în domeniul gospodăririi apelor, Teză de Doctorat, UTCB,
Facultatea de Hidrotehnica
210
21) Nicolescu L.J., Stoka M. I., (1971), Matematici pentru ingineri, Volumul II , Editura
Tehnică Bucureşti;
22) Nicolescu L. J., Stoka M. I., (1969), Matematici pentru ingineri vol. I şi II, Editura
Tehnică, Bucureşti;
23) Penescu A., Babeanu N. , Marin D.I., (2001), Ecologie şi Protecţia Mediului, Editura
Szlvi, Bucureşti;
24) Pârvu C., (2001), Ecologie generală, Editura Tehnică, Bucureşti;
25) Pescaru I.V., Tigoiu I., (1997), Elemente de termodinamică şi dinamica atmosferei,
Editura Universităţii Bucureşti;
26) Popoviciu N., (1996), Ecuaţii cu derivate parţiale de ordinul doi, Editura Universităţii
Bucureşti;
27) Posea, Gr, (2003), Geografie Fizică Generală, partea a I-a, Editura Fundaţiei
România de Mâine, Bucureşti;
28) Posea, Gr, (2004), Geografie Fizică Generală, partea a II-a, Editura Fundaţiei
România de Mâine, Bucureşti;
29) Radu Drobot, Petru Şerban,(1995), Aplicaţii de hidrologie şi gospodărirea apelor,
H.G.A. Bucureşti;
30) Rosculeţ M. N., (1967), Analiză matematică vol. I şi II, Editura Didactică şi
Pedagogică, Bucureşti;
31) Rojanschi V., Bran F., Diaconu Gh., (1997), Protecţia şi Ingineria Mediului, Editura
Economică, Bucureşti;
32) Sokolov A.A., Rantz S.E., Roche M., (1976), Flo o dflow computation methods
compiled from world experience, The Unesco Press;
33) Stanciu P. Discuţii şi îndrumări practice în cadrul INHGA.
34) Şerban P. Stănescu.V.AL, Roman P., 1989, Hidrologie dinamică, Editura Tehnică,
Bucureşti;
35) Şerban P.Stănescu.Andreea G.,2006,Managementul Apelor Principii şi reglementări
Europene, Editura Tipored, Bucureşti;
36) Şabac I. Gh., (1964), Matematici speciale (calcul vectorial), Editura Didactică şi
Pedagogică, Bucureşti;
37) Teuşdea V., (2000), Protecţia Mediului, Editura Fundaţiei România de Mâine,
Bucureşti;
38) Tihonov A.N., Smarski A.A., (1956), Ecuaţiile fizice matematice, Editura Tehnică,
Bucureşti;
39) Toong A.H. (1985). Magnitudinea şi frecvenţa debitelor reduse în peninsula
Malaiezia, Departamentul de Drenaje şi Irigaţii, Ministerul Agriculturii, Malaiezia.
40) Şerban P., (1995), Modele hidrologice deterministe, Editura Didactică şi Pedagogică,
Bucureşti;
41) Vladimirescu I., (1978), Hidrologie, Editura Didactică şi Pedagogică, Bucureşti;
42) Vişan M. S., 2010, Resursele de apă din bazinul Râului Doamnei - Studiu hidrologic
– Teză de Doctorat Universitatea Bucureşti – Facultatea de Geografie;
43) *** Administraţia Naţională de Meteorologie, 2008, Clima României, Editura
Academiei Române Bucureşti;
44) *** www.agwater.ro , 2011, Planul de management al spaţiului bazinal Argeş -
Vedea ;
211
45) *** www.rowater. ro, 2007, Planul de management al spaţiului bazinal Argeş -Vedea
2007;
46) *** http.//. www. rowater.ro, 2006, Raport privind starea factorilor de mediu
Regiunea 8 - Bucureşti – Ilfov;
47) *** Master Planul pentru apa si apa uzata pentru judetul Arges, 2009.
