MANAGEMENTUL APELOR SUBTERANE DIN...
Transcript of MANAGEMENTUL APELOR SUBTERANE DIN...
1
UNIVERSITATEA TEHNICĂ DE CONSTRUCŢII BUCUREŞTI
FACULTATEA DE HIDROTEHNICĂ
MANAGEMENTUL APELOR SUBTERANE
DIN SISTEMUL ACVIFER
AL STRATELOR DE FRĂTEŞTI-CÂNDEŞTI
Rezumatul tezei de doctorat
Conducător ştiinţific
Prof.univ. dr.ing. Radu DROBOT
Doctorand
Ing. Ruxandra BĂLĂEŢ
BUCUREŞTI 2013
2
CUPRINS
Pag.
1. Introducere.. …………......…….………………………………………………..............3
2. Capitolul I. Caracterizarea geologică, hidrogeologică şi hidrochimică a
Sistemului acvifer al Stratelor de Frătești-Cândești ........................................................4
I.A. Lucrările referitoare la sistemul acvifer...................................................................4
I.B. Caracterizarea geologică şi delimitarea sistemului acvifer......................................5
I.C. Caracterizarea hidrologică, hidrogeologică şi hidrochimică...................................8
3. Capitolul II. Managementul sistemului acvifer în contextul
implementării prevederilor europene în domeniul apelor subterane.............................9
II.A. Studiile efectuate recent în vederea implementării prevederilor
europene în domeniul apelor subterane...........................................................9
II.B. Contribuțiile autorului la desfășurarea activității de management al
apelor subterane din Sistemul acvifer al Stratelor de Frătești- Cândești
în conformitate cu directivele europene ...................................................... .......10
II.B.1. Contribuțiile la studiile efectuate, la identificarea
altor studii necesare și la planificarea acestora...........................................10
II.B.2. Realizarea modelului de curgere şi transport pentru
Sistemul acvifer al Stratelor de Frătești- Cândești.....................................10
II.B.3. Propuneri pentru îmbunătățirea managementului
apelor subterane...........................................................................................16
4. Concluzii şi contribuţii personale……............………….........…….......……...........…..19
5. Bibliografie selectivă ........................................................................................................20
3
INTRODUCERE
Sistemul acvifer al Stratelor de Frăteşti - Cândeşti este cea mai mare şi mai
complexă structură hidrogeologică din România şi constituie principala rezervă
strategică pentru alimentarea cu apă potabilă a localităţilor situate între R. Olt la V si
Trotuş la NE în Depresiunea Subcarpatică, în Câmpia Română şi în sudul Moldovei.
Pornind de la cercetările anterioare, în principal de la cele efectuate de M. Drăghiceanu,
E. Liteanu, T. Constantinescu, M. Bretotean şi M.T. Munteanu, teza de doctorat aduce
noi contribuţii la delimitarea spaţială şi la caracterizarea geologică, hidrogeologică şi
hidrochimică a acestui sistem acvifer.
Totodată, teza prezintă principalele aspecte ale managementului sistemului acvifer
în contextul implementării prevederilor directivelor europene în domeniul apelor
subterane şi contribuie la îmbunătăţirea acestuia prin realizarea unui model matematic al
curgerii apelor subterane pentru întregul sistem acvifer sub presiune şi a unui model al
transportului de poluanţi, precum şi prin formularea unor propuneri de acţiune concretă
şi a unor noi direcţii de cercetare a sistemului acvifer.
X X X X
Doresc să adresez cele mai calde mulţumiri domnului prof. dr. ing. Radu Drobot,
conducătorul ştiinţific al tezei de doctorat şi domnului dr. ing. Mihai Bretotean pentru
sfaturile şi îndrumările acordate, fără de care teza nu ar fi fost finalizată.
Sunt deosebit de recunoscătoare şi colegilor de la Laboratorul de Studii şi Cercetări
Hidrogeologice din cadrul Institutului de Hidrologie şi Gospodărire a Apelor, pentru
informaţiile, sugestiile şi ajutorul cu amabilitate acordate, în mod special domnilor ing.
Marian Minciună, ing. Dumitru Neagu, fam. geol. Cătălina şi Emil Radu, dr.geol. Rodica
Macaleţ şi dr. geol. Mihai Tudor Munteanu.
De asemenea, le mulţumesc colegilor din cadrul Asociaţiei Hidrogeologilor din
România, de la care am primit un sprijin prietenesc, şi anume domnilor dr. geol. Augustin
Ţenu, dr. ing. Marian Palcu, ing. Florin Malancu, dr. geol. Petru Enciu, ing. geol. Marian
Godea, şeful Serviciului Monitoring de la Administraţia Bazinală a Apelor Argeş-Vedea,
precum și doamnei desenatoare Dana Predoi.
Nu în ultimul rând sunt recunoscătoare familiei mele, care m-a susținut și înțeles.
4
CAPITOLUL I
CARACTERIZAREA GEOLOGICĂ, HIDROGEOLOGICĂ
ȘI HIDROCHIMICĂ A SISTEMULUI ACVIFER
AL STRATELOR DE FRĂTEȘTI-CÂNDEȘTI
I.A.LUCRĂRILE REFERITOARE LA SISTEMUL ACVIFER
Teza de doctorat prezintă pe scurt şi analizează principalele cercetări anterioare
privind hidrostructura studiată, începând cu cele mai vechi lucrări de specialitate, şi
anume “Studii asupra idrologiei subterane din punctul de vedere al alimentarei orașelor
din România Mare, cu privire specială asupra alimentarei Bucurescilor” și “Coup d’oeil
sommaire sur l’hydrologie souterraine de la Plaine Roumaine au point de vue de
l’alimentation de Bucarest“ (Matei Drăghiceanu, 1895).
Următoarea lucrare importantă, care se ocupă în mod special de Stratele de Frătești,
este “Geologia orașului București” de Emil Liteanu, publicată în Volumul E/1 din Studii
tehnice și economice în anul 1952. Lucrarea interpretează datele forajelor existente la data
respectivă în interiorul inelului de cale ferată al Bucureștiului, descrie formațiunile întâlnite
și prezintă primele secțiuni geologice și prima harta structurală realizată la patul primului
strat al Formațiunii de Frăteşti (Stratul A). Prin poziționarea spațială a celor 3 strate
acvifere ale acestei formațiuni în zona Bucureşti și denumirea lor A, B și C în ordinea
interceptării prin foraje, se realizează primul model conceptual al Formaţiunii de Frăteşti şi
a dezvoltării sale în cadrul depozitelor superioare ale Câmpiei Române. Această lucrare
poate fi însă considerată doar o etapă în cunoașterea sistemului acvifer, deoarece nu
tratează aspectele de hidrogeologie (nivele, debite, denivelări, transmisivități, etc.).
O altă lucrare ştiinţifică de referinţă pentru sistemul acvifer studiat este “Datarea
apelor subterane cu ajutorul izotopilor naturali, cu aplicare în cercetarea apelor subterane
din zona Bucureşti şi Câmpia Română” de Tiberiu Constantinescu, publicată în anul
1972 în volumul Studii de Hidrogeologie IX – INMH. Lucrarea prezintă investigaţiile cu
izotopi de mediu (T, 14
C, D, 18
O), desfăşurate în cadrul Laboratorului de izotopi de
mediu al Institutului de Meteorologie şi Hidrologie, pentru corelarea litofaciesurilor şi a
condiţiilor de sedimentare cu chimismul apelor subterane din cadrul complexului
acvifer, pentru datarea apelor subterane şi pentru prima conturare a modelului
conceptual al structurii hidrogeologice în 4 dimensiuni (spaţiu şi timp). Una dintre
concluziile lucrării lui T. Constantinescu, şi anume semnalarea alimentărilor recente ale
sistemului acvifer în zona de confluenţă a Neajlovului cu Argeşul, a contribuit la
concentrarea simulărilor efectuate cu ajutorul modelului matematic, construit în cadrul
programului de doctorat finalizat prin prezenta teză, în zona Capitalei şi a împrejurimilor
5
acesteia, cu includerea confluenţei menţionate, care se situează la limita sudică a zonei
modelate.
Următoarea și cea mai importantă lucrare precedentă referitoare la sistemul acvifer
este teza de doctorat “Analiza sistemelor acvifere subterane prin modelare matematică în
scopul evaluării resurselor de apă” elaborată de Mihai Bretotean și susţinută în anul 1996
în cadrul Facultății de Geologie și Geofizică a Universității din București. Această lucrare
a clarificat conceptual o serie de aspecte privind vârsta şi dezvoltarea sistemului acvifer,
care a fost abordat holistic, din punct de vedere geologic, hidrogeologic și hidrochimic,
fiind cercetate extinderea și zonele de alimentare și de descărcare la scară regională.
Trecând în revistă cercetările mai multor stratigrafi, M. Bretotean a corelat pentru prima
oară diferitele descrieri și atribuiri de vârstă ale formațiunilor de Frăteşti şi Cândeşti,
situate în Platforma Moesică, respectiv în Depresiunea Subcarpatică, demonstrând că ele
au aproximativ aceeași vârstă, iar stratele de pietrișuri și nisipuri acvifere pe care le
cantonează au continuitate la scară regională, constituind aceeași unitate hidrogeologică
structurală.
Sistemul acvifer regional de vârstă romanian – pleistocen inferioară astfel delimitat
de M. Bretotean în 1996 avea o suprafaţă totală de circa 32.000 km2
. Folosind
aproximarea Galerkin, M. Bretotean a construit un model cu elemente finite pe un
domeniu de 11.000 km2
, centrat pe zona Bucureşti, pe baza căruia a ajuns la concluzia că
resursa exploatabilă a domeniului analizat trebuie menţinută la valoarea debitului mediu
exploatat în cei 15 ani precedenţi, şi anume 2200 l/s, pentru a evita pericolul atragerii
poluării existente la limita de sud, în aluviunile R. Neajlov.
I.B.CARACTERIZAREA GEOLOGICĂ ŞI DELIMITAREA SISTEMULUI ACVIFER
Zona de studiu a fost caracterizată din punct de vedere geologic ţinând cont de cele
trei mari unităţi structurale care o compun, şi anume Platforma Moesică, Depresiunea
Subcarpatică şi Platforma Covurlui.
In cadrul părţii superioare a cuverturii sedimentare a acestor unităţi structurale, un
deosebit interes din punct de vedere hidrogeologic prezintă "Stratele de Frătești” şi
“Stratele de Cândeşti”. Acestea sunt formaţiuni geologice aproximativ sincrone, constituite
în general din pietrişuri şi nisipuri cu intercalaţii de argile, care au luat naştere prin
sedimentarea în Bazinul Dacic a materialului detritic de origine carpatică, balcanică şi
nord-dobrogeană. Ele aflorează pe marginile acestui bazin şi se afundă sub depozite mai
noi către linia pericarpatică. Incadrările cronostratigrafice din 1996, când limita Pliocen-
Pleistocen inferior era stabilită la 1,8 milioane de ani, trebuie reactualizate pe baza noii
Scări geocronologice a Cuaternarului, adoptată la Congresul geologic mondial de la Oslo
6
în 2008, conform căreia această limită a fost coborâtă la 2,6 milioane de ani. Având în
vedere că reperele magnetostratigrafice se păstrează în ciuda schimbărilor intervenite în
poziționarea pe scara geologică, majoritatea cercetătorilor consideră că atât “Stratele de
Cândeşti” cât şi “Stratele de Frătești” reprezintă pragul de trecere între Neogen și
Cuaternar în Depresiunea Subcarpatică, respectiv Câmpia Română şi partea sudică a
Podişului Moldovenesc.
Sistemul acvifer cu dezvoltare regională, redenumit convenţional "Sistemul acvifer
al Stratelor de Frăteşti - Cândeşti" după stratotipurile formaţiunilor care îl cantonează,
delimitat anterior între V. Oltului şi V. Buzăului, pe o suprafaţă de 32000 km2, a fost extins
şi cercetat amănunţit în cadrul prezentei teze de doctorat până la V. Trotuşului şi V.
Prutului, limita nordică a extinderii fiind fixată pe criterii geologice şi hidrogeologice pe
traseul Faliei Oancea-Adjud, care separă Platforma Covurlui de Depresiunea Bârladului.
Această nouă delimitare, în care sistemul acvifer are o suprafaţă de 42.493 km2,
corespunde ariei de dezvoltare a formaţiuniunilor de Frăteşti şi Cândeşti, din care a fost
exceptată zona de la est de R. Prut, pentru care nu avem informaţii, precum şi zona de la
vest de râul Olt (corespunzătoare câmpiei şi zonei colinare din Oltenia), unde ambele
formațiuni se ridică deasupra nivelului de eroziune regional, determinat de rîurile Olt și Jiu,
cantonând doar acvifere freatice de importanță locală.
Fig. nr.1. Plan de situaţie cu forajele reprezentative şi orientarea secţiunilor
hidrogeologice realizate
În cadrul tezei de doctorat au fost prelucrate, corelate şi interpretate datele de
execuţie a 313 foraje reprezentative , dintre care 49 foraje de prospecţiune şi explorare
7
pentru hidrocarburi, 148 foraje de studiu pentru acviferele de adâncime, 18 foraje din
reţeaua hidrogeologică de stat pentru acviferele freatice şi 98 de foraje la diferiţi
utilizatori de apă (Fig. nr.1). Pe baza acestor date şi a foilor corespunzătoare ale Hărţii
geologice 1:200.000, au fost realizate 19 secţiuni hidrogeologice orientative având scara
orizontală 1:400.000 şi scara verticală 1:4000, care oferă imaginea dezvoltării spaţiale a
sistemului acvifer şi care au completat şi detaliat modelul conceptual conturat prin
asamblarea datelor din literatura de specialitate.
Imaginea structurală generală rezultată din analiza datelor prelucrate în teza de
față, este cea a unei afundări a depozitelor spre contactul Depresiunii Subcarpatice cu
Platforma Moesică. In cadrul Platformei Moesice, sistemul acvifer se afundă de la sud
spre nord şi nord-est. In cadrul Platformei Covurlui, se remarcă de asemenea o afundare
către avanfosa carpatică, pe direcţia est-vest. In zona Depresiunii Subcarpatice, sistemul
acvifer prezintă căderi de la nord spre sud, respectiv de la vest spre est, mult mai
accentuate faţă de înclinările din zona Platformei Moesice sau din zona Platformei
Covurlui (Fig. nr.2).
Fig. nr.2. Secţiuni hidrogeologice N-S:
1-2 Căzăneşti-Gura Padinei; 15-16 Coţofeneşti-Giugiu; 25-26 Adjud-Cuza Vodă.
8
Sistemul acvifer studiat este caracterizat de o zonă de adâncire maximă, care
urmăreşte limita dintre Depresiunea Subcarpatică şi Platforma Moesică, respectiv
Platforma Covurlui. Conform secţiunilor hidrogeologice orientative N-S realizate, linia
de flexură corespunzătoare afundării maxime pe direcţia N-S a sistemului acvifer
urmăreşte traseul nord Drăgăşani (Dumitreşti) - Scorniceşti - Stolnici - Bucov -
Vultureanca - Brâncoveanu - sud Butimanu - Periş - Ghermăneşti - Fierbinţi - nord
Urziceni - Cocora - Padina. Secţiunile hidrogeologice orientative V-E realizate pentru
partea de sud a Moldovei indică prezenţa unei linii de flexură similare, pe direcţia Vadu
Roşca - Măicăneşti - Cuza Vodă. Din secţiunile hidrogeologice V-E rezultă că sistemul
acvifer se afundă de asemenea şi de la vest la est (Fig. nr. 3), în zona central estică a
Câmpiei Române granulometria stratelor acvifere devenind mai fină. Exceptând
Depresiunea Odobeşti, unde grosimea Stratelor de Cândeşti este maximă, cea mai mai
mare afundare a sistemului acvifer corespunde contactului dintre cele trei mari unităţi
geologice, Platforma Moesică, Depresiunea Subcarpatică şi prelungirea Orogenului
nord-dobrogean (Platforma Covurlui). Datorită lipsei forajelor adânci, în zona de
subsidenţă din nord-estul Câmpiei Române dintre V. Călmăţui şi V. Buzăului nu a fost
posibilă identificarea în totalitate, cu ajutorul secţiunilor hidrogeologice, a traseului
liniei de flexură menţionate.
Fig. nr.3. Secţiune hidrogeologică V-E: IV-IV' Drăgăşani-Lunca
I.C. CARACTERIZAREA HIDROLOGICĂ, HIDROGEOLOGICĂ ŞI
HIDROCHIMICĂ.
Sistemul acvifer al Stratelor de Frăteşti-Cândeşti este o structură hidrogeologică
unitară, care se alimentează natural din precipitaţii şi din cursurile de apă în zona
marginală de la nord şi nord-vest unde aflorează Stratele de Cândeşti, şi se descarcă
9
artificial pe întreg arealul de dezvoltare, prin cele peste 6000 de foraje de exploatare, iar
natural în zona marginală de la sud şi sud-est, fiind drenată de unele râuri (Olt,
Vedea,Teleorman, Cîlniştea, Neajlov, Argeş, în partea inferioară a acestor cursuri de
apă) şi de terasele Dunării. In cea mai mare parte a sistemului acvifer, curgerea este sub
presiune, iar în zonele marginale de alimentare şi descărcare naturală, apele subterane au
nivel liber. La scară regională, sistemul acvifer funcționează în regim cvasistaționar, fapt
confirmat de nivelurile piezometrice constante sau cu variaţii foarte mici în timp
înregistrate în forajele Reţelei hidrogeologice naţionale. Apa furnizată de forajele de
exploatare este, în general, potabilă, de cea mai bună calitate. Există zone în care se
înregistrează depăşiri la anumiţi parametri (amoniu, cloruri, fosfaţi, sulfaţi) în principal
datorate variaţiei fondului geochimic natural, dar şi, în unele cazuri, drenării apelor
poluate din alte structuri, direct sau prin foraje incorect realizate.
CAPITOLUL II
MANAGEMENTUL SISTEMULUI ACVIFER ÎN CONTEXTUL
IMPLEMENTĂRII PREVEDERILOR EUROPENE ÎN DOMENIUL APELOR
SUBTERANE
II.A. STUDIILE EFECTUATE IN VEDEREA IMPLEMENTĂRII
PREVEDERILOR EUROPENE ÎN DOMENIUL APELOR SUBTERANE
Cadrul legislativ european specific apelor subterane, care constituie baza
managementului acestor resurse, a fost prezentat sistematizâdu-se obligaţiile României în
acest domeniu, în calitatea sa de stat membru al Uniunii Europene. Acest cadru legislativ,
reprezentat în principal prin Directiva 80/68/EEC privind protecţia apelor subterane
împotriva poluării cu anumite substanţe periculoase, prin Directiva - cadru a Apelor
2000/60/EC şi prin Directiva fiică 2006/118/EC privind protecţia apelor subterane
împotriva poluării şi deteriorării, stabileşte obiectivele de mediu obligatoriu de atins la
nivel european şi principalele repere care trebuie urmărite, însă lasă la latitudinea statelor
membre modul în care ajung la rezultatele cerute. De aceea, implementarea prevederilor
europene în activitatea de management a apelor subterane a implicat alegerea celor mai
adecvate soluţii specifice situaţiei din România. Teza de doctorat prezintă atât problemele
teoretice ale implementării prevederilor europene în domeniul apelor subterane, cât şi
aspectele practice, exemplificate prin aplicarea lor în cazul celor mai importante corpuri de
apă subterană raportate de România, şi anume ROAG12 - Depresiunea Valahă de Est şi
ROAG13 - Bucureşti, ambele cantonate în Sistemul acvifer al Stratelor de Frăteşti -
Cândeşti. Astfel, teza prezintă succint delimitarea și caracterizarea corpurilor de ape
10
subterane corespunzătoare Sistemului acvifer al Stratelor de Frătești - Cândești și alocarea
lor în scopuri manageriale, realizarea bazelor de date privind calitatea apelor subterane,
stabilirea valorilor de prag și evaluarea stării acestor corpuri de ape subterane.
II.B. CONTRIBUȚII LA ÎMBUNĂTĂŢIREA MANAGEMENTULUI APELOR
SUBTERANE DIN SISTEMUL ACVIFER AL STRATELOR DE FRĂTEȘTI -
CÂNDEȘTI CONFORM DIRECTIVELOR EUROPENE.
II.B.1. Contribuțiile la studiile efectuate, la identificarea altor studii necesare și la
planificarea acestora În cadrul activităţii de la locul de muncă, doctoranda a transpus prevederile
directivelor europene referitoare la apele subterane în legislaţia naţională şi a contribuit,
în calitate de coordonator , la implementarea acestor cerințe, inclusiv pentru corpurile de
ape subterane ROAG12 şi ROAG13 cantonate în Sistemul acvifer al Stratelor de
Frătești-Cândești, prin stabilirea căilor de acțiune necesare, a metodologiilor care trebuie
utilizate, prin planificarea, coordonarea și îndrumarea tehnică a activităților pentru
fiecare etapă menționată în Cap. II.A.
II.B.2. Realizarea modelului de curgere şi transport pentru Sistemul acvifer al
Stratelor de Frătești - Cândești Contribuţia originală pricipală a doctorandei, realizată în cadrul programului de
pregătire doctorală, este reprezentată de modelul numeric bidimensional al curgerii şi al
transportului masic pentru întregul Sistem acvifer al Stratelor de Frătești-Cândești aflat sub
presiune. Teza ilustrează realizarea pe etape a acestui model matematic, începând de la
prelucrarea şi introducerea în GIS a datelor celor 313 foraje de referinţă, fundamentarea
matematică şi modelul conceptual, continuând cu construirea hărţilor cu hidroizopieze şi
cu izobate la coperişul şi culcuşul sistemului acvifer şi cu calibrarea modelului, şi
terminând cu simulările de curgere şi transport al poluanţilor efectuate cu modelul realizat.
Pentru construcţia modelului a fost utilizat software-ul GMS 4.0 - modulele MODFLOW
şi MODPATH.
Pentru realizarea modelului, s-a ţinut cont de datele forajelor de referinţă şi de harta
suprafeţei piezometrice, din hidrostructura studiată fiind excluse porţiunile din
extremităţile amonte şi aval, în care aceasta aflorează sau a fost parţial erodată de cursurile
de apă, deci curgerea este cu nivel liber ( Fig.nr.4). Modelul construit este de tip monostrat,
suprafaţele coperişului/culcuşului sistemului acvifer fiind generate de cotele la care
coperişul primului strat acvifer/culcuşul ultimului strat acvifer au fost interceptate în foraje
(Fig. nr.5).
11
Fig. nr.4. Prelucrarea piezometriei iniţiale în vederea utilizării în model.
Astfel, limitele zonei modelate au fost fixate în amonte pe hidroizopiezele de 320
m., respectiv 160 m., iar în aval pe hidroizopiezele de 60 m., respectiv 10 m. Din suprafaţa
totală de 42500 km2 a hidrostructurii, zona modelată cuprinde 33537 km
2 şi a fost
discretizată printr-un un caroiaj format din 33537 celule pătrate, cu latura de 1000 m.
Geometria modelului arată că frontierele de la V şi N sunt paralele cu liniile de curent iar
cele de la NV, S şi E sunt paralele cu hidroizopiezele.
Fig. nr. 5. Hărţile cu izobate la culcuşul şi coperişul Sistemului acvifer al Stratelor de
Frăteşti-Cândeşti.
Din hărţile cu izobate rezultă că zona de maximă afundare a sistemului acvifer este
cea centrală, corespunzătoare părţii central-estice a Câmpiei Române, mai precis
interfluviului Ialomiţa - Buzău.
12
Punct
observatieX Y
Nivel
masurat
Nivel
calculatdH
PO 1 495117.11 290766.41 80.00 80.94 0.94
PO 2 545378.46 297455.72 76.00 75.40 -0.60
PO 3 484107.06 376413.16 300.00 299.11 -0.89
PO 4 518210.62 355755.37 206.00 206.66 0.66
PO 5 511431.42 326390.43 137.00 136.64 -0.36
PO 6 542332.99 379149.35 249.00 249.55 0.55
PO 7 682834.31 412246.14 42.00 41.88 -0.12
PO 8 666837.65 310952.59 23.00 22.15 -0.85
PO 9 665360.27 459022.03 103.00 103.04 0.04
PO 10 654614.00 412742.15 96.00 96.81 0.81
PO 11 691778.81 362451.95 15.00 14.65 -0.35
PO 12 688100.18 327890.76 21.00 21.17 0.17
PO 13 476831.93 307350.50 105.00 105.38 0.38
PO 14 551532.90 369930.10 200.00 199.76 -0.24
PO 15 580040.82 299301.63 50.00 51.07 1.07
PO 16 480252.70 309230.74 110.00 109.85 -0.15
PO 17 510600.29 374185.35 288.00 288.65 0.65
PO 18 559504.66 368173.32 171.00 170.26 -0.74
PO 19 659656.67 475082.90 144.00 144.37 0.37
PO 20 721724.19 449130.53 26.00 26.71 0.71
PO 21 661791.45 413721.42 89.00 88.01 -0.99
PO 22 687666.82 486506.66 48.00 48.48 0.48
PO 23 594079.19 300965.81 42.00 41.10 -0.90
PO 24 628929.34 307548.48 27.00 27.00 0.00
PO 25 685487.51 315933.36 21.00 20.03 -0.97
Eroarea de calcul a modelului de
curgere - sub valoarea de 1 m
Fig. nr. 6. Calibrarea modelului, niveluri măsurate versus niveluri calculate.
Valorile pentru conductivităţile hidraulice echivalente Ke rezultate din calibrare s-
au situat între 1,5 şi 20 m/zi, ceea ce reflectă structura litologică a sistemului acvifer în
ansamblul său, aşa cum a constituit ea subiectul modelării (faptul că stratele slab
permeabile de argile nisipoase au fost luate în considerare laolaltă cu stratele de
pietrişuri şi nisipuri cu permeabilitate ridicată, sistemul acvifer multistrat fiind
aproximat cu o structură monostrat de conductivitate hidraulică echivalentă).
Potrivit modelului matematic de curgere creat, acviferul este alimentat din zona
subcarpatică, afluxul de apă subterană (alimentarea naturală) în zona modelată fiind de
12 595 l/s, debitul total extras prin foraje de 2600 l/s iar descărcările naturale de 9 990
l/s.
Cu ajutorul modelului de curgere realizat s-au rulat în zona Municipiului Bucureşti
diferite scenarii constând în extragerea unor debite suplimentare diferite cu noi fronturi de
foraje amplasate în diferite locaţii, evaluându-se efectele asupra sistemului acvifer.
13
a)
b)
c)
d)
Fig. nr.7. Introducerea unui front de foraje în sudul Capitalei - a), şi simularea extracţiei
unor debite suplimentare de b) 800 l/s; c) 1200 l/s şi d) 1600 l/s.
a)
b)
Fig. nr.8. Influenţa exploatării prin frontul de foraje amplasat la limita de NV a Capitalei a
unor debite suplimentare de: a) 4500 l/s; b) 5500 l/s.
14
Rezultatele finale au arătat că începând cu extragerea unui debit suplimentar total de
3200 l/s, prin două fronturi de foraje amplasate în sud-estul şi nord-vestul Capitalei în zona
fostelor mari platforme industriale, scenariu care reconstituie aproximativ situaţia anilor
1980-1990, se formează o zonă depresionară neregulată care conduce la atragerea oricărei
poluări existente la confluenţa Neajlovului cu Argeşul către Bucureşti. Aceasta dovedeşte
că cercetările efectuate anterior sunt corecte şi că debitele ce pot fi exploatate în zona
Bucureşti nu sunt limitate doar de considerentele menţinerii în bună stare de funcţionare a
forajelor de exploatare, ci şi de cele ale protejării calităţii apelor din sistemul acvifer.
Fig. nr.9. Influenţa exploatării, prin două fronturi de foraje amplasate în vestul şi în estul
Capitalei, a unui debit suplimentar de 3200 l/s.
Pentru simularea evoluţiei poluării în zona de maxim interes, s-au amplasat sursele
ipotetice de poluare atât la suprafaţa terenului, în extremitatea de sud a zonei modelate,
acolo unde râurile Neajlov şi Argeş au erodat parţial sistemul acvifer, iar aluviunile
acestora intră în contact direct cu stratele permeabile, cât şi în foraje existente în zonele de
la sud şi de la vest de Municipiul Bucureşti.
Având în vedere că debitele exploatate din Sistemul acvifer al Stratelor de Frăteşti-
Cândeşti în zona Bucureşti au scăzut continuu din anii '90 până în prezent, unele degradări
ale calităţii apelor acestuia în foraje din sudul Capitalei nu poate fi totuşi explicată prin
antrenarea către nord a poluanţilor din lunca Neajlovului, ci doar prin execuţia defectuoasă
a unor foraje sau prin descărcări ilegale în foraje abandonate şi neînchise corespunzător. In
ambele cazuri, forajele pot constitui calea de pătrundere a poluanţilor în sistemul acvifer,
15
iar propagarea poluării, simulată prin scenariile de transport prezentate în cadrul tezei, se
face în principal pe direcţia naturală de curgere către limita de sud şi sud-est a sistemului
acvifer, iar în secundar spre zonele mai intens exploatate.
a)
b)
c)
d)
Fig. nr. 10. Avansarea penelor de poluare cu originea în lunca Neajlovului, la anumite
intervale de timp: a)10 ani; b) 20ani; c)30 ani; d)100 ani, la exploatarea unui
debit suplimentar de 3500 l/s la limita de nord-est a Capitalei.
a) c)b)
b)
b)
d)
Fig. nr.11. Avansarea penei de poluare cu originea prezumată în F 252 la diferite
intervale de timp: a) după 10 ani; b) după 20 ani; c) după 30 ani; d) după 50
16
ani, în condiţiile exploatării unui debit suplimentar de 1600 l/s la limita de
sud a Capitalei.
a) c)
b) d)
Fig. nr.12 . Avansarea penelor de poluare cu originea prezumată în 5 foraje amplasate în
vestul Capitalei, la diferite intervale de timp: a) după 10 ani; b) după 20 ani;
c) după 30 ani; d) după 100 ani, în condiţiile exploatării unui debit
suplimentar de 3500 l/s la limita de nord-est a Capitalei.
II.B.3. Propuneri pentru îmbunătățirea managementului apelor subterane
In final, pe baza analizei managementului apelor subterane din Sistemul acvifer al
Stratelor de Frătești-Cândești în contextul implementării prevederilor europene, pe baza
cercetării aprofundate a sistemului, inclusiv prin modelarea matematică, şi nu în ultimul
rând pe baza experienţei profesionale acumulate, doctoranda formulează propuneri
concrete pentru îmbunătăţirea activităţii de management a apelor subterane şi pentru
continuarea cercetărilor, atât la nivelul sistemului acvifer cât şi la nivel naţional, propuneri
sintetizate în următorul tabel.
17
PROPUNERI
Generale Exclusiv pentru Sistemul acvifer al Stratelor de
Frăteşti - Cândeşti
A. privind îmbunătățirea managementului apelor subterane
1. Inventarierea pe teren a tuturor forajelor cu identificarea
deţinătorilor actuali, măsurarea adâncimii şi controlul
documentaţiei de execuţie.
2. Contorizarea forajelor în funcţiune şi trecerea în conservare a
celor nefolosite, cu montarea unor capace sudate, prevăzute cu
sigiliu.
3. Casarea forajelor abandonate şi a celor defectuos executate
conform unei metodologii specifice, astfel încât să fie
reconstituită continuitatea stratelor acvifere captate, dar mai
ales, pe cât posibil, izolarea naturală între ele.
4. Limitarea numărului de foraje care captează acviferele de
adâncime sub presiune, prin autorizarea alimentării cu apă a
populaţiei din aceste acvifere numai prin fronturi de captare care
să constituie surse ale sistemelor centralizate de alimentare cu
apă a localităţilor sau a unor părţi din acestea, pentru sursele
gospodăriilor individuale autorizându-se doar captarea
acviferelor freatice.
5. Modificarea Normativului de conţinut al documentaţiilor
pentru obţinerea avizului de gospodărire a apelor, astfel încât să
solicite nu numai studiul hidrogeologic, ci şi proiectul de foraj.
Astfel, corelarea dintre acestea va putea fi verificată, vor fi
avizate doar soluţiile constructive corecte şi vor fi respinse
1. Unificarea Corpului de ape subterane ROAG13 cu
Corpul de ape subterane ROAG12, având în vedere că
argumentele pe baza cărora a fost artificial separat au
fost infirmate de rezultatele evaluării stării chimice şi
cantitative a ambelor corpuri de ape subterane.
2. Extinderea Corpului de ape subterane ROAG12
până la Râul Olt, reconstituindu-se astfel unitatea
hidraulică a Sistemului acvifer al Stratelor de Frăteşti -
Cândeşti.
18
proiectele de foraj care nu prevăd izolarea acviferelor traversate,
sau proiectele care prevăd captarea mai multor acvifere în
acelaşi foraj.
6. Certificarea firmelor care execută foraje de către autoritatea
publică centrală în domeniul apelor şi urmărirea activităţii
acestora de către autorităţile de gospodărirea apelor.
B. privind continuarea cercetărilor
1.Realizarea etapizată a modelelor numerice ale curgerii şi
transportului de poluanţi în toate corpurile de ape subterane
delimitate în România, în vederea stabilirii pe baze ştiinţifice a
măsurilor pentru menţinerea /restabilirea stării bune şi a evaluării
efectelor schimbărilor climatice asupra apelor subterane.
2. Identificarea tendinţelor crescătoare în concentraţia
poluanţilor pentru toate corpurile de ape subterane unde au fost
înregistrate depăşiri semnificative ale standardelor de calitate şi
ale valorilor de prag, pentru a împiedica aceste corpuri de ape
subterane să se deterioreze. Pentru calculul tendinţelor, este
necesară păstrarea tuturor forajelor de monitorizare în
Programul de monitoring, pentru a putea dispune de serii de
timp cât mai lungi.
1. Execuţia unor foraje hidrogeologice de studiu de
adâncime în zona de contact a celor două formaţiuni
componente, în primul rând a unui foraj de studiu de
cca. 700 m. adâncime în zona Batogu - Bordei Verde.
2. Studii pentru clarificarea relaţiilor cu acviferele
situate deasupra şi dedesubtul Sistemului acvifer al
Stratelor de Frăteşti - Cândeşti, din care, în cazul
creşterii debitelor exploatate, s-ar putea atrage prin
drenanţă ape cu chimism necorespunzător.
3. Studiu pentru determinarea aportului sistemului
acvifer la curgerea de bază în zonele de vărsare ale
Oltului, Vedei, Teleormanului, Câlniştei, Neajlovului
şi Argeşului, unde aluviunile acestor râuri intră în
contact cu stratele acvifere ale sistemului studiat.
4. Evaluarea influenţei asupra ecosistemelor acvatice
şi terestre din zonele menţionate mai sus a reducerii
aportului sistemului acvifer pe măsura creşterii
debitelor exploatate.
19
CONCLUZII ŞI CONTRIBUŢII PERSONALE
Prezenta teză de doctorat a urmărit aprofundarea cunoaşterii celei mai mari
structuri hidrogeologice din România, în vederea fundamentării ştiinţifice a
managementului apelor subterane pe care le înmagazinează. Principalele contribuţii
aduse de această lucrare sunt următoarele:
1. sinteza datelor şi informaţiilor existente privind încadrările cronostratigrafice şi
caracteristicile litologice şi structurale ale formaţiunilor de Frăteşti şi Cândeşti şi a
raporturilor acestora cu formaţiunile adiacente.
2. delimitarea şi caracterizarea hidrogeologică şi hidrogeochimică a Sistemului acvifer al
Stratelor de Frăteşti-Cândeşti.
3. sistematizarea cerinţelor directivelor europene în domeniul apelor subterane şi
prezentarea principalelor aspecte teoretice ale implementării prevederilor acestor
directive, precum şi a aspectelor practice, exemplificate în cazul corpurilor de ape
subterane ROAG12 - Depresiunea Valahă de Est şi ROAG13 - Bucureşti, ambele
cantonate în sistemul acvifer studiat.
4. realizarea unei imagini cât mai cuprinzătoare asupra dezvoltării spaţiale, resurselor de
ape subterane înmagazinate şi a comportamentului sub influenţa factorilor antropici a
Sistemului acvifer al Stratelor de Frăteşti-Cândeşti, prin:
- prelucrarea, analiza şi corelarea cu informaţiile din literatura de specialitate şi
din hărţile geologice şi hidrogeologice a datelor de execuţie a 313 foraje
reprezentative;
- întocmirea a 19 secţiuni hidrogeologice, cu direcţiile distribuite uniform pe
arealul studiat;
- elaborarea hărţii piezometrice şi a hărţilor cu izobate la coperişul, respectiv
culcuşul sistemului acvifer;
- realizarea modelului numeric de curgere şi transport, cu ajutorul căruia s-au
calculat rezerva totală de ape subterane şi rezerva dinamică şi s-au făcut
simulări de debite şi de transport al poluanţilor;
5. formularea unor propuneri fundamentate pentru îmbunătăţirea activităţii de
management a apelor subterane şi pentru continuarea cercetărilor, atât la nivelul
sistemului acvifer cât şi la nivel naţional.
20
Bibliografie selectivă
1. Alexeeva L., Andreescu I., Bandrabur T., Cepaliga A., Ghenea C., Mihăilă N.,
Trubihin V., 1983. Correlation of the Pliocene and Lower Pleistocene Deposits in
the Dacic and Euxinic Basins. Anuarul Inst.Geol. Rom., 59, p. 143-151, Bucureşti.
2. Administraţia Naţională “Apele Române”, 2010. Planul naţional de management al
apelor.
3. Administraţia Naţională “Apele Române”, 2012. Balanţa apei pe anul 2011.
4. Administraţia Naţională “Apele Române”, 2012. Sinteza calităţii apelor pe anul
2011.
5. Administraţia Bazinală a Apelor Argeş – Vedea, 2009 Planul de management al
districtului de bazin hidrografic Argeş – Vedea.
6. Bălăeţ Ruxandra, Adler Mary-Jeanne, 2011. Apele subterane, resurse strategice în
condiţiile schimbărilor climatice - bune practici rezultate din Proiectul Water CoRe.
Volumul Conferinţei Ştiinţifice INHGA "Fenomene extreme, reducerea riscului la
inundaţii, secetă şi poluare, adaptarea la impactul schimbărilor climatice", p. 99-100,
2011 Bucureşti.
7. Bălteanu D., Enciu P., Niculescu Gh., Popescu D.C., Micu M., 2002, The Relief and
the Upper Pleistocene Formations within Bucharest City. Proceedings of the.
International Conference “Earthquake Loss Estimation and Risk Reduction”, ed.
Lungu D. et al., p. 295-301, Bucharest.
8. Bica, I; Mocanu, V.D. (1999) Case study concerning the management of a
groundwater source. Proceed. XXIX I. A. H. Congress, 1999, Bratislava, Slovak
Republic.
9. Bretotean M., Wagstaff Susan, Zamfirescu F., Burgess W., Albu M., 1994. Risque de
la deterioration de la qualite des ressources en eau du systeme aquifere des couches
de Fratesti dans la zone de Bucharest. Volumul Simpozionului de la Constanta al
Asociatiei Hidrogeologilor din Romania, p.26-36
10. Bretotean M., 1996. Analiza sistemelor acvifere subterane prin modelare matematică
în scopul evaluării resurselor de apă. Teza de doctorat, Universitatea din Bucureşti –
Facultatea de Geologie şi Geofizică.
11. Bretotean M., Macaleţ Rodica, Ţenu A., Tomescu G., Munteanu T., Radu E.,
Drăguşin D., Radu Catalina, 2006. Delimitarea şi caracterizarea corpurilor de apă
subterană din România. Revista Hidrotehnica, Vol.50, nr. 10, p.33-39, Bucureşti.
12. Cineti, F. A. (1990) Resursele de ape subterane ale României. Edit. Tehnică,
Bucureşti.
21
13. Constantinescu, T. (1972) Datarea apelor subterane cu ajutorul izotopilor naturali, cu
aplicare în cercetarea apelor subterane din zona Bucureşti şi Câmpia Română. Studii
de Hidrogeologie IX, INMH, Bucureşti, p. 1 – 228.
14. Danchiv, Al., Stematiu, D. (1997) Metode numerice în hidrogeologie Edit. Didactică
şi Pedagogică, Bucureşti.
15. Dassargues, A., 1995. Modeles mathematiques en hydrogeologie. Ed. Didactică şi
Pedagogică, Bucureşti.
16. Drăghiceanu, M., 1895. Studii asupra idrologiei subterane din punctul de vedere al
alimentarei oraşelor din România Mare, cu privire specială asupra alimentarei
Bucurescilor. Imprimeria Curţii Regale F. Gobl, Bucureşti.
17. Drăghiceanu, M., 1895. Coup d’oeil sommaire sur l’hydrologie souterraine de la
Plaine Roumaine au point de vue de l’alimentation de Bucarest. Imprimeria Curţii
Regale F. Gobl, Bucureşti.
18. Drobot, R., Bica, I., Păunescu, D., Dinu, C., Albu, M., Danchiv, A., Zamfirescu, F.,
(2002) Groundwater Hydrology, Module 3 of VICAIRE Project (Virtual Campus In
hydrology and water Resources management).
19. Drobot, R. (1982) Groundwater Resources Management by Mathematical Models. 4-
th Intern Conf. on Water Resources, Planning and Management v. I., Marseille.
20. Drobot, R. (1982) Utilizarea modelării matematice în gospodărirea apelor subterane,
Hidrotehnica vol. 27, nr. 8, Bucureşti.
21. Drobot, R., Caravia, S., Popa, Şt., Rădescu, M., Tomescu, G., Simionaş, Şt.,
Pârvulescu E. (1987) Perfecţionarea metodelor de calcul pentru gospodărirea apelor
subterane prin utilizarea tehnicii modelării. I. N. M. H., Bucureşti
22. Enciu P., (2003) Principalele unităţi structurale din România şi trăsăturile lor
hidrogeologice. Hidrogeologia, Vol. 5, p.50-62, Bucureşti.
23. Enciu P., Popescu D., (2004) Despre stratigrafia şi hidrogeologia formaţiunilor
pliocen superioare–cuaternare din NV Câmpiei Bucureştiului. Hidrogeologia, Vol. 6,
p.23-32, Bucureşti.
24. Gheorghe, Al., Zamfirescu, Fl., Scrădeanu, D., Albu, M. (1988) Aplicaţii şi probleme
de hidrogeologie, Edit. Univ. Bucureşti.
25. Liteanu E., (1952) Geologia zonei oraşului Bucureşti. Studii Tehnice si Economice,
E/1, p. 3-80, Bucureşti.
26. Liteanu E., Ghenea, C. (1966) Cuaternarul din România. Studii Tehnice si
Economice, H/1, 119 p., Bucureşti.
22
27. Macaleţ Rodica, Munteanu T., Minciună M., 2009. Consideraţii hidrogeologice
privind corpurile de apă subterană din spaţiul hidrografic Ialomiţa – Buzău. Vol.
Sesiunii de comunicări ştiinţifuce GeoEcoMar, p. 151-162, Bucureşti.
28. Melinte Mihaela, Macaleţ Rodica, Dinu Irina, Palcu M. et al., 2010. Raport final al
Proiectului PNCID nr. 31083/2007 AQUA SUD “Fundamentarea ştiinţifică,
modelarea conceptuală şi numerică a structurilor acuvifere în vederea protecţiei şi
utilizării durabile a resurselor de apă subterană din partea sudică a României“, p.18-
19, 59-72.
29. Munteanu M.T., 2006. Geologia părţii de sud a Platformei Covurlui. Teza de
doctorat, Universitatea "Al. I. Cuza" din Iaşi – Facultatea de Geografie şi Geologie.
30. Mutihac V., Ionesi L., 1974. Geologia României. Ed. Tehnică Bucureşti.
31. Radu E., Bălăeţ Ruxandra, 2009. Determinarea fondului natural si a valorilor de prag
pentru apele subterane din Romania, Revista Hidrogeologia 2009
32. Radu E., Bălăeţ Ruxandra, Vliegenthart F., Schipper P., 2010. Derivation of
Threshold Values for Groundwater in Romania, in order to Distinguish Point
&Diffuse Pollution from Natural Background Levels, Environmental Engineering
Research - Journal of the Korean Society of Environmental Engineers – Volume 15
Number 2, June 2010, p. 85-91, Seul.
33. Scrădeanu D. (1997) Modele geostatistice în hidrogeologie, Editura Didactică şi
Pedagogică, Bucureşti.
34. Scrădeanu D., Gheorghe A., (2007) Hidrogeologie generală, Editura Universitaţii din
Bucureşti.
35. Slăvoacă, Ruxandra, Slăvoacă D. C. (1998) Etape generale în modelarea
hidrogeochimică. Hidrogeologia A. H. R. Bucureşti, v. IV, nr. 1, p. 52-62.
36. Tomescu G., Neagu D., Stoichiţă D. (1995) Modelarea matematică a condiţiilor
hidrodinamice şi hidrochimice regionale ale sistemelor acvifere din bazinele
hidrografice Argeş-Dâmboviţa-Ialomiţa ( Program ARDI) - Institutul Naţional de
Meteorologie şi Hidrologie - T57/1995
37. Ţenu, A. (1992) Contribution des isotopes du milieu dans la modélisation
mathématique des eaux souterraines, pp. 87 – 98. Rencontres Hydrol. Franco-
Roumaine, 1, UNESCO, Paris
38. Wen-Hsing Chiang, W. Kinzelbach, 1993 – Processing Modflow: Pre – and Post
processors for Simulation of Flow and Contaminants Transport in Groundwater
Systems with MODFLOW, MODPATH and MT3D.
39. Zamfirescu, Fl. (1995) Hidrogeologie. Dinamica apelor subterane. Edit. Univ. Buc.,
Bucureşti