Ghidul pentru managementul scurgerii minime pentru...

Danube WATERIntegrated Management

GUVERNUL ROMÂNIEI GUVERNUL BULGARIEI

UNIUNEA EUROPEANĂ

FONDUL EUROPEAN PENTRUDEZVOLTARE REGIONALA MINISTERUL MEDIULUI,

APELOR ŞI PĂDURILOR

Graniţe comune. Soluţii comune.

Ghidul

pentru managementul

scurgerii minime

pentru prevenirea secetei

în lunca Dunării

0

GHIDUL PENTRU MANAGEMENTUL SCURGERII MINIMEPENTRU PREVENIREA SECETEI IN LUNCA DUNĂRII

AUTORI:

Din partea INMH

Coordonator - Prof. Vesselin Alexandrov PhD.Elaboratori:

Mila Chilikova-Lubomirova PhD.Irena Ilcheva PhD.

Din partea INHGACoordonator - Mary-Jeanne Adler PhD.Elaboratori:

Silvia Chelcea PhD.Doina Dragusin PhD.Mihai Barbuc PhD.Sorin Mihaita Teodor PhD.Ciprian Corbus PhD.Rodica Paula Mic PhD.Marius Matreata PhD.

Acknowledgement

În primul rând, autorii sunt recunoscători pentru grantul Progamului RO-BG,care a finanţat proiectul “Danube WATER integrated management” – DanubeWater care a făcut posibilă redactarea acestei cărţi. Autorii doresc să îşiexprime mulţumirile managerului de proiect Dr. Ing. Fiz. Mary-Jeanne Adlerşi Prof. Dr. Dobri Dimitrov pentru contribuţiile la acest ghid. Dorim sămulţumim tuturor colegilor Bulgarişi Români care şi-au dedicat timpul şieforturile cercetărilor din domeniul secetei şi ale câror studii au ajutat larealizarea acestui proiect.

i

GHIDUL PENTRU MANAGEMENTUL SCURGERII MINIMEPENTRU PREVENIREA SECETEI IN LUNCA DUNĂRII

CUPRINSpag.

1. INTRODUCERE 51.1. Seceta şi scurgerea minimă ca fenomene actuale în Câmpia Dunării 51.2. Scop, obiective, sarcini 7

2. ARGUMENTE PRINCIPALE 82.1. Definiţia secetei 8

2.1.1. Seceta meteorologică 92.1.2. Seceta agrometeorologică 92.1.3. Seceta hidrologică 9

2.1.3.1. Seceta apelor de suprafaţă 102.1.3.2. Seceta hidrogeologică - Privire de ansamblu a cercetărilor

internaşţionale privind seceta hidrogeologică 12

2.1.3.3. Fenomenul de secetă 142.2. Geneza/ caracteristicile secetei 15

2.2.1. Starea climatică a Câmpiei Dunării (partea bulgară) 152.2.2. Starea climatică a Câmpiei Dunării (partea română) 17

3. METODE DE DETECTARE ŞI EVALUARE A SECETEI 193.1. Indici ai secetei meteorologice 19

3.1.1. Indicele Koncek 193.1.2. Indicele de umiditate globală (Thornthwaite) 193.1.3. Indicele de umiditate relativă (UR) 193.1.4. Indicele coeficientului de nesaturaţie (Meyer) 203.1.5. Indicele de ariditate (De Martonne) 203.1.6. Indicele Lang 203.1.7. Procentul precipitaţiilor din media multianuală 213.1.8 Indicele frecvenţei decilelor (Gibbs şi Maher) 213.1.9. Indicele standardizat de precipitaţii (SPI) 213.1.10. Indicele standardizat al precipitaţiilor şi evapotranspiraţiei (SPEI) 22

3.2. Indicii secetei agrometeorologice şi modelele de bilanţ hidrologic al soluluica instrumente pentru evaluarea riscului la secetă 23

3.2.1. Indicele Palfai 233.3. Indici de secetă hidrologică 26

3.3.1. Indicele Standardizat al Debitului (SFI) 263.3.2. Indicele Standardizat al Nivelului apei subterane (SGI) 263.3.3. Indicele Standardizat al Scurgerii (SRI) 273.3.4. Debitul ecologic (debitul minim admis). Specificaţii pentru Bulgaria şiRomânia 27

ii

4. METODE DE EVALUARE A SCURGERII MINIME 304.1. Procese care determină scurgerea minimă şi evoluţia sa în timp raportată lasecetă 30

4.1.1. Geneza scurgerii minime 304.1.2. Fazele scurgerii minime 31

4.2. Monitorizarea scurgerii minime şi evaluarea calităţii datelor 334.2.1. Specificul măsurătorilor debitelor minime şi analiza calităţii datelor 334.2.2. Reţelele de monitorizare existente în lunca inundabilă a Dunării 36

4.2.2.1. Lunca inundabilă a Dunării- Bulgaria 374.2.2.2. Lunca inundabilă a Dunării- România 37

4.3. Indici ai scurgerii minime 384.3.1 Indicii de bază ai scurgerii minime 384.3.2. Indici de scurgere minimă pentru diagnosticarea secetei 39

4.4. Metode şi abordări statistice pentru evaluarea scurgerii minime 424.5. Hărţile de hazard ale scurgerii minime şi implementarea sistemelor deavertizare rapidă (EWS) privind apariţia, frecvenţa şi gradul de severitate alesecetei.

44

4.5.1. Cartografierea zonelor de hazard pentru scurgerea minimă 454.5.2. Cartografierea evenimentelor cu risc hidrologic, anterioare sauviitoare, luând în calcul determinarea posibilităţii ca fiind un pas înainte şi deajutor evaluărilor Riscului de Secetă.

45

4.5.3. Introducere în sistemele de monitorizare a scurgerii minimehidrologice şi a riscului de secetă, şi în sistemele de avertizare timpurie 47

5. SECETA ÎN VIITOR 505.1. Schimbările climatice şi seceta. Previziuni şi predicţii legate de schimbărileclimatice pentru secolul al XXI-lea. 50

5.1.1. Seceta în trecut şi în zilele noastre 505.1.2. Modele climatice 525.1.3. Traiectorii de concentraţie reprezentativă (RCPS) 525.1.4. Scenarii climatice pentru secolul al XXI-lea – globale, europene şipentru Peninsula Balcanică 53

5.2. Impactul şi efectele modificărilor climatice asupra resurselor de apă dinzona joasă / de aval a Câmpiei Dunării 55

5.2.1. Scenarii de schimbări climatice pentru Bulgaria 555.2.2. Zonele de vulnerabilitate ale ecosistemelor forestiere legate degospodărirea apelor din perspectiva al schimbărilor climatice 60

5.2.3. Zonele de vulnerabilitate ale ecosistemelor forestiere legate degospodărirea apelor din perspectiva schimbărilor climatice 61

5.2.4. Cunoştinţele existente referitoare la zonele de vulnerabilitate dinecosistemele forestiere din perspectiva schimbărilor climatice 62

5.2.5. Metodologia pentru definirea zonelor de vulnerabilitate aleecosistemelor forestiere 62

6. STRATEGII PENTRU MANAGEMENTUL SCURGERII MINIME ŞI SECETEI ÎN LUNCAINUNDABILĂ A DUNĂRII 65

6.1. Context legislativ şi politici 656.2. Starea de pregătire pentru secetă în Bulgaria şi în România 686.3. Managementul şi Evaluarea Vulnerabilităţii şi Riscului de Secetă 69

6.3.1. Conceptul de Management al Riscului de Scurgere minimă şi de SecetăHidrologică 71

6.3.2. Deficitul de apă 726.3.3. Unele elemente şi provocări ale managementului integrat al riscului de 74

iii

secetă6.3.4. Planuri de Management al Secetei 75

6.4. Planificarea cadrului pentru Managementul de Risc al Scurgerii Minime şiSecetei Hidrologice 78

6.5. Cadrul metodologic, metode şi instrumente pentru managementul scurgeriiminime şi prevenirea secetei 85

6.5.1. Evaluarea şi atenuarea riscului 856.5.2. Cadrul metodologic pentru estimarea vulnerabilităţii resurselor de apăşi a riscului de secetă în diferite scenarii climatice, “de secetă” şi diferitecereri viitoare de apă

86

6.5.3. Indicatori de deficit (criză) de apă şi evaluarea şi cartografiereariscului de secetă 94

6.5.3.1. Cadrul Indicatorilor DPSIR pentru WS&D 946.5.3.2a. Indicele de Exploatarea a Apei WEI 946.5.3.2b. Indicele de exploatare a apei WEI+ 956.5.3.3. Indicii de performanţă a sistemului de gospodărire aresurselor de apă 98

6.5.4. Metode şi Instrumente pentru managementul de risc al ScurgeriiMinime şi Secetei Hidrologice 100

6.5.4.1. Modelarea simulării sistemelor de gospodărire a resurselor deapă şi alocarea apei 101

6.5.4.2. Modelarea Bilanţului Hidrologic pentru schimbăriclimatice şi scenarii de secetă 103

6.5.4.3. Serii sintetice pentru evaluarea şi managementulriscului de secetă hidrologică 103

6.5.4.4. Aplicabilitatea modelelor ARMA pentru evaluareariscului de secetă hidrologică 103

6.5.4.5. Analiza şi reprezentarea rezultatelor managementuluide risc 106

6.6. Sisteme de suport decizional pentru managementul integrat al apei 1076.7. Măsuri de atenuare şi adaptare 108

6.7.1. Clasificarea acţiunilor de management al secetei 1086.7.2. Măsuri de atenuare şi adaptare 109

7. STUDII DE CAZ ŞI BUNE PRACTICI 1107.1. Centrul de Management al Secetei pentru Europa de Sud-Est 1107.2. Proiectul WATERS Schimbări climatice 112

7.2.1. Proiectul CC_WaterS, Schimbări Climatice şi Impacturi asupraAlimentării cu Apă 112

7.2.2. Proiectul CC-WARE, Atenuarea vulnerabilităţii resurselor de apă subinfluenţa schimbărilor climatice 120

7.3. Modele şi Sisteme de Suport Decizional pentru Gospodărirea Apelor şiPrevenirea Secetei 122

7.4. Modele de simulare-optimizare pentru alocarea apei în Bulgaria şiRomânia – Bune Practici pentru Managementul Secetei 123

7.5. Sistem automat pentru monitorizarea secetei prin indicele SRI la nivelnaţional în Bulgaria 124

7.6. Seceta hidrologică şi viitorul – studiu de caz pentru Bulgaria şi Dunăre 1257.7. Estimarea indicilor scurgerii minime – Aplicaţie la staţiile hidrometriceCorabia, Giurgiu şi Calarasi din România 129

7.8. Indici de identificare a secetei – Aplicaţia pilot din Dobrogea 1347.9. Calculul indicilor de secetă. Evoluţia temporală a indicilor SPI, SPEI şi SFI 137

iv

la staţia hidrometrică Chiciu - Călăraşi de pe fluviului Dunărea7.10. Indici meteorologici şi hidrologici – Studiu de caz în România – Dobrogeade Sud 139

7.10.1. Distribuţia spaţială a Indicelui de Secetă Palfai (PaDI) 1397.10.2. Analiza regimului acviferului freatic în Dobrogea de Sud 142

7.11. Estimarea impactului schimbărilor climatice asupra regimuluiscurgerii minime pe râurile din sudul României 143

7.12. Un concept de monitorizare a secetei agricole – la nivelul cel maiavansat 148

7.12.1. Monitorizarea secetei pedologice în diferite regiuni 148

7.12.1.1. Umiditatea solului, indici şi indicatori 1507.12.1.2. Indici pentru detecţia la distanţă (Monitorizare prin satelit) 1527.12.1.3. Modele bazate pe bilanţul sol - apă 153

7.12.2. Monitorizarea secetei pedologice în Bulgaria 1557.12.2.1. Măsurători directe ale solului şi indici de secetă – Bulgaria 1567.12.2.2. Indici detectaţi la distanţă - Bulgaria 1597.12.2.3. Modele bazate pe bilanţul sol-apă - Bulgaria 159

8. CONCLUZII ŞI RECOMANDĂRI PENTRU DEZVOLTĂRI ULTERIOARE 161BIBLIOGRAFIE 163

v

PREFAŢĂ

Scopul acestei cărţi este să furnizeze un ghid al managementului scurgeriiminime pentru prevenirea efectelor secetei din lunca Dunării. Şi desigur, săprezinte sintetic cum cercetătătorii, gospodarii apelor şi politicienii s-auadresat problemelor secetei şi lipsei de apă în special în regiunea defrontieră a luncii Dunării, dintre România şi Bulgaria. O descriere afenomenului la nivelul celor două ţări partenere contribuie la înţelegereadiverselor elemente ale secetei şi ale managementului apelor mici şireprezintă o modalitate rapidă pentru informarea asupra meritelor diverselorabordări în adresarea problemelor secetei şi a lipsei de apă, în contextregional; această abordare conjugată constituie un avantaj faţă deexplorarea naţională, cu un orizont temporal incert, iar utilizarea grantuluiobţinut din cadrul finanţării UE prin Programul de dezvoltare a zonei defrontieră România-Bulgaria conturează în mod rapid concluzii ale experinţeiobţinute la nivel regional, specific Bazinului Dunării.

În plus, pentru furnizarea unei descrieri tras-naţionale/regionale încompararea experinţei asupra secetei, acestă publicaţie furnizează oestimare a secetei din perspectivă interdisciplinară. Pentru reducereaeforturilor pentru estimarea efectelor secetei şi/sau pentru managementulefectelor secetei este encesară o înţelegere a aspectelor biofizice alefenomenului, incluzând elemente hidrologice şi ecologice, ca şi uneleaspecte technice, economice, şi politice. Astfel, cercetători din disciplinemultiple din cele două ţări, incluzâd domenii ca agronomia, ecologia,economia apelor, hidrologia şi tehnologia irigaţiilor, au furnizat o evaluare aexperinţelor prin prisma acelor discipline particulare menţionate. În plus,managementul apei şi politica din aceste domenii intedisciplinare din ţările

vi

vecine, au furnizat fundalul situaţiei actuale politice din fiecare ţarăreferitor la secetă.

Fiecare din capitolele principale din acest ghid este specific nivelurilor deinstalare a schurgerii minime şi secetei (meteorologice,agrometeorologice,hidrologice) şi furnizează cititorului o înţelegeaprofundată a experinţei particulare deţinute, bazată pe cunoştinţespecifice; este prezentata şi o abordare în domeniul modelării secetei,experinţă provenită din mai multe ţări, partenere în diverse proiecteeuropene. Împreună, aceste secţiuni separate oferă cititorului o înţelegeremai bună asupra modului cum poate fi abordată seceta dintr-o perspectiva amultidisciplinarităţii. După ce citeşte acestă carte, un cititor interesat vaputea să identice atât erzultatele pozitive, cât şi problemele legate dediverse moduri de abordare folosite pentru empatizarea cu diverse aspecteale secetei. O astfel de abordare se va dovedi utilă cercetătorilor,practicienilor, gospodarilor de ape, şi decidenţilor politici care urmăresc să-şi îmbunătăţească nivelul de înţelegere a secetei din diverse domenii şisoluţiile de pentru un management integrat al fenomenului. Mai mult,subliniind şi identificând diverse abordări şi experienţe din diverse discipline,şi ţinând cont de rezultatele integrate regional, se dovedeşte că mai este undrum lung de parcurs până să obţinem o înţelegere fundamentală aleinteracţiilor fenomenelor fizice contribuind la condiţionarea diverseloraspecte ale secetei şi capacitatea efectivă de actiune pentru diminuareaefectelor şi consecinţelor acesteia, iar prin diverse politici de mediu săcontribuim efectiv la diminuarea repercursiunilor economice ale acesteia.

În final, o comparare a rezultatelor politicilor alternative şi evaluarea unorabordări specifice unei ţări cu alta, va ajuta la dezvoltarea capacităţii deînţelegere ale mecanismelor fizice, instituţionale şi economice careconjugate cu instrumentele din domeniul politicii apelor pot face faţăcrizelor apărute în diverse scenarii de acţiune.

Prof. Academician Ştefan Vodenicharov, PhD, DSc/ Preşedinte al Academieie de Ştiinţe din Bulgaria

Ghidul pentru managementul scurgerii minime pentru prevenirea efectelor secetei în lunca Dunării

viii

ABREVIERI

A – Indice de ariditate (De Martonne)AM(n-dzile)- debitul minim anual pentru n-zile consecutiveAR – Modele AutoregresiveARMA – Modele Autoregresive ale mediei glisanteBFI – Indice al scurgerii de bazăCAD - Computer-aided design – Programare cu ajutorul calculatoruluiCDSS - Comprehensive Decision Support Systems – Sistem Suport DecizionalComprehensivDMCSEE - Drought Management Centre for South-Eastern Europe – Centrul pentrumanagementul secetei SEEDSS - Decision Support System - Sistem Suport DecizionalDMP – Drought management plans – Planuri pentru manageemntul seceteiEC - European Commission – Comisia EuropeanăEWS – Early Warning Systems – Sistem de avertizare în timp realFDC - Flow Duration Curve – Curba de durata a debitelorFRI - Forest Research Institute –Institutul de Cercetare pentru PaduriGES - Good Ecological Status – Stare buna ecologicăGIS – Geographical Information Systems – Sistem Informaţional GeograficGMS - Groundwater Modeling System – Sisetm de Modelare a apelor subteraneHPP - HydroPower Plants – Centrale hidroelectriceIm - Global humidity index (Thornthwaite) – Indice global al umidităţiiIz - Koncek index – Indicele KoncekIPCC - Intergovernmental Panel on Climate Change – panel Interguvernamental pentruSchimbările ClimaticeIRS – Irrigation systems – Sistem de irigaţiiIRS – Individual recession segments Segmente indiividuale ale recesieiIWP - Institute of Water Problems – Institutul pentru ApeL - Lang Index – Indice LangLFSTAT - software package based on the statistical open source – soft statistică opensourceM - The index of unsaturation coefficient (Meyer) – Indicele de ne-saturare a solului(Mayer)MAM(n-days) – mean annual minimum n-day discharge – Debitul minim mediuanual pentru n-zileMEW – Ministry of Environmental and Water – Ministerul Medului şi ApelorMOEW – Ministry of Environmental and Water - Ministerul Medului şi ApelorMRC - Master recession curve – curba de recesie masterNGO - non-governmental organization - ONG

Ghidul pentru managementul scurgerii minime pentru prevenirea efectelor secetei în lunca Dunării ix

NIMH – National Institute for Meteorology and Hydrology - INMHNIMH-BAS - National Institute of Meteorology and Hydrology of the BulgarianAcademy of Sciences – INMHNIHWM - National Institute of Hydrology and Water Management, Romania - INHGANMHSs - National Meteorological and Hydrological Services – Serviciile nationale demeteorologie şi hidrologiePaDI - Palfai Drought Index – Indicele Palfai de caarcteriza secetaPAI - The Palfai Index – Indice PalfaPoM - Programme of Measures – Program de măsuriP% - Index regarding the percent from multiannual average rainfalls – Indice p%ploaie/ploaie medie multianRBM - River Basin Management – Managementul Bazinului HidrograficRBMP - River basin management plans – Planuri pentru Managementul BazinuluiHidrograficRWNA – “Romanian Waters” National Administration - ANARQx - x-percentile of the FDC_ quatile x a curbei de durata a debitelorSFI - The Standardized Flow Index – Indice standardizat al scurgeriiSGI - Standardized Groundwater level Index - Indice standardizat al nivelurilor apelorsubteraneSIMYL - simulation model – model de simulareSPEI - The standardized precipitation and evapotranspiration index - Indicestandardizat a lprecipit si ETPSPI - The standardized precipitation index - Indice standardizat al precipitaţiilorSRI – Standartized Runoff Index - Indice standardizat al ScurgeriiUR - Relative humidity index – Indicele relativ al umidităţiilUNCCD – United Nations Convention to Combat Desertification – UN Convenţia pentruCombaterea DeşertificăriiWA - Water Act – Legea apelorWBA - Water Basins Administrations – Administraţia Bazinală de ApeWEI - Water Exploitation Index - Indice de exploatare al apeiWEI+ - Water Exploitation Index Plus – Indice + de exploatare al apeiWFD - Water Framework Directive - DCAWMO – World Meteorological Organization - OMMWMS – Web Map ServiceWRMS’s - Water resource management systems Sistem de management al resurselorde apăWRS – Water resource systems Sistem al resurselor de apăWSDMPs - Water scarcity and drought management plans – Planuri de managementalle secetei si lipsa de apăWSG - Water Scarcity Group – Grupul pentru lipsa de apăWSHI - Water shortage index – Indice al lipsei de apăWSPP - water shortage preparedness plan - Plan de prevenire al lipsei de apăWSS – Water supply systems – Sistem de alimentare cu apăWS&D - Water Scarcity and Droughts – Lipsa de apă şi seceta

Ghidul pentru managementul scurgerii minime pentru prevenirea efectelor secetei în lunca Dunării x

Ghidul pentru managementul scurgerii minime pentru prevenirea efectelor secetei în lunca Dunării 0


1. INTRODUCERE

În ultimii zece ani, fenomenele metereologice naturale severe care au avut loc lanivel mondial, au dus la creşterea gradului de conştientizare a acestor pericolerecurente de către factorii decizionali. Din acest motiv, prevenirea şi atenuareacatastrofelor naturale ar trebui să fie o prioritate. Întrucât dezastrele naturale nupot fi evitate, integrarea procesului de evaluare a riscului şi avertizare în timp real,împreună cu măsurile de prevenire şi reducere, pot opri transformarea acestorfenomene în catastrofe. Se cunoaşte faptul că schimbările climatice pot duce la unstres termic sporit, în special în zonele urbane, precum şi la accentuarea secetei şiriscului de inundaţii în alte zone. Deficitul de apă şi problemele privind calitatea apeiar trebui să reprezinte un interes real pentru autorităţi.

Naţiunile Unite au propus Convenţia privind Combaterea Deşertificării din ţările carese confruntă cu secetă şi / sau deşertificare severă, în special în Africa, unde“seceta” este menţionată în mod particular în titlu. Acest lucru scoate în evidenţăgradul de importanţă dat problemei în cadrul Convenţiei. Conform ConvenţieiNaţiunilor Unite privind Lupta împotriva Deşertificării (UNCCD), seceta este definităca “fenomenul natural care apare atunci când precipitaţiile sunt semnificativ subnivelul normal înregistrat, cauzând dezechilibre hidrologice grave, care afecteazăsistemele de producere a resurselor pământului”. Acest fenomen poate fi consideratca fiind strict de natură meteorologică, hidrologică, agricolă sau economică, iarmetoda de analiză adecvată permite evaluarea nivelului de gravitate în funcţie deintensitate, durată, frecvenţă, timp şi spaţiu, precum şi consecinţele asupramediului. În Preambulul către UNCCD, Părţile declară “că oamenii din zoneleafectate sau ameninţate sunt în centrul preocupărilor privind combatereadeşertificării şi reducerea efectelor secetei, reflectând această preocupare acomunităţii internaţionale [...] referitoare la impactul advers al deşertificării şisecetei”. Aceştia admit natura globală a problemei care necesită acţiunea mutuală acomunităţii internaţionale. Seceta afectează dezvoltarea sustenabilă prin inter-relaţionarea cu probleme sociale importante, precum sărăcia, lipsa siguranţeialimentare şi migraţia. “[...] În ciuda eforturilor depuse, progresul în lupta împotrivadeşertificării şi în reducerea efectelor secetei nu a atins nivelul aşteptat.” Înconsecinţă, “este nevoie de o abordare nouă şi mai eficientă pe toate nivelurile dincadrul dezvoltării durabile” [...] (UNCCD, 2005).

1.1. Seceta şi scurgerea minimă ca fenomene actuale în Câmpia Dunării.

Sistemele riverane sunt cele mai afectate în perioadele cu scurgere minimă, astfel,înţelegerea condiţiilor de secetă în timp şi spaţiu este fundamentală pentru gamaextinsă a problemelor de gospodărire a apei. Estimările scurgerii minime suntesenţiale în planificarea rezervelor de apă, a energiei hidroelectrice, a sistemelor deirigaţii, a managementului calităţii apei, emiterea şi reînnoirea licenţelor dedepozitare a deşeurilor şi în evaluarea impactului secetei prelungite asupra


ecosistemelor acvatice. Cererea tot mai mare de resurse de apă implică oadministrare mai bună a situaţiei de deficit de apă, indiferent că este vorba desecete neobişnuite sau debite minime anuale repetate. Consecinţele secetei sunt celmai simţite în zonele oricum aride (Beran şi Rodier, 1985).

Spre deosebire de ariditate, care e restrânsă la precipitaţii scăzute şi regiuni cupotenţial crescut de evapotranspiraţie şi care reprezintă o caracteristică a climei,seceta este o anormalitate temporară. Aceasta are loc în toate regiunile climatice.Posibilitatea de a evita secetele nu există. O definiţie adecvată a secetei şiidentificarea caracteristicilor ei sunt esenţiale în pregătirea şi managementulimpacturilor acesteia. (Smakthin şi Hughes, 2004).

Aflându-se printre cele mai mari fluvii din Europa, Dunărea ocupă un loc semnificativ.Numeroase evenimente importante din istoria Europei au avut loc aici sau şi-auînceput dezvoltarea ulterioară în această regiune. Regiunea Dunării nu esteimportantă doar din punct de vedere istoric ci şi datorită experimentelor esenţialedin domeniile de management al apei şi hidrologie. Datorită caracteristicilorparticulare găsite în zona Dunării, hidrologia s-a dovedit a fi de o relevanţă specialăşi s-a dezvoltat sistematic şi mult mai rapid.

Evidenţiind importanţa hidrologiei în zona Dunării, se află printre altele şi“Cooperarea Regională a Ţărilor Riverane Dunărene din cadrul Programului HidrologicInternaţional (IHP) al UNESCO (RZD) - un efort cooperativ transfrontalier al experţilorîn hidrologie, creat în 1974. (“Dunărea şi bazinul ei - Monografie hidrologică”,Continuarea Vol. VIII /2: Regimul scurgerii fluviului Dunărea şi bazinul săuhidrografic, Koblenz & Baja 2004).

Cooperarea în domeniul hidrologiei la nivel oficial (adiţional transferului regulat dedate în vederea prognozei debitului din cadrul Organizaţiei Mondiale deMetereologie) a debutat în anul 1972 o cooperare dintre un grup de state din cadrulUNESCO (Germania, Austria, Republica Federală Iugoslavia) şi grupul de state(Cehoslovacia, Ungaria, Uniunea Sovietică, Bulgaria, România) sub conducereagrupului de cercetare ştiinţifică în hidrologie a Comisiei Dunării (Navigaţia) dinBudapesta. Această primă fază a cooperării, care mai târziu s-a unit dând naştereProgramului Hidrologic Internaţional, a produs un rezultat foarte interesant -Monografia Hidrologică a Fluviului Dunărea (Stančík et al., 1988) – o publicaţiereprezentativă în patru limbi internaţionale care oferă o privire de ansamblu aprocesării sinoptice şi distribuirii spaţiale a principalelor elemente hidrologice(precipitaţii, adâncimea scurgerilor superficiale şi actuala evapotranspiraţiesuperficială) în întregul Bazin Hidrografic al Dunării (Schiller, H. et al., 2010).

Prin definiţie, fenomenele de debit extrem reprezintă acele debite care deviazăsemnificativ de la condiţiile normale. În special, debitele minime sau maxime dedurate diferite reprezintă fenomene rare dar sunt considerate drept factori deinfluenţă în caracterizarea regimului scurgerii.

O problemă fundamentală a analizei scurgerii minime în regimul de scurgere albazinului hidrografic al Dunării, comparativ cu seriile scurgeriilor anuale medii şi


maxime, este neomogenitatea frecventă a seriilor de timp. Un studiu referitor lastabilitatea regimului de scurgere a fost realizat pentru extreme ale scurgerii minimeîn “Regimul scurgerii fluviului Dunărea şi bazinul său hidrografic”, o actualizare aCapitolului 2 din “Monografia Dunării” (Koblenz & Baja, 2004).

Seceta este un fenomen natural care, spre deosebire de inundaţii, nu apare în modviolent, ci gradual. Mai mult, durata şi extinderea condiţiilor de secetă suntnecunoscute, întrucât precipitaţiile nu se pot prevedea din punct de vedere alcantităţii, duratei şi localizării. Europa de Est este una dintre zonele cele mai expusefenomenului de secetă. În ultimele decade, daunele cauzate de secetă au avut unimpact major asupra economiei şi bunăstării populaţiei. Managementul adecvat alresurselor de apă va fi posibil doar prin utilizarea cunoştinţelor avansate despreoriginea, cantitatea şi calitatea acestora. Prin informarea, consilierea şi atenţionarearegulată a publicului cu privire la viitoarea variabilitate a resurselor de apă vafacilita executarea primilor paşi în îmbunătăţirea condiţiilor actuale din zonaPeninsulei Balcanice.

În ultimii ani, condiţiile de secetă au pus în pericol resursele de apă din sud-estulEuropei şi au afectat modul de viaţă al multor oameni. În ultimele câteva decade, s-aevidenţiat tot mai mult faptul că în toate statele din sub-regiunea Balcanică, precumşi în ţările din vecinătate, seceta are un impact major asupra oricăror forme şiaspecte ale vieţii şi economiei, întregii societăţi dar şi asupra mediului. De-a lungulsecolului 20, Câmpia Dunării a resimţit secete grave în anii 1940, 1982-1994, 2000,etc.

Impacturile observate şi aşteptate ale schimbării climatice indică o creştere medie atemperaturii medii anuale şi scăderea numărului de precipitaţii din Câmpia Dunării.Scenariile climatice estimate ar trebui să conducă la creşterea crizei apei şi laapariţia problemelor privind calitatea apei din această ultimă regiune.

Valurile de căldură din timpul verii, precum şi fenomenele de precipitaţii intense vordeveni din ce în ce mai frecvente în tot sud-estul Europei. Datorită scenariilor privindschimbările climatice preconizate poate apărea creşterea riscului la secetă în CâmpiaDunării.

1.2. Scop, obiective, sarcini

Prezentul ghid este conceput în scopul managementului scurgerii minime pentru apreveni seceta hidrologică din sectorul comun al Fluviului Dunărea dintre România şiBulgaria.

În acest context, impactul secetei hidrologice trebuie analizat la nivel naţional,regional şi local, pentru a adopta măsurile ce vor fi integrate în politicile dedezvoltare la nivelul acestor două state, pe baza principiilor de solidaritate şicoeziune socială.

Scopul acestui “Ghid” este de asemenea reprezentat de creşterea capacităţii deadaptare a acestor două state la efectele actuale şi potenţiale ale secetei hidrologiceprin:


- Monitorizarea impactului cauzat de instalarea acestui fenomen hidro-climatic,precum şi a vulnerabilităţii socio-economice asociate;- Integrarea măsurilor de adaptare la efectele generate de acest fenomen înstrategiile şi politicile dezvoltării sectoriale şi în armonizarea lor inter-sectorială;- Identificarea măsurilor, în special cele referitoare la adaptarea sectoarelor afectategrav, din punct de vedere al vulnerabilităţii la seceta hidrologică.

În acest sens, prezentul “Ghid” expune în etape o metodă de analizare aparametrilor hidro-climatici care determină seceta hidrologică.

3. ARGUMENTE PRINCIPALE

Seceta este unul dintre cele mai severe şi extreme fenomene meteorologice careafectează mai mulţi oameni decât orice alte forme de dezastre naturale (ex. Wilhite,2000). Date fiind consecinţele şi caracterul universal al secetei, este important a seevalua gravitatea acesteia. Cu toate acestea, cuantificarea exactă a secetei estedificilă, întrucât nicio metodă de estimare universală a secetei (ex. indicii secetei,modele de bilanţ hidrologic din sol sau apă) nu poate fi stabilită prin complexitateaproblemei. Societatea Americană de Meteorologie (1997) sugerează faptul că timpulşi spaţiul furnizării şi cererii sunt două procese de bază care trebuie incluse îndefinirea obiectivă a secetei, în originea metodelor de estimare a secetei. Ocaracteristică generală a secetei este lipsa de precipitaţii (ex. WMO, 1993). Din punctde vedere meteorologic, seceta este asociată perioadelor de uscăciune de diferitelungimi şi grade de severitate. Măsura principală a secetei este dată de precipitaţiileneadecvate pentru o anumită activitate (ex. creşterea recoltei, furnizarea apeipentru irigaţii, nivelul în lac).

În literatura de specialitate se disting patru tipuri de secetă: meteorologică sauclimaterică, hidrologică, agricolă şi socioeconomică (ex. Rasmussen et al., 1993,Wilhite şi Glantz, 1985). Seceta meteorologică rezultă din lipsa precipitaţiilor, întimp ce seceta hidrologică este o deficienţă a volumului în alimentarea cu apă (ex.Wilhite, 2000). Seceta agricolă se referă la cantitatea insuficientă de apă destinatăcreşterii plantelor şi este considerată drept umiditatea insuficientă a solului care nupoate înlocui pierderile de evapotranspiraţie (ex. WMO, 1975).

Înţelegerea condiţiilor de secetă în timp şi spaţiu este fundamentală pentru o gamăvariată a problemelor de gospodărire a apei la nivel global. Seceta apare în toatezonele climatice. Cu toate acestea, caracteristicile sale variază în mod semnificativde la o regiune la alta. Seceta rezultă din combinaţia factorilor meteorologici, fizicişi umani. Cauza principală a secetei o reprezintă cantitatea insuficientă deprecipitaţii şi perioada, distribuirea şi intensitatea acestei deficienţe în relaţie curezerva, cererea şi folosinţa de apă existente. Temperatura şi evapotranspiraţia potacţiona împreună cu cantitatea insuficientă de precipitaţii pentru a intensificagravitatea şi durata secetelor. Mai mult, din cauza schimbărilor privind utilizareaterenului, cererea de apă şi clima, secetele pot deveni, în viitor, mult mai frecventeşi mai grave (Halmova şi Pekarova, 2012).


2.1. Definiţia secetei

Definirea secetei este de multe ori dificilă; aceasta depinde de diferenţele dintreregiuni, necesităţile şi perspectivele disciplinare (Centrul Naţional de Luptă împotrivaSecetei). Există numeroase clasificări ale secetei din diverse perspective (Yevjevich,1967; Wilhite şi Glantz, 1987; Tate şi Gustard, 2000; Dracup et al., 1980). Întrucâtseceta se extinde de-a lungul ciclului hidrologic, apar diferite tipuri de secetă.

Seceta este un termen relativ, astfel orice discuţie legată de deficitul de precipitaţiitrebuie să facă referire la activitatea legată de precipitaţii, în special, care esteluată în discuţie. De exemplu, poate exista o lipsă de precipitaţii în timpul sezonuluide creştere a plantelor rezultând o deteriorare a recoltelor (secetă agricolă) sau pedurata iernii, scurgerea apei de suprafaţă şi subterane afectând alimentările cu apă(secetă hidrologică) (Glosar AMS).

Seceta este definită în general prin diverşi indici care arată relaţia dintreprecipitaţiile recente (lunare, sezoniere, anuale, etc.) şi cele estimate (normaleclimatice) (Serviciul Naţional de Meteorologie din Albuquerque, New Mexico).

2.1.1. Seceta meteorologică

Din punct de vedere climatologic, seceta este o perioadă de deficit semnificativ deprecipitaţii sau chiar de lipsa îndelungată a acestora. Acest deficit este strâns corelatde numeroşi factori, precum temperatura ridicată şi viteza vântului crescută, careintensifică în mod inevitabil evapotranspiraţia şi caracteristicile active ale suprafeţei(topografie, adâncimea apei subterane şi tipul stratului vegetativ).

La început, seceta meteorologică apare atunci când precipitaţiile nu pot compensaevaporarea fizică şi transpiraţia plantelor, căzând sub o anumită valoare-prag, înfuncţie de particularităţile regionale şi climatice.

În analiza secetei meteorologice se recurge la seriile de precipitaţii lunare şi anualecare sunt stabilite conform probabilităţilor diferite (70%, 80%, 90%) de depăşire avalorilor-prag.

Pentru analizarea secetei la scară largă este nevoie de utilizarea seriilor deprecipitaţii zilnice.2.1.2. Seceta agrometeorologică

Din punct de vedere al agriculturii, seceta hidro-meteorologică este dată deparametri care identifică impactul asupra producţiei şi stabilităţii culturilor. Aceştiparametri sunt: rezervele de apă din sol, evapotranspiraţia potenţială -evapotranspiraţia efectivă (ETP-ETR), deficitul de apă din sol, scăderea nivelului apeisubterane (NAF), etc. Pe scurt, seceta agricolă rezultă din seceta atmosferică inextinderea pedosferică, unde rezerva de apă din sol este aproape zero. În acest caz,se blochează dezvoltarea şi durata de viaţă a plantelor. Această etapă poate indicaseceta biologică sau lipsa apei la plante (Dubreuil, 1994).2.1.3. Seceta hidrologică


Seceta hidrologică caracterizată prin reducerea rezervei de apă din lacuri, scădereanivelurilor apelor freatice şi scăderea debitelor poate apărea pe durata unui an saude-a lungul mai multor ani consecutivi, afectând adesea zone întinse. Fluctuaţiileclimatice reprezintă factorul fizic natural principal în determinarea gravităţii secetei,însă activitatea umană poate contribui de asemenea (Smakhtin, 2001).

Seceta hidrologică este un fenomen hidro-climatic rar, cu o anumită abatere negativăa frecvenţei cantităţii de apă a precipitaţiilor comparativ cu valoarea multianualămedie considerată drept “normală”. Acest fenomen este asociat cu diferiţi factori cuefect de amplificare: temperatură, viteza vântului, umiditatea aerului, etc., şi înzonele cu teren accidentat: expunere, densitatea versanţilor şi textura solurilor caredetermină complet distribuirea neregulată a terenurilor afectate. Rezultatul seceteihidrologice se face simţit în timp şi spaţiu pe zone mai întinse, afectând de obiceiutilizatorii din avalul bazinului hidrografic studiat (alimentarea cu apă potabilă şiindustrială, centrale hidroelectrice, zone mlăştinoase, de agrement, etc.)

Organizaţia Mondială de Meteorologie a propus definiţia secetei hidrologice ca fiinddrept impusă de o secvenţă atmosferică caracterizată prin cantităţi de precipitaţiimai mici cu aproximativ 60% comparativ cu nivelul normal.

În consecinţă, în majoritatea definiţiilor acceptate, variaţiile temporale şi spaţialeale secetei hidrologice sunt exprimate de deficitul de apă de suprafaţă şi subterană.

Pe scurt, definiţiile relevă trei caracteristici fundamentale ale secetei hidrologice:absenţa precipitaţiilor şi a umidităţii (care, în cazul fluviului Dunărea, pot afectaseparat sau integral bazinul superior, mijlociu şi inferior), anormalitatea deficituluicomparativ cu valorile statistice de referinţă (climatice normale sau medii) şi durataprelungită a acestui deficit.

Drept rezultat al acestui fenomen hidro-climatic, geneza este atât naturală cât şiantropogenă, lucru care implică un efect negativ asupra bilanţului hidrologic pedurata a diferite perioade de timp.

Termenul de “secetă hidrologică” este aplicat cantităţilor mai mici de apă decâtnormalul, în diferitele tipuri de medii acvatice, reprezentate de nivele minime deapă în albii, acumulări şi lacuri, precum şi un nivel scăzut al apei freatice. De obicei,secetele hidrologice se împart în seceta apei de suprafaţă şi seceta apei freatice, înfuncţie de corpul de apă considerat.

2.1.3.1. Seceta apelor de suprafaţă

În trecut, seceta apei de suprafaţă a fost în general acceptată drept un deficitnatural al apei sau o lipsă a apei pe o durată destul de îndelungată (lunară, anualăsau multianuală) în relaţie cu valoarea medie, rezultând din precipitaţii (McKay, etal., 1989). În prezent, se utilizează două categorii pentru astfel de caracterizare -“secetă hidrologică” şi “deficit de apă”. Prin definiţie, referitor la Ghidul N24 2009,WDF, termenul “secetă” se referă la o deviere temporară de la condiţiile pe termenlung, medii sau normale, iar termenul “deficit de apă” indică un dezechilibru petermen lung apărut între cererea şi oferta de apă din regiune (sau în sistemul de


alimentare cu apă), caracterizat printr-un climat semi-arid sau arid şi/sauintensificat prin creşterea rapidă a necesarului de apă, asociată creşterii populaţieişi/sau extinderea agriculturii irigate.

Seceta este un fenomen natural iar deficitul de apă ar putea fi considerat drept oconsecinţă antropogenă. Ambele procese diferă prin natură şi comportament, dar celmai adesea acestea apar împreună din cauza unor coincidenţe ale circumstanţelor.Particularităţile tipice ambelor procese sunt curgere diminuată prin albie şi debitredus de intrare în acumulări, lacuri şi iazuri şi zone umede micşorate cu impacturidirecte asupra habitatelor şi speciilor imediat dependente de apă şi deteriorării şiprotecţiei resurselor de apă disponibile şi utilizării durabile a apei. Ambele procesesunt caracterizate de eterogenitate temporală şi spaţială şi de modificare a gravităţiişi intensităţii şi indicatorii şi valorile-prag sunt adecvate pentru caracterizareafenomenelor, după cum afirmă Sanz şi Schmidt (2012). O parte din acestea suntutilizate în caracterizarea calitativă a proceselor. Alţi indici servesc la descriereaexplicită a caracteristicilor secetei şi/sau la organizarea monitorizării procesului,seturilor de date şi evaluărilor. O parte din indicatori pot fi aplicaţi şi în cazulcaracterizării secetei anterioare sau viitoare (Merida et al., 2014) şi pot fiîntrebuinţaţi la îndeplinirea viitoarelor obiective ale Planurilor de Management aSecetei, Raport DMP, 2007:

- Caracterizarea generală a bazinului hidrografic în condiţii de secetă;- Cunoaşterea bazinului hidrografic pe baza istoricului secetelor;- Caracterizarea secetelor din cadrul bazinului;- Implementarea sistemului de avertizare în caz de secetă;- Programul de măsuri de prevenire şi atenuare a secetelor, referitoare la sistemelede indicatori.

Practic, niciun indicator singur nu permite o descriere completă a fenomenului.

Diferite definiţii sunt potrivite descrierii secetei hidrologice. Conform afirmaţiilor luiBernan şi Rodier (1985), seceta constă într-o perioadă îndelungată de deficit, carepoate dura câteva luni sau chiar ani, care variază considerabil spaţial şi temporal, înfuncţie de neregularităţile spaţio-temporale ale distribuţiei precipitaţiilor şi deeterogenitatea răspunsului hidrologic a bazinelor hidrografice afectate. Spredeosebire de inundaţii, care sunt mai simplu de măsurat şi cuantificat, seceta ia desconotaţii calitative. În general, procesul este clasificat în termeni conceptuali şioperativi. Conform afirmaţiilor lui Wilhite şi Glanz (1985), definirea conceptuală aprocesului este ca fiind o perioadă prelungită de deficit de precipitaţii care afecteazăculturile, etc. Astfel, definirea operaţională este mai utilă, deoarece permitecaracterizarea începutului, severităţii şi încetării fenomenelor de secetă,considerând seceta apelor de suprafaţă ca parte a secetei hidrologice asociată cuefectele perioadelor de căderi scurte de precipitaţii (inclusiv ninsoare) înalimentarea cu apă de suprafaţă şi freatică (adică, scurgerea prin albie, nivelul înlacuri şi acumulări, ape subterane, etc.). Există, de asemenea, şi alte categorii desecetă hidrologică referitoare la folosinţa terenului, date fiind consecinţele asuprabazinelor hidografice şi seceta socio-economică asociată în general furnizării de apă.


Practic, impactul socio-economic trebuie considerat în contextul sectoareloreconomice, precum furnizarea de apă, agricultura, domeniul energetic, industrie,turism, etc.. O abordare similară este propusă de Tate şi Gustard (2000) care descriuseceta hidrologică prin intermediul debitului în râu şi al secetei apelor subterane. Oasemenea abordare este prezentată de Tallaksen şi van Lanen (2004). Concepteleprezentate sunt răspândite la nivel mondial, întrucât seceta hidrologică poate afectadiferite părţi ale sistemului hidrologic cu impact direct asupra unuia sau mai multorbazine hidrografice, drept consecinţă a competiţiei dintre utilizatorii de apăinteresaţi de alimentarea cu apă, irigaţii, recreere, alimentarea cu apă municipală şiindustrială, producere de energie, etc.. Aici, extinderea spaţială şi durata seceteidevin sarcini foarte importante.

Seceta hidrologică se poate răspândi neregulat şi la scară mare. Se poate observa înteritoriile “uscate” şi chiar “umede”, în toate tipurile de climat, fapt ce explicăprezenţa acesteia în aria Câmpiei Dunării. Cum secetele sunt regionale prin naturalor, acoperind teritorii vaste timp îndelungat, o sarcină importantă o reprezintăcaracterizarea şi diagnosticarea corectă a fenomenului. Referitor la afirmaţiile luiHisdal et al. (2000), aceste investigaţii sunt adecvate în context regional, studiindmodelul spaţial al secetei la faţa locului sau seceta regională ca drept variabiledinamice. Descrierea generală a scurgerii prin albie, acumulărilor şi lacurilor serveştela caracterizarea hidrologică a secetei apei de suprafaţă. Cum procesul se extinde întimp, selectarea corespunzătoare a scării temporale a evenimentului este de primăimportanţă pentru caracterizarea evenimentului şi diferiţi indicatori şi valori- pragpot descrie severitatea fenomenului.

Conform afirmaţiilor lui Beran şi Rodier (1985), există o diferenţă semnificativă întreseceta scurgerii prin albie şi scurgerea minimă. Prima reprezintă deficitul de apăpentru anumite scopuri, iar perioadele cu scurgere minimă apar în special în timpulsecetei, reprezentând o singură trăsătură a secetei hidrologice - magnitudineasecetei. Aşa cum declară Hisdal et al. (2000), studiile legate de scurgerea minimă potfi acceptate drept investigaţii pentru caracterizarea dezvoltării fizice a scurgeriiminime de-a lungul unui râu pe termen scurt, ex. rezoluţia la scară zilnică şiinvestigaţiile secetei hidrologice în termeni ai deficitului scurgerii prin albie sunt maiadecvate pentru rezoluţii la scară sezonieră sau mai mare, în context regional, dar încontextul determinării pe termen scurt acestea pot fi folosite pentru caracterizareapunctuală.

Cunoaşterea secetelor scurgerii prin albie sau a secetelor apei de suprafaţă esteimportantă în cazul unei varietăţi de sarcini, de exemplu gospodărirea lacurilor deacumulare pentru furnizarea de apă potabilă sau producerea de energie, consideraţiiprivind calitatea apei sau navigabilitatea prin albii. Un singur eveniment de secetă perâu poate fi descris prin numeroase caracteristici, precum durata, perioada deapariţie, data de început şi sfârşit, severitatea şi debitul minim, iar în cazulmultiplelor fenomene de secetă dintr-o anumită perioadă de timp, se adaugă şifrecvenţa sau perioada de revenire. Pentru determinarea acestor caracteristici, au


fost dezvoltate multe metode diferite care implică şi diverse definiri a ceea ce seconsideră a fi, în mod exact, o secetă.

Pentru dezvoltarea secetei hidrologice, decisive sunt caracteristicile suplimentare alebazinului hidrografic, precum topografia şi hidrogeologia. Indiferent dacă râurile sauapele subterane reacţionează primele la un deficit în alte părţi ale cicluluihidrologic, depinde încă o dată de hidrogeologia bazinului hidrografic. Atunci când unrâu este alimentat în principal din subteran, seceta hidrologică şi cea hidrogeologicăpot apărea simultan. Cu toate acestea, apele de suprafaţă reacţionează de obiceiprimele (Tallaksen & van Lanen, 2004).

O perioadă în timpul căreia debitul este sub nivelul normal sau este insuficient, înambele cazuri secetele sunt caracterizate prin valori ale scurgerii minime, trebuindsă fie făcută astfel o diferenţiere clară între secete şi perioade cu scurgere minimă.

Termenul de “perioadă cu scurgere minimă” se referă în general la regimul unui râu,reprezentând ciclul mediu anual al scurgerii prin albie, iar termenii “perioadă cuscurgere minimă (perioadă cu ape mici)” şi “perioadă cu scurgere maximă (perioadăcu ape mari)” sunt folosiţi pentru a descrie fluctuaţiile anuale normale ale scurgeriiapei raportate la ciclul anual al climatului regional. În funcţie de climat, regimulscurgerii unui râu poate indica una sau mai multe perioade cu scurgere minimă şiscurgere maximă.

2.1.3.2. Seceta hidrogeologică - Privire de ansamblu a cercetărilorinternaţionale privind seceta hidrogeologică

Hisdale H. şi Tallaksen (2000) precizează că o definiţie conceptuală este dată deCalow et al. (1999): “Folosim termenul “seceta hidrogeologică” pentru a descriesituaţia în care sursele de apă subterană sărăcesc, ca o consecinţă directă a secetei”.Această definiţie este folosită într-un proiect referitor la gestionarea secetei apelorsubterane din Africa, care se axează în special pe scăderea apei în fântâni şi foraje.Se realizează astfel o hartă de precizie a secetei hidrogeologice, prin utilizareaconceptului de vulnerabilitate fizică şi umană. Această definiţie a seceteihidrogeologice include aparent şi nevoia umană de apă.

Van Lanen & Peters (2000) prezintă o descriere generală a definiţiilor şi efectelorsecetei hidrogeologice. Următoarea definiţie a secetei hidrogeologice este dată înconcluzie: “Seceta hidrogeologică apare dacă, într-un acvifer, nivelul apei subteranea scăzut sub nivelul critic pe o anumită perioadă de timp, fapt ce generează efecteadverse.” Aşa cum afirmă Marsh et al. (1994), în prim plan se află nivelurile apeisubterane. Dar o perioadă a nivelului minim al apei subterane este considerată cafiind secetoasă doar atunci când efectele adverse sunt simţite. Aceste efecte nu seaplică numai stratului acvifer, ci include şi debitul din acvifer, de exemplu: zonariverană, izvoare şi afluenţi ai râului. Astfel, sunt introduse aspecte socio-economice,ecologice şi de mediu. Nivelul critic poate fi definit ca percentile ale hidrografuluiapei subterane şi este obţinut din punct de vedere socio-economic şi al mediului.

În anumite state, nivelul apei subterane este monitorizat pentru detectarea seceteiacesteia (de exemplu, Regatul Unit şi Olanda). În acest caz, se presupune că seceta


hidrogeologică de la un moment dat (ex. o lună) are loc dacă nivelul apei subteranescade sub o anumită valoare-prag. Acest prag depinde de timp şi este determinat dindistribuţia de probabilitate sau frecvenţă pe baza datelor istorice înregistrate în oanumită perioadă. În Olanda, termenul de secetă hidrogeologică nu este folosit caatare.

Hidrografele apei subterane sunt folosite pentru a indica implicit secetele (ex. vander Sluijs & de Gruyter, 1985). În Olanda, percentila 95 din hidrograful zilnic estealeasă ca prag sub care se regăseşte un nivel critic al apei subterane.

Warren (1994) nu oferă o definiţie a secetei hidrogeologice, însă menţionează căîncărcarea depozitelor subterane din iarnă reprezintă un aspect important pentruseceta hidrogeologică. În numeroase tipuri de climat, sunt foarte rare încărcările dintimpul verii, întrucât evapotranspiraţia depăşeşte cantitatea de precipitaţii. Seintroduce astfel conceptul de secetă hidrogeologică din timpul iernii, însemnând oiarnă cu alimentare scăzută a depozitelor subterane.

Peters şi van Lanen (2000) au tratat acest aspect, alegerea unei definiţii pentrufenomenul specific de secetă hidrogeologică s-a bazat pe două criterii: scopuldefinirii şi reprezentarea caracteristicilor particulare ale secetei hidrogeologice.Definirea fenomenului este concepută pentru analizarea dezvoltării secetelorhidrogeologice istorice şi obţinerea unei distribuţii de probabilitate pentru condiţiiviitoare. Compararea cu seceta hidrologică şi cea meteorologică este foarteimportantă. Definirea fenomenului de secetă trebuie să fie în concordanţă cudefiniţiile atribuite acestor fenomene, concluzionându-se că abordarea unui nivelprag ar fi de preferat. Două trăsături importante ale scurgerii apei subterane suntpersistenţa şi întârzierea, un aspect important fiind faptul că definiţia secetei ia înconsiderare aceste caracteristici. Persistenţa în scurgerea apei subterane se referăla, de exemplu, tendinţa de a avea secete mai puţine, dar mai îndelungate,comparativ cu secetele meteorologice. Întârzierea se referă la faptul că reacţiileapei subterane sunt amânate în timp.

Cauzele secetei hidrogeologice sunt: crearea unui deficit de umiditate a solului petimpul verii şi lipsa precipitaţiilor pe durata iernii (sau orice alt anotimp ploios). Înclima temperată, deficitul de umiditate a solului este generat pe durata verii dincauza evapotranspiraţiei care depăşeşte nivelul de precipitaţii. Acest deficit trebuieînlocuit, cel puţin parţial, înainte ca reîncărcarea din iarnă să înceapă. Capacitateade umiditate a solului, care determină nivelul deficitar care trebuie să fie înlocuit,reprezintă astfel un factor important în influenţarea secetei hidrogeologice.

Aceiaşi autori menţionează faptul că seceta hidrogeologică poate fi identificată printrei variabile: încărcare, nivelul apei subterane şi debitul din apa subterană cătresistemul apei de suprafaţă. Debitul apei subterane poate fi măsurat direct, destul derar (exceptând, de exemplu, în izvoare), de aceea debitul din albie este adeseaanalizat. În perioadele uscate, aceasta este o aproximare bună a debitului apeisubterane. Alegerea rezoluţiei la scară temporală va fi elaborată mai întâi urmânddiscutarea definirii fenomenului pentru reîncărcarea lunară, nivelul apei subterane şidebitul apei subterane.


Peters (2003) consideră că o mare parte din cercetările asupra secetei apelorsubterane se axează pe gestionarea resurselor de apă subterană, de exemplu înAfrica de Sud (Calow et al., 1999), în Pacific (White et al., 1999), în Regatul Unit(Wyness et al., 1994), în Ohio (Chang and Kleopa, 1991) şi în Florida (Ahn, 2000). Altestudii se bazează pe particularităţile secetei. Price et al. (2000) se concentrează pemecanismul de scurgere din zona nesaturată Chalk pe durata scurgerii minime şi încondiţii de secetă. Aceştia expun că debitul de bază ridicat din zona Chalk în timpulsecetei (Lewis et al., 1993) este determinat de revărsările reziduale de la suprafaţafisurilor. Warren (1994) şi Bradford (2000) observă că unele ierni blânde secetoase,cu reîncărcare minimă, pot genera o serioasă secetă hidrogeologică. Aceştia folosesctermenul “secetă de iarnă” pentru a descrie iernile anormal de secetoase. Trebuie săse ţină cont de faptul că termenul de “secetă de iarnă” descrie, de obicei, secetahidrologică cauzată de temperaturile sub zero grade. Kasparek şi Novicky (1997),precum şi Querner şi van Lanen (2001) folosesc modele fizice pentru a studia efectelesecetei şi măsurile de atenuare a secetei. Kasparek şi Novicky (1997) şi Zaidman etal. (2001) observă reacţia lentă a bazinului de recepţie al apei subterane la secetă şipersistenţa secetei odată instalată. Chang şi Teoh (1995) studiază caracterul regionalal secetei hidrogeologice. Dat fiind volumul minim de cercetări în domeniul seceteihidrogeologice, ar fi util dacă acele cunoştinţe acumulate despre seceta hidrologicăar putea fi aplicate în aria secetei hidrogeologice. Într-adevăr, scurgerea în albie pedurata secetei derivă în principal din aportul subteran. Cu toate acestea, sfârşitulsecetei hidrologice este determinat mai ales de componentele din scurgerea directă,precum scurgerea la suprafaţă şi hipodermică, implicând că seceta pe râu se terminăînaintea celei în subteran.

2.1.3.3. Fenomenul de secetă

Aria de desfăşurare a acestui fenomen hidro-climatic poate fi locală sau regională.La origine, seceta hidrologică nu afectează doar un singur punct, ci un întregteritoriu, de unde rezultă caracterul său regional.

Persistenţa reprezintă tendinţa secetei hidrologice de a se menţine cât de multposibil. De exemplu, seceta hidrologică are un anumit grad de persistenţă, generatde inerţia anumitor procese din ciclul apei, precum restituţia apei acumulate dinstraturile acvifere.

Intensitatea secetei hidrologice este dată de devierea valorilor de distribuire aprecipitaţiilor în bazinele hidrografice aferente zonei de studiu, comparativ cu limitalunară sau anuală a acestui parametru climatic.

Sfârşitul secetei hidrologice este mult mai uşor de observat şi de determinat, înspecial atunci când precipitaţiile devin din ce în ce mai abundente şi saturează solul,umplând din nou rezervele de apă subterană, scurgerea devine din ce în ce maiabundentă, aspecte care contribuie gradat la creşterea debitelor râurilor în reţeauahidrografică a bazinelor aferente fluviului Dunărea.

Tendinţa secetei hidrologice diferă de la un bazin hidrografic la altul, aferentfluviului Dunărea, în funcţie de câţiva factori, dintre care cei climatici joacă un rol


primordial. Pentru analizarea tendinţelor, ţinem cont bineînţeles de parametrisuplimentari ai secetei hidrologice, precum: durata anuală cumulată a secetelor,deficitul de volum anual cumulat şi numărul de secete dintr-un an.

Perioada de revenire reprezintă intervalul de timp în care fenomenul apare din nou,fiind stabilită pe baza analizei frecvenţei de apariţie.

2.2. Geneza/ caracteristicile secetei

Cele mai importante trăsături ale secetei hidrologice sunt: cele temporale (început,durată, sfârşit, persistenţă), spaţiale (aria de dezvoltare) şi energetice (intensitatea).

Pe scurt, începutul secetei hidrologice este un fenomen complex la care participănumeroşi factori: climatici, pedologici şi fiziologici, deşi precipitaţiile joacă rolulprincipal.

Menţionăm că debutul secetei hidrologice poate fi amânat pentru o anumită perioadădupă sfârşitul căderii de precipitaţii, datorită efectului întârziat al rezervelorsubterane care continuă să susţină drenajul.

Durata se referă la perioada de desfăşurare a secetei hidrologice care se poateîntinde pe mai multe săptămâni sau chiar mai multe luni. Durata poate avea caracterepisodic, quasi-permanent sau permanent.

Bazinul hidrografic al Dunării, care traversează o suprafaţă întinsă, unde climatultipic este reprezentat de patru sezoane, poate separa seceta în secetă de iarnă şi devară – toamnă, fiecare având impact negativ asupra principalilor parametriihidrologici.

Astfel, în timpul iernii, precipitaţiile sunt stocate sub formă de zăpadă şi gheaţă, iarîn sezonul vară-toamnă, temperaturile ridicate împreună cu vântul favorizeazădeficitul continuu de apă, atât la suprafaţă, cât şi subteran.

2.2.1. Starea climatică a Câmpiei Dunării (partea bulgară)

Suprafaţa bazinului hidrografic al Dunării de 801,000 km² traversează 19 stateeuropene, cu un total de 81 de milioane de cetăţeni. Sectorul de jos al Dunării deţineaproximativ 860 km din lungimea de 2,800 km, în aval de la barajul Porţile de Fierpână la Delta Dunării, vărsându-se apoi în Marea Neagră. Pentru sectorul superior alDunării, 95% din luncile inundabile au fost transformate pentru amenajarea de fermesau de alte zone de dezvoltare, în timp ce 75% din Dunărea de jos şi 28% din luncileinundabile sunt limitate de baraje. Acest lucru a intensificat debitele maxime atinseîn timpul inundaţiilor. Din cauza schimbării climei, se estimează creşterea frecvenţeiinundaţiilor şi secetelor. În sectorul de jos al Dunării, luncile inundabile sunt recreatepentru a oferi mai mult spaţiu de reţinere şi revărsare în siguranţă a debitelormaxime la inundaţii. În anul 2000, WWF a reuşit să încheie un acord cu Bulgaria,România, Moldova şi Ucraina pentru a restaura 2,236 km² din luncile inundabile înscopul creării unei suprafeţe de 9,000 km², reprezentând ”Coridorul Verde al Dunăriide Jos”. Aceste lunci inundabile sunt desprinse din fluviu prin baraje şi au valoaremarginală pentru sectoarele industriale principale. Odată restaurate, acestea voratinge un nivel similar cu cel al zonelor inundate în 2005 şi în 2006.


În anul 2008, 469 km² din luncile inundabile au fost refăcute, lucru care a condus lacreşterea nivelului de viaţă a localnicilor, precum şi la conservarea naturii. Dateleestimative indică că pentru fiecare hectar de luncă inundabilă refăcută, suma de 500euro va intra anual în sectorul de servicii al ecosistemului, contribuind la creştereanivelului de viaţă al comunităţilor locale. Restaurarea luncilor inundabile de-a lungulDunării este un exemplu de abordare de adaptare pe bază de ecosistem, promiţândun potenţial uriaş în viitor. Inundaţiile masive din ultimii ani au condus la costurianuale medii de 134 de milioane de euro, după care au urmat evenimente de ruperea barajelor din Dunăre, conducând la inundaţii accentuate. Schimbările climaticeameninţă comunităţile locale cu inundaţii viitoare mai mari şi mai frecvente. Înconsecinţă, trebuie să se ia în calcul o schimbare de strategie în abordareasituaţiilor. Acest lucru va păstra infrastructura dificilă pe durata eliminării şiîmbunătăţirii a tot ceea ce fost adaptat greşit la circumstanţe, combinând-o cuabordările bazate pe ecosistem pentru adaptarea la o formă de restaurare extinsă aluncilor inundabile. Acest nou sistem rezilient climateric ce asigură aproximativ 570euro pe hectar pentru controlul inundaţiilor, a consolidat pescăriile, zona forestieră,retenţia de nutrienţi şi beneficiile recreaţionale.

Precipitaţiile nu sunt distribuite uniform pe teritoriul Bulgariei pe durata unui an,fiind strâns legate de particularităţile circulaţiei atmosferice.

Precipitaţiile suferă un minim anual în distribuirea pe durata iernii. Cantitateaacestora depinde de ciclonii mediteraneeni care influenţează zonele sudice şi sud-estice de coastă ale ţării la nivel ridicat. În consecinţă, cantitatea totală deprecipitaţii pe durata iernii este cea mai scăzută în câmpia Dunării şi în versanţiinordici ai Munţilor Pre-Balcanici. Aceasta poate creşte cu altitudinea de la 100-130mm în Câmpia Dunării la 140 - 160 mm în Munţii Pre-Balcanici (staţiunileBelogradchik, Warshec şi Elena), şi poate atinge chiar 230 mm în partea superioară aStarei Planina (staţiunea Mt. Botev, 2376 m a.s.l.). Analiza fenomenului reflectătendinţa de scădere generală a precipitaţiilor din timpul iernii în mai multe regiunidin Nordul Bulgariei în perioada 1931-2005. Doar în două staţiuni, Kneja (sectorulvestic al Câmpiei Dunării) şi Russe (sectorul estic al Câmpiei Dunării), au existatprecipitaţii în iarnă, care indică o tendinţă de creştere a acestora (Petkova et al.).

Dat fiind teritoriul mic, Bulgaria are o climă complexă şi neobişnuit de variabilă. Ţaraeste încadrată de zone climatice continentale şi mediteraneene, puterniccontrastante. Regiunile muntoase bulgare cu văile lor acţionează ca bariere saucanale împotriva maselor de aer, creând contraste meteorologice severe pe operioadă relativ scurtă. Zona continentală este predominantă, deoarece masele deaer continental pot traversa mai uşor Câmpia Dunării liberă. Această influenţăcontinentală, chiar mai puternică în timpul iernii, conduce la ninsori abundente. Cutoate acestea, influenţa mediteraneeană creşte considerabil în a doua jumătate averii, generând un climat uscat şi secetos.

Consecinţele efectului de barieră a Munţilor Balcanici poate apărea pe întreagasuprafaţă a ţării: în medie, nordul Bulgariei este mai rece cu aproximativ un grad şiprimeşte cu 192 mm mai multe precipitaţii decât zona de câmpie din sudul Bulgariei.


Întrucât Marea Neagră este prea mică pentru a influenţa marea parte a climei ţării,aceasta influenţează doar zonele din imediata apropiere a coastei.

Precipitaţiile medii din Bulgaria sunt de aproximativ 630 mm pe an. Oraşele nord-estice din Dobrogea de pe coasta Mării Negre şi o mică parte din nordul PodişuluiTracic primesc de obicei mai puţin de 500 mm. Restul nordic al Podişului Tracic şiPodişului Dunării primesc mai puţin decât media precipitaţiilor din ţara. Astfel seinstalează seceta în vară în aceste zone.

Regiunile înalte, care primesc cea mai mare cantitate de precipitaţii din ţară, potatinge media de 2,540 mm pe an. Bazinele văilor dispersate în sectoarele înaltesuferă schimbări de temperatură generate de aerul stagnant. Oraşul Sofia este situatîntr-un astfel de bazin, dar înălţimea sa (aproximativ 530 m) tinde să generezetemperaturi moderate pe timpul verii şi umiditate crescută.

Temperatura medie pe timpul iernii din regiunile nordice este de aproximativ 1°C şide -4°C în zonele sudice. Furtunile de zăpadă apar frecvent şi cu o gravitatecrescută, în special în Bulgaria de Nord. Pe 2 ianuarie 2008, în oraşul Svishtov, 103cm de zăpadă au căzut în mai puţin de 20 de ore. Condiţiile de ceaţă sunt frecvente,în special în Câmpia Dunării: din cauza temperaturilor sub zero grade, ceaţa îngheaţăuneori. Temperatura minimă absolută înregistrată a fost de −38.3°C în vestul Sofiei.Temperatura normală din regiunea Stara Planina este în medie de aproximativ 10°C -15°C.

2.2.2. Starea climatică a Câmpiei Dunării (partea română)

Bazinul Dunării se întinde pe numeroase zone climatice, din partea de vest intensinfluenţată de Oceanul Atlantic la partea de est supusă frigului continental;sectoarele sudice şi sud-vestice sunt influenţate mai mult de către condiţiileclimatice mediteraneene. Zonele înalte vestice sunt caracterizate de precipitaţiiintense, în timp ce regiunile estice prezintă un nivel minim de precipitaţii şi iernirăcoroase. În funcţie de regiune, precipitaţiile anuale pot varia de la sub 500 mm lapeste 2000 mm, lucru care afectează puternic scurgerea la suprafaţă şi debitul înalbie. Regimul scurgerii împreună cu alte caracteristici hidrologice sunt supuseinfluenţelor semnificative datorate variabilităţii climei (Bondar şi Buţǎ, 1993). Pebaza datelor deja existente, observate în bazinul hidrografic al Dunării, numeroasecercetări au evidenţiat efectul precipitaţiilor şi al schimbărilor de temperatură înregimul scurgerii Dunării (Starosolszky şi Gauzer, 1998), al posibilului impact climaticasupra resurselor de apă din bazinul hidrografic al Dunării (Behr, 1998; Petrovic,1998), al schimbărilor caracteristicilor hidrologice ale bazinelor hidrograficeselectate în cazul modificării cadrului climatic (Dvorak et al., 1997; Stǎnescu et al.,1998) şi al modificărilor în numărul de evenimente extreme cu debite minime înscurgerea zilnică (Halmová, Pekárová, 2007).

Dunărea de Jos cu un bazin hidrografic de 241,000 km2 se întinde de la Porţile de Fierla delta din Marea Neagră. Zona vestică este mărginită în paralel de formaţiunimuntoase paralele: Carpaţii la nord şi Munţii Balcanici (Stara Planina) la sud. Întrecele două formaţiuni se află ”Bazinul Moesian”, care constă în câmpiile joase


româno-bulgare şi Podişul Bulgariei. Partea de est a Dunării de Jos se îngustează lasud din cauza Podişului Dobrogei, însă lăţimea nordică este considerabilă: atingeCarpaţii Orientali şi include râurile Siret (45,500 km2) şi Prut (29,000 km2). Bazinelehidrografice nordice şi estice ale acestor râuri se află pe partea vestică a PodişuluiMoldoveano-Ucrainian (cunoscut şi sub numele de Platoul Basarabiei) (Schiller, H. etal., 2010).

Referitor la precipitaţii, bazinele joase ale Dunării sunt mult mai influenţate decondiţiile continentale, având un deficit de precipitaţii. Zona cea mai aridă oreprezintă câmpia Mării Negre cu o medie de 350 mm pe an. În partea inferioară aBazinului Dunării, cantităţile mari de precipitaţii de până la 2000 mm pe an apar înaceleaşi sectoare ale Munţilor Carpaţi. În zona de şes a Dunării Mijlocii şi de Jos,există deja un climat uscat. Precipitaţiile sunt de 600 mm pe an şi parţial de 500 mmpe an în Bazinul Panonic şi mult mai mici în câmpiile din apropierea Mării Negre(Schiller, H. et al., 2010).

Referitor la anii de secetă, valoarea de 233 mm înregistrată la Târgovişte, în CarpaţiiMeridionali, în anul 1944, este considerată a fi cantitatea minimă de precipitaţiianuale din bazinul hidrografic al Dunării.

Schiller et al. au conchis, de asemenea, că modelul spaţial de condiţii detemperatură în bazinul Dunării depinde clar de altitudine şi de la vest la est decreşterea continentalităţii. Temperaturile medii anuale maxime cu valori de +12º sepot găsi în şesurile Dunării de Mijloc şi de Jos.

În România, amplitudinea anuală medie atinge valori maxime, peste 25ºC, în parteacentral-sudică a Câmpiei Române şi valori minime, sub 10ºC, în zonele muntoaseînalte (Clima României, 2008).

Evaporaţia, ca parte esenţială a bilanţului apei din bazinele hidrografice, reprezintăo funcţie a mai multor factori, fiind deci costisitor şi dificil de măsurat. Din acestmotiv, aceasta se estimează prin intermediul bilaţului apei (diferenţa dintreprecipitaţii şi scurgere) (Schiller, H. et al., 2010). Din punct de vedere al evaporaţiei,cele mai scăzute rate ale evaporaţiei se găsesc într-o zonă alpină centrală foarteînaltă din bazinul Dunării (100 mm pe an), în vârful Carpaţilor Meridionali şi alMunţilor Stara Planina şi -din cauza lipsei precipitaţiilor- în Delta Dunării cuaproximativ 400 mm pe an.

Conform indicelui Angot, descris în lucrarea Clima României (2008), se disting patrutipuri de variaţii legate de cantităţile de precipitaţii lunare pe teritoriul României.Prin analizarea tipurilor de variaţii, maxima din iunie şi minima din martie suntremarcate pe aproape întreg teritoriul României, în ceea ce priveşte evoluţia anualăa precipitaţiilor. Cât despre regiunile situate sub influenţă mediteraneană, ex. zonaDobrogei, sud-vestul Olteniei şi sudul Banatului, o a doua maximă apare în noiembrie.

Calculată drept coeficientul dintre cantitatea de precipitaţii anuale şi ETP, indicelede ariditate (Ia) arată valorile cele mai mari (≤ 0.5) în zona de est a Deltei Dunării.

3. METODE DE DETECTARE ŞI EVALUARE A SECETEI


3.1. Indici ai secetei meteorologice

Indicii pentru cuantificarea secetei au fost elaboraţi pentru diferenţierea şiconturarea diferitelor regiuni hidro-climatice, în temeiul raportului privind lungimeaperioadelor de secetă şi gradul de severitate al acesteia. Cei mai des folosiţi suntindicii de tip diagramă sau cei calculaţi pe baza unor elemenţi meteorologici sau aunui climat comensurabil.

3.1.1. Indicele KoncekIz = x ∆ r - 10t - (30 + v2) (3.1)

unde:R = ∑ Pi (suma precipitaţiilor din perioada aprilie – septembrie)∆ r = 105 - ∑ Pi (decembrie – februarie)t = temperatura medie din timpul perioadei de vegetaţiev = viteza medie a vântului (m/sec), la ora 14 (aprilie – septembrie)

Avantaje: poate fi înlocuit cu indicele Thornthwaite Iz = 3 Im (indicele de umiditateglobală).

Dezavantaje: erori estimative ridicate atunci când este folosit pentru bazinelehidrografice din zonele montane.

3.1.2. Indicele de umiditate globală (Thornthwaite)

Im = (3.2)

unde:

s = ∑ (Pi − ETRi)d = n - ETRan (evapotranpiraţia reală)d = ETP - ETRn = ETP (evapotranspiraţia potenţială/ necesarul de apă)Im = - 60……+ 1000

Avantaje: folosind parametrul principal, clima, acest indice scoate în evidenţă, înmod pertinent, umiditatea globală dintr-o zonă analizată.

Dezavantaje: la stabilirea acestui indice sunt folosite acele staţii meteorologice careau măsurători ale evapotranspiraţiei potenţiale sau reale.

3.1.3. Indicele de umiditate relativă (UR)

UR =ETP

P

(3.3)unde:

P = precipitaţii (mm)ETP = evapotranspiraţia potenţială (mm)

Avantaje: indicele scoate în evidenţă climatul bazat pe valorile multianuale doar cuETP, care este mai corect estimat cu ajutorul formulei Thornthwaite.

Dezavantaje: nu se aplică local şi pentru perioade scurte.


Pentru bazinele hidrografice care conturează un relief plan, acest indice permite obună diferenţiere regională însă, pentru zone cu relief accidentat erorile sunt maimari.

3.1.4. Indicele coeficientului de nesaturaţie (Meyer)

D

PM (3.4)

unde:P = precipitaţii (mm)D = deficitul de umiditate a aerului (mm)0 < M < 100 C. arid100 <M < 170 C. mediteranean170 < M < 275 C. semi- umed275 < M 1000 C. umed

Dezavantaje: Atenţie! Pentru o determinare pertinentă a acestui indice, suntnecesare măsurători exacte ale deficitului de umiditate.

3.1.5. Indicele de ariditate (De Martonne)

A =10T

P (anual) (3.5)

A1 =T

P12 (lunar) (3.6)

unde:0 < A < 5 climat arid5 < A < 20 climat semiarid20 < A < 30 climat semiumed30 < A < 55 climat umed

Avantaje: Indicele permite scoaterea în evidenţă a climatelor semiumede sau aride şiindicele lunar diferenţiază zonele afectate de secetă.

Dezavantaje: Acest indice este mai puţin adecvat pentru zonele montaneîmpădurite. Menţionăm necesitatea unor valori măsurate în staţii meteo standard.

3.1.6. Indicele Lang

T

PL

(3.7)unde:

P = precipitaţii (mm)T = temperatură (ºC )0 <L < 20 climat arid

20 < L < 40 climat mediteranean40 < L < 70 climat semiarid

70 < L < 1000 climat umed


Avantaje: Indicele permite delimitarea climatelor în zone plane, aşadar faza destabilire a secetei în zonele întinse.

Dezavantaje: Indicele nu diferenţiază etapele timpurii şi neîntrerupte ale secetei înzonele montane cu un grad ridicat de împădurire. Menţionăm că, pentru o stabilirecorectă a acestui indice, sunt cerute măsurători foarte clare şi constante aleparametrilor climatici din zona de interes.

3.1.7. Procentul precipitaţiilor din media multianuală

P% = 100xPm

Pi

(3.8)unde:

Pi = precipitaţii (mm)

Pm =N

Pin

i1

i = an, sezon, lună.

Avantaje: indicele permite evaluarea unor secete prelungite şi poate fi actualizatlunar.

Dezavantaje: indicele implică un risc la apariţia secetei, ca şi consecinţă a calcululuicorespunzător mediei anuale, care în regiunile uscate poate include episoade desecetă precedentă.

3.1.8. Indicele frecvenţei decilelor (Gibbs şi Maher)

Modalitatea de calcul: Precipitaţiile lunare sunt clasificate în decile care, prindefiniţie, sunt considerate sub medie dacă nu depăşesc 20% din perioadă.

Avantaje: distribuţia frecvenţei precipitaţiilor multianuale este împărţită în decile. Odecilă reprezintă cea mai mică cantitate de precipitaţii.

Dezavantaje: pentru a stabili indicele sunt necesare serii de precipitaţii lunare pe operioadă de 30 de ani.

3.1.9. Indicele standardizat de precipitaţii (SPI)

Este un indice folosit în mare măsură (McKee et al., 1993; Lloyd-Hughes şiSaunders, 2002), care constă în potrivirea şi transformarea unei serii deprecipitaţii pe termen lung într-o distribuţie normală cu media zero şi deviaţiastandard 1. Valorile SPI de la -0.5 la -1 corespund secetelor blânde, de la -1 la-1.5 secetelor moderate, de la -1.5 la -2 secetelor severe şi sub -2 secetelorextreme. În mod similar, valorile de la 0 la 2 corespund condiţiilor deumiditate blândă până la umiditate severă şi valorile de peste 2 condiţiilor deumiditate extremă (Lloyd-Hughes şi Saunders, 2002) (Tab. 3.1);

Permite compararea şi punerea în evidenţă a intensităţii şi duratei secetei dinzone climatice diferite;

SPI încearcă să cuantifice perioadele de secetă şi umiditate pe diferite scăritemporale (de la 1 lună la 48 de luni). Această flexibilitate este unul din


principalele sale avantaje comparativ cu alţi indici; SPI poate fi folosit pentru orice tip de relief şi topografie; SPI este un indice bazat pe probabilitatea înregistrării unei cantităţi date de

precipitaţii, probabilităţile fiind standardizate astfel încât un indice de zero vaindica cantitatea medie de precipitaţii (jumătate din cantităţile istorice deprecipitaţii sunt sub medie iar jumătate sunt peste medie). Indicele estenegativ pentru secetă şi pozitiv pentru condiţiile de umiditate. Cu câtcondiţiile de secetă şi cele de umiditate devin mai severe cu atât indiceledevine mai negativ sau mai pozitiv.

Elaborat de către McKee, Doesken şi Kleist la începutul anilor ‘90.McKee şi alţii (1990) şi Observatorul European al Secetei (EDO) au furnizat expresiaecuaţiei1.

%100 sxPm

PmPiSPI

(3.9)

unde:Pi = precipitaţiile actuale din perioada iPm = precipitaţiile medii multianuale din perioada is% = coeficientul de variaţie a precipitaţiilor medii din perioada i. Unii indicatori suntadecvaţi pentru caracterizarea secetei anterioare şi viitoare. (Merida A. et al.,2014).SPI = indicele bazat pe probabilitatea precipitaţiilor, pe diferite scări temporale.

Tab. 3.1. Clasificarea indicelui SPINr.

categoriei SPI Clasificare

1 ≥+2.00 Extrem de umed2 +1.50:+1.99 Foarte umed3 +1.00:+1.49 Umed moderat4 -0.99:+0.99 Normal5 -1.00:-1.49 Secetă moderată6 -1.50:-1.99 Secetă severă7 ≤-2.00 Secetă extremă

Avantaje: indicele permite:

Compararea severităţii secetei în zone cu clime foarte diferite; Poate fi calculat pe diferite scări temporale (1…n luni); Poate scoate în evidenţă apariţia unor secete cu luni în avans şi poate sublinia

gradul de severitate al acestora; Este actualizat lunar;

1 A se vedea: www.edo.jrc.ec.europa.eu/documents/factsheeds/factsheet_spi.pdf


Permite vizualizarea spaţială şi temporală a valorilor dintr-un număr mare depuncte.

Dezavantaje: Pentru a stabili indicele, este necesar calculul parametrilor statistici aiprecipitaţiilor medii pe diferite scări temporale.

3.1.10. Indicele standardizat al precipitaţiilor şi evapotranspiraţiei (SPEI)

Un nou indice al secetei elaborat de Vicente-Serrano et al (2010); Comparativ cu SPI, SPEI ia în calcul nu doar precipitaţiile, ci şi temperatura

medie a aerului; Se bazează pe normalizarea bilanţului climatic al apei, elaborat de

Thornthwaite (1948); SPEI este destul de simplu de calculat şi se bazează pe procedura iniţială de

calcul a SPI. SPI este calculat folosind precipitaţiile lunare (sau săptămânale)ca şi date de intrare. SPEI foloseşte diferenţa lunară (sau săptămânală)dintre precipitaţii şi evapotranspiraţia potenţială. Acest lucru reprezintă unbilanţ simplu climatic al apei care este calculat pe diferite scări temporalepentru a obţine SPEI.

SPEI are un caracter multiscalar care ne permite să identificăm diferite tipuride secete şi impactul lor, luând în considerare efectul încălzirii globale.

Avantaje: SPEI poate măsura gradul de severitate a secetei cu privire la intensitate şidurată, inclusiv identificarea începutului şi sfârşitului episoadelor de secetă.

3.2. Indicii secetei agrometeorologice şi modelele de bilanţ hidrologic al solului cainstrumente pentru evaluarea riscului la secetă

3.2.1. Indicele Palfai

Pentru calculul PAI se iau în considerare ambii factori climatici (cantităţile deprecipitaţii şi temperatura) şi nivelul apei din stratul acviferului freatic, căreia i seaplică corecţiile corespunzătoare.

0gwpt PAIKKKP ×××= , (3.10)

unde:

6

1

t

1n

1nK

+

+=

= corecţia aplicată valorilor temperaturii

4

max1

maxp P

PK = = corecţia aplicată valorilor precipitaţiilor

1gw H

HK = = corecţia aplicată valorilor nivelului freatic

100Pt

PAIVIIIIV

VIIIIV0 ×= = PAI necorectat

- tIV-VIII – reprezintă temperatura medie zilnică pentru intervalul aprilie –august al fiecărui an;


- PIV-VIII- cantităţile de precipitaţii lunare pentru intervalul aprilie – august alfiecărui an;n – numărul total de zile călduroase din intervalul considerat; n1 – mediazilelor călduroase din intervalul considerat şi perioada studiată; Pmax – ceamai lungă perioadă cu precipitaţii mai mici sau egale cu 0.5 mm dinintervalul considerat (nr. de zile);

- Pmax1 – acelaşi parametru în regim multianual; H – adâncimea medie a apeifreatice în intervalul considerat (mm); H1 – adâncimea medie a apei freaticeîn regim multianual în intervalul considerat (mm).

În concordanţă cu valorile indicelui sunt atribuite următoarele clasificări, conformtabelului de mai jos (Tab. 3.2):

Tab. 3.2. Clasificarea secetei conform lui Palfai

Tipul secetei PAI

Secetă moderată 6-8

Secetă 8-10

Secetă serioasă 10-12

Secetă extrem de serioasă >12

Calculul indicilor secetei - PAI şi PaDI (Palfai)

Datele necesare pentru indicele de ariditate a secetei (PAI) includ un număr devariabile ale monitorizării climatului cum ar fi:

- temperatura medie zilnică;- numărul total de zile călduroase din intervalul de timp considerat;- media zilelor călduroase din intervalul considerat şi perioada studiată;- cea mai lungă perioadă cu precipitaţii mai mici sau egale cu 0.5 mm înintervalul considerat şi regimul multianual (zile).

Calculul valorilor de bază

Diferenţa dintre calculul indicilor PAI şi PaDI (Indicele de Secetă Palfai) constă înaprecierea precipitaţiilor lunare dintr-un an hidrologic (octombrie – septembrie) cuvalori ale factorului de pondere cuprinse între 0.1 (oct. şi sept.) - 1.6 (iul.), astfel casuma factorilor să fie egală cu 7.5.

( )∑

∑sept

octiii

aug

aprii

0

w*Pc

100*5/TPaDI

=

=

+=

(3.11)

unde:

0PaDI - valoarea de bază a indicelui de secetă (0C);


iT - temperatura medie lunară din intervalul aprilie – august;

iP - suma medie lunară a precipitaţiilor din intervaluloctombrie – septembrie (mm);

iw - factor de pondere;c - constanta = 10 mm.

Calculul factorilor de corecţie ai indicelui secetei (k1, k2, k3)Primul factor care înlocuieşte corecţia factorului kt ce reprezintă numărul de zilecălduroase:

3/)(3/)(

1augiuliun

augiuliun

TTT

TTTk

(3.12)

unde:

1k - factorul de corecţie al temperaturii;

aug,iul,iunT - temperatura medie anuală în perioada iunie – august (0C);

augiuliunT ,, - temperatura medie multianuală în perioada iunie – august (0C);

Al doilea factor înlocuieşte factorul kp care reprezintă lungimea perioadei fărăprecipitaţii:

4 minvar

minvar

2 '),,('*2

aaugiuliun

a

PPPPMIN

Pk

(3.13)unde:

2k - factorul de corecţie al precipitaţiilor;min

avar'P - cea mai mică valoare a sumei de precipitaţii multianuale din lunilede vară (iunie – august) (mm);

)P,P,P(MIN augiuliun - cea mai mică valoare a sumei de precipitaţii anuale din

lunile de vară (iunie – august) (mm);Cel de-al treilea factor de corecţie înlocuieşte kgw care reprezintă condiţiilehidrologice, calculul lui k3 luând în considerare precipitaţiile lunare din ultimele 36de luni:

nluniPPk 363 /

(3.14)unde:

3k - factorul de corecţie care caracterizează situaţia precipitaţiilor din

perioada anterioară;


n - exponentul cu valoarea de 3.0, pentru zonele întinse, respectiv 5.0, încazul altitudinilor relative din zonele de deal;

P - precipitaţiile medii multianuale din perioada octombrie – septembrie;

luniP36 - precipitaţiile medii multianuale din cei 3 ani anteriori analizei.

Calculul indicelui PaDI

Rezultatul final al acestui indice reprezintă produsul dintre valoarea de bază şi ceitrei factori de corecţie descrişi anterior:

3210 k*k*k*PaDIPaDI = (3.15)

Clasificarea indicelui PaDI este arătată în următorul tabel (Tab. 3.3):Tab. 3.3. Clasificarea indicelui PaDI

PaDI (0C/100 mm) Clasificare

<4 An nesecetos4÷6 Secetă blândă6÷8 Secetă moderată8÷10 Secetă grea10÷15 Secetă serioasă15÷30 Secetă foarte serioasă>30 Secetă extremă

3.3. Indici de secetă hidrologică

3.3.1. Indicele Standardizat al Debitului (SFI)

Majoritatea indicilor secetei (PDSI, CMI, SWSI şi SPI) se obţin din observaţiilemeteorologice (în special precipitaţii şi uneori, temperatura aerului). Seceteletrebuie evaluate şi monitorizate, atunci când este posibil, prin utilizarea altor tipuride date (ex. debitul lichid). McKee et al. (1993) au sugerat că procedura în cazulprecipitaţiilor (pentru indicele SPI) poate fi adaptată la alte variabile, precumdebitul lichid şi debitul în subteran.

Indicele Standardizat al Debitului (SFI) a fost un instrument simplu şi util încercetarea, monitorizarea şi gestionarea secetei hidrologice într-un sistem fluvialcontrolat (Li Wen et al, 2011).

Acest indicator (Indicele Standardizat al Debitului (SFI) se bazează pe procedura decalcul a indicelui standardizat al precipitaţiilor SPI, utilizând seriile de debite mediilunare, în regim natural de scurgere, în locul cantităţilor totale lunare deprecipitaţii.

În Capitolul 7, aplicăm teoria ce stă la baza calculului indicelui standardizat deprecipitaţii pentru a defini indicele standardizat al debitului, determinând astfelperioadele de secetă din punct de vedere hidrologic.

3.3.2. Indicele Standardizat al Nivelului apei subterane (SGI)


Un nou indice pentru standardizarea seriilor cronologice ale nivelului apei subteraneşi caracterizarea secetelor aferente, Indicele Standardizat al Nivelului apei subterane(SGI) este descris de Bloomfield şi Marchant (2013). SGI se formează pe baza IndiceluiStandardizat al Precipitaţiilor (SPI) privind diferenţele de formă şi particularităţi aleseriilor de nivel al apei subterane şi precipitaţii. SGI se estimează folosind testenormale neparametrice ce transformă seriile de nivel al apelor subterane pentrufiecare lună calendaristică. Aceste estimări lunare sunt unite pentru formarea serieicontinue a indicelui. SGI a fost calculat pentru 14 până la 103 ani de hidrografe alenivelului apei subterane, dintr-o varietate de straturi acvifere, şi comparate cu SPIpentru aceleaşi zone. Legătura dintre SGI şi SPI depinde de natura zonei de studiu şiperioadele pentru care se calculează SPI, ceea ce conduce la cea mai puternicălegătură dintre SGI, SPI şi qmax, ce variază de la o zonă la alta. Cu toate acestea,există o corelaţie liniară pozitivă consistentă între o mărime a intervaluluiautocorelaţiei semnificative în seriile indicelui SGI, mmax şi qmax din toate zonele încauză. Dată fiind această corelaţie dintre SGI mmax şi SPI qmax şi, dat fiind faptul căperioadele cu valori minime ale SGI pot coincide cu secetele documentateindependent anterior, SGI este considerat a fi un indice robust şi important al seceteihidrogeologice.

Durata maximă a secetei hidrogeologice definită de SGI este o funcţie crescătoare ammax, însemnând că secetele hidrogeologice relativ lungi sunt în general maipredominante în locurile unde SGI are un interval de auto-corelare relativ mare. Înbaza corelaţiilor dintre mmax, densitatea zonei nesaturate medii şi capacitatea dedifuzie hidraulică a stratului acvifer, sursa autocorelării în SGI este declaratădependentă de scurgerea stratului acvifer dominant şi particularităţile de acumulare.

3.3.3. Indicele Standardizat al Scurgerii (SRI)

Indicele Standardizat al Scurgerilor (SRI) este un instrument corespunzător înidentificarea şi caracterizarea secetei hidrologice cu privire la debit. Reprezintă oevaluare standardizată a debitului care asigură numărarea şi gradarea stărilor saleanormale. Are o bază comună cu Indicele Standardizat al Precipitaţiilor (SPI) dar înprocesul de evaluare, specificul debitului este folosit în calculul indicelui. Acesta afost dezvoltat de McKee et. al. (1993) şi recomandat pentru caracterizarea seceteihidrologice prin menţionarea procedurii de estimare de către Shukla şi Wood (2008).Investigaţii amănunţite au fost desfăşurate în legătură cu posibilitatea uneiimplementări practice în statele membre UE şi au fost conduse în contextul grupuluide Experţi ai UE în Secetă şi Lipsa Apei - Merida et al. (2014). Rezultatele au fostcomparate cu datele istorice şi cu alţi indicatori de secetă, precum SPI sau alţi indicilocali, concluzionându-se următoarele:

- Indicatorul reprezintă cu exactitate rezultatele;- SRI poate identifica secetele trecute precum şi cele viitoare.- Procedura de estimare a indicelui SRI este uşor de aplicat;- Scara temporală corespunzătoare depinde de tipul de bazin şi de

obiectivele evaluării.

Pentru obiectivele de indentificare ale fenomenului, categorisirea acestuia poate fi


asociată limitelor de gravitate prezentate în Tab. 3.4:Tabelul 3.4 Clase de severitate ale SRI

CATEGORII Valori SRIExtrem de umed SRI > 1.65

Foarte umed 1.65 SRI 1.28Moderat 1.28 SRI 0.84

Aproape normal 0.84 SRI - 0.84Secetă moderată - 0.84 SRI - 1.28

Secetă gravă - 1.28 SRI - 1.65Secetă extremă SRI < - 1.65

3.3.4. Debitul ecologic (debitul minim admis). Specificaţii pentru Bulgaria şiRomânia

Seceta hidrologică şi debitul minim, în special, contribuie la statusul ecosistemuluiacvatic şi terestru. Exprimarea acestui comportament al debitului ecologic sau aldebitului minim permis este necesară în scop relevant. Acesta reprezintăecosistemele acvatice care menţin apa la nivelul cantitativ şi calitativ necesar.Depinde strict de numărul de indicatori biologici şi hidrologici dar, din lipsa uneiabordări comune pentru determinarea sa, numeroase proceduri au fost adoptate înpractică. În Bulgaria, acest coeficient corespunde scurgerilor anuale şi lunare şitrebuie să fie strict controlat prin compararea debitelor necesare şi celor disponibile.

Stabilirea debitului ecologic (minim admis) depinde mult de specificul ariei deinvestigaţie. În câmpia Dunării, există o varietate largă de specii acvatice tipice.Datele generale pentru ele sunt prezentate în Tab. 3.5, aşa cum se prezintă înraportul RBMP Marea Negră 2010-2015 pentru condiţiile din Bulgaria, astfel, marginileecoregiunilor aferente sunt prezentate în Fig. 3.1, conform Anexei Nr. XI, Harta A dinDirectiva 2000/60/CE.

Tab. 3.5. Speciile tipice Ecoregiunii Nr. 12 Podişul Pontic şi Ecoregiunii Nr. 7Zona Balcanică Estică din Bulgaria

Regiunea Marea Neagră Marea Egee de Est şi de VestEcoregiunea nr. 12 Podişul Pontic Ecoregiunea nr. 7 Regiunea Balcanică

EsticăFaună: Peşti


Chalcalburnus chalcoidesVimba vimba tenellaBarbus bergiRutilus frisiiLeucaspius delineatesPungitius platygasterClupeonella cultriventrisNeogobius gymnotrachelusMesogobius batrachocephalusNeogobius constructorNeogobius syrmanNeogobius melanostomusNeogobius fluviatilisSalmo labraxCobitis ponticaSyngnathus abasterInclusiv speciile adăugate recent, Phoxinusstranjae, Gobiokowatchevi, Alburnusmandrensis, Alburnus shishcovi şi speciilerezistente la apă sărată (eurihaline) care vin dinmare.

Vimba melanopsChondrostoma vardarenseSqualius orpheusBarbus cyclolepisBarbatula bureshi, etc.

Nevertebrate bentoniceTrichopteraHelicopsychidaeSpecii şi subspecii de Odonata;Specii diferite de Ephemeroptera şi Plecoptera;Multe specii de apă Gastropoda şiTurbellaria/Tricladida, etc.Plus multe alte specii Pontice şi Pontic-Euxinice

Specii şi subspecii de Odonata;Specii diferite de Ephemeroptera иPlecopteraMulte specii acvatice helixe (Gastropoda),Turbellaria/Tricladida,etc.

Macrofite acvaticeCea mai mare parte a speciilor acvatice sunt contemporane şi nu prezintă o particularitategeografică în regiune. Excepția o reprezintă speciile din zona de litoral (helofite), dar au oimportanță minimă.Fitobentoase (Diatomi)Nu există date suficiente cu privire la răspândirea biografică a speciilor, deşi se estimeazădiferențe geografice.

În Bulgaria, definiţia debitului ecologic este stipulată de actul Apei, în scopulprotejării ecosistemelor acvatice şi zonelor mlăştinoase şi luând în considerare nevoiaecosistemelor. Referitor la acest aspect, până la momentul actual, în conformitatecu metodologia Ordonanţei Nr. RD - 1383/18.11.2003 a Ministerului Mediului şiApelor, debitul ecologic în râu trebuie să fie egal cu 10 la sută din debitul mediuanual, stabilit prin datele furnizate pentru o anumită perioadă, dar nu mai mic decâtdebitul mediu minim anual (în regim natural de curgere) cu probabilitatea de 95%.Aceasta se stipulează în planurile de administrare a bazinelor hidrografice -instrumentele principale pentru menţinerea şi controlul apelor- unde se stabilescmăsurile aferente. Pentru a asigura prezenţa acestui debit, s-au adoptat două tipuride măsuri. Prima asigură disponibilitatea, aşa cum apare indicat în Capitolul 6, iar


cea de-a doua oferă control strict la faţa locului. Implementarea efectivă a măsurilorîntâlneşte dificultăţi. Acestea se referă la tipul de control necesar şi la nevoiaacoperirii zonelor mai sensibile. În plus, dat fiind faptul că scurgerea minimă şiseceta hidrologică se leagă direct de disponibilitatea debitului ecologic, serecomandă implementarea comună a debitului ecologic, a secetei hidrologice şi acontrolului scurgerii minime. Se poate recomanda, măsurarea şi compararea directă adebitelor din albie şi a debitelor disponibile în râuri. Acest lucru se poate realiza prinorganizarea unui sistem de monitorizare a debitului ecologic din timpul secetei carevizează identificarea disponibilităţii debitului ecologic prin conectare directă lafactorii decizionali (Chilikova-Lubomirova M., 2014c). Organizarea unui astfel desistem nu este o sarcină uşoară, întrucât implică combinarea a două tipuri de sistemede lucru în timp real. Primul este reprezentat de sistemul de măsurare a debitelor întimp real, care oferă informaţii cu privire la disponibilitatea debitelor din râuri, iarcel de-a doilea - care acoperă sistemul de stabilire a debitului ecologic - se ocupă cucompararea segmentelor de râu speciale care necesită scurgere şi, în ultimă fază,rezultă diseminarea cu privire la funcţionalitatea acestor sisteme DSS, prezentate înCapitolul 4.5.

În ciuda multiplelor abordări pentru evaluarea secetei, nu există o abordare uniformăa evaluării şi descrierii secetei. Seturi diferite de indicatori sunt aplicabile în cazulnevoii de gestionare, informaţiilor disponibile şi bugetului organizaţiilor.

Figura 3.1. Harta A. Sistem A: Ecoregiuni pentru fluvii şi lacuri, unde 7 este EcoregiuneaBalcanică Estică şi 12 este provincia Ecoregiunii Pontice (Sursa: Directiva 2000/60/CE; Anexa

Nr. XI)

4. METODE DE EVALUARE A SCURGERII MINIME

4.1. Procese care determină scurgerea minimă şi evoluţia sa în timp raportată lasecetă

4.1.1. Geneza scurgerii minime

Seceta, ca fenomen cu forme multiple,poate fi considerată un proces natural


răspândit pe scară largă şi neregulat în timp şi spaţiu. Există mai multe forme dedescriere. Oamenii de ştiinţă investighează, de obicei, separat, aspectele principaleale secetei cu impact meteorologic, agricol şi hidrologic, cu evaluarea parţială ainfluenţei sociale şi de mediu, luate în considerare în general de administratorii deape. Pe de altă parte, conceptul de impact al fenomenului asupra schimbăriiclimatului şi relaţia sa cu factorii climatici şi condiţiile geofizice, cu privire lasecarea apelor şi deficitul acestora, precum şi legătura cu perioadele de referinţăsunt foarte importante. Astfel, examinarea secetei şi a scurgerii minime ca semnal dealarmă semnificativ al secetei hidrologice, trebuie să ia în considerare la fel de multimpactul exterior asupra ciclului natural hidrologic.

Privind ciclul hidrologic se observă că apa îşi schimbă constant starea, de la apăatmosferică sub formă de ploi sau zăpadă, etc., la apă de suprafaţă sau freatică ceformează albii şi cursuri de apă prin albii, mutându-se de la bazin la bazin sauajungând în oceanul planetar înainte de a se transforma iar în apă atmosferică – Fig.4.1.

Procesul este foarte complicat şi depinde de numeroase procese fizice, ca:precipitaţiile, infiltrarea, scurgerile (la suprafaţă sau subterane), evaporaţia,condensarea, etc., corelate cu schimbările de temperatură şi transferul de energie şicu influenţa suplimentară asupra mai multor factori, precum condiţiile fizico-geografice ale regiunii, particularităţile climatului local, factorii morfometrici şimorfologici, acoperirea terenului, urbanizarea şi alţi factori, precum condiţiilehidrogeologie şi hidraulice.

Apa din atmosferă se mişcă prin curenţi de aer înainte de a cădea sub formă deprecipitaţii ca burniţă, ploaie, ninsoare, lapoviţă, grindină, etc. pe suprafaţaoceanului sau pe pământ, formând scurgerea de suprafaţă şi cea subterană. O partedin scurgerea la suprafaţă formează cursuri de apă şi râuri care se mişcă spre ocean.O parte din scurgerea pe versanţi este filtrată aproape de suprafaţă, generândumiditatea solurilor sau debit al apei subterane sau se depozitează în lacuri,acumulări sau zone umede

Anumite ape se infiltrează adânc în pământ, deplasându-se pe căi de diferite lungimide curgere înainte de a ajunge la zona de deversare sau stocare a apei dulci înstraturi acvifere pentru perioade lungi de timp. Apa subterană se deplasează încetfaţă de scurgerea de la suprafaţă, fiind necesar, astfel, să se facă o diferenţiere clarăa ambelor procese fizice pentru o evaluare şi investigare corespunzătoare impactuluilor, în special în cazul înţelegerii şi descrierii lor cantitative. O parte din scurgereade subsuprafaţă joacă un rol esenţial în mişcarea apei şi încărcarea apei desuprafaţă, în special în condiţii de secetă şi scurgere minimă. O mare parte a apelordin freatic se întorc la suprafaţa pământului. O altă parte a apelor freatice formeazăizvoare. După o anumită perioadă, acestea ajung în ocean. În mod simultan, proceseca evaporaţia, transpiraţia şi purificarea au loc, permiţând condensarea şi stocareaapei în atmosferă.

Scurgerea minimă, ca fază a hidrografului scurgerii, poate fi considerată drept o

Figura 4.1. Ciclul hidrologic


caracteristică a apelor de suprafaţă. Diverşi factori determină apariţia acesteia.Majoritatea acestora sunt legaţi şi urmăresc circuitul apei, dar partea principală aambelor procese se referă la condiţiile şi particularităţile locale. Elementulconductor principal al formării scurgerii minime este deficitul de precipitaţii,împreună cu factori precum: temperatura ridicată a aerului, umiditate relativminimă, soare puternic, acoperire mică cu nori şi fluxul de radiaţii al energieidisponibile la suprafaţă, deci un nivel ridicat de evaporaţie, transpiraţie şi deficit deapă în sol. Rezultă, astfel, o reducere a scurgerii în albie şi intrări de debite mici înlacuri, lacuri de acumulare şi iazuri, zone umede reduse şi un nivel scăzut alalimentării apei subterane. Acest aspect este strâns legat de factori precum,condiţiile fizico-geografice ale regiunii, particularităţile climatului local, factoriimorfometrici şi morfologici, acoperirea solului, urbanizarea şi condiţiile hidro-geologice şi hidraulice, care determină practic dezvoltarea proceselor în timp şispaţiu luând în considerare şi întârzierile unor faze ale proceselor şi diferenţiereaacestora pe regiuni. Astfel, se admite faptul că o anumită lună poate fi consideratădrept secetoasă de către climatologi şi agricultori, care sunt interesaţi în principal decăderile de precipitaţii, spre deosebire de hidrologi care sunt interesaţi, în principal,de debite şi ar putea înregistra nu seceta hidrologică ci, de exemplu, condiţiiextreme de umiditate drept rezultat al topirii zăpezii.

4.1.2. Fazele scurgerii minime

Scurgerea minimă e caracterizată drept una din extremele regimului hidrologic. Înacelaşi timp, aceasta poate fi considerată un rezultat sau un indicator al secetei.Practic, este de interes special în zonele unde nu există lacuri de acumulare sau undeinfluenţarea scurgerii este sezonieră sau depinde de activitatea umană şi regimulscurgerii este distribuit substanţial. În acest caz, sunt extrem de importanteînţelegerea şi determinarea sa esenţială. Aşa cum indică McMahon şi Arenas (1982),scurgerea minimă este definită sezonier şi este legată direct de ciclul solar anual sauchiar de efectele sale climatice locale sau regionale. Şi scurgerea minimă poate fiabsolută sau relativă. Diferite zone geografice sunt caracterizate de comportamentediferite ale scurgerii minime. Pentru luncile inundabile ale Dunării cu condiţiiclimatice continentale moderate, scurgerea îşi are originea, cel mai adesea, în apade ploaie-zăpadă şi apariţia a două anotimpuri uscate e reprezentativă. În Bulgaria şiîn România, acestea sunt vara şi iarna, primul anotimp fiind mai sever din punct devedere al secetei decât cel de-al doilea. Neregularitatea anotimpurilor şi severitateascurgerii minime depind de climatologia şi geografia fizică ale bazinului. Aceastapoate varia la diferite scări de timp, prezentând cazuri de veri secetoase pesegmente de râu. Ţinând cont de definiţia secetei ca o perioadă cu vreme anormal deuscată, se pot observa diferiţi parametri ai scurgerii minime.

Seceta apare pe anumite perioade de timp. Există şase tipuri de gradecorespunzătoare secetei hidrologice, conform afirmaţiilor lui Beran şi Rodier (1985):

- Deficit de scurgere între trei săptămâni şi trei luni, cu secetă în perioadade regenerare şi creştere a plantelor, catastrofală pentru agriculturadependentă de irigaţiile direct din râuri fără a avea lacuri de acumulare;


- Un debit minim semnificativ sau mai prelungit decât minimul normalnecesar din timpul sezonului de creştere al plantelor. Perioada degerminaţie nu este afectată de acest tip de secetă şi are consecinţescăzute asupra agriculturii;

- Un deficit semnificativ al scurgerilor anuale totale. Acest lucru afecteazăproducţia de hidroenergie şi irigaţiile, din marile lacurile de acumulare;

- Un nivel maxim anual al apei sub limita normală a nivelului râului. Acestlucru poate introduce nevoia de pompe pentru irigaţii. Acest tip de secetăare legătură cu deficitul scurgerii anuale;

- Seceta care se întinde pe mai mulţi ani consecutivi, ca “secas” din nordulBraziliei. Debitele rămân sub pragul minim sau râurile seacă în totalitate,rămânând seci pentru o perioadă îndelungată;

- Epuizarea naturală semnificativă a straturilor acvifere. Acest lucru estegreu de estimat, deoarece identificarea nivelului real al straturiloracvifere este afectată de utilizarea intensivă a apei freatice pe duratasecetei.

Conform afirmaţiilor lui McMahon şi Arenas (1982), următoarele concepte trebuieluate în considerare. Perioada cu scurgere minimă este de obicei definită, după cumurmează:

Durata sa este adesea aceeaşi cu cea a sezonului secetos. Acest lucru apareatunci când sezonul este caracterizat de lipsa sau de insuficienţa precipitaţiilor;

Debitul minim absolut sau cel mai scăzut este aproape întotdeauna egal cudebitul minim zilnic pe durata unui an;

O serie de debite minime care exprimă corespondenţa dintre duratele fixe(exprimate în număr de zile) şi debitele care nu au fost depăşite pe durata unuinumăr de zile, consecutive sau nu. De exemplu:

Debite nedepasite timp de 7-10 zile; Debite nedepasite timp de 15 zile; Debite nedepasite timp de o luna.

Următoarele cazuri pot afecta procesul de determinare a debitului minim - dacă apaeste îngheţată sau dacă rezervele ce alimentează albiile de râu au fost terminate sausunt insuficiente pentru a genera scurgerea la suprafaţă (deşi curgerile subteranecontinuă). Astfel, înţelegerea şi evaluarea ambelor procese, precum şi acaracteristicilor acestora, sunt importante. Cea mai bună estimare trebuie să fiecantitativ prezentată pentru înţelegerea ratei de estimare. Acest lucru are o mareimportanţă în privinţa aspectului cantitativ şi calitativ al resurselor de apă care suntmai sensibile în timpul scurgerii minime sau perioadelor de secetă şi în menţinereasănătăţii ecologice a condiţiilor din ecosistemele acvatice, în scopul asigurării unuidebit minim admis în râuri. De exemplu, există o legătură puternică între cantitateaşi calitatea apei, iar în cazul scurgerii minime, concentraţia de substanţe este maimare decât în cazul scurgerii medii sau viiturilor. Astfel, măsurătorile reale şimonitorizarea pentru obţinerea rezultatelor reale trebuie respectate. Se poate folosio varietate de măsuri tehnice, probabil diferite faţă de cele utilizate pentru


măsurătorile scurgerilor medii şi maxime, însă cel mai important aspect îl reprezintăalegerea lor conform specificului zonei investigate şi condiţiilor hidrologice.

4.2. Monitorizarea scurgerii minime şi evaluarea calităţii datelor

Înţelegerea şi monitorizarea scurgerii minime şi secetei hidrologice, la modulgeneral, au o mare importanţă în procesul de gospodărire a apei, evaluând nevoialuării unor măsuri adecvate.

Acestea sunt în strânsă legătură cu două aspecte principale - identificare şi control.Ele sunt în conexiune cu ideea că cele mai importante decizii depind în mare măsurăde calitatea informaţiilor iniţiale valabile. Şi în cazul scurgerii minime şi în cel alsecetei hidrologice, investigaţiile relaţionează direct cu cunoştinţele fiabile privinddisponibilul resurselor de apă.

Caracterizarea scurgerii minime şi a secetei este un proces de analiză şi evaluare adiferitelor tipuri de informaţii despre debite cu privire la disponibilul de apă. Înprincipal, sunt folosite două tipuri de date: date reale de monitorizare, obţinute dinmăsurătorile directe ale debitelor, pe loc şi datele obţinute prin calcul sau modelareprin implementarea diferitelor metode de analiză a recesiei apei pentrucaracterizarea scurgerii minime sau modele hidrologice sau de bilanţ hidrologic,adecvate pentru investigaţiile secetei hidrologice. Dar, luând în considerare că dateledespre scurgerea minimă sunt variabile, complet aleatorii în ceea ce priveştefolosirea, oriunde e posibil se recomandă folosirea de date reale de măsurători.

4.2.1. Specificul măsurătorilor debitelor minime şi analiza calităţii datelor

Măsurătorile debitelor minime fac parte, în general, din monitorizarea cantitativă aapelor de suprafaţă. Acestea sunt realizate de către reţelele de monitorizareoperative ale debitului de apă exceptând nevoile speciale, şi anume, cazuri privindmăsurătorile cu scop de control, măsurători aşa-numite “puncte fierbinţi”, etc. Înaceste cazuri, diferite abordări privind practica hidrometrică sunt aplicabile cureferire la condiţiile exacte ale debitului cursului de apă. În majoritatea cazurilor,aceasta se realizează prin măsurătorile instrumentelor actuale urmate apoi dedeterminarea debitului, dar în cazul obţinerii datelor privind debitele minime, osarcină foarte importantă este luarea în calcul că, în cazul extrapolării descendente acurbei de evaluare, sunt posibile erori în procent de 100%, conform OrganizaţieiMetereologice Mondiale. Cu toate acestea, fiecare oportunitate legată demăsurătorile cu scop special ale debitului, în timpul perioadei cu scurgere minimă,este recomandată. Acest lucru este valabil, în special, în orice caz unde nivelul deapă e sub limita normală, tipic pentru caracterizarea şi controlul proceselor desecetă hidrologică şi a lipsei de apă.

Măsurarea fiabilă a debitelor minime este strâns legată selectarea potrivită a uneimetode de măsurare sau monitorizare şi a unor echipamente de măsurare eligibile.Urmează, pentru clarificarea fenomenului şi a aspectelor sale practice, o ilustrare asegmentelor albiilor în condiţiile scurgerii minime, prezentată în Fig. 4.2a, 4.2b şi4.2c. Acest lucru urmăreşte să scoată în evidenţă dificultăţile legate de provocărilemăsurătorilor reale şi obţinerea şi controlul datelor de scurgere minimă, în special


cele privind zonele unde, din punct de vedere al mediului, condiţiile ecosistemuluitrebuie să fie menţinute şi controlate pentru a asigura debitul minim admis, cureferire la scurgerea minimă.

Figura 4.2a. – Segment de albie de râu

în condiţiile scurgerii minime

Figura 4.2c. Segment de albie de râu în condiţiilescurgerii minime în zona urbană, 2014

Figura 4.2b. Segment de albie derâu în condiţiile scurgerii minime-

iarna, 2014

În Fig. 4.2a, 4.2b şi 4.2c este vizibil faptul că segmentele de râu prezentate sunt înrectificare în zonele urbane, unde condiţiile albiei sunt favorabile pentru asigurareaunui climat şi unor precondiţii hidrometrice sănătoase, din punct de vedere almediului, pentru măsurătorile de debite. Dar, chiar şi acolo sunt vizibile provocărilepentru obţinerea de date hidrometrice fiabile. Mediul natural al râului oferă rarcondiţii hidrometrice standard pentru măsurarea şi observarea debitului minim şiobţinerea unor date de înaltă calitate întâmpină mai multe dificultăţi.

Calitatea datelor reale ale măsurătorilor depinde de mai mulţi factori. În general, elepot fi împărţite în trei categorii, luând în considerare influenţa factorului nesigur almetodei de măsurare, a factorului nesigur al echipamentului de măsurare şiexperienţa echipei (Fig. 4.3).


Figura 4.3. Elementele de acţionare a calităţii datelor reale de măsurători

Fiecare categorie are legătură cu multe circumstanţe privitoare la specificulobiectivului. Cu toate acestea, de o primă importanţă este analizareacorespunzătoare a condiţiilor locale şi a factorilor de influenţă a debitului ca şicondiţie preliminară pentru obţinerea celor mai bune rezultate ale măsurătorilorreale. Următoarea înşiruire a procedurilor pentru fiecare caz concret trebuie să fieprevăzută:

A. Colectarea informaţiilor preliminare privind scurgerea minimă:- Analiza genezei scurgerii minime pentru cazul de interes observat şi selectarea

celor mai importante impacturi ale scurgerii minime;- Colectarea informaţiilor istorice privitoare la caracterizarea scurgerii minime;- Analiza datelor măsurătorilor anterioare - date privind perioada apariţiei,

magnitudinea scurgerii minime, frecvenţa evenimentului;B. Selectarea metodei de monitorizare a scurgerii minime:

- Analiza condiţiilor locale exacte hidraulice;- Analiza aplicabilităţii pentru metodele de măsurare a cazului;- Selectarea celei mai potrivite metode de măsurare a valorii de calcul şi

eficacitatea implementării măsurătorilor;

C. Selecţia necesarului pentru instrumentele şi indicatoarele de realizare amăsurătorilor, alegerea celor mai potrivite din punct de vedere alaplicabilităţii, nesiguranţei, preţului şi aprovizionării privind cazul propus;

D. Clasificarea personalului care realizează măsurătorile scurgerii minime,luând în calcul experienţa în metoda de măsurare selectată şiimplementarea instrumentelor aplicate.

Selectarea adecvată a celor mai potrivite persoane va duce la obţinerea celor maibune rezultate de măsurare a debitului minim.

Implementarea ulterioară a datelor obţinute privind scurgerea minimă se referă lamanagementul măsurătorilor reale. Deşi, în ceea ce priveşte scopurile investigaţiei,aceasta poate fi făcută prin organizarea continuă a înregistrărilor din reţeaua demonitorizare - întotdeauna recomandată ca fiind cea mai bună decizie demonitorizare a scurgerii minime sau organizarea de site-uri parţiale de înregistrare


doar pentru regiunile cu scurgere temporară, intermitentă sau permanentă.(Organizaţia Metereologică Mondială, Nr.1044, 2010). Organizarea reţelei demonitorizare a secetei sau a scurgerii minime trebuie să urmeze principiile design-ului reţelei pentru scurgere minimă din punct de vedere hidrometric. Este posibil casistemul să nu fie organizat în regim automat - astfel, toate activităţile de reţea vordepinde de implementarea personală şi e posibil să apară mai multe erori. Cea maibună decizie e implementarea sistemului automat de monitorizare care ar puteareduce influenţa factorului uman, pentru a descreşte astfel posibila nesiguranţă.Organizarea şi stabilirea reţelei trebuie să urmeze principiile pentru sistemele de tipDSS (Sistem Suport Decizional), după recomandarea lui Sprague (1980).

Metode diferite ar putea fi folosite la implementarea practică a monitorizării şimăsurătorilor directe ale scurgerii minime. Majoritatea dintre ele sunt prezentate înrevista Organizaţiei Metereologice Mondiale, nr. 1044 (2010), unde organizareaReţelei pentru studiile frecvenţei scurgerii minime pentru dezvoltarea resurselor deapă şi monitorizarea adecvată a secetei şi scurgerii minime este bine prezentată.Unele din metode sunt reflectate de Hercshi (1995), Marchinkov (1973), Chilikova-Lubomirova (2009), ISO 1438:2008, ISO 4359: 2013, ISO 4360: 2008, ISO 4374:1990,ISO 4377:2012, ISO 13550:2002, etc.

În final, analiza privind calitatea datelor urmează procedura pentru exprimareanesiguranţei şi încrederii în măsurători luând în calcul condiţiile cazului selectat.Procedura este bine prezentată în JCGM 100:2008, GUM (1995); M3003 (2007); ISO/TR5168:1998, etc.

În cazul absenţei unor date de măsurare existente particulare în practică, diferitemetode şi abordări statistice ar putea fi folosite - prezentate la capitolul 4.4 şi în cazde evaluare a secetei hidrologice, sunt aplicabile în plus diferite alte modele privindscurgerea. Asemenea modele se găsesc la scară largă şi la scară locală. De exemplu,ar putea fi punctate următoarele modele de bază: GWAWA, H08, HTESEL, JULES,LPJML, MATSIRO, MPI-HM, ORCHIDEE, WATERGAP, MIKE, HEC-HMS, etc.. În următorultabel, Tab. 4.1, sunt prezentate unele din caracteristicile lor de bază (GudmundsonL. et al, 2011):

Tab. 4.1. Modele la scară largă

Denumireamodelului Evapo-transpiraţie Zăpadă Schema debitului

GWAWA Pennman-Monteith Ziua gradării Qs : PDMQsb = f(Sgw)

H08 Abordarea lui Bulk Bilanţ energetic Qs : Exces de saturaţieQsb = Qd = f (Ssoil)

HTESEL Pennman-Monteith Bilanţ energetic Qs : ARNOQsb = Qd = f (Ssoil), Richards

JULES Pennman-Monteith Bilanţ energetic Qs : Exces de infiltraţieQsb = Qd = f (Ssoil), Richards


LPJML Priestley-Tailor Ziua gradării Qs : Exces de saturaţieQsb = Qd = f (Ssoil)

MATSIRO Abordarea lui Bulk Bilanţ energetic Qs = TOPMODELQsb = f (Sgw)

MPI-HM Thornmwaite Ziua gradării Qs : ARNO îmbunătăţitQsb = Qd = f (Ssoil),

ORCHIDEE Abordarea lui Bulk Bilanţ energetic Qs : ARNOQsb = Qd = f (Ssoil),

WATERGAP Priestley-Tailor Ziua gradării Qs : Exces de saturaţieQsb = f (Sgw)

4.2.2. Reţelele de monitorizare existente în lunca inundabilă a Dunării

Conform cerinţelor Directivei 2000/60/EC, monitorizarea apelor de suprafaţă va oferio viziune coerentă şi comprehensivă asupra apelor interioare. Acest lucru esteefectuat de fiecare stat membru, la nivel naţional, în cadrul fiecărui bazinhidrografic. Luând în considerare că lunca inundabilă a Dunării acoperă teritoriuldirectoratelor bazinului hidrografic al Dunării în Bulgaria şi în România, realizareamonitorizării operaţionale pentru obţinerea informaţiilor despre cantitatea de apăeste un element cheie în determinarea debitului minim. În cele ce urmează,caracteristicile specifice ambelor ţări sunt prezentate pe scurt.

4.2.2.1. Lunca inundabilă a Dunării - Bulgaria

În Bulgaria, conform Legii Apelordin Bulgaria (1999) al InstitutuluiNaţional de Metereologie şiHidrologie, acesta se ocupă cumonitorizarea cantitativă a apelorinterioare de suprafaţă. Aceastaeste realizată de reţeaua deobservaţie hidro-metereologică ceacoperă teritoriul bulgar –www.hidro.bg. Există două tipuride staţii de observare cu privirela transmisia datelor, prezentateîn Fig. 4.4:

Datele de transmisie alestaţiilor operaţionale în timpreal sau aproximativ real. Cele mai importante 12 staţii de măsurare a niveluluiîn râu transmit zilnic date către sediile principale şi regionale ale NIMH(Institutul Naţional de Metereologie şi Hidrologie). Celelalte 32 de staţiioperaţionale transmit date zilnice la intervale săptămânale. În fiecare miercuri,săptămânal, NIMH primeşte date zilnice pentru 7 zile anterioare.

Figura 4.4. Harta reţelei deobservaţie a NIMH-BAS înlunca inundabilă a Dunării


Staţiile experimentale nu transmit date. Diferite studii sunt pregătite deobservatori şi trimise către sucursalele NIMH la intervale lunare.

Datele obţinute din informaţiile de monitorizare sunt procesate pentru analizacantitativă a caracteristicilor apei şi, în particular, pentru caracterizarea scurgeriiminime.

4.2.2.2. Lunca inundabilă a Dunării - România

În România, la Institutul Naţional de Hidrologie şi Gospodărire al Apei, cunoașterearegimul hidrologic al Dunării la graniţa româno - bulgară, în cadrul programuluihidrologic, sunt împărţite în două categorii:

- Programul desfăşoară observaţii şi măsurători staţionare referitoare la: niveluri,recoltări probe de apă pentru estimarea turbidităţii medii zilnice, temperaturaapei/aerului; recoltări probe de apă pentru estimarea compoziţiei chimice.Acest program se desfăşoară la 9 staţii hidrometrice.

- Anual, în campaniile expediţionare, se desfăşoară următoarele activităţi:măsurători de viteze pentru determinarea debitului apei, prelevări probe pentrudeterminarea debitelor de aluviuni în suspensie şi târâte, determinări alecompoziţiei granulometrice a aluviunilor în suspensie şi târâte, profiluribatimetrice transversale şi longitudinale.

Pe acest sector se realizează observaţii şi măsurători la un număr de 8 staţiihidrometrice; rezultatele măsurătorilor şi observaţiilor sunt expertizate şicentralizate în baza de date a INHGA.

Figura 4.5. Harta reţelei hidrometrice din lunca inundabilă a Dunării

Se menţionează amplasarea a 4 staţii automate - din cadrul programului DESWAT-care au ca scop monitorizarea următorilor parametri: nivelul apei, precipitaţii,temperatura apei şi a aerului.

În Fig. 4.5 este prezentată reţeaua de monitorizare hidrologică în lunca inundabilă aDunării (pe partea română şi pe cea bulgară).

4.3. Indici ai scurgerii minime


4.3.1 Indicii de bază ai scurgerii minime

Scurgerea minimă poate fi analizată în diferite moduri de analiză a seriilorcronologice ale debitelor zilnice pentru a produce informaţii sumare care descriuregimul scurgerii minime al unui râu. Termenul de “indici ai scurgerii minime” estefolosit pentru valori specifice ce derivă dintr-o analiză a debitelor minime. Unelesunt valori unice, cum ar fi constanta de recesie, indicele debitului de bază saumedia unei serii cronologice. Aceştia sunt numiţi indici ai scurgerii minime. Metodelemai complexe estimează probabilitatea scurgerii minime. De exemplu, distribuţiacumulativă a frecvenţei (curba de durată a debitului) debitelor zilnice descrie relaţiadintre debit şi durata în procente când un anumit debit este depăşit. Teoria valorilorextreme este folosită pentru a estima probabilitatea de ne-depăşire a minimeloranuale. Ceea ce este esenţial în cele două tehnici este faptul că curba de durată ascurgerii ia în considerare toate zilele într-o serie cronologică şi astfel, durata înprocente din întreaga perioadă de observaţie în care un debit este depăşit. Încontrast, teoria valorilor extreme aplicate seriei de minime anuale estimeazăprobabilitatea de ne-depăşire în ani sau intervalul mediu în ani (perioada derevenire) când minimele anuale sunt sub o valoare dată. De aceea, este deseori deajutor să se specifice planul de manegement al resurselor de apă (OrganizaţiaMetereologică Mondială - Nr. 1029).

Multe decizii privind design-ul sau managementul resurselor de apă sebazează pe aceşti indicatori:

- Debitul mediu – este una din cele mai des folosite statistici în hidrologie şi înplanificarea resurselor de apă. Poate fi estimat dintr-o serie cronologică dedate din măsurători prin însumarea tuturor debitelor zilnice şi împărţirea lanumărul de zile cu observaţii. Este, în mod normal, calculat pentru un ancalendaristic sau pentru anul hidrologic al seriei de timp. Poate fi calculat deasemenea pentru luni sau sezoane specifice;

- Q95 – este unul din cei mai des folosiţi indicatori ai scurgerii minime, în modoperaţional, şi este definit ca fiind debitul ce este depăşit în 95 % din timp.Poate fi determinat prin ierarhizarea tuturor debitelor zilnice şi găsireadebitului depăşit de 95% din toate valorile. Această percentilă şi, deasemenea, altele (Q90, Q70, etc.) pot fi determinate din curba de durată ascurgerii.

- Debitul mediu minim anual din n-zile: MAM (n-zile). Debitul minim anual dinn zile (AM(n-zile)) este cel mai mic debit mediu din n zile consecutive dintr-unan. Intervalele de mediere folosite de obicei, adică valorile lui n, sunt 1, 7, 10,30 şi 90 de zile. AM(n-day) poate fi calculat uşor prin aplicarea unui filtru amediei alunecătoare a n zile la o serie a debitului zilnic şi prin selectarea înmod subsecvent a minimei seriilor filtrate. Astfel, debitul mediu minim anualpe intervalul n-zile (MAM(n-zile)) este medierea seriei de minime anuale din n-zile. Spre deosebire de percentilele din curba de durată, MAM(n-day) implicăun aspect al duratei, inclusă în intervalul de mediere. Debitele minime anualepot fi folosite pentru a determina funcţia de distribuţie pentru estimareafrecvenţei sau perioadei de revenire a debitelor minime. În clima temperată,


debitul mediu minim anual pe 7 zile este numeric similar cu Q95, pentrumajoritatea seriilor de debite.

- Indicele scurgerii de bază– BFI este raportul dintre scurgerea de bază şiscurgerea totală, calculate printr-o procedură de separare a hidrografului. Afost dezvoltat pentru caracterizarea răspunsului hidrologic al bazinuluihidrografic funcţie de sol şi geologie. Valorile indicelui variază între 0.15 şi 0.2pentru bazine impermeabile, vulnerabile la viituri rapide, până la valori depeste 0.95 pentru bazine permeabile, cu capacitate mare de stocare a apei şiun regim de curgere stabil.

- Constanta de recesie – este parametrul C al curbei de recesie.

4.3.2. Indici de scurgere minimă pentru diagnosticarea secetei

Indicii scurgerii minime au avut ca scop evaluarea scurgerii minime şi diagnosticareasecetei hidrologice. Conform lui Beran şi Rodier (1985), McMahon şi Arenas (1982),Dakova (2004), aceşti indici sunt folosiţi pentru caracterizarea scurgerii minime sauca o mărime a severităţii secetei dintr-un an. Următoarele caracteristici principalesunt necesare pentru definirea scurgerii minime:

- Media valorii minime a debitului pentru n zile consecutive;- Date privind apariţia lor;- Frecvenţa atribuită fenomenului.Magnitudinea scurgerii minime este cantitatea de apă ce curge printr-o secţiunedată a unei albii pentru o perioadă specifică de timp şi se determină astfelcantitatea de apă disponibilă pentru folosinţă. Durata depinde de condiţiilenaturale, cât şi de efectele provocate de om şi poate reflecta metode specifice defolosinţă a apei (de exemplu, cicluri de irigare). Durata depinde, de asemenea, de operioadă cu deficit de apă tolerabil de către utilizator sau de alte cerinţe. Aceastaeste reprezentată de determinarea începutului şi sfârşitului procesului, în timp cecaracteristica de frecvenţă necesită investigaţia pe scară temporală a apariţiilorevenimentului.

Obţinerea informaţiilor necesare se află în legătură cu folosirea datelor pe termenlung ale site-ului sau, prin analogie, cu o înregistrare comparativă. Diferite abordăripentru estimarea acestora pot fi aplicabile cum ar fi:

- o ierarhizare simplă;- o probabilitate empirică de ne-depăşire bazată pe valorile seriei:- o abordare mai profundă bazată pe alegerea unei distribuţii statistice şi

dispunerea pe grafic;- metode alternative de descriere a frecvenţei ce exprimă probabilitatea în

procente a perioadei de revenire, aceasta fiind intervalul mediu de apariţie adebitelor nedepăşite selectate.

Pentru identificarea secetei prin implementările scurgerii minime, următoareleabordări sunt luate în considerare în Bulgaria:

După cum rezumă Dakova (2004) cu privire la evenimentele din timpul anului sauvariabilitatea anuală, seceta ar putea fi considerată ca secetă “pe termen scurt” sau


ca secetă “pe termen lung”, depinzând de scara temporală implementată. Pentruanaliza primei categorii, date şi valori-prag zilnice ale secetei, bazate pe punctele deprocentaj ale curbei de durată a debitului sunt folosite în mai multe lucrări. Pentrumajoritatea regiunilor, valori- prag cu probabilitate de 70% şi 90% sunt consideratepotrivite. Oricum, pentru multe râuri intermitente ambele valori sunt zero (Meighetet. al., 2002; FRIEND, 2003). Într-o altă abordare se folosesc procente din curba dedurată a debitelor zilnice cu probabilităţi de depăşire mai mari de 30%, definite cadebite minime de către Demuth (1997) şi Pau-Shan (2002). Conform lui Laaha (2002),debitul mediu zilnic sub o valoare-prag specifică, cu privire la debitul lichid cu oprobabilitate de 95% este considerat ca fiind cel mai mic debit minim. Acelaşi autor aacceptat că secetele pe termen lung se află în conexiune cu diferite procese fizice ceau avut loc în timpul sezonului uscat sau pe o perioadă mai îndelungată. Date lunaresau anuale sunt recomandate pentru analiza secetei pe termen lung. În aceeaşilucrare, autorul descrie metode indirecte de evaluare a secetei folosind diferiteabordări matematice. Unul din cele mai aplicate e criteriul valorii cumulative descrisde Herbst (1966), Srinivason şi Philipose (1993) cu punctul de plecare şi terminare adeterminării prin compararea valorilor cumulate ale variabilei hidrologice pe operioadă de timp corespunzătoare. Se menţionează de asemenea că această metodăeste potrivită pentru a identifica seceta într-o serie de timp lunară. De obicei, scopulunei asemenea metode este de a identifica seceta pentru scopuri agricole, de aceeainclude o evaluare preliminară a precipitaţiilor efective ca şi suma dintreprecipitaţiile actuale şi deviaţia ponderată de la precipitaţiile anterioare cuponderea ce descrie efectul de transfer. Există şi nişte presupuneri cum ar fi:perioadele scurte cu deficite limitate sunt caracteristici normale pentru majoritateaclimatelor, terminarea secetei nu coincide neapărat cu apariţia unui interval desurplus şi un asemenea surplus poate că nu e adecvat să fie recuperat de condiţiilede secetă. Pe această bază, diferite teste au fost făcute pentru a determinaînceputul şi sfârşitul secetei comparând valorile cumulate ale variabilelor hidrologiceca o funcţie pe bază lunară.

Correa (1987) şi Conceliere (1995) au intenţionat să identifice începutul secetei princriteriul unei singure valori, în timp ce pentru etapa terminală au fost luate înconsiderare recuperările parţiale sau totale de la evenimentele anterioare. Ei aupresupus că seceta începe cu primul interval de sub o valoare-prag specifică numitănivel critic care este de obicei mai jos decît media. Sfârşitul secetei nu coincide cusfârşitul rulajului negativ, din moment ce o anumită cantitate de surplus trebuie săfie acumulată pentru a recupera condiţiile de secetă. Un asemenea surplus acumulateste raportat la cea mai ridicată valoare-prag (în general, media) acceptată ca şinivel de recuperare şi trebuie să fie egală cu un procentaj fix al deficitului acumulatanterior pentru a determina sfârşitul secetei. Astfel, identificarea duratei seceteiinclude două faze: una ce descrie condiţiile de deficit şi alta ce reprezintă timpul derecuperare după efectul secetei de către nişte deficienţe obiective conform definiţieicerute ale nivelului critic şi celui de recuperare. Conform lui Rodrigues (1993),nivelul critic egal cu percentila de 20 a variabilelor hidrologice poate fi aplicat,nivelul de recuperare putând fi considerat ca egal cu media şi un procentaj din


volumul de recuperare egal cu 40% din deficitul anterior este adecvat pentrudeterminarea sfârşitului secetei. Selecţia unor nivele adecvate ale valorii-prag esteun pic arbitrară. Rata deficitului este probabil cea mai complicată pentru evaluare.Conform celor prezentate şi autorilor, nu există o diferenţă clară între scurgereaminimă şi identificarea secetei.

Pe această bază, investigaţiile privind condiţiile bulgare au fost făcute luându-se înconsiderare factorii climatici, morfometrici şi morfologici, şi în principal regimul descurgere al râului. Acestea arată că scurgerea minimă în Bulgaria are loc de obicei înlunile de vară şi de iarnă afectate de influenţa mediteraneană. De obicei, perioadainundaţiilor (martie, aprilie, mai şi iunie) împarte scurgerea în scurgerea minimă îniarnă şi în vară. Cele două perioade ale scurgerii minime apar de obicei pe râurile demunte. Destul de rar, condiţii anormale de încălzire au cauzat inundaţii ce auîntrerupt perioada cu scurgere minimă. În timpul verii, debitul scade semnificativ şiîn timpul verilor destul de fierbinţi, valoarea debitului poate atinge valoarea zeropentru unele râuri. Pe timpul perioadelor de toamnă secetoasă sau în iernile foartereci, perioada cu scurgere minimă se extinde la 8-9 luni (din septembrie până înmartie sau aprilie). Uscăciunea unor râuri din Bulgaria este un eveniment normal. Pebaza investigaţiei, Marinov (1958) a menţionat că aproape 40 de râuri au secatînainte de 1956 şi seceta râurilor rezultă mai ales din motive naturale. Din cauzanumărului mic al construcţiilor hidrotehnice ce au influenţat atunci scurgerearâurilor, s-a considerat că până acum regimul scurgerii a fost natural. A urmatconstrucţia unui număr mare de lacuri de acumulare, lucru ce a schimbat regimulnatural hidrologic al râurilor, în special scurgerea minimă. Din 1975, conform luiDakova (2004), regimul scurgerii a fost relativ stabil la modul general, dar înmajoritatea cazurilor a fost irevocabil în regim natural. Pe unele râuri a crescutdebitul minim şi au devenit permanente ca rezultat al apelor regularizate regresive.Alte râuri seacă relativ frecvent ca rezultat al captării apei. Debite cu valoarea zerosau aproape zero (câţiva litri) sunt înregistrate la aproape 50 de staţii hidrometrice,conform lui Dakova (1980).

Alte investigaţii au fost făcute pentru implementarea unor indici specifici ai scurgeriiminime pentru evaluarea secetei.

O abordare suplimentară cu privire la scurgerea minimă a fost prezentată deMcMahon şi Arenas (1982). Conform acestora, datele de scurgere minimă pot ficonsiderate ca o serie de date hidrologică realizată din variabile diferite. În general,seria de timp poate fi alcătuită din elemente aleatorii dar şi non-aleatorii.Elementele non-aleatorii din serie pot apărea ca una sau mai multe din următoarelecomponente:

- o tendinţă;- o mişcare aleatorie în jurul tendinţei;- o mişcare sezonieră;- o componentă determinantă (măsurată în general de coeficientul de

corelaţie al seriei)


Ideea generală a tendinţei este aceea a unei mişcări lină a unei serii cronologice cese extinde pe o perioadă lungă de timp. În seriile cronologice hidrologice, o tendinţădetectată dintr-o serie dată, se poate datora:

- unei variaţii încete şi continue a condiţiilor meterologice (variaţii climatice)sau unei variaţii ciclice periodice lungi a climatului. (Seria reprezintă oramură crescătoare sau descrescătoare a unui ciclu);

- unei modificări a condiţiilor fizico-geografice ale bazinului datorate înspecial activităţii umane.

Primul punct constituie un subiect pentru o analiză hidrologică complexă, detaliidespre care pot fi găsite în referinţe precum Ievjevich (1972). Al doilea tip demodificare este permanentă atâta timp cât activitatea umană continuă la acelaşinivel. Aceasta distruge omogenitatea seriei de date şi trebuie să fie luată înconsiderare în evaluarea datelor.

Abordările precise sunt aplicate la nivel general chiar pentru caracterizarea seceteihidrologice. În termeni hidrologici, aceasta este procesată într-un bazin de captaresau de recepţie, dar rezultatele ce urmează pot fi generalizate la scară largă cuprivire la nevoile de investigare după cum sunt prezentate în cele ce urmează.

4.4. Metode şi abordări statistice pentru evaluarea scurgerii minime

Regimul scurgerii minime al unui râu poate fi analizat într-o varietate de feluri, înfuncţie de datele iniţial valabile şi de tipul informaţiei necesare de tip out-put. Prinurmare, există o gamă variată de indici şi măsurători ale debitului minim. Termenulde ‘indice al scurgerii minime’ folosit aici, se referă la metodele diferite care au fostdezvoltate pentru analizarea, adesea în formă grafică, a regimului scurgerii minimeal unui râu. Termenul de ‘indice al scurgerii minime’ este folosit cel mai des pentru adefini valori particulare obţinute din orice măsurare a scurgerii minime (uneori, estetotuşi dificil să fie separate una de alta) (Smakhtin, 2001).

Analiza statistică a scurgerii minime indică disponibilitatea apei în albii în perioadecând conflictele dintre furnizarea de apă şi cerere riscă să apară. Din această cauză,metodologiile privind scurgerea minimă sunt cerute de agenţiile federale, statale,regionale şi locale pentru planificarea, managementul şi activităţile reglementareprivind apa. Aceste activităţi includ (1) dezvoltarea de planuri de management albazinului hidrografic, eficace din punct de vedere al mediului, (2) sprijinirea şipermiterea de noi extracţii ale apei, transferuri inter-bazinale şi debite ale apeireziduale, (3) determinarea valorilor-prag ale debitelor minime pentru menţinereabiosferei acvatice şi (4) planificarea şi reglementarea utilizării terenului.Metodologiile privind scurgerea minimă sunt de asemenea cerute de entităţilecomerciale, industriale şi hidroelectrice pentru a determina disponibilitatea apeipentru alimentarea cu apă, debitul de apă reziduală, precum şi pentru producerea deenergie (Ries and Friesz, 2007).

Privitor la studiile internaţionale despre scurgere minimă şi secetă, Tallaksen şi vanLanen (2004) susţin că există o literatură vastă cu privire la diferitele procese careoperează în timpul scurgerii minime sau a unei perioade de secetă. În particular,


răspunsul bazinului şi regimului scurgerii minime al unui râu sau al unei regiuni aufost descrise. Mai puţin material este disponibil despre metodele pentru evaluareascurgerii minime şi a secetei, inclusiv anticiparea, prognoza şi estimarea în secţiuninemonitorizate. Cea din urmă a fost deja stipulată într-o cercetare relevantă pentruprognoza scurgerii minime pentru secţiuni necontrolate hidrometric (Institutul deHidrologie, 1980) şi e încă valabilă (Talaksen şi van Lanen, 2004).

Smakhtin (2001) a concluzionat că în contextul unui management integrat şi durabildin punct de vedere al mediului al bazinului hidrografic, debitele minime ar putea fimai degrabă văzute ca un concept dinamic şi nu descrise doar de o singurăcaracteristică a scurgerii minime. De aceea, prioritare sunt seriile cronologice aledebitelor din care varietatea de indici ai scurgerii minime poate fi extrasă pentru asatisface diferite scopuri de management şi de inginerie.

Cele mai obişnuite analize de regionalizare a scurgerii sunt metodele privind duratascurgerii, printre altele incluzând indicele scurgerii de bază, analiza frecvenţeiscurgerii şi parametrii de recesie (Organizaţia Metereologică Mondială, 2008).

“Manualul privind Estimarea şi Prognoza Scurgerii Minime”, publicat de OrganizaţiaMetereologică Mondială, oferă un rezumat cuprinzător despre cum se analizeazăseriile de debite lichide, cu precădere debitele minime. Deşi indicii şi metodele decalcul ale scurgerii minime au fost bine documentate în acest manual, un softwarecuprinzător lipseşte, cel care asigură un calcul rapid şi standardizat al analizeistatistice a scurgerii minime. Acest software (lfstat) se bazează pe programulstatistic de tip open-source R şi se extinde la analiza seriilor de timp ale debitelormedii zilnice, permiţând o calculare rapidă şi standardizată a analizei scurgeriiminime. Există un număr diferit de analizare a seriilor cronologice ale debitelor mediizilnice pentru a produce informaţii concise care descriu regimul scurgerii minime alunui râu. Acest pachet de aplicaţii oferă funcţii pentru a calcula statisticile descriseşi produce grafice asemănătoare cu cele din manual. Autorii acestui software suntDaniel Koffler şi Gregor Laaha (2013).

În România, cercetători de la Institutul Naţional de Hidrologie şi Gospodărire a Apei (NIHWM)în colaborare cu grupul de lucru al European FRIEND – Scurgerea minimă a apei şi Seceta petema “Indicii scurgerii minime”, pentru a pregăti o vastă publicaţie despre actualele condiţiiale scurgerii minime în Europa. Studiul a constat în calculul indicilor scurgerii minime bazatpe pachetul de aplicaţii menţionat anterior. De asemenea, aceste abordări şi metodelestatistice pentru evaluarea scurgerii minime constituie o prioritate în dezvoltareasubiectelor de cercetare la Institutul Naţional de Hidrologie şi Gospodărire a Apei dinRomânia.

Pe baza rezultatelor obţinute, ca urmare a folosirii acestui pachet de aplicaţii, aufost calculaţi de asemenea indicii scurgerii minime pentru studiul de caz de laCapitolul 7.6. În evaluarea scurgerii minime, aceste metode şi abordări statistice potreprezenta cu siguranţă o analiză cuprinzătoare şi esenţială.

4.5. Hărţile de hazard ale scurgerii minime şi implementarea sistemelor deavertizare rapidă (EWS) privind apariţia, frecvenţa şi gradul de severitate ale


secetei

Scopul final al investigaţiilor privind scurgerea minimă şi seceta hidrologică esteobţinerea de informaţii detaliate privind prezenţa şi gradul de severitate al ambelorprocese, referitor la evaluarea impactului lor asupra scopurilor managementului apeişi pentru nevoile societăţii, cu referire la furnizarea cu apă, protejarea şiîntreţinerea mediului, industrie, turism, transport, asigurări etc. Aceasta ar putea fifăcută cu privire la hazardele particulare ale secetei şi înregistrările debitului minimsau la prezentarea informaţiilor spaţiale prin cartografierea zonelor de hazard aleacestui fenomen. Mai departe, pe această bază, sistemele de monitorizare alesecetei pot fi stabilite ca ajutor sau ca parte a sistemelor de monitorizare a apei,având de a face cu caracterizarea proceselor sau cu starea de pregătire aevenimentelor. Trebuie subliniat faptul că asemenea informaţii pot fi de un realinteres în cazul evaluărilor riscului la secetă, în special în zone unde regularizareaapei nu este extinsă sau influenţele antropogenice asupra impactului lipsei de apă nusunt semnificative.

4.5.1. Cartografierea zonelor de hazard pentru scurgerea minimă

Neregularitatea spaţială a proceselor scurgerii minime cere o abordare specificăpentru o prezentare semnificativă de detaliu. Aceasta are legătură cu nevoilefactorilor de decizie şi managerilor apei de a identifica zonele cu cel mai ridicat gradde severitate, permiţând luarea unei decizii eficace şi reducerea sarciniiadministrative, iar în plus, permite diseminarea rezultatelor secetei şi scurgeriiminime către toţi utilizatorii, într-o manieră uşoară, de aceea o cantitate mare deinformaţii în legătură cu investigaţiile secetei şi scurgerii minime ar putea fiprezentată într-o manieră simplă. Cartografierea evenimentelor periculoase ar puteaveni în ajutorul evaluărilor riscului la secetă, stabilind impacturile evenimenteloranterioare sau viitoare sau ar putea servi la vizualizarea înregistrărilor privind seceta(Chilikova-Lubomirova, 2014). O parte importantă în cazul cartografierii scurgeriiminime este localizarea segmentelor de râu în proces de secare ca zone cu ovulnerabilitate specială la nevoile ecosistemelor şi societăţii.

Cartografierea scurgerii minime sau a secetei hidrologice relaţionează mereu cuobiectul propriu- zis de interes urmând procedurile:

- Selecţia unei reprezentări cartografice corespunzătoare;- Selecţia elementelor de vizualizare a hărţii;- Selecţia gamei de culori şi simboluri corespunzătoare luând în considerare

cea mai bună prezentare a elementelor de calitate selectate;- Diseminarea rezultatelor.

Primul pas cu privire la caracterizarea scurgerii minime şi a secetei ar putea fi lanivel local, bazinului de recepţie, bazinului hidrografic, naţional, multinaţional, panUE, mondial etc. acoperind diferite scări temporale, permiţând caracterizareaspaţială a fenomenului în timp. După ce elementele informative privind scaraacceptată sunt selectate, permiţând prezentarea semnificativă a cazului investigatde obicei prin prezentarea limitelor obiectului, reţelei hidrografice, segmentelor sau


punctelor de monitorizare, cât şi elementele reprezentative de calitate ale scurgeriiminime şi secetei hidrologice şi informaţiile adiţionale legate de caracterizareaadministrativă, transport şi, de asemenea, ar putea fi adăugate zonele protejate sauistorice. Cea mai importantă parte a hărţilor are legătură cu vizualizarea debitelorminime dar şi cu prezentarea elementelor de calitate ale secetei. Aceasta ar putea fifăcută cu privire la gama adoptată de simboluri şi culori cu o valoare semnificativăpentru fiecare entitate descrisă în legendă. Diverse elemente de calitate asociate cuindicii scurgerii minime şi ai secetei ar putea fi folosiţi. O parte din acesteareprezintă variaţia indicilor asociată cu gradul de severitate al evenimentelor, iaraltă parte serveşte la clarificarea calitativă, de exemplu pentru a distingesegmentele şi râurile care seacă pe teritoriul luat în considerare.

O varietate de produse ar putea fi folosite pentru pregătirea hărţilor. Cele maipopulare sunt produsele pe bază de GIS (Sistem Informaţional Geografic) dezvoltatede companii precum ESRI, Autodesk, Intergraph. MapInfo, Clark Labs de laUniversitatea Clark, etc., răspunzând la nevoile de bază ale PC, Web or CAD, dar şialte tipuri de programe de vizualizare ar putea fi folosite. Implementareaprogramelor bazate pe GIS au extins practic ideea de vizualizare a scurgerii minime şisecetei, permiţând stabilirea sistemelor de informaţii în diverşi termeni, inclusivmonitorizarea în timp real.

4.5.2. Cartografierea evenimentelor cu risc hidrologic, anterioare sau viitoare,luând în calcul determinarea posibilităţii ca fiind un pas înainte şi de ajutorevaluărilor Riscului de Secetă.

Riscurile scurgerii minime sau ale secetei hidrologice ca şi evenimente ce e posibil săcauzeze impacturi semnificative asupra naturii, mediului şi societăţii sunt procese deun real interes pentru managerii apelor. Caracterizarea evenimentelor ar putea firealizată obţinând evaluarea valorilor-prag concrete ce permit diagnosticareaproceselor în timp şi spaţiu, foarte adecvate mai ales în cazul evenimentelor de risc,anterioare sau viitoare.

Luând în considerare principalul rol al Hărţilor Riscului de Secetă, acesta ar putea săajute să determine probabilitatea apariţiei secetei şi să prezinte impactul seceteimanagerilor apei pentru a identifica măsuri de atenuare a acestora cu privire lacererea sau consumul de apă al populaţiei iar hărţi utile ale mediului pot fi pregătitepentru aceste nevoi. În pofida abordărilor des adoptate pentru implementareadeficitului de apă în cazul evaluării riscului de secetă (Ureta et. al. 2012),implementarea unor indici ai secetei hidrologice ar putea fi folosită pentrucaracterizarea evenimentelor anterioare sau viitoare de secetă. Acest lucru este deun special interes pentru dezvoltarea Planurilor de Management a Secetei după cumse menţionează în raportul DMP (Plan de management al secetei), 2007, dar ar puteafi în folosul nevoilor de evaluare a Riscului de Secetă.


Figura 4.6. Schemă simplificată a proceselor şi direcţiile relevante pentru umiditateametereologică şi a solului (agricultură) şi secete hidrologice conform IPCC

Cu privire la Clasificarea Categoriilor de Dezastru şi NetCatSERVICE, Seceta aparţinesubgrupului de dezastre climatologice, definite ca evenimente cauzate de proceseîndelungate la scară medie /mare. În zilele noastre, conform IPCC (ComisiaInterguvernamentală cu privire la Schimbarea Climei), seceta este considerată ca “operioadă cu o temperatură anormal de secetoasă, îndeajuns de lungă pentru a cauzaun serios dezechilibru hidrologic” şi în timp ce lipsa de precipitaţii (ex. secetametereologică) este adesea principala cauză a secetei, un potenţial crescut deevapotranspiraţie produs de o radiere sporită, viteza vântului sau deficitul depresiune a vaporilor dar şi ante- umidificarea (anterior umidificării solului; lac;depozitarea zăpezii şi/ sau a apelor subterane) pot contribui la apariţia umidităţiisolului şi secetei hidrologice– Fig. 4.6. Deşi rolul climei asupra apelor nu e direct (eg.precipitaţii, temperatură, etc.) există o relaţie foarte puternică privitoare la climatşi la resursele de apă şi evenimentele extreme ca inundaţiile şi secetele în special şiapariţiile lor anterioare şi viitoare au un rol important în prognoza gradului deseveritate al secetei şi al dezastrului.

Luând în considerare că unii indici ai secetei hidrologice ar putea fi folosiţi laobţinerea unor importante informaţii pentru caracterizarea secetelor anterioare şiviitoare, luarea în calcul a influenţei posibilelor impacturi este posibilă. O asemeneaposibilitate oferă implementarea Indexului Standard al Debitului (SRI), permiţânddeterminarea unei stări anormale a debitului pe diferite scări temporale. Astfel, SRIpoate identifica secete anterioare şi apoi, secete viitoare (Merida et al., 2013).Secetele anterioare pot fi caracterizate analizând datele debitului pentru perioadeleanterioare, evenimentele viitoare pot fi caracterizate implementând o analizăprobabilistică a debitului, luând în calcul diferite scenarii sau proiecţii. După cumClimate Change IPCC recomandă, evaluarea probabilistică a unor rezultate binedefinite ce au avut loc sau vor avea loc în viitor, pe baza analizei cantitative, cuprivire la categoriile generale, aceeaşi abordare ar putea fi aplicată pentru scopurileevaluării riscului de secetă hidrologică, luând în calcul scara IPCC a posibilităţiiapariţiei/efectului, prezentată în Tab. 4.2, cu implementarea lui SRI ca şi elementde calitate al secetei (Chilikova-Lubomirova, 2014). O abordare evidentă ar putea fifolosită pentru evaluarea riscului secetei hidrologice şi mai departe, inclusă în


evaluarea riscului de secetă, adecvată în special, în zonele unde regularizarea apeinu este extinsă sau influenţele antropogenice asupra impactului deficitului de apă nusunt semnificative.

Tab. 4.2. Probabilitatea valorilor-prag propuse de IPCCTerminologie Probabilitatea întâmplării/ efectuluiEfectiv sigur probabilitatea întâmplării > 99 %

Foarte probabil probabilitate de la 90 la 99 %Probabil probabilitate de la 66 la 90 %

Aproape probabil probabilitate de la 33 la 66 %Improbabil probabilitate de la 10 la 33 %

Foarte improbabil probabilitate de la 1 la 10 %Improbabil cu siguranţă probabilitate < 1 %

4.5.3. Introducere în sistemele de monitorizare a scurgerii minime hidrologice şia riscului de secetă, şi în sistemele de avertizare timpurie

Implementarea Sistemelor de Informaţii Geografice pentru cartarea scurgerilorminime şi a secetei hidrologice poate fi considerată o posibilitate de dezvoltaresuplimentară a aplicaţiilor legate de monitorizarea proceselor şi implementareasistemelor de monitorizare a secetei şi a sistemelor de avertizarea timpurie. Acesteavor oferi informaţii în termeni dinamici permiţând acces direct şi rapid pentru toţiutilizatorii. Organizarea unor astfel de sisteme urmăresc procese şi structuri de bazălegate de :

- Selecţia tipului adecvat de sistem de monitorizare – total sau parţial automat- Selecţia indicilor de secetă sau scurgere minimă, cu referire la obiectivelesistemului;- Analiza şi selecţia datelor iniţiale necesare pentru sistem;- Achiziţia şi prelucrarea datelor;- Evaluarea indicilor;- Analiza rezultatelor şi transformarea în informaţii ;- Prezentarea informaţiilor şi diseminarea lor către utilizatori.

Se pot selecţiona diverşi indici/indicatori pentru scopuri de investigare şi cercetare.Conform Raportului MP din 2007, există două mari categorii de indicatori - ceifolosiţi pentru a se se realiza pregătirea pentru un eveniment şi cei care fac posibilăcaracterizarea evenimentului atunci când se produce. Toţi indicatorii necesită ocombinaţie complexă între diferiţi parametri şi numeroase sisteme de eşantionare şimonitorizare. Unii indicatori sunt adecvaţi pentru a diagnostica evenimente trecuteşi / sau viitoare. Şi, aşa cum se subliniază în Documentul de Instrucţiuni nr. N24,2009, ţinând contr de elementul de incertitudine al oricăror proiecţii de modelare şipresiunea crescută asupra resurselor de apă, este esenţial ca reţelele hidrometrice(hidrografice) să fie instalate pentru a monitoriza seceta şi a acoperi nevoile corectdiagnosticate legate de ariditate (deficitul de apă) ; în practică, sunt aplicabilediverse abordări pentru evaluarea secetei.

Organizarea sistemelor de monitorizare a scurgerii minime hidrologice şi a riscului desecetă precum şi a sistemelor de avertizare timpurie este o sarcină foarte importantă


legată de exigenţele de implementare a Directivei Cadru a Apei. Aceasta este foarteimportantă pentru evaluarea riscului de deteriorare a stării bazinelor de apă(hidrografice), conservarea râurilor şi protecţia ecosistemelor acvatice şi legate deapă în ceea ce priveşte biodiversitatea şi protecţia şi serviciile ecosistemelor. Astfel,este de importanţă primordială să se realizeze analize hidrologice suplimentarelegate de presiunile şi impactul elementelor legate de apă asupra cantităţii de apă şia ecosistemelor . Acest lucru este legat de măsurarea şi controlul adecvat alcaracteristicilor debitului râurilor şi fluviilor cum sunt scurgerea minimă, debitulecologic şi alţi indicatori (indici) hidrologici legaţi de secetă , ţinând cont de faptulcă nici unul din indici, luaţi individual, nu poate acoperi toate aspectele (Merida şicol., 2014; Proiect: Identificarea secetei prin indici de secetă hidrologică. Aplicaţiaşi analiză comparativă pentru condiţiile din Bulgaria; NIMH-BAS).

Sunt disponibile informaţii legate de seceta hidrologică pură şi de scurgerea minimă,obţinute prin analiza legată de prelucrarea rezultatelor măsurătorilor directe, cureferire la diferitele categorii. Există sisteme care servesc la descrierea nevoilor demăsurare şi prelucrare.

Sistemul UE de Informaţii asupra Apei pentru Europa (WISE), www.water.europa.eu ,este responsabil cu prezentarea informaţiilor care acoperă toate aspectele legate deWFD (schema directivă a apei) şi exigenţele documentare aferente. Este un sistemtotal interoperabil de punere în comun a datelor legate de apă cu scopul de aameliora exigenţele minime de raportare WFD şi obligaţiile statistice, ca de exempluprin regulamente cadru asupra raportărilor şi statisticilor de mediu, chiararmonizarea programelor de raportare din Directivele EU legate de problema apei.Dar, după cum se admite, progresul spre acest obiectiv este lent şi cerinţele deraportare pot fi modificate numai prin amendamente legislative, deoarece sistemulacoperă întreaga Uniune Europeană şi se poate susţine că în anumite cazuriinformaţiile nu sunt suficiente.

Un sistem mai orientat spre problema secetei este EDO – Observatorul European alSecetei, care lucrează pe principiul punerii în comun a informaţiilor referitoare laseceta meteorologică şi agro-meteorologică.

În ceea ce priveşte raportările legate de seceta hidrologică putem menţiona cel maidezvoltat sistem, şi anume Sistemul Naţional de Atenuare a Secetei care oferăinformaţii referitoare la seceta hidrologică în Statele Unite ale Americii. Acestareprezintă situaţia indicelui standardizat al scrugerii la diferite scale de timp adecvatpentru condiţiile şi scopurile locale.


Figura 4.7. Ilustrarea modului de funcţionare a Sistemului de Monitorizare a Secetei, NIMH-BAS, www.hydro.bg

La nivel naţional informaţii similare sunt prezentate de Sistemul Automat deMonitorizare a Secetei dezvoltat de NIMH-BAS cu implementarea SRI, sistemul ceaplică principiile de monitorizarea ale sistemului de avertizare a condiţiilor meteoextreme METEOALARM (www.meteoalarm.eu) - Chilikova-Lubomirova şi Dimitrov(2013). Sistemul este dezvoltat lunar pentru identificarea secetei zonale cu referirela specificul ţării şi permite caracterizarea evenimentului şi a severităţii sale atuncicând se produce. Pe hărţile de diagnostic ce acoperă principalele bazinehidrografice, inclusiv câmpia inundabilă a Dunării, la nivel naţional sunt prezentateprin acest sistem severitatea secetei atunci când se detectează apariţia sa -www.hydro.bg – Fig. 4.7.

Implementarea indicatorilor hidrologici orientaţi spre mediu poate fi realizatăpentru investigaţii de debit ecologic, strict legate de biodiversitatea ecosistemeloracvatice, în ciuda faptului că nu acoperă elementele biologice/vii, datorită redăriicondiţiilor şi parametrilor hidrologici. Abordarea este dezvoltată pe scară largă şiacceptată pozitiv, conform celor prezentate deja în capitolul 3.3.4, dar estemomentul şi cazul să subliniem accentul asupra necesităţilor sale de control adecvateîn cea ce priveşte dezvoltarea nevoilor sistemelor de monitorizare a debituluiecologic. Cum procesul pare simplu, apar multe provocări legate de implementareasa practică.

Realizarea unui control strict al debitului ecologic, din perspectivă practică, nu sepoate face prin măsurări de control directe. Practic, este o procedură de compararea disponibilităţii reale în situ a apei din râuri pentru a obţine datele preliminarenecesare asupra debitului ecologic în segmente influenţate de condiţii de deficit,transformate în informaţii. Gradul de eficacitate a unor astfel de performanţedepinde de densitatea distribuţiei punctelor de monitorizare. Cea mai bună abordareeste implementarea scalei de bazin hidrografic, care raportează asupra punctelorcelor mai vulnerabile, numite


«puncte critice» care, conform Chilikova-Lubomirova, 2014, se pot determina prinimplementarea sistemului Water Exploitation Index Plus (WEI+) (indicele exploatăriiapei +) pentru obţinerea evaluării indicelui de prag al zonelor celor mai afectate dedeficitul de apă ca puncte de monitorizare în sistemului de monitorizare. Organizareaunui astfel de sistem de monitorizare ar putea urma etapele următoare:

Caracterizarea zonei bazinului hidrografic în ceea ce priveşte mărimea,geologia, altitudinea, albia râului sau fluviului şi morfologia, şicaracteristicile şi substraturile albiei;

Tipologia râului sau fluviului; Caracterizarea condiţiilor fizico-geografice, factorilor zonali şi climatici în

ceea ce priveşte precipitaţiile, temperatura, evaporarea , vegetaţiaînconjurătoare, etc.,

Caracterizarea ecoregiunilor; Evaluarea factorilor sociali şi antropogeni; Selecţia punctelor de monitorizare adecvate în zonele cele mai vulnerabile

la deficitul de apă ţinând cont de factorii hidrologici, hidraulici şiantropogeni;

Selecţia echipamentelor de măsură; Realizarea reţelei de monitorizare a scurgerii / debitului; Înfiinţarea reţelei automate pentru transmiterea şi prelucrarea datelor; Transformarea datelor în informaţii; Diseminarea informaţiilor.

Rezultatele optime de monitorizare şi control pot fi asigurate în cazul funcţionăriicomune sau sincronizării funcţionării sistemelor de monitorizare a scurgerilorminime, secetei hidrologice şi debitului ecologic.

5. SECETA ÎN VIITOR

5.3. Schimbările climatice şi seceta. Previziuni şi predicţii legate de schimbărileclimatice pentru secolul al XXI-lea

5.1.1. Seceta în trecut şi în zilele noastre

Deoarece măsurătorile meteorologice regulate datează de la mijlocul secolului al XIX-lea, recuperarea datelor referitoare la clima din trecut se realizează prin utilizareadiverşilor indicatori indirecţi: geologici (compoziţia şi structura rocilor sedimentare),geomorfologice (putem folosi date statistice legate de reţeaua de râuri şi lacuri),paleontologice (floră şi faună, recifuri de corali descoperiţi în cursul săpăturilor), dedendrologie, de glaciaţiune (compoziţia izotopilor în gheaţa şi gheţari, amestecuri),descoperiri arheologice, diferite surse istorice (arhive, legende etc.) şi aşa maideparte. Din analiza acestor date rezultă următoarele:

- Creşterea temperaturii aerului în secolul al XX-lea a fost mai mare încomparaţie cu secolele trecute în ultimii o mie de ani;

- Pentru perioada 1906 - 2005 temperatura medie globală a aerului la sol acrescut cu 0,74 0C;

- Viteza de creştere a temperaturii medii globale a aerului la sol din 1976 este de


aproximativ trei ori mai mare decât viteza de creştere pentru întregul secol al XX-lea;

- Mai mult de 10 ani din ultimii 15 sunt printre cei mai calzi ani pentru perioadade după începerea măsurărilor şi observaţiilor meteorologice instrumentaleregulate, adică după 1850;

- 2009 face parte din cei mai călduroşi 10 ani şi deceniul 2000 - 2009 este maicald decât cel anterior (1990 - 1999), anii 1990 au fost mai calzi decât ceizece ani anteriori acestora ( adică deceniul 1980 - 1989);

- Suprafaţa acoperită cu zăpadă a scăzut în majoritatea zonelor lumii ;- Durata maximă a perioadei în care pământul este îngheţat a scăzut cu

aproximativ 7% în a doua jumătate a secolului al XX-lea;- Datele medii de îngheţ al râurilor şi lacurilor în ultimii 150 de ani s-au

amânat cu aproximativ 5,8 zile/secol, în timp ce data topirii zăpezii s-adevansat cu 6,5 zile/secol;

- Din anii 1970 durata şi intensitatea secetei s-a răspândit asupra unor teritoriivaste, în special la tropice şi în zona subtropicală;

- În Europa, pentru perioada observaţiei instrumentale, temperatura medieanuală a crescut cu 0,8° - 1,0°C, şi ultimele două decenii sunt cele mai caldepe continent;

- De la începutul secolului al XX-lea, precipitaţiile în Europa de Nord aucrescut cu 10 - 40%, în timp ce precipitaţiile în anumite zone ale Europei deSud au scăzut cu 20%.

Omenirea va fi întotdeauna în situaţie de risc în ceea ce priveşte schimbărileclimatice defavorabile şi neaşteptate cauzate de fenomene naturale terestre saucosmice. Factorii cosmici includ activitatea solară şi parametrii orbitei terestre.Factorii tereştri includ, de exemplu, deplasarea polilor Pământului, modificări alevitezei de rotaţie a Terrei şi modificări ale aspectului fizic şi geografic al Terrei (cumar fi modificări în configuraţia continentelor, schimbări la nivelul oceanului global,formarea masivelor muntoase, etc.). Factorii naturali influenţează circulaţiaatmosferică generală , curenţii oceanici şi criosfera şi prin aceasta influenţeazăclima, fluctuaţiile şi modificările sale. Diferenţa dintre trecutul îndepărtat şi celrecent este că acum există riscul de schimbări rapide de climă cauzate de om.Majoritatea oamenilor de ştiinţă cred că emisiile de dioxid de carbon (CO2) şi a altorgaze cunoscute ca gaze cu efect de seră, eliberate în atmosferă în principal dinindustrie şi agricultură, pot cauza schimbări climatice ireversibile.

Viaţa pe Pământ aşa cum o cunoaştem este posibilă datorită efectului natural deseră. Acest fenomen menţine planeta noastră suficient de caldă pentru o funcţionareadecvată a tuturor organismelor vii. Încă de la începuturile vieţii, emisia de gazenaturale de seră a ajutat la menţinerea temperaturii Terrei în limite care susţinviaţa. Dacă nu ar există efectul de seră, temperatura medie a planetei ar fi atât descăzut încât viaţa nu ar fi posibilă. Absenţa gazelor de seră ar reduce temperaturaPământului cu aproximativ 33°C, transformându-l într-o altă planetă fără viaţă însistemul solar. Problema creşterii efectului de seră şi de încălzirea globală asociatăacesteia a fost o preocupare de prim rang a oamenilor de ştiinţă şi cercetătorilor, a


canalelor media şi a factorilor de decizie. Clima planetei noastre se schimbăconstant, dar dacă aceste modificări au apărut în mod natural în trecut, acummajoritatea oamenilor de ştiinţă cred că emisiile de dioxid de carbon (CO2) şi de altegaze cunoscute ca gaze cu efect de seră eliberate în atmosferă mai ales de industrieşi agricultură duc la schimbări climatice ireversibile. Schimbările climatice presupuno modificare globală şi o tranziţie spre o nouă stare de echilibru ce cauzeazăschimbări regionale şi locale. Conform Convenţiei Naţiunilor Unite pentruCombaterea Deşertificării (UNCCD) din 1992, schimbările climatice înseamnă omodificare a climei care este atribuită direct activităţii umane, ce modificăcompoziţia atmosferei globale şi se adaugă variabilităţii naturale a climei observateîn perioade de timp comparabile.

Concentraţiile ridicate de dioxid de carbon şi de alte gaze implicate în efectul deseră pot cauza modificări substanţiale ale echilibrului de radiaţii al Terrei prinabsorbţia radiaţiilor cu lungime de undă mare îndreptate spre spaţul cosmic şi re-emisia lor spre suprafaţa Terrei, şi pot creşte temperatura aerului în proximitateasuprafeţei. Concentraţia de dioxid de carbon în atmosferă a crescut cu aproximativ31% din 1750 ca efect al arderii combustibililor solizi, gazelor, deforestărilor etc.Emisiile de gaze de seră au continuat să modifice compoziţia atmosferei până însecolul al XXI-lea şi deci au contribuit la modificări climatice pe Terra.

În studiile anterioare s-au utilizat diverse tipuri de scenarii climatice. Aceste se potclasifica în trei mari clase: scenarii sintetice, scenarii analogice şi scenarii bazate perezultatul modelelor de circulaţie globală (GCM). Scenariile sintetice descriutehnicile în care anumite elemente ale schimbărilor climatice (sau legate deacestea) sunt modificate într-o măsură realistă, dar arbitrară, adesea conform uneiinterpretări calitative a simulărilor modelului climatic pentru o regiune. De exemplu,ajustări ale temperaturilor de referinţă cu +1, 2, 3 şi 4°C şi ale precipitaţiilor dereferinţă cu ±5, 10, 15 şi 20 % ar putea reprezenta diferite dimensiuni alemodificărilor climatice viitoare. Scenariile analogice sunt construite prinidentificarea regimurilor climatice înregistrate, care ar putea semăna cu climaviitoare într-o anumită regiune. Aceste înregistrări pot fi obţinute fie din trecut(analogii temporale) sau din alte regiuni în prezente (analogii spaţiale) (de exempluIPCC-TGCIA, 1999; Mearns şi col., 2003; Wilby si col., 2004).

5.1.2. Modele climatice

Modelele numerice (modelele de circulaţie globală sau GCM), reprezentând proceselefizice din atmosferă, oceane, criosferă şi de la sol sunt singurele instrumentecredibile disponibile în prezent pentru simularea răspunsului sistemului climaticglobal la creşterea concentraţiilor de gaze de seră. Cu toate că s-au folosit şimodelele mai simple pentru a oferi estimări medii globale sau regionale , alerăspunsului climatic, doar GCM, eventual în combinaţie cu modelele regionaleimbricate au potenţialul de a oferi estimări consistente din punct de vedere geograficşi fizic referitoare la modificările climatice regionale, care sunt cerute în analiza deimpact (de exemplu IPCC-TGCIA, 1999).


Cele mai avansate GCM sunt modelele combinate atmosferă - ocean (AOGCM), careconectează în mod dinamic modelele oceanografice detaliate cu cele atmosferice.Deoarece acestea pot reprezenta circulaţia oceanică, AOGCM sunt capabile săsimuleze intervalele de timp între o anumită modificare a compoziţiei atmosferei şirăspunsul climatic. Ele pot de asemenea să reprezinte unele dintre cele maiimportante transferuri de căldură şi umiditate de mare anvergură datoratecurenţilor oceanici. Cu aceste caracteristici, ele pot fi folosite în simulări mairealiste ale răspunsului tranzitoriu al climei la modificare dependentă de timp aconcentraţiilor gazelor de seră. Şi astfel ele pot oferi informaţii utile asupra vitezei şimagnitudinii modificărilor climatice. De asemenea, au fost folosiţi şi pentru aevaluarea efectelor încărcării regionale cu aerosoli sulfuraţi (un stress negativ) încombinaţie cu stresul produs de gazele de seră (de ex. IPCC-TGCIA, 1999).

5.1.3. Traiectorii de concentraţie reprezentativă (RCPS)

Există patru traiectorii de concentraţie ale gazelor de seră (nu emisii) adoptate deIPCC pentru cel de-al cincilea Raport de Evaluare (AR5). Traiectoriile sunt folositepentru modelarea şi cercetarea climatică. Ele descriu patru posibile situaţii viitoareale climei, toate considerate posibile în funcţie de cantitatea de gaze de seră emisăîn anii ce vor urma.

Figura 5.1. Traiectorii de concentraţii reprezentative (RCPs)

Cele patru RCP (Fig. 5.1), RCP2.6, RCP4.5, RCP6, şi RCP8.5, sunt denumite după unposibil spectru al valorilor de stress al radiaţiilor în anul 2100 (+2,6, +4,5, +6,0, şirespectiv + 8,5 W/m2,). Aceste traiectorii se vor folosi în proiectul care presupunescenarii RCP pesimiste (8.5) şi optimiste (RCP3).

5.1.4. Scenarii climatice pentru secolul al XXI-lea – globale, europene şi pentruPeninsula Balcanică

Nivel global

Modelele climatice globale simulează o creştere a temperaturii medii globale la solcu valori cuprinse între 1,4 şi 5,8°C până la finele secolului XXI-lea, comparativ cuanul 1990. Acest rezultat include întreaga gamă a scenariilor de emisii SRES şicalculele de la câteva modele globale. Gradul preconizat de încălzire globală estemult mai ridicat decât creşterea observată a temperaturii globale în timpul secoluluial XX-lea. Se consideră, pe baza informaţiilor paleoclimatice, că încălzirea globală nuare nici o analogie în trecut, sau cel puţin în ultimii 10.000 de ani. Rezultatele dinmodelele climatice globale arată că concentraţia globală medie a evapotranspiraţiei


şi precipitaţiile globale este posibil să crească în timpul secolului al XXI-lea. Seaşteaptă ca precipiţiile să crească, până la finele secolului la latitudini mari şi relativmari din emisfera nordică şi dincolo de Antarctica în timpul iernii. Se preconizează ocreştere a precipitaţiilor la latitudini joase din anumite regiuni, pe când în alte zonede latitudine joasă precipitaţiile vor fi limitate. Se aşteaptă fluctuaţii mai mari deprecipitaţii în fiecare an în timpul secolului al XXI-lea în zone cu valori totale ridicateale precipitaţiilor în comparaţie cu valorile totale ale precipitaţiilor tipice pentruclima contemporană.

De asemenea, trebuie acordată o atenţie sporită potenţialelor schimbări viitoarelegate de evenimente meteorologice extreme şi dezastre, ca de exemplu: perioadescurte de inundaţii şi secetă, incendii de pădure, furtuni, uragane etc. Mai alesdeoarece tendinţa este ca dezastrele naturale să devină mai frecvente. Rezultatelemodelului şi evaluările experţilor arată că în viitor clima va prezenta temperaturimaxime ale aerului mai mari, şi din această cauză vor fi mai multe zile foarte caldepe suprafeţe semnificative ale Terrei. Temperaturile minime ale aerului vor fi deasemenea depăşite în secolul al XXI-lea, cu mai puţine zile reci şi zile cu îngheţ. Deaceea, mărimea diferenţei de temperatură a aerului între noapte şi zi va continua săscadă în viitor. Evenimentele meteorologice cu precipitaţii intense (cum suntinundaţiile, alunecările de teren etc.) vor deveni mai frecvente, conform estimărilor.Pe de altă parte, este probabil ca seceta din timpul verii la latitudini continentalemedii să devină un fenomen mai frecvent. Se estimează de asemenea că numărul decicloni tropicali cu vânturi mai puternice şi vârfuri de precipitaţii va creşte deasemenea.

Nivel european

Scenariile modelului climatic preconizează o creştere a temperaturii medii anuale înEuropa cu valori între 0,1 şi 0,4°C pe deceniu. Încălzirea va fi mai semnificativă înEuropa de Sud şi în Europa de Nord-Est, şi va fi mai puţin semnificativă de-a lungulcoastelor Oceanului Atlantic ale continentului. Zonele din interiorul continentuluidin Europa de Est şi din vestul Rusiei vor deveni mai calde mai rapid în timpul iernii.Încălzirea preconizată în timpul verii arată un gradient de încălzire paralelsemnificativ: Europa de Sud va deveni mai caldă cu 0,2 – 0,6°C pe deceniu, în timpce încălzirea în Europa de Nord se va situa între valorile 0,08 – 0,3°C pe deceniu.Iernile clasificate ca reci în perioada climatică contemporană vor fi observate maipuţin frecvent în deceniul 2020, şi vor dispărea complet cel mai probabil în deceniul2080. Din contră, verile fierbinţi vor apărea mai frecvent şi aproape toate verile dindeceniul 2080 sunt preconizate a fi foarte calde. Este important de subliniat căanumite modele climatice simulează scenarii în care schimbările climatice regionaleşi sezonale diferă de cele descrise mai sus. Precipitaţiile anuale căzute deasupraEuropei vor creşte în regiunile din Europa de Nord (cu valori cuprinse între +1 şi +2%pe deceniu), şi vor scădea în Europa de Sud, modificându-se uşor sau mai semnificativîn Europa Centrală. Se preconizează ca modificările cantităţii de precipitaţii dintimpul iernii şi verii să fie în opoziţie semnificativă. Cea mai mare parte acontinentului va primi cantităţi mai mari de precipitaţii în timpul iernii. Se aşteaptă


diferenţe semnificative între modificările de precipitaţii din timpul verii între Europade Nord (o creştere de +2% pe deceniu) şi Europa de Est (o reducere cu aproximativ5% pe deceniu).

Peninsula Balcanică

Scenariile climatice pentru deceniul 2050 în Peninsula Balcanică, simulate de cătreModelul Climatic German ECHAM4, arată un grad mai scăzut de încălzire în sudulGreciei, sud-estul României, estul Bulgarei şi nord-vestul Turciei (Figura 5.2). Seaşteaptă schimbări ale temperaturii anuale ale aerului cu 2,0 0C - 2,5 0C în celelalteregiuni ale Peninsulei Balcanice până la mijlocul secolului al XXI-lea. Cantitateatotală anuală de precipitaţii va scădea în această zonă din sud-estul Europei, aşa cumse estimează cu majoritatea modelelor. Cantităţile de precipitaţii estimate să scadăcu modelul ECHAM4 vor varia între 5 şi 10% în aceeaşi perioadă de timp (deceniul2050) în zonele de sud şi sud-est ale Peninsulei Balcanice).

a) b)

Figura 5.2. Modificări ale temperaturii medii din timpul verii conform HadCM3 (a: în oC) şi aleprecipitaţiilor (b: în mm/lună) pentru 2080, în comparaţie cu perioada 1961-1990; scenariu de

emisii A2 SRES, rezultat RegCM3

Cu modelul HadCM3 pentru anii 2080 s-a estimat o încălzire semnificativă în timpulverii în ţările din Balcanii de Vest. Temperaturile aerului în această perioadă a anuluise aşteaptă să crească cu 5o - 8oC în majoritatea ţărilor din peninsulă. Sepreconizează că precipitaţiile din timpul verii vor scădea în regiunea studiată. Deexemplu, în anumite zone din România reducerea lor se va situa la 50% în 2080 (Fig.5.2).

Deşi există anumite incertitudini referitoare la precipitaţiile din viitor, cele maimulte modele climatice, rezultate oferite de Centrul Tyndall (Marea Britanie), aratăo uşoară creştere a precipitaţiilor în timpul iernii şi reduceri de precipitaţii în timpulverii în regiunea Peninsulei Balcanice (Fig. 5.3).


-2 0 2 4 6 8 10Temperature (оС)

-80

-60

-40

-20

0

20

40

Prec

ipita

tion

(%)

a)


-80

-60

-40

-20

0

20

40

Prec

ipita

tion

(%)

b) CGCM2CSIRO-Mk2bCSM-1.3ECHAM4GFDL-R15bMRI2CCSRDOE-PCMHadCM3


-80

-60

-40

-20

0

20

40

Prec

ipita

tion

(%)

c)


-80

-60

-40

-20

0

20

40

Prec

ipita

tion

(%)

d)

Figura 5.3. Scenarii de schimbări climatice GCM pentru temperatura medie a aerului şiprecipitaţiile din timpul verii în Serbia (a), România (b), Grecia (c) şi Turcia (d) la sfârşitul

secolului al XXI-lea, faţă de 1961-1990;Scenariu de emisii А2

5.4. Impactul şi efectele modificărilor climatice asupra resurselor de apă din zonajoasă / de aval a Câmpiei Dunării

5.2.1. Scenarii de schimbări climatice pentru Bulgaria

Aceleaşi GCM prezentate în Fig. 5.2 indică tendinţe similare pentru temperaturamedie a aerului şi precipitaţiile medii pentru Bulgaria la finele secolului al XXI-lea.(Fig. 5.3). Cea mai mare creştere a temperaturii aerului în ţară este simulată cumodelul CCSR. Se aşteaptă ca precipitaţiile să crească cu până la 20% în timpul iernii.Cu toate acestea, se preconizează să scadă semnificativ în tipul verii. Singurul GCM(dintre cele puse la dispoziţie de Centrul Tyndall) care simulează o creştere aprecipitaţiilor în timpul verii este modelul US GFDL-R15b (Fig. 5.4).

Rezultatele climatice curente (1961-1990) determinate prin GCM, oferite de IPCCDDC au fost în primul rând comparate cu datele climatice observate calculate camedii pentru întreaga ţară, nu cu date climatic specifice unor anumit zone. Estenerezonabil să ne aşteptăm ca o grilă cuprinzătoare GCM să poată reprezenta climapentru orice punct specific (ANL, 1994). Pe baza comparaţiilor prezentate în Tab.5.1, modelul HadCM2 a fost considerat modelul tranzitoriu (provizoriu) cel maiadecvat pentru a simula temperatura lunară a aerului în Bulgaria. Diferenţa dintretemperatura medie a aerului simulată şi observată a depăşit 2C pentru doar trei


luni, şi anume aprilie, mai şi iunie. Modelul GFDL-R15 simulează bine de asemeneatemperatura lunară a aerului în perioada septembrie - februarie.

Majoritatea acestor GCM, cu excepţia modelului CGCM1, au supraestimatprecipitaţiile medii pentru Bulgaria în jumătatea rece a anului. Cu toate acestea,precipitaţiile din timpul lunilor de vară, între iulie şi septembrie, au fost subestimatede majoritatea GCM, mai ales de modelele GCM1 şi GFDL-R15. Modelul CSIRO-Mk2b asimulate bine precipitaţiile observate între aprilie şi septembrie , precum şi înnoiembrie, cu abateri egale cu sau mai mici de 15%. Celelalte GCM fie ausupraestimat fie au supraestimat considerabil precipitaţiile pentru majoritatealunilor.

Figura 5.4. Scenariile de schimbări climatice GCM pentru temperatura aerului şi precipitaţiiledin timpul iernii (а,c) şi verii (b,d) in Bulgaria la sfârşitul secolului al XXI-lea faţă de perioada

1961-1990 cu două scenarii de emisii IPCC SRES (A2: a,b; B2: c,d)

Modelele GCM de mai sus au preconizat că temperaturile medii anuale ale aerului înBulgaria vor creşte cu valori cuprinse între 0,7 (HadCM2) şi 1,8C (GFDL-R15) în anii2020. Cu toate acestea modelul HadCM2 a simulat o uşoară scădere a temperaturiiaerului pentru luna noiembrie în perioada 2020. O climă mai caldă este de asemeneaestimată pentru perioadele 2050 şi 2080, cu o creştere anuală a temperaturii situatăîntre 1,6 (HadCM2) şi 3,1C (GFDL-R15) în deceniul 2050, şi între 2,9 (modeleleHadCM2 şi CGCM1) şi 4,1C (ECHAM4) în perioada 2080. Se preconizează că încălzireava fi mai mare în timpul verii în deceniul 2080 (Fig. 5.5).


Modelul CGCM1 a preconizat o creştere a precipitaţiilor anuale pentru deceniile 2020şi 2050. Modelul GFDL-R15 a preconizat o scădere a precipitaţiilor din lunile mai,iunie şi iulie din anii 2020 şi 2050. Modelele ECHAM4, HadCM2 şi CSIRO-Mk2b ausimulat o descreştere a precipitaţiilor lunare, sezoniere şi a precipitaţiilor în anii2080. Modificările radiaţiei solare lunare sunt preconizate să varieze între –10 și 10%în secolul următor. O creştere a radiaţiei solare este aşteptată în partea rece aanului, conform simulărilor cu modelul ECHAM4.

Figura 5.5. Scenarii tranzitorii de schimbări climatice GCM pentru temperatura lunară a aerului(a, c, e) şi precipitaţii (b, d, f) in Bulgaria în perioadele 2020 (a, b), 2050 (c, d) şi 2080 (e, f)

Rezultatele tranzitorii ale HadCM2 şi ECHAM4 au fost de asemenea folosite pentru acrea scenarii de schimbări climatice pentru alte perioade de timp şi zone specifice.De exemplu, au estimat că temperaturile anuale ale râurilor din regiunile Struma(sud-vestul Bulgariei) şi Osam (nordul Bulgariei) urmează să crească cu valori cuprinseîntre 0,9 – 1,0 şi între 1,1 şi 1,3oC în anii 2025 (Fig. 5.6). Modelul HadCM2 apreconizat următoarele creşteri ale temperaturii sezonale a aerului: 1,0oC (iarna),

0.00.51.01.52.02.53.03.54.04.55.05.5

Air

tem

pera

ture

(o C)

JAN FEB MAR APR MAY JUN JUL AUG SEP OCT NOV DEC

a) ECHAM4

HadCM2

CGCM1

CSIRO-Mk2b

GFDL-R15

-40-30-20-10

0102030405060

Prec

ipita

tion

( %)


b)

0.00.51.01.52.02.53.03.54.04.55.05.5

Air

tem

pera

ture

(o C)


c)

-40-30-20-10

0102030405060

Prec

ipita

tion

( %)


d)

0.00.51.01.52.02.53.03.54.04.55.05.5

Air

tem

pera

ture

(o C)


e)

-40-30-20-10

0102030405060

Prec

ipita

tion

( %)


f)


0,6oC (primăvara), 1,2oC (vara) şi 0,9oC (toamna) (Fig. 5.7). Modelul ECHAM4 asimulat creşteri ale temperaturii sezoniere egale sau mai mari decât 1,0oC: 1,0oC(iarna), 1,1oC (primăvara), 1,4oC (vara) şi 1,2oC (toamna). O climă mai caldă este deasemenea estimată pentru perioadele 2050 şi 2100, cu o creştere a temperaturiianuale cuprinsă între 1,6-1,8 (HadCM2) şi 2,1-2,2C (ECHAM4) în anii 2050, şi 3,3-3,5 (HadCM2) la 4,2-4,3C (ECHAM4) în perioada 2010 (Fig. 5.7). Conform modeluluiHadCM2 încălzirea este preconizată a fi mai mare în timpul lunilor de iarnă şi maiales de vară în anii 2050 şi 2100 (Fig. 5.6 şi 5.7). Modelul ECHAM4 a simulat deasemenea că cea mai mare încălzire este aşteptată în timpul verii (iunie - august).

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12Month

0

5

10

15

20

25

30

Air

tem

pera

ture

(oC)

a) PetrichNikolaevo

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12Month

0

20

40

60

80

Prec

ipita

tion

(mm

)

b)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12Month

0

5

10

15

20

25

30

Air

tem

pera

ture

(oC

)

c)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12Month

0

20

40

60

80Pr

ecip

itatio

n(m

m)

d)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12Month

0

5

10

15

20

25

30

Air

tem

pera

ture

(oC

)

e)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12Month

0

20

40

60

80

Prec

ipita

tion

(mm

)

f)

Figura 5.6. Valorile climatice lunare ale temperaturii aerului (a, c, e) şi cantităţilor deprecipitaţii (b, d, f) la Petrich (sud-vestul Bulgariei) şi Nikolaevo (nordul Bulgariei) conform

scenariilor de schimbări climatice ale modelului HaDCM2 pentru anii 2025 (a, b), 2050 (c, d) şi2100s (e, f)

Atât modelul HadCM2 cât şi modelul ECHAM4 au simulat scăderea precipitaţiiloranuale în secolul al XXI-lea asupra regiunilor de mai sus (Fig. 5.5 şi Fig. 5.6). Acest


lucru este în mod special valabil pentru modelul HadCM2, care a preconizat scăderiale precipitaţiilor în toate lunile pe tot parcursul anului (Fig. 5.6). Modelul ECHAM4 asimulat creşteri ale precipitaţiilor curente normale (1961-1990) doar în lunile augustşi decembrie. Modelele HadCM2 şi ECHAM4 au prezis o creştere medie situată între3-5% şi 2-3% în ceea ce priveşte precipitaţiile anuale în deceniul 2025, faţă deperioada climei curente (1961-1990). Precipitaţiile anuale ar continua să scadă în anii2050 şi 2100: cu 6-9% (HadCM2) şi 4-5% (ECHAM4) pentru mijlocul secolului curent şicu 12-18% (HadCM2) şi cu 8-10% (ECHAM4) pentru finele secolului XXI-lea. Reducerilede precipitaţii conform HaDCM2 sunt estimate a fi mai semnificative în iulie şi august(Fig. 5.5), mai ales în anii 2100. De aceea scăderea cantităţilor totale de precipitaţiisimulate cu modelul HadCM2 în perioada de vară (iunie-august) depăşeşte 30% (Fig.5.6).

Scenariile dezvoltate legate de schimbările climatice au fost aplicate valorilornormale ale perioadei 1961-1990 pentru fiecare staţie meteo din regiunilesusmenţionate din Bulgaria. Figurile 5.6 şi 5.7 arată valorile climatice lunare,sezonale şi anuale ale temperaturii aerului şi precipitaţiilor în patru locaţii dinregiunile selectate (regiunile din sud-vestul Bulgariei şi nordul Bulgariei) conformscenariilor climatice ale HaDCM2 ale secolului XXI-lea. Temperatura lunară a aeruluiîn ianuarie în Nikolaevo (Bulgaria) este aşteptată să rămână negativă în perioada2025. Totuşi pentru finele secolului al XXI-lea se preconizează să devină dejapozitivă (Fig. 5.8). Temperaturile aerului din Petrich (sud-vestul Bulgariei) în lunilede vară iulie şi august ar atinge valori apropriate de 30oC până la sfârşitul secoluluinostru. Precipitaţiile lunare la această staţie meteo ar avea valorile minime în augustşi septembrie – aproximativ 20 mm în anii 2100.

0

5

10

15

20

25

Air

tem

pera

ture

(oC)

a)BlagoevgradTrojan

DJF MAM JJA SON Annual

0

100

200

300

400

500

600

700

800

Prec

ipita

tion

(mm

)

b)

DJF MAM JJA SON Annual0

5

10

15

20

25

Air

tem

pera

ture

(oC)

c)


0

100

200

300

400

500

600

700

800

Prec

ipita

tion

(mm

)

d)


0

5

10

15

20

25

Air

tem

pera

ture

(oC

)

e)


0

100

200

300

400

500

600

700

800

Prec

ipita

tion

(mm

)

f)



Figura 5.7. Valorile climatice sezonale şi anuale ale temperaturii aerului (a, c, e) şi alecantităţilor de precipitaţii (b, d, f) la Blagoevgrad (sud-vestul Bulgariei) şi Nikolaevo (nordul

Bulgariei) conform scenariilor de schimbări climatice ECHAM4 pentru anii 2025 (a, b), 2050 (c,d) şi 2100 (e, f)

Cantităţile sezoniere de precipitaţii din timpul iernii şi toamnei vor rămâneaproximativ similare la Blagoevgrad (sud-vestul Bulgariei) şi Trojan (nordul Bulgariei)în secolul nostru (Fig. 5.7). Cu toate acestea, cantităţile totale de precipitaţii laTrojan în timpul primăverii şi verii vor continua să fie mai mari decât cele de laBlagoevgrad. De aceea diferenţele dintre cantităţile anuale de precipitaţiiînregistrate la aceste două staţii meteo vor rămâne mai mari decât 100 mm.

S-au creat de asemenea scenarii HadCM3 referitoare la schimbările climatice pentrufiecare staţie meteo folosită din zonele selectate din Bulgaria. Figura 5.8 aratăvalorile climatice lunare ale temperaturii aerului şi ale precipitaţiilor la Novachene(nordul Bulgariei) conform scenariilor HaDCM3 de schimbări climatice pentru anii2020, 2050 şi 2080. Se poate observa că modelul mai nou HadCM3 simulează creşterimai mari ale temperaturi lunare a aerului în comparaţie cu cele preconizate demodelele anterioare HadCM2. Chiar şi temperaturile aerului în iulie şi august suntpreconizate pentru anul 2080 la valori cu aproximativ 8oC mai mari decâttemperaturile aerului din perioada 1961 - 1990 (Fig. 5.8). Precipitaţiile simulate cumodelul HadCM3 au o tendinţă similară pentru modelele HadCM2 şi ECHAM4– unadescrescătoare. Precipitaţiile lunare la Novachene între lunile mai şi septembrie suntpreconizate a fi reduse cu aproximativ 50% în 2080. Se aşteaptă ca doar precipitaţiiledin februarie şi martie, precum şi din decembrie, să crească în timpul secolului alXXI-lea.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12Month

0.0

1.0

2.0

3.0

4.0

5.0

6.0

7.0

8.0

9.0

T

(oC)

a) 202020502080

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12Month

-60

-50

-40

-30

-20

-10

0

10

20

30

P

(%)

b)

Figura 5.8. Valorile climatice lunare ale temperaturii aerului (a) şi cantităţilor de precipitaţii(b) la Novachene (nordul Bulgariei) conform scenariilor de schimbări climatice HaDCM3 pentru

2020, 2050 şi 2080

5.2.2. Zonele de vulnerabilitate ale ecosistemelor forestiere legate degospodărirea apelor din perspectiva al schimbărilor climatice

Având în vedere diferitele contexte geografice şi umane în care se vor simţi efecteleaduse de schimbările climatice, gândirea prin analogie oferă o cale utilă de a exploradimensiunile acestor schimbări. Această carte, bazată pe dimensiunea umană aparadigmei schimbărilor climatice, examinează efectele climatice prin studiulrăspunsului societăţii contemporane legate de combaterea secetei analoage cu clima


viitoare preconizată. Bulgaria a trecut printr-o secetă severă în perioada 1982 - 1994,condiţii ale căror modele sugerează clima viitoare mai bine decât normele existente.Centrul pentru Evaluarea Regională Integrată din cadrul Universităţii Penn StateUniversity şi Academia de Ştiinţe a Bulgariei au colaborat pentru a cerceta aceastăperioadă de secetă ca o analogie cu clima viitorului. Această carte prezintăevaluările lor asupra a ceea s-a constat din efectele şi răspunsurile la secetacontemporană din Bulgaria. De aceea ea aduce o importantă contribuţie la literaturade specialitate asupra schimbărilor climatice regionale şi metodelor folosite pentruabordarea efectelor anticipate ale acestor schimbări climatice. Efectele asupraresurselor de apă şi calităţii apei, ecosistemelor forestiere, dinamicii populaţiilor depăsări şi mamifere, culturilor vegetale şi dăunătorilor acestora. Se discută deasemenea aspecte ale secetei legate de sănătate şi igienă. Sunt prezentate deasemenea recomandări pentru acţiuni ulterioare ale factorilor de decizie.

5.2.3. Zonele de vulnerabilitate ale ecosistemelor forestiere legate degospodărirea apelor din perspectiva schimbărilor climatice

Diferenţele de aşezare geografică, altitudine şi distanţă până la bazinelehidrografice etc. sunt determinante pentru vasta diversitate a caracteristicilorelementelor climatice ale fiecărui punct de pe harta pădurilor din Bulgaria.Elementul de regularitate comună în această privinţă poate fi definit după cumurmează: cantitatea de precipitaţii anuale scade de la nord la sud, şi odată cualtitudinea şi distanţa faţă de bazinele de apă, iar temperatura aerului la sol creşte.Schimbările climatice globale adâncesc şi mai mult aceste diferenţe şi în cazuriparticulare pot duce la dispariţia ecosistemelor forestiere pe arii întinse. Deoarecela începutul prezentei lucrări s-au subliniat prolemele sectorului forestier încondiţiile climei prezente şi apoi tendinţa posibilă a schimbărilor climatice în 2050 şi2070 în diferite scenarii, este foarte important pentru practică să se sublimeze diferitezone de pe harta pădurilor din Bulgaria în care ecosistemele forestiere vor fi mai multsau mai puţin vulnerabile faţă de schimbările climatice. Acest lucru este de mareimportanţă pentru stabilirea sistemului de diferenţiere de măsuri pentru adaptareapădurilor şi pentru formularea principalelor sarcini pentru managementul acestorecosisteme forestiere în fiecare unitate forestieră în ceea ce priveşte schimbărileclimatice.

Principalele zone de vulnerabilitate sunt definite în şase mari direcţii pentrudezvoltarea ecosistemelor forestiere în termeni de schimbări climatice în Bulgaria, şianume: gospodărirea apelor, protecţia solului din zonele forestiere şi protecţiabiodiversităţii, productivitatea biologică, sechestrarea carbonului şi riscuri naturale(incendii, dăunători, boli etc.).

In contextul schimbărilor climatice din secolul al XXI-lea, diferite zone ale Europei vorfi supuse unor schimbări inerente ale principalelor elemente climatice în ceea cepriveşte intensitatea. Chiar în ţări mici ca Bulgaria, în funcţie de altitudine şi alţiparametric fizico-geografici, schimbările climatice au anumite caracerisitici specificecare influenţează regimul hidrologic al vegetaţiei arboricole forestiere. Din studiulrealizat asupra literaturii de specialitate din domeniul hidrologiei forestiere,


observăm că în contextul "climei prezente / curente" (climei din perioada 1961-1990)la altitudini mai joase din ţară pădurile beneficiază de cantităţi mai reduse deprecipitaţii, iar temperatura este în creştere, ceea în anumiţi ani duce la deficit deapă. Această vulnerabilitate legată de bilanţul apei în ecosistemele forestiereexistă încă de pe acum.

Vom prezenta o scurtă trecere în revistă a literaturii de specialitate existente înlegătură cu zonele vulnerabile în ceea ce priveşte ecosistemelor forestiere şi vomsublinia abordarea meteorologică prin definirea zonelor de vulnerabilitate cu ajutorulscenariilor de schimbări climatice pentru 2050 şi 2080.

Definirea zonelor vulnerabile are o mare importanţă pentru practica forestieră,deoarece acest lucru va determina caracterul măsurilor de adaptare a pădurilor dinBulgaria şi atenuarea impactului timpului schimbărilor climatice asupra lor.

5.2.4. Cunoştinţele existente referitoare la zonele de vulnerabilitate dinecosistemele forestiere din perspectiva schimbărilor climatice

Se realizează cercetări asupra evaluării vulnerabilităţii vegetaţiei forestiere faţă deschimbările climatice din Bulgaria în cazul cantităţii de CO din atmosferă. Suntstabilite diferite senarii climatice. Sunt dezvoltate modele globale de circulaţie(GSM), precum şi aşa-numitele scenarii de creştere pentru Bulgaria la finele secoluluinostru. Scopul acestor modele nu este să prevadă, ci să sublinieze posibile schimbări şimăsuri ecologice, care ar trebui să fie considerate pentru a atenua pericolul la care suntexpuse. Se foloseşte modelul pentru clasificarea zonelor de viaţă pe Terra (1967)pentru a specifica vulnerabilitatea unei vegetaţii de pădure, cauzate de schimbărileclimatice. Sunt folosite două variabile climatice colectate de la 20 de staţii meteo situatela diferite altitudini - temperatura medie lunară a aerului şi cantităţile totale anuale deprecipitaţii, care definesc viitorul zonelor de viaţă/biologice. Evaluarea zonelor de viaţăîn particular pentru vegetaţia arboricolă de pădure este dată prin indicele de ariditate(De Martonne) care dă explicaţii cantitative referitoare la condiţiile cronice ale climatuluişi durabilităţii pentru vegetaţia forestieră. Modificările de tendinţă referitoare la speciilemezofite şi hidrofite cu specii tipice xeromorfe rezistente la clima caldă. Biodiversitateaeste redusă substanţial, productivitatea scade, cresc dăunătorii threx, bolile şi incendiile.Deoarece nu există nici o şansă de a oferi o prognoză precisă pentru schimbărileclimatice, scenariile climatice utilizate sprijină dezvoltarea de măsuri pentru a combatevulnerabilitatea vegetaţiei forestiere faţă de schimbările climatice.

În cercetarea realizată de Raev şi col., Bulgaria este provizoriu divizată în două zone devulnerabilitate: zona de vegetaţie forestieră joasă (între 0 şi 800 metri altitudine) şipădurile din zona înaltă a ţării (altitudinea peste 800 de metri).

În zona joasă de vegetaţie forestieră chiar şi acum, în anumiţi ani, ecosistemeleforestiere suferă de un serios deficit de apă. Acesta este motivul de uscare şi ariditate amonoculturilor de conifere < habitatul lor natural . În viitor, având în vedere scenariileclimatice, preţul aridităţii va deveni tot mai intens şi va ajunge la altitudini maimari. Pentru pădurile din zonele mai înalte ale ţării condiţiile de umiditate sunt multmai bune. Aici se află pădurile cu cea mai ridicată productivitate. În funcţie de cele


două zone de vulnerabilitate sunt propuse măsuri pentru adaptarea pădurii la viitoareschimbări climatice.

Zonele vulnerabile menţionate ale ecosistemelor forestiere din punct de vedere alparametrilor climatici şi mai ales legaţi de asigurarea umidităţii sunt stabilite pentru zonemult prea întinse şi nu oferă informaţii pentru numeroase situaţii de tranziţie referitoaremai ales la altitudine. O zonare mai detaliată a ţării pe acest criteriu este necesar să fierealizată, bine fundamentată şi în concordanţă cu condiţiile locale din programul demăsuri pentru adaptarea pădurii la schimbările climatice.

5.2.5. Metodologia pentru definirea zonelor de vulnerabilitate ale ecosistemelorforestiere

Aspectele cantitative ale schimbările climatice pot fi explicate cu ajutorul indicilorclimatici, care oferă in mod sintetic scala variabilelor. Un astfel de exemplu esteindicele de aridicate De Martonne, care se calculează în corelaţie cu elementeleclimatice principale – precipitaţiile şi temperatura:

J = P/(T+10)

unde: P şi T sunt cantitatea anuală de precipitaţii şi temperatura aerului.Pentru evaluarea sustenabilităţii unei anumit clime de a satisface necesităţilevegetaţiei forestiere se foloseşte următoarea scală:

- La valori ale indicelui sub 20 apare degradarea vegetaţiei forestiere arboricole dinmotive climatice, din cauza lipsei de umiditate;

- La valori ale indicelui între 21 - 30 există dificultăţi persistente de creştere;- La valori ale indicelui între 31 şi 40 există doar dificultăţi de creştere temporară;- La valori ale indicelui mai mari decât 40, se intră în condiţiile climatice optime,

când vegetaţia forestieră este la maximul formării. In condiţiile noastre, acestoptim atinge valoarea de 70;

- La valori de peste 70 începe din nou ameliorarea condiţiilor climatice, deaceastă dată din caza lipsei căldurii.

Indicele de ariditate (De Martonne) poate fi calculat uşor pentru clima recentă şi ceapreconizată (Fig. 5.9). Un program pentru calcularea clasificării Holdridge va fi oferitde partenerul bulgar.

Diferenţa dintre cantităţile de precipitaţii în 2050(RCP2.6) şi clima curentă 1951-2000









Figura 5.9. Noi scenarii de schimbări climatice sunt în curs de realizare

Pragurile de mai sus trebuie evaluate de celelalte ţări partenere în proiect (pe lângăechipa de proiect din Bulgaria):

- Precipitaţiile în Bulgaria se situează între 550 mm şi 600 mm în zonele joase şiajung la 1000-1100 mm în zonele înalte ale ţării. Specificitatea distribuţieiprecipitaţiilor rezultă din condiţiile de circulaţie deasupra teritoriului Bulgariei,care sunt influenţate puternic de orografie. Ceea ce este tipic pentru clima dinBulgaria este că nu există suficiente cantităţi de precipitaţii , ceea ce este opre-condiţie pentru ariditatea normală. Luând în considerare indicele deariditate pentru Budiko, Bulgaria nu beneficiază de suficientă umiditate (valorisub cele normale). Acest indice este calculat cu datele bilanţului de radiaţii şicantitatea totală de precipitaţii anuale.

Când raportul dintre bilanţul de radiaţii şi precipitaţiile anuale (exprimate înenergie, cal.) este egal sau apropiat de 1, între căldura şi umiditatea care participăla procesele naturale ale mediului geografie au comensurabilitate cantitativă, şianume cantitatea de precipitaţii este cantitatea care poate fi evaporată de lasuprafaţa solului în condiţiile relevante de temperatură. O abordare simplă, dareficientă pentru a face legătura dintre structurile de vegetaţie şi schimbărileclimatice este clasificarea climă-acoperire cu vegetaţie. Dacă se acceptă ipoteza căstructurile de vegetaţie cu răspândire mare sunt în echilibru cu condiţiile climatice


prezente, distribuţia speciilor de vegetaţie poate fi legată de caracteristicileclimatice importante din punct de vedere biologic. Principala abordarea pentruevaluarea informaţiei potenţiale a schimbărilor climatice asupra ecosistemelorforestiere în această lucrare se barează pe modelul Holdridge pentru clasificareazonelor de viaţă. În 1949 Holdridge însuşi a dezvoltat metoda de clasificare asistemului climă – vegetaţie. Această metodologie asigură valorile, legate deacoperirea cu vegetaţie, reprezentând caracteristicile climatice la nivel local,regional şi global.

Modelul Holdridge face legătura dintre distribuţia prezentă a vegetaţiei şi factoriisistemului climatic. Acest model este adecvat pentru studierea structurii largrăspândite a vegetaţiei conform factorilor climatici şi poate fi utilizat pentruevaluarea schimbările climatice în ceea ce priveşte capacitatea unei regiuni sau altade a menţine dezvoltarea diferitelor tipuri de păduri. Modelul Holdridge este oschemă de clasificare climatică, care leagă distribuţia principalelor complexe deecosisteme de indici climatici cum sunt bio temperatura, precipitaţiile anuale şirelaţia dintre evapotranspiraţie potenţială şi precipitaţii.

Un alt aspect al diagramei Holdridge este faptul că această clasificare se bazează peapariţia fenomenului îngheţului “mortal”. Aceasta este temperatura critică care împartehexagoanele de 12°C şi 24°C în temperaturi “calde” şi zona subtropicală. Zonele defloră şi faună sunt explicate printr-o serie de hexagoane interne în sistem decoordonate triunghiular. Cele două elemente climatice – bio-temperatura şiprecipitaţiile anuale – modifică clasificarea vegetaţiei. Bio-temperatura într-un cazparticular este totalitatea temperaturilor de peste 0°C în timpul unui an calendaristic.Clasificarea completă Holdridge include 39 de zone de viaţă.

Tab 5.1 Descrierea zonelor de viaţă conform clasificării Holdridge

Indice Descriere Indice Descriere

1 Gheaţă

2 Deşert polar 21 Pădure temperată caldă aridă

3 Tundră subpolară aridă 22 Pădure temperată caldă umedă

4 Tundră subpolară umedă 23 Pădure temperată caldă foarte umedă

Figura 5.10. Diagrama Holdridge


5 Tundră subpolară foarte umedă 24 Pădure temperată caldă pluvială

6 Tundră subpolară pluvială 25 Desert subtropical

7 Tundră boreală 26 Zonă subtropicală de tufişuri

8 Zonă boreală de arbuşti / tufişuri 27 Mărăciniş subtropical

9 Pădure boreală umedă 28 Pădure subtropicală aridă

10 Pădure boreală foarte umedă 29 Pădure subtropicală umedă

11 Pădure boreală pluvială 30 Pădure subtropicală foarte umedă

12 Deşert temperat rece 31 Pădure subtropicală pluvială

13 Zonă temperată rece de arbuşti / tufişuri 32 Deşert tropical

14 Stepa temperată rece 33 Zonă tropicală de arbuşti / tufişuri

15 Pădure temperată rece umedă 34 Mărăciniş tropical cu arbuşti şitufişuri

16 Pădure temperată rece foarte umedă 35 Pădure tropicală foarte aridă

17 Pădure temperată rece pluvială 36 Pădure tropicală aridă

18 Deşert temperat cald 37 Pădure tropicală umedă

19 Zonă temperată caldă de deşert cu tufişuri 38 Pădure tropicală foarte umedă

20 Mărăciniş temperat cald 39 Pădure tropicală pluvială

6. STRATEGII PENTRU MANAGEMENTUL SCURGERII MINIME ŞI SECETEI ÎN LUNCAINUNDABILĂ A DUNĂRII

6.1. Context legislativ şi politici

Ideea că apa este o resursă esenţială şi deficitară există de mai mult timp şi trecedincolo de premisele teoretice, referindu-se la provocările practice şi la nevoia unuiset de politici pentru reducerea şi atenuarea efectelor. Considerând seceta ca fiindun fenomen foarte complicat şi multiform, urmând definiţia secetei, ţinând seama deimpacturile influenţei şi de măsurile care ar putea fi luate pentru atenuarea lor, douăabordări principale, în strânsă conexiune prin scopuri şi metode, sunt adoptate înBulgaria:

- Politici şi practici cu privire la conditiile climatice- Politici şi practici cu privire la sectorul apelor.

Ambele abordări sunt puse în concordanţă cu practicile, convenţiile şi legislaţiilemondiale şi ale UE şi aduc în practică termenii de referinţă ai evaluării seceteielaboraţi de oamenii de ştiinţă ce lucrează la diferite programe şi proiecte deevaluare a secetei.

Politicile şi practicile cu privire la apă, în Bulgaria, adaugă, auxiliar, legislaţieibulgare, documentele principale referitoare la Legea Apelor, Legea privind protecţiaMediului şi regulamentele şi strategiile aferente. Acestea sunt în strânsă legătură cu


legislaţia UE cu privire la transpunerea şi punerea în practică a cerinţelor Schemeidirective a Apei (Directiva 2000/60/CE) şi documentele aferente. Referitor la secetă,trebuie să se sublinieze rolul decisiv al următoarelor documente: Schema directivă a apei, Ghid N7, Ghid N11, Ghid N24, Ghid N26, etc. şi rezoluţiile grupului CE cu privire la Seceta şi Deficitul de Apă (http://

ec.europa.eu/ environment/ water/ quantity/ scarcity_en.htm).Referitor la particularităţile fenomenului, acestea au un puternic punct deintersecţie cu politicile şi investigaţiile privind Schimbarea Climatică şi pot fiacceptate, practic, ca şi parte a abordării comune de adaptare şi de atenuare aefectelor dăunătoare.

Apa ar putea fi considerată drept un bun infinit dar limitat. Ea este destul desensibilă la diferite impacturi. Acest fapt necesită adoptarea de măsuri speciale,puse în practică prin promovarea unei legislaţii adecvate şi implementarea sa cuajutorul unor noi tehnologii, metode şi instrumente în concordanţă cu cunoştiinţeleştiinţifice şi inovaţiile din domeniu. Cele mai eficiente sunt principiileManagementului Integrat al Resurselor de Apă (IWRM) şi Managementului BazinuluiHidrografic (RBM), în mod particular şi ale Managementului ecologic ce pune politici“verzi” în practică.

În context hidrologic, politicile şi practicile sunt distribuite la nivel larg şi ar trebui săfie luate în considerare cu referire la apele de suprafaţă şi cele subterane, ţinândseama de fluxul şi afluxul redus al debitului către bazine hidrografice, lacuri, iazuri şimlaştini, cu o influenţă corespunzătoare asupra habitatelor şi ecosistemelor naturalesălbatice. Acest fapt explică spectrul larg al abordărilor pentru caracterizarea şiexplicarea sa şi prin legislaţia, practicile şi metodele aplicabile luate în considerare.

Un rol director în procesul de adoptare, control şi implementare efectivă a legislaţieicu privire la apele din Bulgaria îl are Ministerul Mediului. Practic, Legea Apelor şidocumentele aferente legiferează obligaţiile şi responsabilităţile sale principale.Ministrul Mediului şi Apelor aprobe metodologiile pentru determinarea debituluiminim permis al râurilor. Consiliul Ministerial adoptă Ordonanţe cu privire lautilizarea apelor de suprafaţă. Ministrul Mediului şi Apelor, Ministrul DezvoltăriiRegionale, Ministrul Sănătăţii şi Ministrul Economiei, Energiei şi Turismului emitOrdonanţe cu privire la exploatarea, utilizarea şi protejarea apelor subterane.Ministrul Mediului şi Apelor, Ministrul Dezvoltării Regionale şi Ministrul Sănătăţii emitOrdonanţe cu privire la calitatea apei folosită pentru consumul uman. MinistrulMediului şi Apelor, Ministrul Dezvoltării Regionale şi Ministrul Sănătăţii emitOrdonanţe cu privire la cerinţele calitative pentru apele de suprafaţă folosite lafurnizarea apei potabile şi apei pentru gospodărie. Ministrul Mediului şi Apelor,Ministrul Sănătăţii şi Ministrul Agriculturii şi Alimentaţiei emit Ordonanţe cu privire laprotecţia apelor împotriva poluării cauzate de nitraţii din sursele agricole. Consiliul


de Miniştri aprobă Ordonanţele cu privire la zonele de protecţie pentru apele ce vorfi folosite pentru gospodării şi pentru furnizarea de apă potabilă şi pentru apeminerale. Ministrul Mediului şi Apelor şi Ministrul Sănătăţii emit Ordonanţe cu privirela managementul calităţii apei pentru îmbăiere. Ministrul Mediului şi Apelor, MinistrulSănătăţii şi Ministrul Agriculturii şi Alimentaţiei emit Ordonanţe cu privire la calitateaapelor în scopul susţinerii vieţii peştilor şi crustaceelor. Ministrul Mediului şi Apeloremite Ordonanţe cu privire la caracterizarea apelor de suprafaţă. Ministrul Mediuluişi Apelor, Ministrul Dezvoltării Regionale şi Ministrul Sănătăţii emit Ordonanţe cuprivire la calitatea apelor marine de coastă. Ministrul Mediului şi Apelor, MinistrulDezvoltării Regionale şi Ministrul Sănătăţii emit Ordonanţe cu privire la stabilireaunor termeni şi a unei proceduri pentru deversarea apelor uzate industriale însistemele de canalizare ale decantoarelor nucleate. Ministrul Mediului şi Apelor,Ministrul Dezvoltării Regionale, Ministrul Sănătăţii şi Ministrul Economiei, Energiei şiTurismului emit Ordonanţe cu privire la standardele de emisie pentru conţinuturilepermise de substanţe dăunătoare şi periculoase din apele uzate deversate înamenajările de apă. Ministrul Mediului şi Apelor emite Ordonanţe cu privire laemiterea de permise pentru deversarea apei uzate în amenajările de apă şi stabilireade valori-limită individuale de emisie pentru sursele punctuale de poluare. MinistrulMediului şi Apelor emite Ordonanţe cu privire la monitorizarea apei. MinistrulDezvoltării Regionale emite Ordonanţe cu privire la stabilirea unor termeni şi a uneiproceduri pentru utilizarea sistemelor de aprovizionare cu apă şi a celor decanalizare. Ministrul Mediului şi Apelor şi Ministrul Agriculturii şi Alimentaţiei emitOrdonanţe cu privire la calitatea apelor pentru irigarea culturilor fermelor. Consiliulde Miniştri adoptă Ordonanţele cu privire la standardele ecologice de calitate pentrusubstanţele principale şi pentru alţi câţiva poluanţi. Consiliul de Miniştri adoptaOrdonanţele cu privire la standardele ecologice de calitate pentru principalii poluanţifizico-chimici specifici evaluării stării apei de suprafaţă. Consiliul de Miniştri adoptăOrdonanţele cu privire la protecţia mediului din apele marine. Ministrul Mediului şiApelor emite Ordonanţe cu privire la sistemul de clasificare a stării ecologice şi apotenţialului ecologic al apelor de suprafaţă. Ministrul Mediului şi Apelor emitOrdonanţe cu privire la specificaţiile tehnice pentru analiza chimică şi monitorizareastării apei. Pentru managementul şi protejarea apei conform evaluării stării şi pentruobţinerea şi întreţinerea unei stări bune a apelor, prevederile ghidurilorcorespunzătoare strategiei generale pentru implementarea legii Uniunii Europene vorfi adaptate de către institutele de cercetare împreună cu Academia Bulgară deŞtiinţe condiţiilor naturale şi economice din Bulgaria.

Deşi la prima vedere, categoriile indicate diferă foarte mult de la una la alta, punctulcomun de intersecţie cu privire la ape este relaţia strânsă dintre calitatea şicantitatea apei şi unitatea ciclului apei care trebuie să fie luată mereu înconsiderare, în special cu referire la condiţiile de debit minim şi secetă caracterizatede limitarea disponibilului de apă şi creşterea sensibilităţii impactului asupra calităţiiapei şi asupra mediului.

Principala problemă în perioadele de secetă este furnizarea apei potabile. În 2000,18.31% din întreaga populaţie a suferit de deficit de apă pe timpul verii deoarece


aglomerările urbane nu au fost conectate la bazine hidrografice sau la baraje mari(Fig. 6.1).

Există o Lege pentru managementul crizei, publicată în Gazeta de Stat Nr.19/01.03.2005 cu ultimul amendament la data de 28 noiembrie, 2008, care explicaobligaţia administrativă şi activităţile de la nivel naţional (Primul Ministru şi ConsiliulNaţional pe timp de Criză), regional (administratorii regionali) şi municipal (primari).De exemplu, dacă populaţia suferă de deficit de apă potabilă, acest lucru estestabilizat printr-un ordin special al primarului cu recomandări speciale, cu o garanţiepentru o furnizare alternativă, minimă de apă. De asemenea, personalul de la“Protecţia Populaţiei şi Siguranţa Împotriva Incendiilor” poate fi solicitat la numărulde telefon 112 în caz de incendiu sau alt incident ca rezultat al unei secete severe.

6.2. Starea de pregătire pentru secetă în Bulgaria şi în RomâniaProgramul măsurilor, necesar în condiţii de tendinţă a secetei, a fost aprobat deConsiliul de Miniştri în 2001. Principalii piloni ai măsurilor în legislaţie, administraţieşi investiţii sunt următorii:- protejarea resurselor de apă;- depăşirea deficitelor de apă potabilă;- apă suficientă pentru irigaţie;- informarea publicului şi conştientizarea importanţei conservării resurselor de apă.

Bugetul necesar de stat, municipal, privat şi extern a fost calculat la 1,149,757 demii de leve bulgare sau 587,861 de mii de Euro, cu privire la măsurile de protecţie aresurselor de apă în perioada 2001 - 2010. Multe dintre ele încă nu au fostîndeplinite. De exemplu, construcţia staţiilor de tratament al apei uzate pentruaglomerările urbane cu peste 10,000 PE este planificată să fie terminată în 2014 cuajutorul Fondului de Coeziune Europeană.

Principalele măsuri pentru stoparea deficitelor de apă potabilă sunt concentrate peun vechi sistem de aprovizionare cu apă, cu un volum ridicat de apă pierdut prinscurgeri şi construcţia mai multor baraje în regiunile secetoase. Bugetul calculat în2001 a fost de 3,110,000 de mii de leve bulgare sau 1,590,118 de mii de Euro.

De asemenea, a fost luată în considerare limitarea pierderilor de apă din sistemelede irigaţie şi conservarea apei prin cultivarea de vegetaţie stabilă pe timp de secetă.A fost începută stabilirea unei asociaţii de apă pentru irigare. Investiţiile pentru

Figura 6.1. Procentul populaţiei care asuferit de deficit de apă în Bulgaria,

în perioada 1999-2009 (Sursa:Institutul Naţional de Statistică)


irigarea necesară au fost calculate la 530,300 de mii de leve bulgare sau la 270,985Euro.

Partea de investiţie pentru informarea şi conştientizarea populaţiei a fost mică-60,000 de leve bulgare sau 30,678 Euro. În final, bugetul total pentru programul demăsuri împotriva secetei din 2001 a fost de 4,791,917 de mii de leve bulgare sau2,450068 de mii de Euro. Instituţiile responsabile pentru implementarea programuluisunt Ministerul Mediului şi Apelor, Ministerul Dezvoltării Regionale şi LucrărilorPublice, Ministerul Agriculturii şi Pădurilor (acum Ministerul Agriculturii şiAlimentaţiei), Ministerul Sănătăţii, municipalităţile şi firmele private. Doar o partedin măsurile propuse de atenuare şi adaptare la secetă au fost îndeplinite din diversemotive- politice, administrative şi financiare.

6.3. Managementul şi Evaluarea Vulnerabilităţii şi Riscului de Secetă

Resursele de apă reprezintă subiectul unei presiuni ridicate datorate schimbărilorprivind clima şi utilizarea terenului. Rezultatele modelelor de climă globală şiregională confirmă că aceste tendinţe vor persista şi vor avea impact asupraresurselor de apă şi asupra utilizării apei. (Raportul Grupului de ExperţiInterguvernamentali cu privire la Schimbările Climatice - IPCC 2011). În unele regiunidin sudul Europei şi din regiunea mediteraneană, deficitul de apă se observă chiar şiîn cazul folosinţelor prioritare de apă cum ar fi furnizarea de apă potabilă şi nevoileecologice. Bulgaria şi România sunt de asemenea afectate de aceste tendinţenegative (proiectul CC-WARE, Raportul WP3, www.ccware.eu.). Frecvenţa ridicată afenomenelor extreme– inundaţii şi secete, agravează această problemă, crescândnumărul impacturilor directe şi indirecte asupra resurselor şi furnizării de apă.

Nu există nicio definiţie unică şi universal valabilă a vulnerabilităţii şi riscului desecetă. Vulnerabilitatea la Deficitul de Apă şi Secetă este legată de factorii naturalişi antropogenici.

Conform Grupului de Experţi Interguvernamentali cu privire la Schimbările Climatice“Vulnerabilitatea este gradul în care unui sistem îi este dificil sau este incapabil să sedescurce cu efectele adverse ale schimbării climatice, inclusiv variabilitatea şiextremele climei (IPCC, 2003). Vulnerabilitatea este o funcţie a variaţieicaracterului, magnitudinii şi coeficientului climatic la care un sistem este expus, asensibilităţii sale şi a capacităţii sale de adaptare” (IPCC 2007; Evaluarea tematică avulnerabilităţii la deficitul de apă şi secetă, Raport pentru EEA - Zona EconomicăEuropeană, 2012; Proiectul CC-WARE, 2014, www.ccware.eu). Două principaleaspecte ale vulnerabilităţii şi riscului de secetă sunt luate în considerare, precumagricultura şi resursele de apă dar şi vulnerabilitatea sistemelor de furnizare a apei(Raport referitor la Planul de Management al Secetei, 2008).

Conceptul de risc reprezintă un element cheie în cadrul unei abordări probabilistice amanagementului secetei. Două definiţii pot fi împărţite, pe larg, în două maricategorii: “Riscul definit ca şi probabilitatea unei eveniment advers şi riscul definitca şi consecinţele aşteptate ale unui eveniment advers” (Rossi et al., 2008). În teoriaprobabilităţii, riscul este definit ca şi “probabilitatea de nereuşită a unui sistem aflat


sub investigaţie”. Cea de-a doua categorie include definiţiile elaborate în cadrulstrategiilor pentru atenuarea dezastrelor naturale. În particular, riscul a fost definitca reprezentând pagubele aşteptate, datorate unui fenomen natural particular ca şicaracteristică a unui pericol natural, şi vulnerabilitatea la acesta.(Rossi et al., 2008).

Conform mai multor puncte de vedere, există diferite metodologii pentrucartografierea riscului de vulnerabilitate, secetă şi deficit de apă: hărţi cu riscul desecetă conform Metodologiei Directivei de Inundaţii (Directiva de Inundaţii2007/60/CE) şi Metodologiei Indicelui de Deficit de Apă (Schema Directivă a Apei,Strategia Comună de Implementare, Grupul de Experţi cu privire la Deficitul de Apă şiSecetă, 2012).

Prima metodologie (Metodologia Directivei de Inundaţii) defineşte Riscul ca Deficitulde Apă şi Secetă (Grupul de Experţi 2012):

Risc = Pericol* Vulnerabilitate,

Unde: Pericolul este probabilitatea apariţiei unui fenomen de secetă de o anumităintensitate. Vulnerabilitatea este impactul potenţial al unui eveniment secetosasupra oamenilor şi mediului într-o locaţie sau bazin hidrografic dat.

Pericolul se referă la un fenomen natural şi nu este în mod direct legat de impacturi.În acest context, este asociat cu indicatorii de secetă şi debitul natural (conformGrupului de Experţi referitor la Deficitul de Apă şi Secete, Decembrie 2012,Bratislava). În lucrul cu variabile aleatorii, estimarea erorii este un elementimportant. În mod particular, sensul esenţial al valorii erorii este lungimea mostreivalabile pentru fenomenul aleatoriu observat (temperatură, precipitaţii, consumetc.). Indicii folosesc date din observaţiile variabilelor aleatorii într-un interval detimp diferit. Aceste observaţii reprezintă o mică mostră a interpretării populaţiei cuprivire la fenomen şi acest lucru afectează semnificativ acurateţea acestora.Articolul (Yordanova, A., I. Niagolov, 2014) arată cum indicii variază semnificativ,depinzând de lungimea mostrei.

Cea de-a doua metodologie defineşte Riscul conform Indicatorului de Deficit al ApeiWEI (WEI+) şi efectele cauzate de secetă şi deficitul de apă asupra oamenilor şimediului.

Hărţile de risc şi ale deficitului de apă vor fi folosite pentru a identifica bazinelehidrografice ale UE cu deficit structural de apă care poate fi agravat în timpulsecetei. Ca urmare a Grupului de Experţi cu privire la Deficitul de Apă şi Secetă,principalele scopuri ale mapării riscului de Secetă sunt: determinarea probabilităţiide apariţie a secetei, definirea cerinţelor de apă din bazinele hidrografice ale UE şievaluarea impacturilor secetei asupra cerinţei de apă a populaţiei şi a mediului,identificarea măsurilor la nivel european, naţional, bazinal şi local şi elaborarea dehărţi pentru a ajuta factorii de decizie şi managerii apei. Managementul esteconectat mai mult cu deficitul de apă (şi WEI+) decât cu seceta. Metodologia şicadrul de planificare pentru evaluarea vulnerabilităţii şi riscului de secetă pot firevizuite în Capitolele 6.4, 6.5 şi 7.2.).


6.3.1. Conceptul de Management al Riscului de Scurgere minimă şi de SecetăHidrologică

Conceptul de secetă hidrologică este mai controversat decât conceptul de secetă“meteorologică” (Rossi et. al., 2008; Rossi şi Cancelliere, 2012). Un consens asuprasecetei meteorologice poate fi găsit cu uşurinţă, fiind definită ca “o reduceretemporară severă a precipitaţiilor (comparativ cu valoarea normală), prelungindu-sede-a lungul unei perioade semnificative de timp într-o regiune extinsă”. Diferitedefiniţii au derivat dintr-un punct de vedere care privilegiază situaţia reduceriidisponibilului de apă în sursele naturale de apă cum ar fi râuri, lacuri sau acvifere(secetă hidrologică) dar şi reducerea disponibilului de apă sub toate formele defurnizare a apei, inclusiv structurile pentru apă construite de om pentu conservare,regularizare şi transport cum ar fi bazinele hidrografice sau facilităţile de pompare aapei subterane (preferabil indicate ca şi “seceta furnizării de apă” sau “ secetăoperaţională”).

Deficitul de apă afectează folosinţele prioritare de apă cum ar fi furnizarea de apăpotabilă şi inundaţiile ecologice, crescând vulnerabilitatea resurselor de apă aferentesistemelor ecologice, sociale şi economice şi nevoia pentru prevenire şi adaptare(Managementul Bazinului Hidrografic în contextul schimbării climatice, StrategiaComună de Implementare 2009, IPCC, 2003).

În acest context, scurgerea minimă şi seceta hidrologică depind de schimbareacondiţiilor meteorologice şi pot fi considerate drept nişte fenomene naturale dargradul de severitate al impacturilor secetei depinde de vulnerabilitatea sistemelor defurnizare a apei, de sectoarele economice şi sociale cât şi de eficacitatea măsurilorde atenuare adoptate. (Rossi et. al., 2008).

Abordarea reactivă bazată pe măsurile de urgenţă ar trebui să fie înlocuită de oabordare proactivă. Cadrul de planificare pentru a gestiona riscul de secetăhidrologică conţine trei niveluri diferite de management – Strategic, Tactic şi DeUrgenţă, cărora le corespunde diferite planuri şi acţiuni aferente.

Pe baza Schemei Directive a Apei, un Grup referitor la Deficitul de Apă, stabilit în2003 la Întâlnirea Administratorilor Apelor din UE, a elaborat un document cetratează problema deficitului de apă şi secetei la nivel european şi a propusincluderea Planului de Management al Secetei ca sub-plan al Planului de Managemental Bazinului Hidrografic (Rossi et. al., 2008).

Inundaţiile ecologice au fost definite, în scopul unei stări ecologice bune, ca regimulhidrologic necesar pentru a obţine valorile specifice pentru elementele biologice decalitate. Inundaţiile ecologice sunt un concept de management. Resursa de apă aunui bazin hidrografic dat este principala componentă a sistemului de management alecosistemului şi resurselor de apă de asemenea. Perturbarea debitului râului datoratămanevrării structurilor hidraulice şi schimbării climatice duce la deteriorareaecosistemului hidrografic. În acest context, debitul ecologic este acel debit al râuluicare nu ar trebui să fie înlăturat de râu şi de mediu. Pentru a-l asigura, trebuie să fie


făcută o evaluare în măsura în care regimul natural al scurgerii să poată fi schimbatfără a afecta funcţionarea durabilă a mediului.

În acest context, managementul scurgerii minime este legat de furnizarea de apă şide estimarea şi asigurarea debitului ecologic (Ilcheva, 2008; Ilcheva şi Yordanova,2010; Zaharieva et. al., 2012; Georgieva şi Ilcheva, 2014; Rossi şi Cancelliere, 2012;Acreman et. al. 2010).

Schema Directivă a Apei ar trebui să fie folosită drept context metodologic de bazăpentru a obţine adaptarea la schimbarea climatică în zonele cu deficit de apă şipentru a reduce impacturile secetelor. Procesul de planificare, în contextulschimbării climatice, trebuie să fie cel mai puternic mecanism pentru obţinerea unuiechilibru între resursele de apă disponibile şi cerinţă şi managementul riscului deinundaţii şi secetă. (Managementul Bazinului Hidrografic în contextul schimbărilorclimatice, CIS 2009).

Planurile de Management al Bazinului Hidrografic trebuie să ţină seama de noţiunilede schimbare climatică, deficit de apă şi secetă, expuse în directivele din:Comunicarea privind deficitul de apă şi seceta în Uniunea Europeană (2007, 414);Raportul Planului de Management al Secetei (2009), Directiva de inundaţii2007/60/CE, Rezoluţia 2008/2074, pentru a face faţă provocărilor deficitului de apăşi secetelor în UE, Strategia UE2020, Cartea albă a Comisiei Europene despre“Adaptarea la schimbarea climatică: Pentru un cadru european de acţiune” etc.

6.3.2. Deficitul de apă

Disponibilul de apă redus exercită un impact negativ direct asupra populaţiei şisectoarelor economice cum ar fi agricultura, turismul, industria, energia. În timp cetermenii ‘deficit de apă’ şi ‘secetă’ sunt adesea folosiţi în mod comutabil, eireprezintă nişte fenomene destul de diferite datorită practicilor de management alapei şi cauzelor naturale. Deficitul de apă este definit ca fiind o situaţie în careresursele insuficiente de apă sunt disponibile pentru a satisface cerinţele medii petermen lung. Acesta se referă la dezechilibrele hidrologice pe termen –lung, acolounde disponibilul de apă este scăzut comparativ cu cerinţa pentru apă şi înseamnă căcerinţa de apă depăşeşte resursele de apă exploatabile în condiţii durabile (definiţiemenţionată în Comunicarea privind deficitul de apă şi secete). “Deficitul de apăpoate fi agravat de poluarea hidrologică şi în timpul episoadelor de secetă”.Secetele, pe de altă parte, reprezintă o scădere temporară relevantă a disponibiluluimediu de apă şi se referă la devieri importante de la nivelurile medii aledisponibilului de apă naturală (Comunicarea privind deficitul de apă şi secetă (2007)).

În vederea acestei probleme, Comisiile Europene au emis în 2007 o Comunicareprivind Deficitul de Apă şi Secete - (CE, 2007a), stabilind şapte piloni specificiprincipali, cum ar fi acordarea unui preţ corespunzător apei, încurajarea tehnicilor şipracticilor eficiente ale apei, îmbunătăţirea managementului riscului de secetă,consolidarea unei culturi de conservare a apei, îmbunătăţirea cunoştiinţelor şicolectarea de date etc. (Vulnerabilitatea la Deficitul de Apă şi Seceta în Europa,Raportul Zonei Economice Europene, Centrul European pentru Topica Apelor Interne,


de Coastă sau Marine, Praga, 2012). Conform Comunicării privind deficitul de apă şiseceta în Uniunea Europeană (2012, 672 final), obiectivul general al politicii referitorla Deficitul de Apă şi Seceta – acela de a suprima tendinţele de Deficit şi Secetă – nua fost încă îndeplinit.

Pentru a îmbunătăţi managementul apei în UE, conceptele de secetă şi deficit al apeitrebuie să fie diferenţiate în mod clar în următorul ciclu de Planuri de Management alBazinului Hidrografic (2015 - 2021) împreună cu Driverele, Presiunile, Stările,Impacturile şi Reacţiile pentru fiecare tip de eveniment – Fig. 6.2.

Conform principiilor directoare şi politicilor Comisiei Europene (CE), analizavulnerabilităţii sistemelor de furnizare a apei în condiţii de secetă ar trebui să fieconsiderată ca prioritară. Această analiză este efectuată luând în calculinfrastructura furnizării de apă şi a sistemelor de apă şi stabilitea de priorităţi şiindici pentru fiabilitatea şi asigurarea furnizării de apă.

Dezvoltarea de programe adecvate măsurilor de adaptare este o sarcină foartedificilă datorită diversităţii condiţiilor economice, sociale şi ecologice. Aceastăinterdependenţă a factorilor naturali şi socio-economici este ilustrată conformCadrului Drivere- Presiune- Stare- Impact- Reacţie (DPSIR) (Vulnerabilitatea laDeficitul de Apă şi Seceta în Europa, Raportul cu privire la Zona EconomicăEuropeană, Centrul European pentru Topica Apelor Interne, de Coastă sau Marine,Praga, 2012) - Fig. 6.2.

Figura 6.2. Sistemul de Indicare a Deficitului de Apă şi Secetei, Cadrul DPSIR

Concluziile Consiliului European din 2010 asupra deficitului de apă, secetei şiadaptării la schimbarea climatică au recunoscut problema eminentă. Luând înconsiderare că probabilitatea acestei situaţii creşte datorită schimbării climatice,Consiliul European a urgentat Statele Membre să elaboreze planuri de management aldeficitului de apă şi secetei după cum este necesar, coordonate şi integrate în


planificarea generală a problemelor apei, definite de Schema Directivă a Apei(Şedinţa de Consiliu, Luxemburg, 11 iunie 2010).

Progresul referitor la aplicarea indicatorilor generali ai deficitului de apă şi secetă afost făcut conform Strategiei Comune de Implementare pentru Schema Directivă aApei. Sistemele de indicatori au fost consimţiţi până acum: Indicele Standardizat alPrecipitaţiilor pentru seceta meteorologică; fracţiunea de Radiaţie FotosinteticăActivă Aborbită (fAPAR) pentru secetă; impacturile asupra vegetaţiei; IndiceleExploatării Apei + (WEI+) pentru presiunea asupra resurselor de apă din prelevările deapă, acumulările de zăpadă, Indicele Standardizat al Debitului (SRI), Apa subterană şiUmiditatea Solului etc. (COM, 2012).

6.3.3. Unele elemente şi provocări ale managementului integrat al riscului desecetă

Prin definirea din Articolul 1, din Legea Apelor din Bulgaria (WA), managementul înfolosul stării se bazează pe consideraţia că apa este tratată ca o resursă naturală,naţională, unitară şi indivizibilă. Conform Articolului 5 din Legea Apelor “Utilizareaapei este implementată prin sistemele resurselor de apă care includ facilităţilepentru prelevarea, conservarea, transportul, distribuţia, colectarea şi tratarea apei,pentru utilizarea energiei hidroelectrice şi protejarea apei împotriva impacturilordăunătoare”.

În scopul managementului riscului de secetă în condiţiile schimbării climatice, a fostanalizată legislaţia naţional (Marinov et al., 2014; Niagolov et al., 2013). Au fostdescoperite unele lacune în legislaţia cu privire la ape şi au fost propuse nişterecomandări.

Articolul 1 al Legii Apelor din Bulgaria conţine unul din temeiurile legale pentruînţelegerea pe larg a conceptului de management al apei. Legea însăşi conţine înobiectivul său stabilirea proprietăţii apei şi a sistemelor resurselor de apă şifacilităţilor. Acest fapt este un alt fel de a contura în totalitate obiectivul legislaţieişi anume obiectivul managementului stării, prin marcarea unora din cele maiimportante direcţii în activitatea de utilizare a apei cu privire şi la caracteristiciletehnice.

Activitatea de management al apei conform sistemului legislativ bulgar include, deasemenea, activităţile managementului sistemelor şi facilităţilor resursei de apă(WRS). “Separarea apei ca un obiectiv independent al managementului atunci când segăseşte în sau în trecere prin facilităţile sistemelor de apă, chiar din facilităţi şimanagementul lor, poate fi doar pur teoretic” (Strategia Naţională pentruDezvoltarea Sectorului Hidrografic, 2012).

“Echilibrul resurselor hidrografice” este diferenţa dintre resursele de apă disponibileşi nevoile de apă cu privire la timp şi spaţiu, specificate pentru a determinaposibilităţile de respectare a nevoilor de apă (Prevederile Tranzitive şi Finale aleLegii Apelor din Bulgaria).


În contextul analizei legale, managementul apei este echivalent managementuluisistemelor resurselor de apă. Analiza exploatării sistemelor resurselor de apă şi alefurnizării de apă sunt la baza evaluării vulnerabilităţii şi riscului furnizării de apă întimpul deficitului de apă şi a perioadelor de secetă, inclusiv dezvoltarea unor măsuri(Raportul privind Planul de Management al Secetei, 2008). Aceasta necesităimplementarea unui sistem de indici pentru a evalua fiabilitatea gestionăriisistemelor resurselor de apă (şi diguri) şi echilibrului resurselor de apă. Măsurile demanagement al apei pentru sistemele de management al apei (furnizarea de apă)(WES) sunt indivizibile de ele însele.

Definiţiile şi principiile directoare stabilite de Comisia Europeană cu privire laPlanurile de Management al Bazinului Hidrografic aferente schimbărilor climatice(Ghidul nr.24 Managementul Bazinului Hidrografic în contextul schimbării climatice,2009) şi Planurile de management în timpul perioadei de deficit de apă şi secetă(Raportul privind Planul de Management al Secetei, 2008) nu au fost încă incluse înLegea Apelor. Aceste documente precum şi altele sunt cunoscute şi în măsura în careeste posibil, ele sunt ataşate Directoratelor Bazinului, fiind totuşi prescriptive. Ele nusunt luate în considerare în Legea Apelor şi legislaţia aferentă.

Obiectivele şi ghidul metodologic al Schemei Directive a Apei au fost prelungite petermen lung, dar legislaţia bulgară rămâne cu un cadru redus şi nu regleazăimplementarea acestor noi obiective. În cazurile de secetă, aceste obiectiveîndeplinesc prioritar nevoile de apă ale oamenilor, minimizând efectul negativ asuprastării ecologice, cantitative şi asupra economiei. Actualizarea Planurilor deManagement al Bazinului Hidrografic este deja în derulare dar spre deosebire deDirectiva de Inundaţii, principiile directoare date de Comisia Europeană în legăturăcu schimbarea climatică, deficitul de apă şi secete sunt încă prescriptive. Planuri deadministrare au fost elaborate pentru sistemele de furnizare a apei (WSS) darmanagementul integrat stabilit în legi şi regulamente nu a fost pus în totalitate înpractică.

Sistemele de management al apei sunt importante mai ales în conexiune cuactualizarea ulterioară a planurilor pentru managementul bazinului hidrografic pânăîn 2015, inclusiv cel de -al doilea şi cel de- al treilea ciclu de planificare. Ca urmare aprincipiilor directoare şi politicilor citate ale Comisiei Europene (CE), analizavulnerabilităţii sistemelor de management al resurselor în condiţii de secetă ar trebuisă fie considerată ca prioritară (Marinov et al., 2014; CC-WARE project, 2014;Niagolov et al., 2013). Este propusă continuarea procesului de punere în acord a LegiiApelor cu legislaţia europeană pe baza Schemei Directive referitoare la politicile deprotejare a apei.

Spre deosebire de Bulgaria, România are o experienţă pozitivă privind elaborareaplanurilor de management al deficitului de apă şi secetei. Conform Raportului de Stat(Iniţiativa privind “Capacitatea de Sprijinire a Politicii Naţionale de Management alSecetei”), Administraţia Naţională a Apelor Române împreună cu Institutul Naţionalde Hidrologie şi Management al Apei elaborează planuri pentru bazinele hidrograficeprivitoare la restricţia şi utilizarea apei în timpul perioadelor critice, elaborate


pentru fiecare din cele 11 Administraţii Bazinale ale Apei. Aceste planuri suntelaborate în conformitate cu Ordinul Ministerial privind metodologia pentrurestricţiile de apă.

Bulgaria ar trebui să investigheze şi să implementeze la rândul ei experienţa română.

6.3.4. Planuri de Management al Secetei

Principalul scop al ghidului (Managementul Bazinului Hidrografic în contextulSchimbării Climatice) este “cum ar putea schimbarea climatică să fie integrată înciclurile doi şi trei de management al bazinului hidrografic din Schema Directivă aApei, extinzând, de asemenea, scopul inundaţiilor şi secetelor”. Managementulsecetei ar trebui să fie folosit ca un instrument pentru prevenirea şi atenuareaimpactului secetei în sfera planificării resurselor de apă. Principalul obiectiv alPlanurilor de Management al Secetei, inclusiv managementul debitului minim şiprevenirea secetei, este de a minimiza impacturile adverse asupra economiei, vieţiisociale şi mediului.

Cadrul metodologic general în regiunea fluviului Dunărea ar trebui să ia în calculConceptul elaborat de Management al Secetei şi particularităţile menţionate alefiecărei ţări. Acesta ar trebui să folosească principalele principii directoare şi paşi aiDirectivei Apei şi Planurilor de Management al Apei ca şi cadru metodologic de bază.(Raportul privind Planurile de Management al secetei, 2007, Şedinţa de Consiliu, 11iunie 2010).

Planurile de management al secetei sunt în mod direct conectate cu criteriile şiobiectivele Schemei Directive a Apei şi Planurilor de Management al BazinuluiHidrografic. Procesul de planificare al managementului bazinului hidrografic estemecanismul prin care resursele disponibile de apă şi cerinţele sunt echilibrate,evitând astfel deficitul de apă şi seceta. Măsuri adecvate trebuie să fie incluse înProgramul de Măsuri (PoM) al Planului de Management al Bazinului Hidrografic şiacolo unde este necesar, ar trebui să fie elaborat un (Sub) plan specific deManagement al Deficitului de Apă şi Secetei conform Articolului 13.5 din SchemaDirectivă a Apei.


Figura. 6.3. Principalele etape ale Planurilor de management al secetei

Elaborarea unui plan de management al deficitului de apă şi secetei necesită celpuţin trei componente principale (Fig. 6.3): sisteme de monitorizare şi alertătimpurie; evaluarea vulnerabilităţii şi riscului de secetă; şi acţiunile de atenuare şi dereacţie la secetă.

Planul de management al secetei şi deficitului de apă are ca scop extindereacriteriilor şi obiectivelor Schemei Directive a Apei pentru a realiza acest management(Raportul privind Planurile de Management al Secetei, 2007) cum ar fi: furnizareaunui disponibil de apă suficient pentru a satisface nevoile umane şi a garantasănătatea şi viaţa populaţiei; evitarea şi minimalizarea impacturilor negative alesecetei asupra stării corpurilor de apă şi în mod particular asupra debitelor ecologiceşi stării cantitative a apei subterane în cazul unei secete prelungite, după cum semenţionează în Articolul 4.6 din Schema Directivă a Apei; minimalizarea efectelornegative asupra activităţilor economice (industrie, irigare, hidroenergie, navigaţieetc.), conform aceloraşi priorităţi date în Planurile de Management al BazinuluiHidrografic, în planurile şi strategiile aferente (ex. planificarea utilizării pământului).

Seceta, criza şi deficitul de apă sunt procese generale şi suprapuse care implicăaspecte sociale, economice şi ecologice. Fig. 6.4 arată relaţia dintre secetă şiposibilele acţiuni de management. Secetele sunt clasificate ca fiind meteorologice,atmosferice, agricole, hidrologice şi operaţionale. Uneori, definirea secetei socio-economice este utilizată şi pentru a indica impacturile deficitului de apă asuprapopulaţiei şi economiei. Toate măsurile sunt aplicate la nivelul managementului –Fig. 6.4. Ele sunt aferente secetei operaţionale. În acest context, cel mai importantaspect este stabilirea conexiunii dintre starea de secetă a bazinului, deficitul de apăşi acţiunile de management.

Notă: (Meteorological drought- Secetă meteorologică; Agrometeorological drought-Secetă agrometeorologică; Hydrological drought- Secetă hidrologică; Vulnerability


and drought risk in water supply systems- Vulnerabilitatea şi riscul de secetă însistemele de furnizare a apei; Assessment long-term and short-term water shortagesrisk- Evaluarea riscului de deficit al apei pe termen lung şi scurt; Demand- side-Partea de cerere; Actions to reduce water demand- Acţiuni pentru a reduce cerinţade apă; Water management and supply systems- Managementul apei şi sistemele defurnizare; Operational drought- Secetă operaţională; Supply- side- Partea defurnizare; Actions to increase water availability- Acţiuni pentru a creşte disponibilulde apă; Drought risk management plans and actions- Planuri şi acţiuni demanagement al riscului de secetă; Post- drought- Post- secetă; Actions to mitigatedrought impacts- Acţiuni pentru a atenua impacturile secetei; Socio- economic andecological systems- Sisteme socio-economice şi ecologice).

Fig. 6.4. Relaţia dintre secetă şi măsurile de atenuare a secetei

Acţiunile de management al secetei se pot aplica pe diverse scări temporale şispaţiale, cu diferite obiective. Au fost elaborate mai multe clasificări ale măsurilorde atenuare a secetei. Cele trei categorii principale de măsuri sunt (Fig. 6.4):creşterea furnizării de apă; reducerea cerinţelor de apă; şi minimalizareaimpacturilor secetei. În funcţie de intervalul de timp de aplicaţie sau al efectului,există măsuri pe termen lung, luate înainte de începutul secetei şi măsuri pe termenscurt de încercare de atenuare a impacturilor unui eveniment secetos particular.

Reţeaua de Experţi a UE cu privire la Deficitul de Apă şi Secetă (CE, 2007b) a propusdiferite măsuri pentru secetă: (1) măsuri preventive/ strategice care să se aplice întimpul stării normale; (2) măsuri operaţionale (tactice sau de urgenţă), inclusivacţiuni asupra cerinţelor, furnizării de apă şi mediului; (3) măsuri organizaţionale


care să fie activate în timpul pre-alertei, alertei şi în condiţii de urgenţă; (4) măsuriulterioare planului de management al secetei; şi (5) măsuri de restaurare.

În Planul de Management al Secetei, accentul se pune în principal pe schimbărileclimatice, furnizarea de apă şi secetele agricole.

Planificarea secetei ar trebui să fie elaborată pe diferite niveluri şi conectată laPlanurile de Management al Bazinului Hidrografic (Planul de Management al Secetei,Raport Tehnic– 2008 – 023). Cel mai înalt nivel este cel naţional, unde în prim- planse află politicile şi aspectele legale şi instituţionale, adică măsurile strategice petermen lung. Aceste tipuri de măsuri ar trebui să fie elaborate şi la nivelul Planurilorde Management al Bazinului Hidrografic. Nivelul bazinului hidrografic includeelaborarea Planurilor de Management al Bazinului Hidrografic iar un rezumat alProgramului de Măsuri este elaborat pentru a îndeplini obiectivele, acestea putând fisuplimentate de producerea unor programe şi planuri de management mai detaliate(ex.. Planurile de Management al Secetei). Nivelul local include măsuri tactice şi dereacţie pentru satisfacerea şi furnizarea necesarului de apă.

În cazul unui management al secetei în bazinele transfrontaliere, Planurile deManagement al Secetei ar trebui să includă o coordonare transfrontalieră întrebazinele de acest tip cu participarea populaţiei în procesele de luare a deciziilor. Cureferire la Bazinul Hidrografic al Dunării, Planul de Management Districtual elaborat(ICPDR, 2009) este bazat pe trei niveluri de coordonare: un nivel internaţional, extinsla nivelul bazinelor- aşa numitul nivel Acoperiş (Partea A); nivel naţional (gestionatprin intermediul autorităţilor competente) şi/ sau nivelul subbazinal coordonatinternaţional pentru subbazinele selectate (Tisza, Sava, Prut şi Delta Dunării) –Partea B; nivelul subunitar (Partea C), definit ca unităţi de management pe teritoriunaţional. Informaţiile cresc în detalii de la Partea A la Părţile B şi C.

Mai multe detalii despre clasificarea măsurilor de atenuare, exemple de bunăpractică şi experienţa din România şi Bulgaria sunt date în Capitolul 6.7 şi în Capitolul7 – Bune practici.

6.4. Planificarea cadrului pentru Managementul de Risc al Scurgerii Minime şiSecetei Hidrologice

Conform Comisiei Europene, analiza sistemelor şi acumulărilor resurselor de apăcomplexe şi importante (inclusiv întregul bazinul fluviului) este instrumentul de bazăpentru realizarea bilantului hidrologic și evaluarea procesului de planificare şicăutare a echilibrului între resursele de apă disponibile şi utilizarea (exploatarea)apei în condiţii de secetă – Fig. 6.5 (DMP, Raport Tehnic, 2008; Rossi et al., 2008).


Fig. 6.5. Coordonarea între politica de bazin şi de secetă

Aşa cum s-a menţionat în Legea Apelor adoptată în România, sunt dezvoltate câtevarestricţii de apă şi planuri de exploatare în perioadele de deficit sau criză de apă(Legea Apelor №107, Septembrie 1996). Astfel de metodologii sunt dezvoltate laINMH şi aplicate tuturor bazinelor râurilor din Bulgaria (Schema generală demanagement al exploatării apei în bazine” care a fost dezvoltată conform LegiiApelor din 2000; Metodologie pentru bilanţul hidric al resurselor de apă din bazinelerâurilor, 2004; Exploatarea apei şi bilanţul hidric al bazinelor Ogosta, Tundga,Struma, Kamchia (2006)”, şi se recomandă să se includă în legislaţia bulgară planuride dezvoltare a bazinelor hidrologice şi de planificare a resurselor de apă.

Investigaţiile şi vulnerabilitatea sistemelor hidrologice şi a resurselor de apă şievaluarea de risc a alimentării cu apă sunt fundamentele pentru fundamentarea şiselecţia măsurilor strategice sau tactice (Niagolov et al, Ziua Dunării, 2013; Marinovet al., CC-WARE Proiect, 2014).

Rapoartele (Niagolov et al., 2013; Georgieva şi Ilcheva, 2014; Niagolov et al., 2014)prezintă abordările metodologice pentru evaluarea managementului vulnerabilităţiiresurselor de apă şi a secetei hidrologice. În funcţie de nivelul de planificare, au fostpropuse trei planuri distincte pentru a face faţă riscului de criză sau deficit de apăcauzat de secetă – strategice, tactice şi de urgenţă. În conformitate cu (Rossi et al.,2008) metodologia oferă în primul rând o evaluare a disponibilităţii resurselor de apăpentru satisfacerea diverselor nevoi, apoi evaluează riscul de criză sau deficit deapă; după analiza efectelor secetei asupra diferitor sectoare, acţiunile care trebuieluate în considerare pentru a reduce vulnerabilitatea în faţa secetei (măsuri petermen lung) şi acţiuni orientate spre atenuarea impacturilor secretei (măsuri petermen scurt).

Managementul secetei trebuie integrat în cadrul unor strategii pe termen lung demanagement al apei. Sistemele de management al resurselor de apă (WRMS), maiales pentru bazinele şi acumulările complexe şi semnificative, sunt instrumenteleprincipale pentru evaluarea vulnerabilităţii, managementul scurgerii minime şi


prevenirii secetei – Fig. 6.5. (DMP, 2008; Ghid asupra eliberărilor scurgerilor demediu din îndiguiri pentru a implementa Directiva Cadru a Apei, Proiect WFD82,2008).

Tabelul 6.1. Măsuri şi coordonare între politicile de bazin hidrologic şi politicile de secetă

Planuri şi măsuri strategice, tactice şi deurgenţă pentru combaterea secetei

CONDIŢIINORMALE

SECETĂ CONDIŢIINORMALE

Pre-secetăPre-

alertă AlertăUrgenţ

ăPost-

secetă

PLANIFICARE

Evaluarea Vulnerabilităţii la Criza de Apă şiSecetă în diferite scenarii climatice / desecetă, şi diferite cereri de apă viitoareEvaluarea riscului de criză de apă şiimpacturilor de secetăPlanuri strategice de secetă şi măsuri petermen lung. Planuri de management pentrudeficitul de apă şi secetă (WSDMP)Implementarea planurilor de management alcrizei de apă şi secetei şi a Planurilor pentruBazinele Hidrologice (RBMP)Sisteme de management al sistemelorhidrologice în condiţii de secetăDefinirea măsurilor pe termen scurt şiplanurilor de risc de secetă

IMPLEMENTARE

Monitorizarea şi avertizarea timpurie avariabilelor hidro-meteorologice

Gospodărirea apelor şi definirea pragurilor.Sisteme de indicatori pentru identificarea şimanagementul situaţiilor de secetă.DSS şi funcţionareImplementarea planului de gospodărire şimanagement al stemelor de alimentare cuapăDezastru natural – acţiuni

Implementarea planurilor de risc de secetă

Riscul de criză sau deficit în sistemele de alimentare cu apă diferă de riscul de secatăhidrologică deoarece criza de apă rezultă dintr-un dezechilibru între alimentarea cuapă şi cerere, care este cauzată de un fenomen meteorologic, dar este afectat de alţifactori variabili în timp cum sunt dezvoltarea cererii, infrastructurii de ofertă şistrategiei de management.

Pentru a estima vulnerabilitatea resurselor de apă şi a alimentării cu apă, estenecesar să se evalueze resursele de apă, schimbările climatice care influenţeazăcantitate de apă, să se estimeze şi să se ia în considerare „debitul ecologic şi apadisponibilă pentru prelevare (Marinov et al., Proiect CC-WARE, 2014).

Bilanţul hidrologic al sistemului de resurse de apă este un instrument pentruidentificarea disponibilităţii crizelor de apă permanente (deficitului de apă) sau aanumitor deficite temporare. In funcţie de aceste rezultate se propun măsuri petermen lung sau măsuri temporare de tranziţie.


A. Planul strategic de secetă (planul de pregătire/reacţie în vederea deficituluisau crizei de apă)

Planurile strategice de secetă (planurile de pregătire/reacţie în vederea deficituluisau crizei de apă) trebuie anexat la RBMP. Acestea includ: identificarea zonelorvulnerabile la secetă; estimarea riscului de deficit de apă în sistemele de gospodărirea resurselor de apă, luarea în considerare a definirii priorităţilor în alocarea apei(conform Legii Apelor adoptate în Bulgaria şi România) printre diferitele utilizări şidefiniţii ale nivelelor de fiabilitate (exprimate ca nivele de siguranţă sau încredere);definirea acţiunilor adecvate pe termen lung pentru a reduce riscul de deficit de apă;compararea şi selecţia măsurilor alternative de atenuare a secetei (Niagolov et al.,2013; Georgieva şi Ilcheva, 2014; Niagolov et al., 2014).

Planurile strategice de secetă (planul de pregătire / răspuns în vederea crizei deapă, WSPP) trebui anexat la RBMP (Fig. 6.4). Obiectivul general al WSPP estereducerea vulnerabilităţii sistemului de resurse de apă în faţa impactului secetei, şiîn mod special reducerea riscului de crize şi deficite de apă cauzate de secetă.

B. Planuri tactice de management al secetei

Planurile de management al sistemului de alimentare cu apă conţin: definireaindicatorilor şi declanşatorilor pentru condiţiile definite ca Normale, de Alertă şi deAlarmă în ceea ce priveşte seceta pentru un anumit sistem de alimentare cu apă;definirea măsurilor pe termen scurt pentru a evita situaţiile de urgenţă. Reacţiaeficientă la secetă depinde de identificarea timpurie a secetei printr-o monitorizareprecisă a variabilelor metrologice şi hidrologice, precum şi a disponibilităţiiresurselor de apă. Prin urmare, indicii care trebuie folosiţi în cadrul sistemului demonitorizare a secetei trebuie să îndeplinească anumit cerinţe. Pe de o parteindicatorii şi indicii trebuie să reprezinte diferitele caracteristici ale interconexiuniicomplexe între componentele meteorologice şi hidrologice ale reduceriisemnificative a disponibilului de apă. Pe de altă parte, ele trebuie să evalueze într-un mod clar severitatea condiţiilor curente de secetă ca declanşatori în sprijinulfactorilor de decizie pentru a activa acţiunile de atenuare a secetei.

C. Planurile de intervenţie în caz de secetă includ indicaţii pentru coordonareaintervenţiilor naţionale, regionale şi locale şi implementarea măsurilor de atenuarepe termen scurt.

Planule de secetă stabilesc diferite nivele de secetă: stare normală pre-alertă, alertăşi urgenţă – Tab. 6.1. (DMP Raport, 2009). Aceste nivele trebuie determinateconform sistemelor de monitorizare. Sistemul de monitorizare folosit în mod curentnu anticipează riscul real de a suferi un eveniment sever de secetă. În conformitatecu (Rossi, G., et al., 2008, DMP Raport, 2009; Lerma, N., et. al., Dezvoltarearegulilor de funcţionare …, 2012) utilizarea unei metodologii de evaluare a risculuipentru a completa sistemul de indicatori astfel încât gospodărirea bazinului de apă şia resurselor hidrologice (WRMS) să fie incluse în definirea statutului secetei şi aindicatorilor de secetă.


Cadrul de planificare prezent nu asigură doar o prelevare sustenabilă, ci şi atingereaobiectivelor WFD: satisfacerea cu prioritate a nevoilor de apă ale populaţiei,minimizarea efectului negativ asupra statutului ecologic şi cantitativ şi reducerea laminim a efectului negativ asupra economiei.

Cadrul metodologic dezvoltat şi instrumentele de suport decizional perfecţioneazădeterminarea scenariului curent de secetă, inclusiv gospodărirea bazinului hidrologic(Rossi, DMP, Spain, Niagolov, I., et al, 2014, Ilcheva, et. al., 2014). Pe baza evaluăriide risc de criză de apă pe termen scurt (nivel de planificare), se dezvoltă definireape termen mediu şi scurt (operaţiuni şi management) ale diferitor acţiuni demanagement, declanşatori şi Reguli de Operare (RO) în condiţii de secetă.

Definirea declanşatorilor şi RO pentru sistemele de gospodărire a resurselor de apădin bazine hidrologice multiple la nivelul bazinului hidrologic este o chestiune caretrebuie studiată în amănunţime prin intermediul tehnicilor de simulare - optimizare,curbe trasate după reguli simple pentru managementul secetei) şi optimizareacurgerii în reţeaua hidrologică, modelele de simulare pentru alocarea de apă suntfoarte importante în cazul curgerilor minime şi perioadelor aride (Adler Mary-Jeanne,2013; Drobot, R., Modele bazate pe algoritmul “în-neregulă"). Acestea aparţin DSSpentru planificarea, monitorizarea şi managementul secetei şi sunt folosite pentruDMP – România, Spania, Italia, Bulgaria, Grecia, etc. Câteva dintre modelele desimulare sunt: MODSIM, ALLOC, SIMOPT, SIMYL, MAIK, SIMGES etc. (Medroplan, 2008;Adler, 2012; Rossi, 2010, Niagolov, I., et al. 2014). Mai multe detalii despremetodologie, DSS şi instrumente sunt cuprinse în capitolele 6.5 şi 7.

D. Managementul de risc al secetei hidrologice şi relaţia dintre alimentarea cu apăşi debitul ecologic

Aşa cum s-a menţionat, managementul sau gospodărirea alimentării cu apă şi aprevenirii riscului de secetă hidrologică sunt legate de estimarea debitului ecologic.Conform WFD scurgerea reprezintă unul din elementele condiţiilor hidro-morfologice,dar în contextul ultimelor instrucţiuni şi a Planurilor de Management al Secetei,scurgerea fluviului sau râului este elementul de bază pentru gospodărire, care esteinterconectat cu asigurarea nevoilor primare ale societăţii (Ilcheva şi Yordanova,2010). Managementul sau gospodărirea sistemelor de resurse de apă (WRS) reprezintăun element cheie pentru atingerea WFD, echilibrul între obiectivele social-economice şi cele ecologice ale exploatării apei (Marinov et al.2014; Ilcheva 2008.;Zaharieva et al., 2012; Niagolov et al, 2013; Instrucţiuni de alocare şi gospodărire).

În conformitate cu (Kossida et al. 2010, Analiza implementării Planurilor deManagement al Secetei …, 2012; Acreman et. al. 2010; Document de îndrumare Nr.31, Debit ecologic în implementarea WFD, 2015), relaţia dintre debitele ecologice &DMP pe baza elementului din cadrului conceptual al DPSIR (Fig. 6.2, Fig. 6.9): forţemotrice (schimbări climatice, dezvoltare demografică şi economică, etc.), prelevărilede apă pentru diferitelor folosinţe de apă (presiuni), reacţii, acţiuni de managemental secetei (în special latura de ofertă), inclusiv licenţele de prelevare şi permisele desecetă sunt supuse unei evaluări legate de disponibilul de apă pentru a ţine cont deorice probleme locale şi din aval. Managementul WRMS la nivelul bazinului hidrografic


sau local este baza definirii indicatorilor de secetă, prelevării sustenabile şiindicatorilor de mediu, strategia managementului prelevărilor (AMS), identificareazonelor de stres hidrologic (criză de apă) (WEI+).

Cu acest scop, se dezvoltă o metodologie pentru evaluarea comună a riscului desecetă a alimentării cu apă ca urmare a schimbărilor climatice, identificarea zonelorde stres hidrologic (criză de apă) şi prevederea scurgerii ecologice conform DirectiveiCadru a Apei (Atenuarea vulnerabilităţii…, 2014; Georgieva, D., I. Ilcheva, 2014;Ilcheva, I., et al., 2014; Ilcheva I., D.Georgieva, A.Yordanova, 2015; Document deîndrumare Nr. 31, 2015). În conformitate cu (Instrucţiunile pentru identificareaproblemelor strategice referitoare la cantitate şi calitate, Proiect CC-WARE, 2014)pragul pentru WEI in CC-WARE variază în funcţie de tipul dominant de resurse şi înconformitate cu metoda de estimare a elementelor definitorii ale resurselor de apă(disponibilului de apă): media pe termen lung (pentru hărţile de vulnerabilitateWP3), media pe termen lung – debitul ecologic, scurgerea minimă caracteristică ,scurgerea minimă caracteristică – debitul ecologic. Ca scenariu de proiectare desecetă, pentru estimarea surplusului, licenţelor de prelevare, exploatării apei WEI, şipentru scenariul de secetă în Bulgaria se aplică statistici ale scurgerii (Q95 (scurgereminimă), Q75 (scurgere medie / minimă), Q50 (scurgere medie) (Metodologie pentrupregătirea bilanţurilor de resurse de apă ale bazinelor hidrografice, 2004;Metodologie pentru Alocarea Apelor din Bazine şi Acumulări; Ilcheva, I., et al., 2006),şi în conformitate cu noile aspecte ale scurgerii ecologice - Q30 (scurgere maximă). Înaceste cazuri, vulnerabilitatea (zonele de stres hidrologic) se calculează cu WEI,WEI+ (Atenuarea vulnerabilităţii …, 2014; Ilcheva, I., 2008; Marinov, I., et al., 2012;Georgieva, D., I. Ilcheva, 2014, CC_WaterS, 2012).

Fig. 6.6. Planificarea secetei, strategia de implementare şi management

Drought triggers

Drought scenarios, forecast

Supply-side Demand - side Post - drought

Drought management actions, abstraction licences and drought permits

Assessment Мonitoring Mitigation

Environmental impactsWater scarcity and Drought

management strategy

Available water and sustainable abstractions - good ecological status

Operational Indicators, Environmental flow indicators,Critical sections and Assessment points,

Vulnerability and water stress

RBMP, Drought planning and abstraction management

Drou

ght

plan

ning

, wat

er re

sour

ce s

yste

ms m

anag

emen

t,Ri

ver B

asin

Man

agem

ent P

lans

Drought plan implementation

Long–term

shortages risk assessment, strategical m

easures,Basin developm

ent plans,other strategies and plans


În acord cu metodologia comună, sunt determinate punctele de evaluare şi“secţiunilor critice” şi “zonelor vulnerabile de stres hidrologic ” la BazinuluiHidrografic, corpul de apă şi nivelul WRMS, pe baza DPSIR, indicelui de exploatare aapei, AMS, indicatorilor de scurgere ecologică (de mediu) şi managementului risculuide secetă hidrologică (Atenuarea vulnerabilităţii…,2014; Georgieva, D., I. Ilcheva,2014; Ilcheva, I. et al, 2014).

Reguli Operaţionale şi Indicatori operaţionali de secetă. Managementul risculuide secetă pe termen scurt

Planul de secetă este dezvoltat de Regulile Operaţionale pentru GospodărireaBazinului şi nivele preconizate ale acumulării conform previziunilor de scurgere deintrare, scenarii de secetă cu diferite acţiuni de gospodărire legate de cerere şiofertă (Niagolov, I., et al. 2011-2014, MOEW) – Fig. 6.7.Prioritatea este dată aşa-numitelor secţiunilor fluviale sau riverane critice, ariilorprotejate (Natura 2000 etc.) (Ilcheva, I., et al., 2012; Karagiozova, Tz., 2012).Regulile operaţionale şi Gospodărirea Acumulării prin acţiuni de gospodărire legatede cerere şi de ofertă pot evalua efectele asupra întregului sistem de gospodărire aapelor. Această metodologie asigură prelevarea sustenabilă şi atingerea obiectivelorWFD: satisfacerea cu prioritate a nevoilor de apă ale populaţiei, minimizareaefectului negativ asupra statutului ecologic şi cantitativ, şi reducerea la minim aefectului negativ asupra economiei (Niagolov, I., et al., 2011-2014).

Râurile din Bulgaria asigură în mod curent debite ecologice, dar în conformitate cu(Documentul de Îndrumare Nr. 31, Scurgerile ecologice în implementarea WFD, 2015,Ilcheva, I., A.Yordanova, 2010; Acreman, 2008) este necesară o modificare aregimului debitelor ecologice şi a celor de compensare. Aşa numiţii indicatori demodificare hidrologică (IHA) sunt un bun instrument pentru evaluarea modificăriiregimurilor de scurgere şi ale GES. În capitolul trei sunt prezentaţi câţiva indicatoriIHA.

Fig. 6.7. Curbele-Standard pentru Gospodărirea Acumulărilor şi nivelele preconizate aleacumulărilor conform previziunii scurgerilor de intrare, scenariilor de secetă cu diferite acţiuni

de gospodărire legate de cerere şi ofertă

Dacă planificarea şi cadrul metodologic pentru managementul secetei hidrologicesunt aplicate corect, aşa-numitele “zone critice” şi punctele de evaluare din bazinelehidrografice trebuie să coincidă cu “punctele problematice” din Capitolul 3.

Declanşatori şi Scenarii de Secetă

200.0 196.2 192.6 188.3 181.1 171.8 162.7 153.0136.1 132.2 129.3 127.5 125.9

0

50

100

150

200

250

300

350

1.Ja

nuar

y

1.Fe

brua

ry

1.М

arch

1.Аp

ril

1.М

ay

1.Ju

ne

1.Ju

li

1.Аu

gust

1.Se

ptem

ber

1.О

ctob

er

1.Н

ovem

ber

1.D

ecem

ber

1.Ja

nuar

y

mln

.м3

Months

Rules curves for Reservoir Management andGraphics of the expected reservoirs levels according to the inflowforecast, drought scenarios with different management actions

Reservoir levels according to theinflow forecast, drought scenarios

without different managementactions

Normal operation

Pre - alarm triggers curvesAlarm triggers curvescurvesEmergency triggers curves

curves

Emergency triggers curves / hardreduced availability of water/Extreme Drought

Flood control


După cum se poate observa, toate măsurile sunt aplicate la nivelul managementuluişi gospodăririi – Fig. 6.4 şi Fig. 6.5. Trebuie să se elaboreze declanşatori de secetăpentru identificarea momentului în care managerii de gospodărire a apelor trebuiesă implementeze acţiuni specifice pentru combaterea secetei. Declanşatorii şiresursele de apă disponibile depind de poziţia zonei, adică dacă este aval deacumulare sau nu, regulile de operare şi diferitele acţiuni de gospodărire şimanagement (inclusiv managementul WRMS la nivelul bazinului hidrologic).

Niveluril acumulărilor pot fi dezvoltat în curbe de declanşatori folosind modelele demodelare şi simulare din sistemul de gospodărire a apei. Debitele măsurate lastaţiile hidrometrice pot fi folosite pentru a elabora declanşatori de secetă numaipentru prelevările directe din râuri şi fluvii. Informaţii suplimentare despredeclanşatori şi scenarii de secetă sunt prezentate în Capitolele 6.5 şi 7.3.

Scenariile de secetă depind de cadrul de planificare: secete istorice, AlgoritmiGenetici, Schimbări climatice şi proiecţii de secetă. Un caz special de scenarii desecetă este aşa-numita „secetă de proiectare”. Aşa cum s-a menţionat mai sus, caproiectare de secetă se aplică uneori statisticile scurgerii minime.

6.5. Cadrul metodologic, metode şi instrumente pentru managementul scurgeriiminime şi prevenirea secetei

6.5.1. Evaluarea şi atenuarea riscului

Analiza schimbărilor climatice şi identificarea zonelor vulnerabile în faţa seceteipentru resursele de apă şi alimentarea cu apă sunt direct legate de Planurile deGospodărire a Bazinului Hidrologic şi actualizarea lor iminentă, care ar trebui să ia înconsiderare schimbările climatice şi să includă planuri de management pentrudeficitul sau criza de apă şi secetă, şi să actualizeze Programul de Măsuri, inclusivmăsurile pentru planificarea şi managementul sistemelor complexe de alimentare cuapă.

Aşa cum s-a menţionat, vulnerabilitatea este gradul în care un sistem este susceptibilsau incapabil să facă faţă efectelor adverse ale schimbărilor climatice, inclusivinundaţii extreme şi secete (IPCC, 2003). În acest context, este necesar să seidentifice toţi factorii climatici, hidrologici şi socio-economici care influenţeazăvulnerabilitate resurselor de apă şi alimentării cu apă şi să se selecteze metodeleadecvate şi indicatorii de evaluare a acestora.

Scopul proiectului internaţional "Schimbări climatice şi Impacturi asupra Alimentăriicu Apă" – CC_WaterS şi continuarea sa prezentă "Atenuarea Vulnerabilităţii Resurselorde Apă sub Efectul Schimbărilor Climatice" (CC-WARE) este dezvoltarea măsurilor deadaptare la iminentele schimbărilor climatice prin intermediul unui sistem degospodărire a apelor, inclusiv optimizarea gospodăririi apelor, luând în considerareinfluenţa exploatării terenurilor şi modificările necesare în această privinţă, pentruidentificarea şi evaluarea consecinţelor impactului acestor schimbări asupra


alimentării populaţiei cu apă potabilă în deceniile următoare (a se vedea Capitolul7.2).

Pentru scopurile proiectului, s-a realizat analiza „Evaluarea vulnerabilităţii curente şiviitoare a resurselor de apă şi clasificarea riscului asupra apei potabile sub efectulschimbărilor climatice” (Niagolov, I., et al, Ziua Dunării, 2013; Georgieva, D., I.Ilcheva, 2014; Marinov, I., et al., Atenuarea Vulnerabilităţii Resurselor de Apă subEfectul Schimbărilor Climatice, 2014).

Au fost dezvoltate Metodologia şi Sistemul de Indici de Vulnerabilitate şiManagementul Secetei în diverse scenarii climatice şi diferite consumuri viitoare deapă.

Această metodologie trebuie să estimeze o vulnerabilitate prezentă şi viitoare aresurselor de apă şi alimentării cu apă cauzate de schimbările climatice şi condiţiilesocio-economice, şi să ia în considerare influenţa folosirii terenurilor mai ales înecosistemele forestiere.

Principalele forţe de influenţare şi declanşare sunt: schimbările climatice,dezvoltarea demografică şi consumul de apă, modificările în utilizarea terenurilor saucalitatea resurselor de apă (Georgieva, D., I. Ilcheva, 2014; Marinov, I., et al., CC-WARE, 2014; Atenuarea Vulnerabilităţii Resurselor de Apă sub Efectul SchimbărilorClimatice, 2014).

Schimbările demografice din ultimii ani sunt legate de migraţia populaţiei cătremarile oraşe. Dacă o tendinţă de scădere a precipitaţiilor şi scurgerii coincide cu otendinţă de creştere a consumului de apă sau cu o calitate a apei deteriorată,regiunea respectivă sau bazinul hidrografic respectiv pot deveni vulnerabile înviitorul apropiat sau mai îndepărtat. Acest lucru trebui evaluat în continuare. Înaceste regiuni identificate ca vulnerabile din aceste puncte de vedere, sub influenţacondiţiilor de schimbări climatice şi fenomene extreme cu perioade de criză de apă şisecetă, alternând cu perioade de inundaţii, rolul măsurilor de adaptare devine si maiimportant. In Bulgaria gospodărirea sistemelor complexe de alimentare cu apătrebuie să se afle în prim-planul preocupărilor. Acest lucru este valabil mai alespentru acumulările pentru alimentare cu apă potabilă (Niagolov I., I. Ilcheva, A.Yordanova, D. Georgieva, 2013a; Niagolov I., I. Ilcheva, A. Yordanova, 2013b).

6.5.2. Cadrul metodologic pentru estimarea vulnerabilităţii resurselor de apă şia riscului de secetă în diferite scenarii climatice, “de secetă” şi diferite cereriviitoare de apă

Cadrul metodologic şi instrumentele prezentate sunt aplicate conform scopului şicadrului de planificare – evaluarea şi managementul riscului de secetă pe termenlung sau pe termen scurt.

Cadrul metodologic prezentat mai jos a fost dezvoltat şi actualizat în proiecteleinternaţionale cu participarea Institutului Naţional de Meteorologie şi Hidrologie(INMH) şi a Institutului Naţional de Hidrologie şi Gospodărire a Apelor (INHGA)(Atenuarea Vulnerabilităţii Resurselor de Apă sub Efectul Schimbărilor Climatice,


2014; CC_WaterS, 2012; CC-WARE, 2014; Proiectul CECILIA, 2012, etc.). În acestcontext, este o metodologie comună pentru Bulgaria, România, statele din sud-estulEuropei (SEE) şi din zona Dunării. Aşa cum se poate remarca în capitolul 7.2, aceastămetodologie poate fi aplicată la nivel transnaţional, naţional, al bazinului hidrograficşi la nivel local – sistemul de gospodărire a resurselor de apă şi acumulărilor(Atenuarea Vulnerabilităţii Resurselor de Apă sub Efectul Schimbărilor Climatice,2014; Niagolov I et al., 2014; Marinov Iv. et al., 2014; Georgieva D., I. Ilcheva, 2014).În fiecare etapă sunt aplicate metode şi instrumente adecvate descrise în Capitolul6.5.2:

Modelarea şi estimarea factorilor şi scenariilor climaticeClima este principalul declanşator natural al variabilităţii resurselor de apă. În primaetapă se descriu caracteristicile climatice în diferite perioade şi indicii climatici devulnerabilitate şi evaluare a secetei (Atenuarea Vulnerabilităţii Resurselor de Apă subEfectul Schimbărilor Climatice, 2014; Marinov, I., et al., CC-WARE, 2014).Schimbările climatice sunt investigate prin presupunerea diferitelor scenarii deactivitate antropogenă care sunt sistematizate în documentul SRES (IPCC, RaportSpecial asupra Scenariilor de Emisii, 2000).

Simulările climatice din partea bulgară (WP3) a proiectului CC_WaterS sunt realizateprin folosirea unui model ALADIN. Acesta este un model climatic regional (RCM) curezoluţia de 10 km (CC_Waters – WP3, Spiridonov şi Alexandrov, 2011). Datele deschimbări climatice pentru CC-WARE au fost obţinute din trei modele RCM (RegCM3 –ITCP, Aladin – CNRM, Promes – UCLM), pe baza scenariului A1B.

Principalele variabile climatice sunt: precipitaţiile (P), temperatura (T) şievotranspiraţia potenţială şi reală (PET şi AET). Alţi indicatori climatici care au fostfolosiţi pentru descrierea climei sunt: Indexul de Ariditate UNEP, Indicele deAriditate De Martonne etc. Evaluarea şi analiza schimbărilor climatice şi condiţiilorde secetă, precum şi analiza secetei cu modelarea seriilor hidrologice, analizatendinţei (cu testul Mann-Kendal, etc.) şi indicii de secetă (SPI, SRI,.., etc.).

Estimarea tendinţelor resurselor de apă în diferite scenarii climate şi desecetă

Estimarea resurselor de apă este una dintre sarcinile de bază care permit ogospodărire eficientă a apelor. Resursele de apă sunt evaluate în prezent şi luând înconsiderare exploatarea existentă a terenurilor şi în viitor cu scenariile climatice şischimbările de dezvoltare demografică şi consum de apă, modificări în exploatareaterenurilor sau calitatea resurselor de apă.

Pentru influenţa schimbărilor climatice sunt dezvoltate câteva modele de bilanţhidrologic şi se procedează la relaţionarea dintre scurgere şi factorii de formare ascurgerii (Balabanova, 2010, Balabanova et al., 2012).

Evaluarea resurselor de apă ale bazinului hidrografic este una din principalele sarcinicare permite o gospodărire eficientă a bazinului hidrografic. Măsurătorileconvenţionale hidrologice şi meteorologice sunt de tipul măsurării în puncte, în timpce măsurările aplicate asupra bazinului sunt de tip zonal. .


Scurgerea de suprafaţă este calculată prin folosirea ecuaţiei bilanţului hidrologic R =P – AET, unde R (mm) este scurgerea de suprafaţă, P (mm) reprezintă precipitaţiile ,iar AET (mm) este evotranspiraţia reală. Pe termen lung, sunt ignorate infiltrarea şireîncărcarea scurgerii fluviului din apele subterane. Modelul nu ia în considerareefectul de retenţie al barajelor, exploatarea apei în bazinul hidrografic şi apatransferată.

Perioadele studiate sunt 1961 - 1990 şi 2020 - 2050. Ele sunt selectate pentru ainvestiga impactul schimbărilor climatice asupra precipitaţiilor, temperaturii şiscurgerii. Perioada 1961-1990 este specificată de Organizaţia Internaţională aMetrologiei (WMO) ca perioadă de referinţă pentru calcularea diferitelorcaracteristici statistice ale parametrilor meteorologici.

Metoda se bazează pe GIS. GIS este utilizat pentru a evalua parametrii ciclului de apăşi alte caracteristici hidrologici în puncte situate în întreaga arie a bazinului.Instrumentele GIS sunt aplicate în model pentru calcularea repartizării spaţiale aprecipitaţiilor şi temperaturii şi evaluarea repartizării scurgerii.

Dezvoltarea schemei de calcul şi evaluarea a exploatării apei în bazinulhidrografic

În această etapă sunt identificate toate folosinţele şi toţi consumatorii de apă,transferul de apă de la / la alte bazine hidrografice, sistemele de alimentare cui apăşi întreaga infrastructură hidrologică existentă, drepturile de apă aprobate (conformReglementărilor exploatării apelor de suprafaţă, 2011; Ilcheva, I., et al., 2008).

Dezvoltarea schemei de calcul este un punct de plecare pentru următoarele etapeale modelării. Toate folosinţele de apă, sistemele de gospodărire a apei şi relaţiadintre ele, strategiile şi proiectele de dezvoltare trebuie să fie luate în considerare(Atenuarea Vulnerabilităţii Resurselor de Apă sub Efectul Schimbărilor Climatice,2014). Schema exploatării apei arată relaţia dintre “cererea de apă – sistemul degospodărire a apei – resursele de apă”.

Ca rezultat al acestei analize se elaborează aşa-numita schemă grafică a exploatăriiapei. Se folosesc informaţii din hărţi specializate ale resurselor de apă. Schemaconţine următoarele elemente: reţeaua hidrografică şi toate sursele de apă, sistemulresurselor de apă, localizarea fiecărui consumator de apă spre cursul fluviului, tipul(de exemplu iaz de înmulţire) şi mărimea (zone irigate), legăturile dintre obiecteleseparate şi modul de utilizare a resurselor de apă. Este de dorit să se reprezinteschema grafică în mediu GIS împreună cu informaţiile aferente cantitative referitoarela resursa de apă.

Estimarea cererii de apă prezente şi viitoareCererea de apă include nevoile de apă pentru irigaţii, alimentarea cu apă agospodăriilor, alimentarea cu apă a facilităţilor industriale, ecosistemele acvatice şirezervele (de exemplu păduri dese), cerinţele pentru generarea electricităţii înhidrocentrale.Prin analogie cu scurgerea hidrologică, cererea este dată sub forma de scenarii decerere de apă.


Nevoile de irigaţii sunt determinate prin metodologia bazată pe normele de irigaţii,zonele existente sau cele irigate, rotaţia culturilor şi coeficientul de eficienţă alsistemului de irigaţii.Cererea de generare de curent în hidrocentrale este dată de reţeaua de electricitatenaţională.Pentru alimentarea cu apă a gospodăriilor, cererea se bazează pe dezvoltareademografică şi normele aferente, cererea de apă industrială este evaluată dinpermisele de apă.Scurgerile ecologice (de mediu) trebuie prevăzute cu maximă prioritate , darevaluarea lor este strâns legată de evaluarea vulnerabilităţii şi oportunităţilor pentrupunerea sa la dispoziţie.

În conformitate cu Legea Apelor (WA) din Bulgaria, este determinată o debit minimacceptabil. Consumul de apă potabilă este prioritatea maximă, urmată de irigaţii,energie şi industrie. Trebuie prevăzut debitul ecologic (de mediu). Acest termen areun înţeles mai larg conform Legii Protecţiei Mediului din Bulgaria şi nu include numaidebitul ecologic. Conform Legii Apelor (WA) şi Ordonanţei № РД-1383/18.19.2003MOEW, se determină un debit minim acceptabilă pentru ecosistemele acvatice şiprotecţia zonelor umede (Art. 117, par. (1)). Când nu se cunosc date dinmonitorizarea biologică, debitul ecologic trebuie să fie egale cu 10% din debitulmediu anual, dar nu mai mic decât debitul mediu lunar minim (scurgere naturală) cu95% probabilitate de depăşire.

În conformitate cu Legea Apelor din România (Legea №107 / 25 septembrie 1996) şiArt.10(1): “Asigurarea nevoilor de apă ale populaţiei va avea prioritate asupraexploatării apei în alte scopuri. De asemenea, prioritate asupra exploatării apei dealte tipuri este acordată nevoilor speciilor de animale, refacerii rezervelor intangibilede apă după incendii precum şi scurgerilor necesare pentru menţinerea echilibruluiecologic al habitatului acvatic”.

Estimarea vulnerabilităţii resurselor de apă şi alimentării cu apă conformdiferitelor scenarii climatice şi / sau de secetă, schemelor de cerere de apăşi de exploatare a apei

În această etapă resursele disponibile de apă sunt comparate (acum şi în diferitescenarii climatice) cu cererea prezentă şi viitoare, ceea ce permite determinareacrizelor de apă. Această soluţie poate fi implementată la nivelul bazinului hidrograficconform cerinţelor Directivei Cadru Europene a Apei şi Planurilor de Management alBazinului Hidrografic, precum şi la nivel local, luând în considerare un singur sistemde alimentare cu apă sau o singură acumulare.

Indexul / Indicele de Exploatare a Apei (WEI) este un indicator al nivelului depresiune pe care activitatea umană o exercită asupra resurselor naturale de apă într-un anumit teritoriu, ajutând la identificarea celor care riscă să sufere probleme destres hidrologic. În mod tradiţional, WEI a fost definit ca prelevarea totală anuală deapă ca procent din resursele de apă dulce disponibile pe termen lung. CalculareaWEI (WEI+) trebuie să se bazeze pe ecuaţia bilanţului hidric (capitolul 6.5.3).


Scurgerea apei este foarte neregulat repartizată în teritoriu şi în timp şi majoritateaconsumatorilor de apă, care sunt alimentaţi din apele de suprafaţă, sunt incluse însistemele complexe de resurse de apă. La nivel local (Bazin hidrografic, Sistem deGospodărire a Resurselor de Apă, Acumulare) se folosesc modelele de simularepentru evaluarea de risc de secetă a alimentării cu apă (inclusiv scurgerea ecologică)(SIMYL, ALLOC, SIMOPT, etc.) pentru alocarea apei şi calculul bilanţului hidric (Adler,2012). Ca urmare a evaluării riscului de secetă pe termen lung (nivel de planificare)şi pe termen scurt (operare şi management), se pot dezvolta definirea acţiunilor degospodărire şi management, declanşatorii şi Regulile de Operare în situaţii desecetă. Aşa cum s-a menţionat deja, aceste modele fac parte din DDS pentruplanificarea, evaluarea şi monitorizarea secetei.

În acest scop schema grafică este reprezentată ca sistem constând în noduri şi arce.Nodurile includ sursele de apă (acumulări, captări de apă), folosinţe de apă, punctede evacuare etc. Structura obţinută trebuie să reflecte în mod adecvat sistemul real.De aceea sunt atribuiţi anumiţi parametric reali şi constrângeri menţionate în etapeleanterioare. Programul realizează alocarea apei între folosinţele de apă şiconsumatorii de apă în conformitate cu proprietăţile din Legea Apelor şi comparareavolumului de alimentare cu apă cu cantitate de apă necesară.

Cu ajutorul acestui bilanţ hidric, se determină gradul de satisfacţie al fiecăruiconsumator. Debitul ecologic are cea mai mare prioritate (WA). Astfel se determinăinformaţiile despre existenţa crizelor (deficitelor) şi excedentelor de apă în fiecarenod al sistemului de resurse de apă, precum şi sistemul de indici descrişi în detaliu încapitolul 6.5.2. Sunt evaluaţi indici precum probabilitatea de depăşire aconsumatorilor de apă pe ani, luni, volum şi indice de siguranţă/ garanţie.Luând în considerare gradul de generalizare, vasta arie a teritoriului de investigare şia informaţiilor utilizate, evaluarea vulnerabilităţii obţine la nivel transnaţional oferăo reprezentare generalizată a principalelor tendinţe şi impacturi al diferitelor forţede influenţă asupra vulnerabilităţii (CC-WARE, 2014).Scenarii de bază: Pentru a evalua potenţialul şi completa operare a complexuluisistemului de resurse de apă, probabilitatea depăşirilor pentru satisfacerea nevoilorfolosinţelor de apă şi ca urmare a acestui fapt perturbări ale debitului de apă înbazinul hidrografic se calculează bilanţul hidric al sistemului de resurse de apăpentru diferite scenarii ale resurselor de apă (inclusiv scenariile de secetă), consumşi schema sistemului hidrologic / de apă (cu şi fără transfer de apă, cu şi fărăconstruirea de noi acumulări, cu şi fără funcţionarea staţiilor de pompare etc.).

Estimarea debitului ecologic face parte din evaluarea şi atenuarea riscului devulnerabilitate şi secetă.

Debitul ecologic minim Qeco este asociată cu perturbarea acceptabilă a regimuluiscurgerii. Debitele necesare pentru păstrarea abundenţei ecosistemului fluvial au ceamai mare prioritate în estimarea activităţilor antropogene în bazinul hidrografic.Prioritatea absolută a Qeco este o condiţie necesară pentru atingerea unui “statutecologic bun” desemnat conform WFD ca corp de apă de suprafaţă cu ecosistemabundent, echilibrat şi durabil, în ciuda impacturilor activităţilor antropogene sau a


schimbărilor climatice. Astfel încât scopul managementului şi gospodăririi, asociatcu determinarea debitului minim ecologic, este identificarea acelui regim al scurgeriifluviale care menţine un mediu fluvial cu bună funcţionare, unde se dezvoltăcomunităţi fluviale formate în mod natural.

Determinarea WEI (WEI+) la nivel local, de ex. pentru anumit secţiuni ale râurilor saufluviilor pentru toate sub-bazinele hidrografice arată că acest indice prezintă gradulde exploatare a apei, gradul de încărcare a fluviului cu cerere de apă, precum şiposibilitatea de a include sau nu folosinţe de apă suplimentare (Atenuareavulnerabilităţii resurselor de Apă sub Efectul Schimbărilor Climatice, 2014; Marinov I.et al. CC-WARE, 2014). Dar nu este suficientă doar aplicarea WEI (WEI+) pentru areflecta în mod complet vulnerabilitatea şi riscul de alimentarea cu apă şi stresulhidrologic.

Pe baza rezultatelor din experimente (Georgieva D., I. Ilcheva, 2014; Niagolov I., I.Ilcheva, A. Yordanova, D. Georgieva, 2013a; Marinov I., et al. CC-WARE, 2014) sepoate trage concluzia că în cazul existenţei barajelor – indicele WEI oferă valori maimari ale vulnerabilităţii apei, deoarece funcţionarea şi operarea barajelor nu a fostluată în considerare. În cazul zonelor alimentate cu apă potabilă din surse de apăcurgătoare de suprafaţă - indicele WEI este mai mic şi valorile vulnerabilităţiicantităţii de apă nu sunt capabile să identifice criza de apă.

De aceea, aşa cum se va vedea mai jos, propunem să adăugăm la WEI, WEI+ unsistem suplimentar de indici estimativi pentru performanţa sistemului de alimentarecu apă cum ar fi Indicele Crizei (Deficitului) de Apă WSHI, fiabilitatea /predictibilitatea în timp (pe ani, luni), siguranţa / predictibilitatea pe volum.Sistemul se bazează pe alocarea apei între folosinţele de apă în bazinul hidrograficcare exprimă gradul de satisfacţie pentru fiecare folosinţă de apă (nu numai pentruconsumatorii de apă potabilă). Astfel, este posibil să se tragă anumite concluziireferitoare la riscul alimentării cu apă pentru fiecare consumator.

Mai multe informaţii despre metodologie pot fi găsite în Capitolul 6.5.2.

Se obţine astfel o imagine completă a exploatării apei, modul de operare a WSR luatîn considerare în condiţiile date climatice şi socio-economice, criza (deficitul) de apăşi cantitatea de apă scursă prin albie ce rămâne în fluvii sau râuri.

Aceste capabilităţi ale modelului permit să se obţină o soluţie a sarcinii repartizate înproiect pentru vulnerabilitatea apei şi atenuarea sa prin intermediul acumulăriiadecvate şi gospodăririi sistemului de alimentare cu apă.

Scenarii pentru prevederea scurgerii ecologice în caz de secetă şi schimbăriclimatice. Prelevări sustenabile.Aşa cum s-a menţionat în capitolul 6.3.1 “conceptul de adaos / adăugare” reprezintăposibilitatea managementului scurgerii minime şi a prevederii scurgerii ecologiceconform conceptului E-flow (scurgere ecologică)– Fig. 7.8. (Capitolul 7) (Ilcheva I.,2008; Instrucţiuni asuprea evacuării debitului ecologic din îndiguiri pentruimplementarea directivei cadru a apei, Proiectul WFD82, 2008). Analiza debituluiecologic pentru scenarii climatice arată că debitul ecologic trebuie păstrat şi


conservat – Fig. 6.8. (Marinov I. et al., 2012; Schimbări Climatice şi Impacturi asupraAlimentării cu Apă, 2012).

Fig. 6.8. Evaluarea debitului ecologice pentru scenariile climatice (Zaharieva V., Report WP4,CC_WaterS, 2012)

Pentru estimarea şi prevederea nevoilor de apă ale ecosistemelor în cazulSchimbărilor Climatice s-a adoptat metodologia propusă de echipa din Bulgaria(Zaharieva V., I. Niagolov, I. Ilcheva, 2012; Santourdgian O., I. Ilcheva, 2009).

Se pot formula trei mari sarcini (Ilcheva I., 2008; Santourdgian O., I. Ilcheva, 2009):- Prima sarcină este evaluarea cantităţilor minime necesare pentru atingerea

unui statut ecologic bun al corpurilor de ape curgătoare (râuri, fluvii) (e-flow = scurgere ecologică) .

- A doua sarcină este identificarea GAP (analize GAP); şi- A treia etapă constă în măsuri şi posibilităţi de asigurare a acestor cantităţi.

Conceptul de “completare / adaos / adăugare” reprezintă o posibilitate degarantare a debitului ecologic şi a conceptului de e-scurgere. Constă înregularizarea scurgerii - managementul sistemelor de resurse de apă, într-un anumit interval dintr-o secţiune transversală dată a văii râului saufluviului pentru a garanta debitul ecologic în alte secţiuni ale aceleaşi văi arâului sau fluviului (Ilcheva I., 2008; Zaharieva V., et al. 2012; Niagolov I. etal., 2013a).

Prima sarcinăPrima sarcină este evaluarea cantităţilor minime necesare pentru atingerea statutuluiecologic bun al corpurilor de apă ale râurilor / fluviilor (e-scurgerea).Pentru obiective RBMP trebuie evaluate cu maximă prioritate debitele ecologice, darevaluarea lor este strâns legată de evaluarea vulnerabilităţii şi oportunităţile pentrupunerea lor la dispoziţie. În acest scop în schema exploatării apei din bazinulhidrografic cu folosinţa de apă ecologică sunt considerate prioritare sistemele cucerere mai mare decât un debit ecologic minim specific pentru punctul respectiv(Ilcheva I., 2008; Ilcheva I., I. Niagolov, T. Trencova, 2008; Santourdjian O., I.Ilcheva, 2009). Aceste puncte coincid cu punctele desemnate în Planul deMonitorizare a cantităţii de apă.

0,00

1,00

2,00

3,00

4,00

5,00

4 5 6 7 8 9 10 11 Luna

F 2050/situaţia curentămodelată2100/situaţia curentămodelatăsituaţia prezentămodelată/ecologică2050/ ecologică

2100/ ecologică

valoare critică


Mai multe informaţii despre debitele ecologice al fluviului Dunării şi afluenţilor săisunt prezentate în (Ninov, P., 2002; Varbanov, M., 2002; Raynova, V., 2014).

A doua sarcină

Conform CE, trecerea în revistă a presiunilor şi impacturilor este un element alprocesului de planificare (Articolul 13) şi de asemenea în dezvoltarea programelor demăsuri (Articolul 11) – Fig. 6.8. A doua sarcină este identificarea GAP (analize GAP).

Se pune problema cum să se evalueze efectul activităţii omeneşti asupra copurilor deapă care fac parte din sistemul râului sau fluviului. Într-un bazin hidrografic precumşi în sub-bazinele afluenţilor cu schemă de exploatare a apei bine dezvoltate cudevieri de apă şi acumulări de regularizare a curgerii prin albie scurgerea hidrologicănaturală este perturbată (Santourdjian, O., I.Ilcheva, 2009). Diferenţa dintrescurgerea naturală şi cea perturbată caracterizează impactul presiunii cantitativeumane asupra statutului corpului de apă.

Problema este că staţiile de monitorizare (HMS) sunt foarte puţine şi situate rareoriîn locaţii unde monitorizarea cantităţilor de apă în ceea ce priveşte statutul ecological corpului de apă prezintă interes şi sunt preconizate a fi realizate. Pe de altăparte, nu pot reflecta consecinţele schimbărilor viitoare în cererea de apă,gospodărirea acumulărilor şi schimbărilor climatice.

Debitul mediu lunar în puncte specifice ale râului poate fi estimat prin modele desimulare pentru re-repartizarea scurgerii naturale cauzată de prelevarea de apă şilucrărilor de regularizare (Santourdjian, O., I. Ilcheva, 2009). Prin urmare, suntestimaţi indici ai stresului hidrologic (descrişi mai jos în Capitolul 6.5.3.).

Perturbarea calculată a debitului prin modelul de simulare în diferite puncte dinbazinul hidrografic oferă o evaluare a prelevării de apă de la suprafaţă şi dinsubteran, prelevărilor de apă, regularizările scurgerii, transferul de apă, deviaţiile deapă, schimbările climatice etc. Ea ar putea arăta modul în care modificareafactorilor economicei se referă la o presiune corespunzătoare asupra mediului(Ilcheva, I., et al. 2008; Ilcheva, I., 2008; Santourdjian, O., I.Ilcheva, 2009; Ilcheva,I., et al. 2012; Shopova, D., et al. 2012; Yancheva, St., et al, 2008).

Aşa cum s-a menţionat mai sus, indicatorii de schimbare hidrologică (IHA) şiscurgerile de compensare sunt un bun instrument pentru analiza GAP, evaluarearegimurilor e-scurgerii şi prevederea GES/GAP.

Cea de-a treia sarcină

A treia sarcină constă în măsurile şi posibilităţile pentru managementul sistemuluiresurselor de apă, asigurarea scurgerii pentru un statut ecologi bun. Prioritatea estedată de aşa-numitele secţiunii critice ale râului şi ariile protejate (Natura, 2000,etc.) (Santourdjian, O., I.Ilcheva, 2009). Acestea sunt secţiunile unde există unimpact substanţial şi criza sau deficitul stabilit în ceea ce priveşte alimentarea cuapă, nevoile de irigaţii şi mai ales scurgerea ecologică prezintă un conflict deinterese. Ca urmare a funcţionării sistemului de apă al bazinului hidrografic pentrudiferite scenarii sunt specificate secţiunile critice şi problemele (Ilcheva I., 2008).


”Secţiunile critice” sunt consecinţe în principal ale presiunii antropogene ce rezultăîn derivaţiile de ape între bazinele hidrografice, poluarea în puncte sau difuze etc.Atingerea obiectivelor WFD în aceste secţiuni vor fi atinse cu mare dificultate. Înmajoritatea cazurilor aceste secţiuni sunt stabilite de Inspectoratele Bazinale cacorpuri de apă cu risc sau arii vulnerabile. Deficitele de alimentarea cu apăspecificate, irigaţiile şi mia ales cantităţile de apă ecologice sunt precondiţii pentruconflictul de interese. “Conceptul de adaos / completare” reprezintă o posibilitatede garantare a scurgerii ecologice şi îndeplinire a conceptului de 3-scurgere. Constăîn managementul sistemului de resurse de apă şi regularizarea scurgerii în-tun anumitintegral într-o anumită secţiune transversală a bazinului hidrografic pentru a garantascurgerea ecologică în alte sectoare ale bazinului hidrografic (Ilcheva, I., 2008;Zaharieva, V., et al. 2012; Santourdjian, O., 2009; Acreman, 2011). Se poate aplicaoptimizarea multi-criteriu. (Ilcheva, I., 2008a; Ilcheva, I., 2008b).

Strategia managementului prelevărilor şi ariile de stres hidrologic

Din restul posibilităţilor de asigurare a cantităţilor minime, este raţional să se aplicegospodărirea administrative a exploatării apei prin intermediul principiilor“Beneficiarul plăteşte”, precum şi prin restricţii în regimul permiselor şi permiselorde secetă (Kolcheva, Kr., 2011; Ilcheva, I., 2008). Managementul WRMS la nivelulbazinului hidrografic sau la nivel local este baza definirii indicatorilor de secetă,prelevării sustenabile şi indicatorilor de mediu, strategiei de gospodărire aprelevărilor (AMS), identificării ariilor de stres (WEI+). În acest scop scenariile debază ale cererii sunt permisele de exploatare a apei. Ca scenariu de proiectare desecetă, pentru estimarea excedentului, licenţelor de prelevare, hărţi de exploatare aapei WEI, se pot aplica statistici de scurgere precum: (Q95 (scurgere minimă), Q75

(scurgere medie / maximă), Q50 (scurgere medie), Q30 (scurgere maximă). Analiza şi măsuri pentru atenuarea vulnerabilităţii şi

managementul secetei hidrologiceAcest lucru include o analiză a rezultatelor obţinute, identificarea regiunilor şisecţiunilor fluviale critice şi schiţarea unui program de măsuri menit să atenuezevulnerabilitatea. Măsurile pot fi strategice, tactice şi operative . Unele dintre ele ţinde managementul optim WRS, evaluarea de noi surse şi scheme de apă, estimareamăsurilor de management forestier, reducerea pierderilor, etc. Mai multe informaţiise pot găsi în Capitolul 6.7.

Pentru a evalua potenţialul şi posibilităţile de operare a resurselor de apă alecursului de apă , estimarea pragurilor de depăşire pentru satisfacerea nevoilor demediu şi de folosinţe de apă, şi raportarea acestora la debitul de apă al râuluirespectiv se calculează bilanţul hidric al bazinului hdrografic pentru diferite scenariiale resurselor de apă, consumului şi schemei şi măsurilor sistemului de apă (cu şi fărătransfer de apă, cu şi fără construire de noi acumulări , cu şi fără staţii de pompareetc.).

6.5.3. Indicatori de deficit (criză) de apă şi evaluarea şi cartografierea risculuide secetă

6.5.3.1. Cadrul Indicatorilor DPSIR pentru WS&D


S-au făcut progrese către aplicarea unor indicatori comuni WS&D în cadrul StrategieiComune de Implementare a WFD. Pentru a perfecţiona gospodărirea apei în UE;conceptele de secetă şi criză de apă trebuie clar diferenţiate în următorul ciclu RBMP(2015 - 2021) împreună cu Declanşatori, Presiuni, Structuri, Impacturi şi Reacţiipentru fiecare tip de eveniment – Fig. 6.9.

S-a realizat o trecere în revistă a indicatorilor existenţi (indicatori pentru criza deapă (influenţată de activitatea umană) precum şi pentru seceta (naturală)) şi indicipentru evaluarea vulnerabilităţii resurselor de apă. S-au specificat indicatorii şiindicii pentru cantitatea de apă, calitatea apei, serviciile ecosistemelor şidezvoltarea socio-economică (Georgieva şi Ilcheva, 2014; Niagolov et al., 2013a;Marinov et al., CC-WARE, 2014).

Pentru a estima resursele de apă şi vulnerabilitatea alimentării cu apă este necesarpentru evaluarea resurselor de apă (ape de suprafaţă şi subterane), schimbărileclimatice care influenţează cantitate apei, să estimeze şi să ia în considerarescurgerea ecologică şi disponibile pentru apa prelevată. Prin compararea resurselordisponibile cu cererea de apă se determină satisfacerea nevoilor de apă şi siguranţăalimentării cu apă (CC_WaterS Proiect, CC-WARE).

Schimbarea nivelului acumulării este şi un indicator al vulnerabilităţii resurselor deapă datorită schimbărilor climatice sau retragerilor intensive de apă.Vulnerabilitatea referitoare la cantitatea de resurse de apă este estimată prinurmătoarele două expresii: Cerere – ofertă, Cerere – resurse de apă. Vulnerabilitateapoate fi determinată prin diferenţa dintre cele două valori, prin raportul lor auanumite formule luate în considerare mai jos:

A. Indicatorii de vulnerabilitate, deficit de apă şi evaluarea şi cartografiereariscului de secetă

6.5.3.2a. Indicele de Exploatarea a Apei WEI

Indicele de Exploatare a Apei (WEI) este un indicator al nivelului presiunii pe care oexercită activitatea umană asupra resurselor naturale de apă ale unui anumitteritoriu, ajutând la identificarea acelora care riscă să sufere de proleme de stres

Fig. 6.9. Cadrul IndicatorilorDPSIR pentru WS&D (Sursa: EEA,

2009)


hidrologic. În mod tradiţional, WEI a fost definit ca prelevarea totală anuală de apăca procent din resursele disponibile de apă dulce pe termen lung. S-a calculat pânăacum mai ales pe bază naţională (grup de experţi WS&D, dezvoltarea ActualizăriiDeficitului de Apă şi a indicatorului de secetă).

Acest indicator WEI ilustrează presiunea prelevării de apă asupra resurselordisponibile de apă dulce. In acest mod identifică acele ţări unde recursele de apădulce sunt mai afectate de prelevările de apă şi astfel sunt susceptibile să sufere destres hidrologic. De asemenea acest indice poate exprima dacă obiectivele deexploatarea sustenabilă a apei bazate pe protecţia resurselor de apă şi ecosistemuluiaferent sunt îndeplinite.

WEI este calculat prin intermediul diferitelor formule. Sunt prezentate aici expresiileacceptate în Proiectul CC-WaterS.

Prin resursele de apă regenerabile cu şi fără scurgere ecologică:

WEI = USE/CWR (6.1)

unde USE este apa uzată şi CWR – resursele de apă regenerabile

6.5.3.2b. Indicele de exploatare a apei WEI+

O revizuire şi actualizare a indicelui (WEI+) a fost dezvoltată de Grupul de Experţi înDeficitul de Apă & Secetă cu scopul de a captura mai bine echilibrul dintre resurselede apă regenerabile şi consumul de apă, pentru a evalua condiţiile de streshidrologic preponderente într-un bazin hidrografic. Indicele WEI+ propus are scopulde a redefini exploatarea efectivă / reală a apei, deoarece incorporeazărandamentele utilizării apei şi gospodărirea eficientă, abordând de asemeneaproblemele scalarii şi gradării temporale şi spaţiale.

EG a convenit ca WEI+ va fi formulat în termenii de mai jos:

WEI+ = (Prelevări – Returnări) / Surse de apă regenerabile (6.2)

Resurse regenerabile de apă (RWR):Opţiunea 1. RWR = ExIn + P – Eta – ΔSOpţiunea 2. RWR = Qnat

În acest caz ΔS este modificarea naturală în acumulare şi Qnat echivalent pentru arespecta scurgerea de ieşire.

Scurgerea de Intrare Externe Reală (Ext.In) - Volumul total al scurgerii reale arâurilor şi apelor subterane, provenind din teritoriile învecinate (de ex. RBDs) îninteriorul sau în afara ţării . Unităţi în mii m3.

Precipitaţii (P) – Volumul total al precipitaţiilor umede atmosferice (ploi, zăpezi,grindină). Precipitaţiile sunt de obicei măsurate de institutele de meteorologe şihidrologie. Unităţi în mln. m3.

Evotranspiraţia reală (ETa) – Volumul total al evaporării din sol, zone umede şicorpurile naturale de apă şi transpiraţia plantelor.


Pentru a reflecta mai bine exploatarea reală şi efectele sale asupra deficitului de apă, această formulă include la numărător resursele de apă aduse de acumulărileartificiale.

Modificări ale acumulării (∆S) – Modificări ale cantităţii acumulate de apă (>0, dacăacumularea creşte!) în timpul perioadei date, inclusiv albiile, lacurile, apasubterană (umiditatea solului şi apa subterană) ca parte naturală a acumulării(ΔSnat) şi în lacuri regularizate sau acumulări artificiale (ΔSart).

Scurgerea naturală (Qnat) – Scurgerea reală a fluviului sau râului şi apelor subteraneîn mare plus scurgerea reală în teritorii învecinate (în ţară sau în afara ţării). Unităţiîn mln m3.

Calculele trebuie să se bazeze pe ecuaţia bilanţului hidrologic al perioadei date,luând în considerare recomandările metodologice şi tehnice prezentat până acum şiasigurând estimarea concordantă a laturii de prelevare li de resurse:

WEI+ = (Prelevări - Returnări) / (NWR - ΔSart) (6.3)

Scurgerile ecologice trebuie luate în considerare conceptual în WEI+. În prezent e-scurgerile sunt adesea considerate ca praguri relevante din cauza absenţei unormetode de calcul armonizate şi comptabile.

Praguri, limite, cartografierea vulnerabilităţilor şi riscului de secetă

Conform grupului de experţi WS&D pragul de alertă pentru WEI+ poate fi 20 %, careface distincţia între o regiune fără stres hidrologic şi una cu stres. Un stres hidrologicsever poate apărea acolo unde WEI depăşeşte 40 %.

În anumite proiecte scala pentru juxtapunerea ţărilor la nivel internaţional şinaţional este cu 3 grade pentru WEI: 0-20 %, 20-40 % şi peste 40 %. Scala în ProiectulCC_WaterS a fost de asemenea cu 3 grade– 0-50 %, 50-70 % şi peste 70 %. Deoarece înprezent scala pentru hărţile WP3 ale vulnerabilităţii în statele din sud-estul Europei(SEE) în CC-WARE este cu 5 grade 0-20% (foarte scăzută), 20-40% (scăzută), 40-60%(medie), 60-80% (ridicată), peste 80% (foarte ridicată).

Aşa cum s-a menţionat mai sus conform “Instrucţiunilor pentru identificareaproblemelor strategice referitoare la cantitate şi calitate” (Proiectul CC-WARE) un

Fig. 6.10. Ilustrarea schematică acircuitului apei (sursa: Grupul de

Experţi WS&D, 2012)


prag pentru WEI şi WEI+ variază în funcţie de tipul dominant al resurselor şi înconformitate cu metoda pentru estimarea laturii resurselor de apă (disponibilul deapă): media pe termen lung (pentru hărţile de vulnerabilitate WP3), media petermen lung – cererea ecologică, scurgerea minimă caracteristică, scurgerea minimăcaracteristică – cererea ecologică.

Aşa cum se poate remarca, metodologia evaluării stresului hidrologic prin WEI+ estecomună, dar depinde de noul punct de vedere şi de scala pragurilor. Statisticilescurgerii sunt un caz aparţinător al aşa-numitor scenarii de “proiectare de secetă”.Ele s-au aplicat pentru estimarea excedentului şi licenţelor de prelevare, estimareaWEI în Bulgaria (Q95 (scurgere minimă), Q75 (scurgerea medie / scurgere minimă), Q50

(scurgerea medie) (Metodologia pentru pregătirea bilanţurilor hidrologice în bazinelehidrografice, 2004; Metodologie pentru Alocarea Apelor în Acumulări; Ilcheva, I., etal., 2006), şi conform noilor aspecte ale e-scurgerii - Q30 (scurgere maximă). Înaceste cazuri vulnerabilitatea (zonele de stres hidrologic) este calculată cu WEIp%(WEIp%+) (Ilcheva, I., 2008; Georgieva, D., I. Ilcheva, 2014, CC_WaterS, WP4,Disponibilul de apă…, 2012).

Fig. 6.11. Aplicarea cadrului DPSIR la presiunile şi impacturile hidrologice(adaptare apud Bradley et al., 2012)

În conformitate cu (Documentul de Îndrumare Nr. 31, Scurgerile ecologice înimplementarea WFD, 2015) cadrul DPSIR este un caz aparţinând cadrului de indicatoriDPSIR (Fig. 6.9 şi Fig. 6.11).

Metodologia Indicatorului de Deficit de Apă pentru evaluarea şi cartografiereariscului de secetă se bazează pe WEI (Grupul de Experţi WS&D, 2012). Pragurile derisc sunt definite după cum urmează – tabelul 6.2.

Conform aceluiaşi Grup de Experţi evaluarea vulnerabilităţii şi riscului de secetă cuWEI+ nu este suficientă. Indicele de Exploatare şi WEI+ pot ajuta la evaluareadeficitului de apă, dar sunt supuse limitelor şi constrângerilor datorate bilanţuluisimplificat al apei (Vulnerabilitatea la deficitul de apă şi secetă în Europa, 2012).

Tabelul 6.2. Pragurile de risc (Grupul de Experţi WS&D, 2012)

Forţedecl.carecreează onevoiede consum deapă,şi/sauregularizareca deex.irigaţii,industrie,alimentarecuapă,produceredeelectricitate

Prelevare,debit,îndiguirişilucrărideregularizarecaresatisfacnevoileanterioare

Stareacorpuluideapă

Reacţiialeorganismelorindividuale,populaţieişicomunităţilorşiecosistemului

Măsuri(ex.regulimanagementscurgeri labaraj,restricţionarea,prelevărilorsaualte măsurinonhidrologice

DECLANŞATORI

PRESIUNE STARE IMPACTURI REACŢII


100

Roşu Extrem: WEI+_Limita este depăşită în mai mult de 50% din ani

Portocaliu închis Ridicat: WEI+_ Limita este depăşită în 30% - 50% din ani

Portocaliudeschis

Mediu: WEI+_ Limita este depăşită în 10% - 30% din ani

Galben Redus: WEI+_ Limita este depăşită în 5% - 10% din ani

Verde Nul: WEI+_ Limita este depăşită în 0% - 5% din ani

Indicele de Exploatare trebuie să fie interpretat şi analizat cu grijă împreună cu alţiindici şi parametri. Pragurile trebuie folosite luând în considerare impacturile demediu şi socio-economice. Trebuie evaluat deficitul de exploatare a apei în bazinulhidrografic şi WEI+ trebuie corelat cu deficitul preconizat (Grupul de Experţi WS&D,2012). Pe de altă parte dacă cererea de apă este semnificativ mai mare decâtprelevările de apă, EG recomandă folosirea unui indice paralel – Indicele Cererii deApă (WDI) = cererea de apă / prelevările de apă.

Indicii WEI sunt indici de vulnerabilitate şi adaptabilitate a resurselor de apă. Ei nuaduc suficiente informaţii. Pentru evaluarea şi cartografierea vulnerabilităţii şiriscului de alimentare cu apă şi managementul riscului hidrologic se aplică diferitegrupuri de indici (DMP, 2009; Rossi şi Cancelliere, 2012; Marinov et al., 2014;Georgieva şi Ilcheva, 2014).

Conform caracteristicilor specifice ale legislaţiei şi bunelor practici din Bulgaria şiRomânia există indici mai adecvaţi - indicii de performanţă a sistemului degospodărire a resurselor de apă (a se vedea Capitolul 7).

6.5.4.3. Indicii de performanţă a sistemului de gospodărire a resurselor de apă

Implementarea unui sistem de indicatori este necesar pentru evaluarea risculuisistemelor de alimentare cu apă şi managementul secetei hidrologice (Niagolov etal., 2013a).

În conformitate cu Raportul EEA “Vulnerabilitatea la deficit de apă şi secetă înEuropa”, 2012: “Deficitul de apă sau stresul hidrologic apare când”disponibilul” într-o anumită etapă de timp nu este suficient pentru a satisface “cererea”. Dacă aceastaeste o condiţie pe termen scurt, ne referim la stresul hidrologic, dar dacă problemase dezvoltă în timp (condiţii pe termen mai lung) sau dacă reapare des pentru oanumită perioadă de timp (exp. în fiecare vară) atunci ne referim la deficit de apă”.

Această definiţie este mai concordantă cu evaluarea deficitului de apă şi indicelui desiguranţă şi predictibilitate, decât de evaluarea stresului hidrologic şi bugetsimplificat de apă. Ele corespunde legislaţiei din România şi Bulgaria (Legea Apelor).

1. Indicele Deficitului de Apă WSHI

În proiectul CC_WaterS este recomandat pentru estimarea siguranţei / garanţieialimentării cu apă şi indicele deficitului de apă WSHI în cazul apelor de suprafaţă,


101

acumulărilor şi izvoarelor. Acest indice se bazează pe o perioadă de timp cândcantitatea de apă este insuficientă pentru satisfacerea cererii. Deficitele de apă aparcând resursele de apă disponibile sunt mai mici şi decât scurgerea ecologică.

Calculat în cazul râurilor, indicele WSHI oferă o estimare a vulnerabilităţii cantităţiide apă

WSHI = ∑ ∆t_deficit/T_total (6.4)

Unde ∆t_deficitul este intervalul când debitul râului este sub debitul ecologic.

T_total este întreaga perioadă de estimare.

Indicele deficitului de apă WSHI descris în legislaţia din Bulgaria, calculat pentrusistemele de alimentare cu apă şi folosinţelor de apă, şi evaluează probabilitateadepăşirilor de alimentare cu apă.

Un model de simulare este necesar pentru estimarea WSHI în cazul acumulărilor şisistemelor complexe de resurse de apă. Programul SIMYL împreună cu indicii propuşide echipa bulgară, a fost adoptat în proiectul CC-WaterS. Sistemul de indici şiprogramul au fost dezvoltate în NIMH-BAS şi folosit în Repertoarele Bazinului şiaplicate operativ de Ministerul Mediului şi Apelor (Niagolov, I. et al., 2004,Metodologia pentru Alocarea Apelor din Acumulări, Ilcheva et al; 2006; Niagolov, I.et al., 2011 - 2014, Evaluări operaţionale ale bilanţului hidric , Contract cu MOEW,coordonatorul echipei: D. Dimitrov).

În cazul râurilor şi fluviilor şi acumulărilor s-a aplicat următorul sistem de indici caresunt variante ale WEI şi WSHI (CC_WaterS, 2012; CC-WARE, 2014).

2. Probabilitatea depăşirii cererii de apă şi a debitului ecologic

Probabilitatea de depăşire a indicelui PE determină gradul de evaluare al debituluiecologic şi nevoilor consumatorilor. Aceşti indici sunt incluşi în legislaţia apei dinBulgaria şi sunt aplicaţi împreună cu indicii WEI în Planurilor Gospodăririi BazinelorHidrografice din Bulgaria (RBNP, Scheme generale, 2000; Exploatarea apei şibilanţurilor hidrologice, 2006). Indicele PE pe intervale de timp coincide practice cuindicele WSHI şi este calculate în procente sau ca valori în intervalul [0 – 1].

3. Indicele de fiabilitate / siguranţă

Un alt indice folosit în RBMP este indicele de fiabilitate / siguranţă In. Se foloseşte înSUA. Există opinia că acest indice este superior indicelui PE deoarece estimeazăseveritatea deficitului. Prin definiţie indicele de fiabilitate / siguranţă In esteraportul dintre suma pătratelor deficitelor anuale şi numărul de ani din perioada desimulare. Fiecare deficit anual este reprezentat prin relaţia dintre deficitulanual(cerere-apă furnizată ) şi nevoile anuale de apă. Se calculează cu expresia:

(6.5)1001

2

n

Pi

Di

In

n

i


102

unde In - indicele de fiabilitate / siguranţăn – numărul de ani din perioada simulatăDi – deficitul anual (cerere – apă furnizată)Pi – cererea anuală

Probabilitatea de depăşire PE pe ani, luni şi volum împreună cu indicele de fiabilitate/ siguranţă In fac parte din experienţa bulgară în acest domeniu. În legislaţia apelordin ţara noastră sunt date anumite nivele normative ale acestor indici – de exempluPE pentru irigaţii este 75%, pentru apa potabilă PE = 95%. Aceşti indici şi programulSIMYL sunt baza muncii de cercetare “Scheme generale ale exploatării apei înregiunile gospodăririi bazinului” care a fost dezvoltat conform Legii Apelor din 1999.Schemele elaborate şi bilanţurilor hidrologice ale resurselor de apă ale tuturorbazinelor hidrografice în Bulgaria a devenit baza primei elaborări a Planurilor deGospodărire a Bazinelor Hidrografice.

Aceşti indici constituie baza metodologică pentru estimarea riscului şi vulnerabilităţiisistemelor de alimentare cu apă şi gospodărirea acumulărilor (Niagolov, 2004,Metodologie a alocării apei din acumulări – contract cu MOEW). Aceşti indici sunt deasemenea recomandaţi în anumite documente cum ar fi “Documentul de ÎndrumareNr.24. Managementul bazinului hidrografic în contextul schimbărilor climatice, 2009;Raport asupra managementului secetei, 2008). Din punct de vedere practic aceştiindici oferă informaţii bune despre vulnerabilitatea resurselor de apă, despre gradulşi modul de evaluare a cererii şi poate da câteva idei despre procesele preconizateîntr-un sistem de resurse de apă.

Mai multe informaţii despre metodologia de estimare a vulnerabilităţii resurselor deapă în diferite scenarii climatice şi de secetă la nivel transnaţional, la nivelulbazinului hidrografic şi la nivel local, se pot găsi în Capitolul 7 (Bune Practici).

6.5.4. Metode şi Instrumente pentru managementul de risc al Scurgerii Minime şiSecetei Hidrologice

Este important să identificăm, caracterizăm şi administrăm sistemele de alimentarecu apă vulnerabile la secetă. Sistemele de alimentare cu apă sunt în general sistemecomplexe (de ex. acumulări, direcţionări, , etc.). Modelele de simulare a sistemelorde resurse de apă, dacă sunt utilizate pentru planificare sau pentru managementoperaţional, sunt metodele cel mai larg studiate şi aplicate pentru analiza şievaluarea alternativelor de gospodărire a sistemelor de apă. Modelele de simularetrebuie să fie capabile să se conecteze cu alte modele (de ex. modele de generarestocastică(. Ele pot reprezenta cu precizie operaţiunile din sistem şi sunt utile pentruanaliza Monte-Carlo în examinarea siguranţei pe termen lung sau scurt a strategiiloroperaţionale propuse (metodologia pentru alocarea apei din acumulări, Contract cuMinisterul Mediului şi Apelor, 2004; Ghid de Management al Secetei, 2007).

6.5.4.1. Modelarea simulării sistemelor de gospodărire a resurselor de apă şialocarea apei


103

Sistemele de management al resurselor de apă (WRMS) sunt un instrument prin carescurgerea fluviului sau râului a fost folosită şi administrată (Fig. 6.12). Ele constauîntr-una sau mai multe acumulări ca surse de apă şi multe structuri cum sunt baraje,canale, tuneluri, sistemele de irigaţii (IRS), hidrocentralele (HPP), sistemele dealimentare cu apă, etc. Resursele lor de apă sunt folosite pentru a satisface multipleobiective – cererea de apă pentru irigaţii, cererea industrială, cererea de apăpotabilă şi pentru populaţie, producţia de energie electrică hidro, creşterea scurgeriiminime, recreere, cerere pentru pescuit, şi prevederea unei scurgeri minimenecesară pentru ecosisteme. Astfel încât un mare număr din aceste obiective –naturale, inginereşti, sociale, ecologice, etc. – au o natură stocastică ca şi scurgereahidrologică. Celelalte nu sunt comensurabile, adesea nu sunt cuantificabile şi uneleau cereri în conflict cu exploatarea apei.

WRMS sunt sisteme complexe cu caracter stocastic şi dinamic şi includ un marenumăr de elemente interconectate şi în interacţiune. Principala dificultate înprocesul şi planificare a WRS este obţinerea regulilor determinante pentrumanagementul lor deoarece anumite cereri de apă şi debite de apă sunt variabilealeatorii. Acest lucru face din descrierea şi modelarea lor o sarcină dificilă, carepoate fi rezolvată prin aplicarea cu succes a teoriei probabilităţii statisticii,programării matematice, simulării tehnice şi optimizării multiplu-obiective.

Modelele de simulare sunt probabil cele mai larg studiate şi aplicate metode deanaliză şi evaluare a alternativelor pentru administrarea sistemelor de alimentare cuapă.

Fig. 6.12. Sisteme de Gospodărire al Resurselor de Apă

Dezvoltarea schemei de calcul este un punct de plecare pentru următoarele etapeale modelării, evaluarea şi cartografierea vulnerabilităţii şi riscului de secetă. Toatefolosinţele de apă, economisirea apei şi relaţiile hidraulice între ele, strategiile şiproiectele de dezvoltare trebuie luate în considerare. Bilanţul hidric al resurselor deapă este o comparaţie între disponibilitatea resurselor de apă şi nevoileconsumatorilor de apă. Din cauza variabilităţii considerabile a resurselor de apă (îndiferiţi ani), precum şi variaţiilor în exploatarea apei (mai ales în irigaţii), comparaţiadintre bilanţurile hidrologice ale resurselor de apă trebuie implementat pentruintervalele de timp selectate în mod adecvat.

Inter-relaţiile complicate între folosinţele de apă şi sursele de apă fac sarcina multmai dificilă.


104

Calcule repetate trebuie implementate pentru analiza generală pentru diversescenarii în condiţii hidrologice şi de exploatare a apei. Evident, auto-imunizareaprocesului de calcul şi alegerea scenariilor realiste sunt necesare.

Un program de calculator (SYMIL) bazat pe descrierea schemei resurselor de apă prinmodele de scurgeri în reţea şi proceduri de optimizare pentru repartizarea apei întrefolosinţele de apă şi consumatorii de apă, care ia în considerare caracteristicilefuncţionale ale sistemului “sursă de apă – folosinţă de apă” este aplicat - indiciigenerali pentru satisfacerea folosinţelor de apă şi baza de date completă suntobţinute ca rezultat al acestor calcule, care pot fi folosite pentru analize maidetaliate. De exemplu, în cazurile de deficite de apă pentru anume folosinţe – lipsaapei, capacitatea epuizată a sistemelor de alimentare de apă, disponibilitateapriorităţilor pentru folosinţa de apă din sub-regiunea selectată. În general existăposibilitatea de a monitoriza procesul operaţionale al facilităţilor hidrotehnice.

Unele dintre cele mai importante modele de simulare sunt SYMILD, MODSIM, STELLA,ALLOC, SIMOPT, HEC-PRN, VENSIM, POWERSIM, etc. (Medroplan, 2008; Adler, 2012).

În legătură cu dezvoltarea Planurilor de Gospodărire a Bazinelor Hidrografice (RBMP)şi în conformitate cu WFD au fost realizate investigaţii la Institutul pentru ProblemeleApei (IWP) legate de evaluarea satisfacerii cererii de apă în diferite scenariieconomice şi climatice. Bilanţurile hidrologice ale sistemului de resurse de apăpentru patru bazine hidrografice din Bulgaria au fost dezvoltate (Scheme Generale2000, Ilcheva et al., 2006). Modelul de simulare SIMYL a fost folosit pentru calcululbilanţului hidrologic. S-a dezvoltat în IWP şi alocă apa pe baza priorităţilor pentru oanumită schemă de exploatare a apei în bazinul hidrografic. Un model de scurgereprin reţea este creat – nodurile indică acumulările de apă, absorbţiile de apă,folosinţele de apă etc., iar arcele sunt elementele de legătură – cursul fluviului saurâului, derivaţii, canale, etc.

Alocarea apei dintr-o acumulare este o problemă importantă a exploatării raţionale aresurselor naturale (Niagolov et al., 2014, Managementul acumulărilor complexe încondiţii extreme de secetă, Journal of International Scientific Publications, Ecologyand Safety / Revista de publicaţii ştiinţifice , ecologie şi siguranţă). Alocarea apeieste o problemă complexă. Resursele de apă sunt de obicei limitate şi repartizateneuniform. Cererea de apă are fluctuaţii considerabile, în astfel de condiţiisatisfacerea raţională a cererilor folosinţelor de apă este o sarcină dificilă. Deciziiletrebuie să ţină cont de multe aspecte specifice: sociale, economice şi ecologice.

În stadiul curent al dezvoltării societăţii şi economiei, problema siguranţei apei esteo componentă a problemei generale a exploatării raţionale a naturii (Niagolov, 2010;Niagolov et al., 2011-2014). De aceea exploatarea resurselor (repartizarea pesectoare sau în cadrul unei industrii) trebuie realizată în mod cât mai eficient. Înacest sens există diferite dificultăţi. În primul rând – repartizarea resurselor se faceîn sisteme, compuse dintr-un mare număr de obiecte, în care participarea esteesenţială pentru om. De aceea, stabilirea unor modele matematice adecvate ale unorastfel de sisteme este unul din principalele scopuri care trebuie rezolvat în studiul de


105

management. A doua dificultate rezidă în rezolvarea problemelor de organizare înaceste modele. Îl al treilea rund – resursele disponibile sunt frecvent asociate cuprocese aleatorii care sunt dificil de predicţionat.Trebuie să subliniem faptul că determinarea volumului de apă care să asigure undebit preconizat la baraj este o sarcină complexă. Acest lucru înseamnă că trebuieluate nişte decizii de compromis – să ne străduim să menţinem nivelele de scurgeremaximă în alimentări în acumulării pentru a asigura o alimentare garantată şi sigurăde apă sau electricitate sau pentru a menţine nivele mai scăzute şi a reduce daunelepotenţiale ale scurgerilor maxime.

Aşa cum se poate remarca în Capitolul 7 experienţa noastră în NIMH are trei palierepentru rezolvarea problemele de operare a acumulărilor (Metodologie pentruAlocarea Apelor din Acumulări şi Metodologie pentru bilanţurilor hidrologice aleresurselor de apă din bazinele fluviilor şi râurilor, Contract cu Ministerul Mediului şiApelor (MOEW), 2004; Niagolov, I., Acord de estimări operative ale resurselor de apăcu MEW, 2011-2014, coordonator de proiect D. Dimitrov):

• Modele de optimizare– o singură acumulare sau două acumulări• Abordare prin simulare – sistem complex de acumulare• Reguli simplificate de operare– o singură acumulare

Modelele oferă posibilitate de a evalua situaţia prezentă, nevoile stringente şiinfluxurile şi recomandările relevante pentru soluţii. Indiferent de diversitateasituaţiilor menţionate , recomandările pentru soluţii sunt concrete – de lamenţinerea anumitor niveluri (operaţiuni la scurgere maximă) la restrângereafolosinţelor de apă individuale (operaţiuni în condiţii de secetă şi deficit de apă) –(Capitolul 7.3.). Fiecare zonă asigură atingerea performanţei dorite de acumulare:Apa pentru folosinţă de consum; acumularea liberă pentru acoperirea evenimentelorde inundaţie.

In Capitolul 7 se prezintă de asemenea experienţa românească. Anumite modele dealocare a apei cum sunt SYMIL (ALLOC, SIMOPT) sunt foarte importante, în caz descurgere minimă şi perioade de secetă (Adler şi Drobot, 2013).

6.5.4.2. Modelarea Bilanţului Hidrologic pentru schimbări climatice şi scenarii desecetă

Modelul bilanţului hidrologic este aplicat pentru estimarea scurgerii şi influenţeiclimatice (Balabanova, 2010, Balabanova et al. 2012). Scurgerea de suprafaţă estecalculată prin folosirea ecuaţiei bilanţului hidrologic:

R = P – AET,

unde: R (mm) este scurgerea de suprafaţă, P (mm) precipitaţii, AET (mm) esteevotranspiraţia reală (efectivă).

Metodologia propusă reprezintă o dezvoltare a celei elaborate în cardul proiectuluiCC-WaterS. În proiectul CC-WaterS ca bază de estimare a influenţei schimbărilorclimatice asupra resurselor de apă disponibile s-a aplicat “Un Model de Bilanţ Lunar


106

Hidrologic USGS” (McCabe şi Markstrom, 2007). In metodologia ALSUBT din Româniaeste adaptat un model dimensional de bilanţ hidrologic, care calculează reîncărcărileanuale (CC-WaterS, WP4 Disponibilitatea resurselor de apă, Raport Final, 2012).

6.5.4.3. Serii sintetice pentru evaluarea şi managementul riscului de secetăhidrologică

Formularea stocastică şi evaluarea riscurilor nu trebuie să se bazeze numai pe operioadă viitoare planificată. Evaluarea trebuie să se bazeze pe analiza unei strategiipe termen scurt şi lung, ţinând cont de diferiţi factori: scenarii pentru resurse, seriimodelate, condiţii extreme – secetă, diverse variante pentru dezvoltarea sistemelorsocio-economice, scheme alternative şi diverse soluţii de management şi gospodărire.(Niagolov et al., 2014; Ilcheva, et al., 2014). Evaluarea de risc necondiţionat areobiectivul de a compara şi selecta alternativele preferate de atenuare a secetei prinsimularea pe un orizont lung de timp (30-40 ani) (Rossi, 2008; Niagolov et al., 2014).Procedura propusă pentru evaluarea de risc condiţionat (operaţional) are obiectivulde a evalua riscul de crize şi deficite într-un orizont de timp scurt.

În aceste condiţii, instrumentul pentru analiză reprezintă modelarea de simulare asistemelor de resurse de apă şi bataje şi alternativele lor în combinaţie cu modelareastocastică Monte-Carlo (prin intermediul ARMA Autoregressive Moving Averagemodels – Modele de medie mobilă autoregresive, etc.) (Metodologia pentrurepartizarea apei din cumulări, coordonator de proiect Nyagolov, Contract cu MOEW,2004, Nyagolov, 1998; Yordanova, 2005; Instrucţiuni / Îndrumări de Management alSecetei, 2007).

Alte scenarii “de secetă” sunt de exemplu proiectarea de secetă, scurgeriledeclanşatoare pentru managementul secetei etc.

6.5.4.4. Aplicabilitatea modelelor ARMA pentru evaluarea riscului de secetăhidrologică

Aspiraţia de a ameliora metodele şi instrumentele de optimizare a sistemelor deeconomie de apă şi aspectul de proiectare a determinat, la mijlocul secolului trecut,calitativ şi cantitativ, o dezvoltare substanţială a conceptelor referitoare la tratareaşi descrierea scurgerii hidrologice. Abordarea deterministă a examinării şi descrieriiscurgerii, exprimată în scurgere reprezentativă prin hidrografe cu o anumitărepartizare procentuală pentru anii cu diferite probabilităţi sau aplicarea directă acurgerilor disponibile sau folosinţei de apă pentru irigaţii, serii de folosinţe de apă,permit o abordare probabilistică (stocastică).

Datele insuficiente legate de scurgere şi insatisfacţia legată de metodeleconvenţionale ale analizei hidrologice au impus necesitatea de a aplica mai larganumite modele matematice din domeniul statisticii matematice, teoriaprobabilităţii şi teoria relaţiilor, nu numai pentru a deriva maximum de informaţii dindatele limitate disponibile, dar şi pentru a descrie matematic în mod adecvat şipentru a modela şi preconiza scurgerea . Astfel de metode sunt, de exemplu: metodamaximei similitudini pentru estimarea parametrilor scurgerii; metoda Monte-Carlo


107

pentru modelaera seriilor lungi ale folosinţei scurgerii şi apei pentru irigaţii; unnumăr de metode pentru afişarea ciclicităţilor scurgerii ca auto-corelare, analizaspectrală, analiza armonică, etc.

Modelele Markov sunt primele modele stocastice folosite pentru a genera secvenţe descurgere (Thomas şi Fiering, 1962; Jevjevich, 1963). Aceste modele, numite şiautoregresive (AR) sunt modele de memorie scurte. Luarea în considerare adependenţelor pe termen scurt şi termen lung a dus la dezvoltarea de modelealternative pentru generarea de serii hidrologice artificiale.

Recent, datorită schimbărilor climatice şi monitorizării valorilor extreme tot maifrecvente - inundaţii şi secete, hidrologii acordă mai multă atenţie profundeidependenţei de autocorelare, tipică pentru aceste fenomene.

Profunda dependenţă de auto-corelare a seriilor hidroelectrice temporale / în timpeste exprimată în faptul că situaţiile şi cazurile extreme pot fi de lungă durată (deex. întregi grupuri de ani cu scurgere maximă sau respective scurgere minimă se potremarca). De aceea seriile hidrologice de la 500 la 1000 ani sunt de obicei generatede descrierea sistemelor de economie de apă prin modelele de emulaţie. Esterezonabil să ne aşteptăm că pot să apară cazuri extreme în astfel de serii lungi. Esteevident că manifestarea unei perioadei foarte lungi de secetă sau o foarte lungăperioadă de ani cu umiditate vor cere acumulări de apă cu volume uriaşe şi un gradînalt de regularizării a scurgerii.

De aici generarea efectului de profundă dependenţă internă este de mare importanţăpentru planificarea sistemelor de economie de apă. Şi anume, nevoia de astfel demodele, relevând profunda dependenţă internă a seriilor de timp, a dus ladezvoltarea modelelor ARMA. Ele posedă auto-corelaţii care se atenueazăexponenţial, dar destul de lent pentru a prezerva aproximativ coeficientul Hurst.

Sensul fizic al dependenţei de auto-corelaţie poate fi exprimat în modul următor :

Scurgerea minimă în timpul sezonului arid se realizează mai ales din sursele de apăsubterane. Ele au o variaţie semnificativ mică. În acest caz scurgerea pentru unanumit interval de timp este legată de scurgerea în timpul unui moment precedent ,care poate fi descris de un model AR.

Scurgerea maximă este generată mai ales de ploi masive sau ninsori sau topireazăpezilor sau ambele simultan; comportarea scurgerii în timpul alternanţeiperioadele de scurgere minimă şi scurgere maximă poate fi modelată prin adăugareaunei componente de medie de mişcare către componenta autoregresivă.

Când se iau în considerare seriile hidrologice modelate yt, yt+1, care sunt staţionare şi

normală, deviaţiile de la alocarea medie pot fi desemnate ca:zt = yt - (6.6)

Seriile zt pot fi reprezentate ca o sumă infinită ponderată a variabilelor

independente aleatorii t, t-1, t-2, şi anume:

y


108

zt= t + 1. t-1 + 2. t-2 +... (6.7)

Dacă zt depinde de un număr finit de (q) etape, t precedent, atunci procesul obţinutreprezintă un proces de medie mobilă de ordinul q. Este înregistrat ca:

zt=

t - 1. t-1 - 2. t-2 - ... - q. t-q for 0=1, (6.8)care reprezintă un model de medie mobilă МА(q).Se cunoaşte că un model AR este reprezentat de expresia:

zt = 1.zt-1 + 2.zt-2 + ... + p.xt-p + t (6.9)

Combinarea ambelor modele aduce ca rezultat modelul mixt auto-regresiv АRМА (р,q) cu medie mobilă:

(6.10)

q

1jjtjtjt

p

1jjt zz

Fig. 6.13. Modelul ARMA –hidrografe observate şi

previzionate pentru scurgerearâului sau fluviului (Yordanova,

2004)

графически на фиг.33.

Фиг.33 Наблюдаваният ипрогнозираният редове

ден

Q[m3/s]

наблюдаван

прогнозиран

графически на фиг.33.

Фиг.33 Наблюдаваният ипрогнозираният редове

ден

Q[m3/s]

наблюдаван

прогнозиран

Наблюдаваниятипрогнозираният

хидрографи

наречни

яотток


109

Parametrii modelului sunt: , 1, ...,

Р, 2, 1, 2, ..., q, i.e. (p+q+2) parametri

trebuie să fie evaluaţi pentru modelele АRМА(р, q) -.

În concluzie, se poate releva că la nivelul curent de cunoştinţe asupra acestormodele se consideră că modelul periodic ARMA este preferabil în modelarea seriilorde timp a scurgerii deoarece oferă următoarele elemente (Yordanova, 2003;Yordanova, 2004) (Fig. 6.13):

- O mai bună reproductibilitate a diversităţii în realizările scurgerilorhidrologice, deoarece dezavantajul modelului POLAR este folosirea depaternuri pregătite de realizări ale scurgerii hidrologice în cadrul unuiinterval lunar de discretizare;

- O mai bună prezervare a relaţiilor de corelaţiei pentru valori extremeale scurgerii, observat în timpul perioadelor de scurgere minimă şiscurgere maximă.;

- Avantaj al aparatului matematic al modelului prin luarea în considerarea relaţiilor de strânsă corelaţie în cadrul unui interval zilnic dediscretizare;

- Bună reproductibilitate a efectului Hurst;- Posibilitatea de aplicare a procesului non-staţionar.

Modelele ARMA de simulare ale proceselor formării scurgerii sunt apropriate deesenţa lor fizică, oferind posibilitatea reprezentării lor matematice, şi acest lucrueste o cerinţă preliminară pentru alegerea lor ca subiect şi scop al acestui studiu.

6.5.4.5. Analiza şi reprezentarea rezultatelor managementului de risc

Unii din cei mai semnificativi indici pentru performanţa gospodăririi resurselorhidrologice sunt: Fiabilitatea temporală, Fiabilitatea volumetrică, Lungimea mediea perioadei de deficit, Deficitul lunar max., Deficitul anual max., Suma deficitelorpătrate (Medroplan, 2007). Indicii pentru performanţa sistemului de management alresurselor hidrologice sunt date mai sus în Capitolul 6.5.2.

Conform lui (Rossi, G., 2008) riscul poate fi calculat cu bine-cunoscuta formulă dacăevenimentele sunt distribuite şi identic. În teoria fiabilităţii, riscul este definit caprobabilitatea de eşec a sistemului cercetat. Rezultatele simulărilor of Monte - Carlotrebuie să fie variabile aleatorii independente (Loucks, D. et al. 2005). Variabilelealeatorii sunt independente una de cealaltă dacă secvenţele / succesiunile de curgeriprin albie sunt generate independent.

Principala dificultate este obţinerea de serii independente de simulare (Arsham, H.,Systems Simulation / Simularea sistemelor).

În acest scop, două tehnici de simulare sunt Metoda Mediilor Seriilor / Method ofBatch Means şi replicarea independentă. La NIHM sunt folosite un model de simulare,serii hidrologice sintetice şi criterii pentru luarea deciziilor în caz de abordarestocastică la nivel de bazin hidrografic (Niagolov I., 1996; Niagolov I., et al. 2004).

Z


110

Din păcate, în anumite metodologii nu se îndeplinesc cerinţele de independenţă asecvenţelor (succesiunilor ) de curgeri prin albie. .

6.6. Sisteme de suport decizional pentru managementul integrat al apei

Conform lui Adler (2012): “Un sistem de suport decizional (DSS) pentru gospodărireaapei este un sistem informatic integrat, interactiv, constând în instrumenteleanalitice şi capacităţile de management ale informaţiilor, desemnate pentru asprijini factorii de decizii pe care îi ajută să rezolve probleme relativ cuprinzătoare şinestucturate legea de gospodărire a apelor. În acest context, factorii de decizie suntplanificatorii, managerii şi operatorii sistemelor de resurse de apă responsabili pentruproblemele legate de apă sau îndeplinind cerinţele de alimentare cu apă”.

DSS pentru gospodărirea apei constă în trei sub-sisteme interactive principale (Fig.6.14):

- interfaţa utilizator;- set de modele integrate cu interfaţa şi baza de date; şi- Sub-sistemul de managementul informaţiilor (de ex. o bază de date).

Identificarea zonelor de risc şi analiza forţelor motrice / de influenţă suntimportante pentru dezvoltarea de măsuri de creştere a fiabilităţii alimentării cu apă.Rolul măsurilor de prevenire şi adaptare creşte în contextual schimbărilor climaticeşi al evenimentelor extreme. Rolul managementului sistemelor complexe degospodărire a apelor şi acumulărilor de apă, mai ales cele pentru alimentarea cu apăpotabilă, creşte la rândul său. Alte măsuri necesare sunt: sistemele de avertizaretimpurie, evaluare de fiabilitate / de risc, modele pentru sprijinirea deciziei,construcţia de noi sisteme de alimentarea cu apă.

O posibilitate pentru ameliorarea fiabilităţii alimentării cu apă este implementareaunei mai bune gospodăriri a acumulărilor pentru alimentarea cu apă.

În acest scop, NIMH a lansat dezvoltarea în etape a Sistemului de Suport Decizional(DSS) cu metodologiile aferente (Niagolov, I., I. Ilcheva, A.Yordanova, 2013;Niagolov, I., et al., 2013; Metodologie pentru alocarea apei din Acumulări şiMetodologie pentru bilanţul hidrologic al resurselor de apă din bazinele hidrografice,

Fig. 6.14. Cadrul general pentruun sistem suport pentru luarea

deciziilor pentru resurselehidrologice (Adler, 2012)


111

Contract cu Ministerul Mediului şi Apelor (MEW), 2004; Niagolov, I. Acord operativ deestimare a resurselor de apă cu MOEW, 2011-2014, coordonator de proiect D.Dimitrov). O serie de modele se implementează , calibrate pentru baraje complexe şiimportante. Modelele oferă posibilitatea de evaluare a situaţiei curente, nevoilepreconizate şi influxul şi recomandările relevante de soluţii – de la menţinerea unorniveluri definite în operaţie în condiţii de secetă şi criză de apă. Au fost dejadezvoltate module pentru baraje din cele patru inspectorate bazinale, care sunt înstadiul de aplicare experimentală.

În prezent Sistemul de Suport Decizional este interconectat cu sistemul dezvoltat deNIMH, Sistemul de Indici pentru Monitorizarea Secetei şi Indicatori pentru deficitul deapă şi evaluarea şi cartografierea riscului de secetă. Modulele sunt calibrate pentruutilizare în prognoze pe termen scurt ale influxului din acumulările de apă pe bazaprelucrării datelor din staţiile hidrometrice automate (a se vedea Capitolul 7.3).

Conceptul WATMAN prezentat în Capitolul 7 este aplicat în proiectarea detaliată asoftului cu ajutorul Sistemelor cuprinzătoare de suport Decizional CDSS). WATMANDSS include trei module.

6.7. Măsuri de atenuare şi adaptare

6.7.1. Clasificarea acţiunilor de management al secetei

Pentru alegerea celor mai adecvate măsuri la fiecare nivel al riscului de secetă,aucţiunile sunt clasificate în următoarele trei categorii, conform unui număr decriterii:

(I) Orizontul de timp al acţiunii (măsuri pe termen lung – măsuri pe termen scurt).În funcţie de orizontul de timp al aplicării sau a efectului, există măsuri pe termenlung, luate înainte de începerea unui eveniment de sectă cu scopul de a reducevulnerabilitate la secetă sau a îmbunătăţi gradul de pregătire în faţa secetei. Ele suntorientate spre creşterea fiabilităţii sistemelor de alimentare cu apă pentru aîndeplini cererile viitoare în condiţii de sectă printr-un set de măsuri adecvatestructurale şi instituţionale. Măsurile pe termen scurt încearcă să atenuezeimpacturile unui anumit eveniment de secetei în cardul politicilor existente deinfrastructură şi management, pe vaza unui plan dezvoltat în avans şi adaptat lasecta curentă, dacă este necesar.

(II) Strategia de acţiune (cerere, impact sau managementul alimentării) – fig. 5.6.În funcţie de strategia aleasă , acţiunile por fi orientate pentru acţiunea asupracererii de apă, încercând să o scadă înainte, în timpul sau după perioadele de secetă;asupra alimentării cu apă, crescând disponibilul de apă care pate fi exploata; sauasupra impacturilor , încercând să le minimizeze.

(III) Sistem afectat. Acţiunile pot fi orientate către diferite sisteme: sistemehidrologice, sisteme de alimentare, sisteme agricole sau sisteme instituţionale.

Principalele măsuri sunt (UNESCO, 2002):


112

Acţiuni pe termen lung – managementul impactului (sisteme de avertizare timpurie,Realocarea resurselor de apă, Programe de asigurări), management al alimentării(Ameliorarea operaţiunilor de acumulare – aplicarea modelelor de optimizare, risc şidecizii, Transferul de apă între şi în cadrul bazinelor hidrologice, Construcţia de noiacumulări sau creşterea volumului de apă din acumulările existente),managementului cererii (Practici şi management de economie de apă, Economii deapă în infrastructură, Reciclarea apei în industrie etc.).

Acţiuni pe termen scurt – managementul cererii (restricţii de exploatare a apei),managementul impactului (alocarea temporară a apei), managementul alimentării(transfer de apă,exploatarea apei subterane etc.).

Identificarea zonelor vulnerabile pentru alimentarea cu apă este direct legată dePlanurile de Management al Bazinelor Hidrografice şi actualizarea lor permanentă ,care trebuie să ia în considerare schimbările climatice , şi includ planuri demanagement pentru deficitul de apă şi secetă, şi actualizarea Programului de Măsuri.

6.7.2. Măsuri de atenuare şi adaptare

Câteva din măsurile cheie propuse de echipa din România sunt:• O exploatare mai eficientă a apei şi conservarea în perioadele extrem de secetoaseprin reabilitarea reţelelor de transport şi distribuţie şi de asemenea prinperfecţionări tehnologice (selectarea tehnologiile cu consum redus de apă);• Creşterea gradului de recirculare a apei pentru nevoi industriale;• Construirea de acumulări speciale de exploatare care ar creşte disponibilul deresurse de apă în perioadele foarte secetoase;• Aplicarea unui set special de soluţii care ar permite stocarea şi exploatarea apelorpluviale în mod special în perioadele foarte secetoase;• perfecţionarea soluţiilor de reîncadrare a straturilor de apă subterană pentru a fieliberate în perioadele de secetă;• Schimbarea stilului de viaţă al locuitorilor (scăderea consumului şi mai alesreciclarea apei pentru scopuri adecvate);• Implementarea unei conduite afectate pentru perioadele de dinainte, din timpul şide după secetă;• Folosirea de apă de calitate redusă pentru anumite scopuri ;• Elaborarea unui sistem de preşuri pentru consumul de apă şi taxe care ar fiafectate pentru nevoile specifice şi de asemenea pentru resursele disponibile întimpul perioadelor secetoase ;

Experienţa noastră la NIMH se referă la domeniul fenomenului planificării şimanagementului sistemelor complexe de resurse de apă (în condiţii de secetă),inclusiv noi acumulări sau creşteri de volume din acumulări existent, modele de riscşi decizie, sisteme de suport decizional (operarea acumulării : modele de optimizare,abordarea prin acumulări –sistem complex de acumulare şi reguli simplificare deoperare) etc. (Niagolov et al., 2013; Niagolov et al., 2013; Ilcheva et al., 2012;Metodologice pentru Alocarea apei din acumulări şi Metodologie pentru bilanţulhidrologic al resurselor de apă din bazinele hidrografice, Contract cu Ministerul


113

Mediului şi Apelor (MEW), 2004; Niagolov, I. Acord operativ de estimare a resurselorde apă cu MOEW, 2011-2014, coordonator proiect D. Dimitrov).

În cadrul acestui proiect CC-WARE este dezvoltat un Catalog de opţiuni demanagement pentru atenuarea vulnerabilităţii resurselor de vânt.

O posibilitate de perfecţionare a fiabilităţi alimentării cu apă este implementareaunui management superior al acumulărilor pentru alimentarea cu apă. In acest scop,NIMH a lansat dezvoltarea în etape a Sistemului de Suport Decizional (DSS) cumodelele respective– Fig. 6.4. Este vorba de o serie de modele care sunt calibratepentru barajele importante şi complexe (Anexa 1 al Legea Apelor). Modelele oferăposibilitatea de a evalua situaţia curentă, nevoile permanente şi influxuri şirecomandările relevante de soluţii. Indiferent de diversitatea situaţiilor menţionate,recomandările de soluţii sunt concrete – de la menţinerea unor anumit nivel (operarela scurgere maximă) la restrângerea folosinţelor individuale de apă (funcţionare încondiţii de secetă şi criză de apă) (a se vedea Capitolul 7.3).

Recomandări:• Elaborarea de hărţi de risc şi hazard de secetă pentru bazinele hidrograficeale cursului inferior al Dunării precum şi pentru gradul în care localităţile ar fiafectate de acest fenomen;• Includea hărţilor de risc în planurile de dezvoltare regională;• Legarea planurilor de dezvoltare spaţială şi strategia spaţială şi planurile demanagement al riscului de secetă hidrologică;• Progresul studiilor menite să determine vulnerabilitatea resurselorhidrologice la schimbările climatice, la bazine mai mari de 1000 km2, (legate defluviu), dovedind măsurile de adaptare necesare ;• reevaluarea resurselor de apă în bazinele hidrografice adiacente Dunării,perpetuând condiţiile de secete prelungite;• Evaluarea cerinţelor de apă în condiţii de secetă ale principalelor folosinţede apă (alimentare cu apă, industrie , agricultură, creşterea animalelor,pescării etc.).

7. STUDII DE CAZ ŞI BUNE PRACTICI

7.1. Centrul de Management al Secetei pentru Europa de Sud-Est

Seceta este considerată o ameninţare din ce in ce mai frecventă. ImplementareaRegională a Anexei la Convenţia ONU pentru Combaterea Deşertificării (UNCCD)pentru Europa Centrală şi de Sud-Est (CEE)-Anexa V, în Articolul 5 încurajeazăcooperarea regională între ţările afectate din regiune, cu scopul de a completa şicreşte eficienţa programelor naţionale. Articolul 6 din Anexa V stipulează că Părţiledin regiune trebuie, individual sau în comun, să promoveze întărirea cerinţelor decooperare ştiinţifică şi tehnică, a indicatorilor de monitorizare şi a sistemelor deinformaţii la toate nivelele.


114

La o reuniune regională pentru Mediterana de Nord, Europa Centrală şi de est şi altestate afectate din 23 - 26 iulie 2002, organizată la Geneva, Elveţia, au fost adoptateurmătoarele concluzii şi recomandări:

- Evaluarea deşertificării în anumite ţări din regiune este încă în stadiu preliminar.Slăbiciunea reţelelor şi legăturilor între instituţiile ştiinţifice, absenţa unui sistemoperaţional de avertizare timpurie de secetă şi umiditate a solului , schimb limitatde date şi lucrări realizat la scale geografice diferite reprezintă câteva dintredificultăţile care continuă se ameninţe progresele în monitorizarea secetei şideşertificării;

- trebuie dezvoltate o mai bună coordonare şi punerea în comun a informaţiilorrelevante şi date la nivel naţional, subregional şi regional pentru a atenua efecteleadverse ale secetei ;

- sistemele de avertizare timpurie continuă să fie dezvoltate în Mediterana deNord. Anumite state au stabilit baze de date cu informaţiile referitoare ladeşertificare şi secetă. O bază de date mediteraneană a informaţiilor despremonitorizarea deşertificării şi secetei este în curs de realizare. Continuitatea uneiastfel de monitorizări şi evaluări va depinde de disponibilitatea resurselorfinanciare. În anumite ţări, impactul indicatorilor de deşertificare sunt în curs depregătire şi utilizare. Indicatorii socio-economici sunt în curs de incorporare înscenariile de risc de deşertificare;

- Lucrul la sistemul de evaluare comparativă (benchmark) şi indicatori este realizatîn concordanţă cu orientările Comisiei Europene. Sistemul European viitor demonitorizare a solului trebuie să se bazeze pe legislaţia comunitară ca acţiunestatuară şi trebuie să includă un set de parametri referitori la deşertificare şidegradarea solului.

Adunarea Regională pentru întărirea cooperării în domeniul managementul resurselorsolului în Europa Centrală şi de Est organizată la Minsk, în Belarus, în decembrie2003, a discutat problema implementării UNCCD la nivel subregional. Participanţii auexprimat necesitatea de a înfiinţa un Centru de Monitorizare a Secetei în Balcani şiau cerut Secretariatului UNCCD să organizeze un atelier de lucru pentru a discutaaceastă chestiune. Secretariatul UNCCD a organizat un Atelier Tehnic pe temapregătirii de secetă în Balcani sub egida UNCCD la Poiana Braşov, România, 25 - 26octombrie 2004. Statele participante la Atelier au căzut de acord asupra nevoii de aînfiinţa un centru sub-regional pentru problemele managementului secetei în cadrulUNCCD. De asemenea , la cererea Atelierului, Secretariatul UNCCD, în cooperare cuWMO şi la invitaţia Ministerului Mediului şi Apelor din Bulgaria, s-a organizat laSofia, Bulgaria între 26 şi 28 aprilie 2006 al Doilea Atelier Tehnic pe tema înfiinţăriunui centru subregional al secetei în Europa de Sud-Est sub egida UNCCD. Principalulobiectiv al celui de-al doilea atelier a fost să se ajungă la un acord asupraprincipalelor probleme legate de crearea şi funcţionarea unui Centru.


115

Participanţii la atelierul de la Sofia au adoptat o propunere cadru referitoare laînfiinţarea unui “Centru Sub-Regional de Management al Secetei pentru Europa deSud-Est” (DMCSEE) în cadrul UNCCD şi cu mandatul Organizaţiei Mondiale aMeteorologiei . Scopurile şi obiectivele Centrului sunt:

(a) Să servească ca centrul operaţional pentru Sud-Estul Europei în ceea ce priveştepregătirea de acţiune, monitorizarea şi managementul secetei

(b) Să creeze şi coordoneze o reţea sub-regională a Serviciilor Naţionale deMeteorologie şi Hidrologie (INMH-uri) şi alte instituţii relevante;

(c) Să coordoneze şi să ofere îndrumări operaţionale care vor ajuta INMH-urile şialte instituţii relevante din sub-regiune să interpreteze şi să aplice produse şiinstrumente legate de secetă;

(d) Să pregătească monitorizarea secetei şi produse / instrumente de previziune şisă le facă disponibile în timp aproape real către instituţiile relevante şi ţărileparticipante;

(e) Să promoveze şi să întărească capacitatea tehnică şi ştiinţifică pentrupregătirea în caz de secetă, monitorizarea şi management în ţările participante;

(f) Să faciliteze schimbul de cunoştinţe, experienţe şi bune practici în chestiunilegate de secetă;

(g) Să întărească sinergiile între INMH-uri, organismele naţionale de coordinareUNCCD, alte organizaţiile internaţionale şi comunitatea ştiinţifică asupraproblemelor secetei;

(h) Să perfecţioneze implementarea UNCCD în contextul pregătirii în caz de secetă,monitorizarea şi managementul , în special în realizarea unei strategii naţionalelegată de secetă;

(i) Să colaboreze activ cu cadrele şi programele intenţionale de cercetare, săasigure participarea deplină a statelor din Sud-Estul Europei la astfel de cadre şiprograme.

La Geneva, la data de 26 septembrie 2006, Slovenia a fost aleasă ţară gazdă aCentrului de Management al Secetei pentru Europa de Sud-Est în cadrul ConvenţieiONU pentru Combaterea Deşertificării. Se aşteaptă ca Bulgaria să participe eficient laactivităţile Centrului, mai ales în domeniul monitorizării secetei, în care monitorizaresecetei solului / la sol este o parte importantă.

Cel de-al doilea Seminar Naţional “Centrul de Management al Secetei pentru Sud-Estul Europei: Model contemporan pentru monitorizarea, evaluarea şi impactulsecetei în Bulgaria” a fost organizat între 28 şi 29 noiembrie 2011 la Sofia. Seminarula fost finanţat prin programul de cooperare trans-naţională pentru Europa de Sud-Estşi organizat de Institutul Naţional de Meteorologie şi Hidrologie şi de Centrul deManagement al Secetei pentru Europa de Sud-Est (DMCSEE).

Obiectivele Seminarului au fost:

Să reunească oameni şi ştiinţă, experţi, reprezentanţi guvernamentali, ONG-uri, firme, comunităţi de fermieri., mass media interesaţi de secetă, gospodărireaapelor, ecologie, resurse, probleme sociale;


116

Să facă posibilă punerea în comun a cunoştinţelor şi experienţei, şi săiniţieze o discuţie asupra subiectelor legate de secetă; Să atragă atenţia publicului asupra iniţiativelor regionale adoptate în

problemele secetei; Să popularizeze realizările DMCSEE în monitorizarea şi evaluarea secetei.

La Seminar au participat aproape 110 participanţi din diferite institute ştiinţifice,universităţi, organisme guvernamentale şi locale, ONG-uri, oameni de afaceri, media.În cadrul Seminarului au fost prezentate 19 rapoarte referitoare la secetă şi impactulsău asupra agriculturii, gospodăririi apelor, irigaţiilor, ecologiei, societăţii şipracticilor guvernamentale pentru aplicarea directivei Europene a Apei. Au fostdiscutate o mare varietate de abordări asupra planificării pe termen lung a acţiunilorîn condiţii de secetă, precum şi exploatarea eficientă a apei. Seminarul a ajuns la oconcluzie comună pentru necesitatea esenţială de a monitoriza continuu seceta,pentru a reduce impactul său negativ asupra societăţii şi economiei ţării. S-a decis carezultatele discuţiilor, ideile şi moţiunile adoptate să devină parte a unui documentfinal al DMCSEE care va fi propus guvernelor statelor participante ca bază pentruacţiunea comună pentru depăşirea impactului negativ al secetei.

7.2. Proiectul WATERS Schimbări climatice

7.2.1. Proiectul CC_WaterS, Schimbări Climatice şi Impacturi asupra Alimentăriicu Apă

Cooperarea transnaţională în cadrul proiectului “Schimbări climatice şi impacturiasupra alimentării cu apă (CC_WaterS, 2012) are scopul de a monitoriza schimbărileclimatice în diferite arii geografice şi bazine hidrografice din Sud-Estul Europei.Partenerii din proiect au colaborat la dezvoltarea şi transferul de metodologii şiinstrumente comune pentru a evalua impactul schimbărilor climatice asupraresurselor de apă şi abordărilor de managementul (partenerul lider pentru Bulgaria afost Agenţia Executivă pentru Păduri, iar parteneri au fost Institutul de CercetăriSilvice şi forestiere (FRI) şi Institutul Naţional de Meteorologie şi Hidrologie alAcademiei de Ştiinţe din Bulgaria (NIMH-BAS).

Fig. 7.1. Partenerii din proiectulCC_WaterS (CC_Apă)


117

Partenerii din România au fost Administraţia Naţională de Meteorologie, InstitutulNaţional de Hidrologie şi Gospodărirea Apelor şi Academia Română, Institutul deGeografei.

Activităţile din proiect sunt implementate la nivel regional în anumite zone pilot, şirezultatele sunt combinate şi aplicabile la nivel transnaţional. Evaluarea se bazeazăpe 20 de regiuni experimentale pilot (Fig. 7.1.) selectate în diverse condiţiiclimatice şi reprezentative pentru diferitele tipuri de resurse de apă pentrualimentarea cu apă: apa de suprafaţă şi acumulări, mediu carstic şi alte mediiporoase, scurgere de aluviuni, evacuări, etc.

Scopul proiectului CC_WaterS a fost de asemenea să dezvolte măsuri de adaptare laschimbările climatice iminente prin intermediul unui sistem de gospodărire a apei,luând în considerare influenţa utilizării terenului şi modificările necesare în aceastăprivinţă, să identifice şi să evalueze consecinţele impactului acestor schimbări asupraalimentarii cu apă potabilă a populaţiei în timpul deceniilor ce vor urma.

Schimbări climatice

Scopul principal al pachetului de lucru 3 ‘Schimbări Climatice’ a fost să furnizezemulţimi de date ce descriu semnalul simulate de schimbări climate (temperatură şiprecipitaţii).

Scenariile viitoare pentru precipitaţii arată că nu există un trend clar în multe zone.În România numai pentru vară s-au obţinut rezultate care estimează scădereaprecipitaţiilor. Temperaturile cresc cu 3 grade, iar temperatura maximă pentru varăcreşte cu aproximativ 4 – 4,5 ºC.

Modelul ALADIN a fost ales pentru studiul de caz al partenerului din Bulgaria(Institutul Naţional de Meteorologie şi Hidrologie) (Alexandrov V., V. Spiridonov,WP3 Schimbări climatice, CC_WaterS). Echipa de experţi WP3 foloseşte domeniul deintegrare al versiunii operative Aladin pentru Bulgaria. Au fost realizate simulăriclimatice în WP3 folosind condiţiile de limită la modelul climatic francez ARPEGE.Acest scenariu este А1В conform IPCC.

Au fost create diverse scenarii pentru Bulgaria în trecut, pe baza simulărilor GCM.


118

Fig. 7.2. Scenarii de schimbări climatice pentru Bulgaria (CC_WaterS, WP3, 2012)

Scenariile de schimbări climatice arată că se aşteaptă să continue încălzirea în viitorşi precipitaţiile sunt preconizate să scadă în timpul secolului XXI. Extremelemeteorologice sunt aşteptate să crească în regiune. De exemplu , scenariile deschimbări climatice ECHAM4 pentru anii 2050 arată o încălzire mai lentă în zonelesituate în sud (sudul Greciei) şi sud-est (sud-estul României, estul Bulgariei şi nord-vestul Turciei) în Peninsula Balcanică (Alexandrov, V., V., Spiridonov, WP3 SchimbăriClimatice, CC_WaterS).

Metodologie şi modele pentru evaluarea de disponibilitate şi vulnerabilitate

Structura metodologiei comune este modulară. Sunt create un număr de modulepentru a realiza calculele prevăzute care arată relaţiile dintre ele– Fig. 7.3.

Fig. 7.3. Metodologie pentru estimarea resurselor de apă disponibile (CC_WaterS, Bulgaria)

Modulul climatic numeric conţine precipitaţiile medii lunare şi datele de temperaturăobţinute prin observaţii şi date din scenarii simulate. Aceste date sunt date deintrare (input) atât pentru modelul bilanţului apei cât şi pentru modelul demodificare a exploatării solului. Modulul de exploatare a solului analizează impactulschimbărilor climatice asupra exploatării solului şi pădurilor şi duc la obţinerea unorparametri care sunt date de intrare (input) pentru calculul bilanţului hidrologic culuarea în considerare a modificărilor survenite în exploatarea solului.

Bilanţul hidrologic este modulul principal în această investigaţie în care suntcalculate elementele ciclului hidrologic.

Modul de modelare Modele de bilanţ al apei

FORESTECOSYSTEM

Determining theecologicalcondition

WATER ECOSY STEM - ECOLOGI CAL RIVER FLOWMethodology for determination of ecological river runoff

Water ecosystem

Parametersof thewater

balancemodel

Wat erresources

managementsystem

METHOD OLOGY

Wateral location

Climate change

Climate change

Land use change

Land use change Land use changeMonthlymeanprecipitation

Monthlymeantemperature

THORNTHWAITE WATER BALANCE MODEL

AVA ILABLE WATERRESOURCES

Soil map

Land usedata

Forestmap

DigitalElevationModel

Waterresources

Hydro -logicaldata

Zooben -thos

Potentialevapotranspiration

Actualevapotranspiration

Soil moisture

Snow storage

Surpluse

Direct runoff

Total runoff

W ater demand

Trend analysis


119

Pentru a determina bilanţul hidric lunar, se foloseşte un model matematic dezvoltatde U.S. Geological Survey (Organismul de Supraveghere Geologică din SUA) (McCabeşi Wolock, 2010). În conformitate cu modelul conceptual al bilanţului hidric conformThornthwaite prezentat în Fig. 7.4, modificările preconizate în exploatarea solului şiecosistemelor forestiere, precum şi schimbările scenariilor climatice suntdeterminate prin modificarea datelor şi parametrilor de intrare. Principalii factori,modificaţi din cauza schimbărilor climatice, sunt precipitaţiile şi temperaturile.Factorii legaţi de modificările acoperirii solului sunt capacitatea de retenţie a soluluicapacitate de captare a umezelii a stratului activ al solului, în funcţie de compoziţiamecanică a solurilor şi stemului de rădăcini, respectiva modificare a scurgeriidirecte, viteza de topire a zăpezii, evotranspiraţie efectivă etc. Efectul total alscurgerii este determinat ca rezultat al impactului cumulative a ambelor – scenariileclimatice şi scenariile de schimbări în exploatare a solului .

Fig. 7.4. Aplicarea modelului USGS precipitaţii – scurgere hidrologică (CC-WaterS, WP4Disponibilitatea resurselor de apă, Raport Final, 2012)

Din cauza scării largi a proiectului CC-WARE prezenta metodologie aplică un altmodel de bilanţ hidrologice al NIMH cu referire la estimarea scurgerii şi influenţeiclimatice. Scurgerea de suprafaţă este calculată cu ecuaţia bilanţului hidric R = P –AET, unde R (mm) este scurgerea de suprafaţă, P (mm) precipitaţiile, AET (mm) esteevotranspiraţia efectivă.

Modelele sunt descrise şi aplicate pentru evaluarea tendinţelor resurselor de apă îndiferite scenarii de schimbări climatice (Balabanova, 2010; Balabanova et al., 2012)(Fig. 7.5).

##

#

NovoSelo

depth of runoff151 mm #

#

#

#

#

#

#

#

#s.Boboshevo

depth of runoff180 mm


120

Fig. 7.5. Evalurea repartizării zonale a scugerii calculate pentru bazinele hidrografice lastatiile hidrometrice

A fost dezvoltată o metodologie pentru analizarea cauzelor modificărilorecosistemelor forestiere prin parametrii de intrare / input ai modelului de bilanţhidric. Efectul schimbărilor climatice asupra acoperirii solului şi exploatării soluluiexercită influenţe indirect prin scurgere celui din urmă. Condiţiile ecologice înecosistemele forestiere pe baza indicelui Kes sunt luate în considerare (Marinov, .,2011). Pentru a evalua impactului exploatării solului asupra scurgerii, modelulbilanţului hidrologic este aplicat din nou, precum şi metoda curbei SCS , cunoscută şica metoda Numărului de curbe / curbei. (CN).

Evaluarea impactului modificării exploatării solului şi schimbărilorclimatice

Conceptul modelării pentru resursele de apă subterană au fost reîncărcaţi undepreocupaţiile sunt dominante (pe baza exemplelor din studiile asupra zonelor pilotValea Mura, Ljubljana, Oltenia, Banat şi Nyírség).

În metodologia din România este adaptat un model dimensional de bilanţ hidrologicALSUBT, care calculează reîncărcările anuale (CC-WaterS, WP4 Disponibilitatearesurselor de apă, Raport final, 2012).

Modulul ecologic / de mediu

Evaluarea scurgerii ecologice sub influenţa schimbărilor climatice şiscenariilor de secetă

Scopul WFD este de a prezenta consideraţii asupra necesarului de apă în paralel cuepuizarea resurselor disponibile de apă.

Aşa cum s-a menţionat, există diverse metode de determinare a scurgeri ecologiceminime, majoritatea se bazează pe principiul ipotezei care statuează că fluctuaţiilescurgerii hidrologice sunt factorul abiotic cel mai important, determinând calitateamediului viu, un factor decisiv pentru dezvoltarea unei biocenoze.

O recomandare este estimarea scurgerii ecologice pe baza ecosistemelor acvatice.Pentru evaluarea nevoilor de apă ale ecosistemelor în cazul Schimbărilor Climatice afost adoptată metodologia propusă de echipa din Bulgaria (Zaharieva, V., I. Niagolov,I. Ilcheva, 2012; CC_WaterS Monografie, 2012; Zaharieva V., 2012).


121

Evaluarea impactului asupra ecosistemelor fluvial şi riveran este determinată deurmătoare schemă:

• Dezvoltarea zoobentos este modelată în regim de scurgere naturală (condiţiinetulburate), includ perioade de scurgere minimă şi maximă. Este necesarsă avem o serie de valori ale debitelor lunare pentru o perioadă mai lungăde timp. Aceste pot fi observaţii de la staţiile de măsurare disponibile delângă zona studiată, date obţinute de la râuri similare sau prin modelulmatematic. Seriile obţinute din modelera numărului total sunt denumitregim standard şi servesc ca bază de comparaţie la determinarea scurgeriiecologice minime.

• Sunt realizate modele pentru diferite scenarii de secetă a dezvoltăriielementului zoobentos.

• Se realizează o comparaţie cu regimul standard prin intermediul CriteriuluiFisher, pentru evaluarea importanţei variaţiilor cenozei elementuluizoobentos pentru diferite scenarii. O variantă este selectată acolo undeecosistemul răului sau fluviului corespunde cu condiţiile netulburate.

Evaluarea calitativă a impactului unui factor sau grup de factori (diferite scenarii desecetă) asupra parametrilor de ieşire (număr total modelat) se obţine prin analizadispersiei / de dispersie– Fig. 7.6.

Se calculează dispersia numărului total modelat în regim de scurgere naturală 2e şi

dispersia pentru diferite scenarii de secetă 2н . Ambele dispersii sunt comparate

folosind criteriul Fisher (F). Dacă diferă puţin, impactul secetei poate fi consideratneesenţial, deoarece nu a dus la o semnificativă creştere sau scădere a dispersie înnumărul total modelat în timpul secetei în comparaţi cu regimul natural.

Valoarea critică Fkr se calculează din distribuţia Fischer pentru nivelul de semnificaţie = 0,05 şi gradele de libertate ne-1 şi nн-1, unde ne şi nn sunt numărul de elementeale seriei modelate în regim natural, respectiv în regim de secetă. Dacă condiţia

кр2н

2e F (7.1)

este respectată, atunci seceta are un impact neglijabil asupra zoo-bento-cenozei şiacest regim al scurgerii ecologice minime poate fi acceptat. Când condiţia (1) nu esterespectată, este necesar să se provadă măsuri de atenuare a impactului seceteiasupra bios-ului râului sau fluviului.

Rezultatele obţinute arată faptul că în caz de schimbări climatice modificareascurgerii râului sau fluviului ar duce la scăderea disponibilităţii resurselor de apăpentru satisfacerea nevoilor umane (apariţia de crize sau deficite în cerea de apădeoarece atunci când scurgerea fluviului sau râului este sub pragul minim ecologic,prelevările de apă trebuie) dar nu şi corectarea cererii ecosistemului.


122

Fig. 7.6. Determinarea scurgerii ecologice minime (CC-WaterS, WP4 Disponibilitatea resurselorde apă, Raport Final, 2012)

Modificarea numărului total urmează variaţiile scurgerii fluviului cu o anumităîntârziere. Analiza scurgerii ecologice pentru scenarii climatice arată că scurgereaecologică trebuie conservată – fig. 7.7 (Marinov I. et al., 2012; Schimbări climatice şiimpacturi asupra alimentarii cu apă, 2012).

Fig. 7.7. Evaluarea scurgerii ecologice pentru scenarii climatice(Zaharieva, V., Raport WP4,CC_WaterS, 2012)

Aşa cum s-a menţionat anterior, trebuie formulate trei sarcini principale / majore(Ilcheva, I., 2008; Santourdgian, O., I., Ilcheva, 2009):

- Prima este evaluarea cantităţilor minime necesare pentru realizarea stăriiecologice bune a corpurilor de apă (e-flow = scurgere ecologică);

- A doua este identificarea GAP (analizele GAP) ; iar- Pasul al treilea constă în măsuri şi posibilităţi pentru asigurare acestor

cantităţi.

0,00

1,00

2,00

3,00

4,00

5,00

4 5 6 7 8 9 10 11 Lună

F 2050/situaţia prezentămodelată2100/ situaţia prezentămodelatăsituaţia prezentămodelată/ecologcă2050/ecologică

2100/ecologică

Valoare critică


123

Conceptul de completare / adaos reprezintă o posibilitate de garantare a scurgeriiecologice şi conceptului de e-flow (scurgere ecologică). Constă în regularizareascurgerii – managementul sau gospodărirea sistemelor de resurse de apă, într-unanumit interval într-o anumită secţiune transversală a văii râului sau fluviului pentrua garanta scurgerea ecologică în alte secţiuni ale văii râului sau fluviului respectiv(Ilcheva I., 2008; Zaharieva V. et al. 2012; Niagolov I. et al., 2013a, Sistem deResurse de Apă şi Managementul Bazinului Hidrografic).

Fig. 7.8. Conceptul de e-scurgere ca parte a metodologiei de evaluare şi atenuare a riscului şivulnerabilităţii la secetă

“Conceptul de adaos / completare” reprezintă o posibilitate de garantare ascurgerii ecologice şi conceptul de e-scurgere – Fig. 7.8. Acesta constă înmanagementul sistemului de resurse de apă şi regularizare a scurgerii într-un anumitinterval într-o anumită secţiune a bazinului hidrografic pentru a garanta scurgereaecologică în alte secţiuni ale acelui bazin hidrografic (Atenuarea vulnerabilităţiiresurselor de apă sub influenţa schimbărilor climatice, 2014; Ilcheva I., 2008;Zaharieva V. et al., 2012; Santourdjian O., I. Ilcheva, 2009; Acreman, 2011). Modulul de Evaluare– resurse disponibile de apă, secetă şi deficit de apă

PRESSURE AND IMPACT ANALYSESWATER RES OURCES BALANS

INCLUDING WATER ABSTRA CTIONSAND REGUL ATIONS/ MANAGEMENT

ENVIRONMENTAL OBJECTIVES

ECOLOGICAL FLOWDEFINITIONAND DETERMINATIONECOLOGICAL STATUS

E-Flow GES E-Flow GEP GAP ANALYSISGAP ANALYSIS

PROGRAMME OF MEASURESWATER MANAGEMENTSYSTEMSECOLOGICAL FLOW PROVISION

ECONOMIC AND ENVIRONMENTALIMPACTS ASSESSMENT AND

ANALASISMULTICRITERIAL ANALYSIS

IMPLEMENTATION OF E-FLOW ANDPROGRAMME OF MEASURES

MONITORONGMONITORING

EXEMPTIONTEST

EXEMPTIONTEST

Climate change, Landuse change- DPSIR

Anthropogenic activityMeasures - DPSIR

HM water bodiesNaturalWB

THE CONCEPT OF ADDITIONS ANDE – FLOW CONCEPT

Water scarcity assessment


124

Conform metodologiei WP4, pentru a evalua resursele disponibile şi riscul de secetă,se realizează estimarea reîncărcării medii pe termen lung şi profunzimea deficienţeişi frecvenţei în timpul perioadelor de scurgere minimă – caracteristice în perioadacritică. Metoda nivelului de prag se foloseşte pentru a determina perioadele desecetă considerate perioade critice în legătură cu cererea de apă. Metoda se bazeazăpe anumite praguri selectate fixe. De obicei se recomandă domeniul între Q70 şiQ90 pentru scurgerea hidrologică. În studiile din Bulgaria este acceptată valoareaQ70 care este folosită în această cercetare - dar scurgerea înregistrată la staţiile demăsurare şi pragurile de Q70, Q90 pot fi folosite pentru a dezvolta declanşatorii desecetă numai pentru prelevările directe din fluviu. In acest scop contribuţia echipeidin Bulgaria este evaluarea schimbărilor climatice şi secetei pentru acumulări şisistemele de management al resurselor de apă.

Scopul Modulului de Evaluare este determinarea disponibilului de resurse de apăpentru perioadele 2021 – 2050 şi 2071 – 2100 şi să tragă concluzii pentru evaluareasocio-economică şi pentru implementarea Sistemului de Management al Alimentăriicu Apă Potabilă. Deoarece sunt calculate modelul de evaluare a estimărilordezechilibrelor între scurgerea hidrologică şi cererea de apă, se foloseşte modelul desimulare-optimizare SIMYL (Institutul Naţional de Meteorologie şi Hidrologie,Niagolov, 1999) – descris în Capitolul 6. Programul soft bazat pe descrierea schemeide resurse de apă prin modelul de reţea de scurgere de apă şi procedurile deoptimizare pentru distribuţia / repartizarea apei între folosinţele de apă.

Proiectul CC_WaterS şi măsurile de adaptare dezvoltate stau la baza înfiinţării unuiSistem de Gospodărire a Apei. Acţiuni comune pentru a realiza acest sistem tehnicvor fi realizat la nivel transnaţional în Alpi, Câmpia Dunării Mijlocii şi de Jos şi zonelede coastă.

7.2.2. Proiectul CC-WARE, Atenuarea vulnerabilităţii resurselor de apă subinfluenţa schimbărilor climatice

Programul de finanţare: Europa de Sud Est(SEE). Cei 18 parteneri principali din 11ţări au reprezentat o mare diversitategeografică şi sectorială şi dispun de oexpertiză complementară vastă. PartenerLider: Ministerul Federal al Agriculturii,Pădurilor, Mediului şi Gospodăririi Apelor,şi Departamentul pentru SilviculturiiViena, Austria (Fig. 7.7).

Partenerul lider din partea Bulgariei esteAgenţia Executivă Silvică, cu sprijinulInstitutului de Cercetări Silvice şiInstitutul Naţional de Meteorologe şiHidrologie al Academiei de Ştiinţe aBulgariei.

Fig. 7.7. Partenerii din ProiectulCC-WARE (CC-WARE, 2014)


125

CC-WARE se concentrează pe adaptarea la schimbările climatice prin dezvolarea uneistrategii transnaţionale comune pentru reducerea vulnerabilităţii ca pârghie pentruserviciile potenţiale ale ecosistemelor modificarea exploatării solului , eficienţăcrescută a folosinţei de apă şi stimulente economice pentru managementului apeipentru a scădea vulnerabilitatea resurselor de apă. În mod special, pădurile, zoneleumede şi păşunile sunt ecosistemele importante, care împreună cu managementul lorau dus la importante măsuri pentru asigurarea unei alimentări cu apă potabilă înviitor.

Scopul proiectului lansat CC-WARE este evaluarea vulnerabilităţii prezente şi viitoarea resurselor de apă în Europa de Sud-Est pe baza unei metodologii dezvoltate încomun. Este necesar să determinăm indicatorii de vulnerabilitate pentrualimentarea cu apă, reprezentativi pentru SEE; pentru evaluarea vulnerabilităţii întermeni de cantitate şi calitate a resurselor de apă, pentru clasificareadisponibilităţii apei potabile sub influenţa schimbărilor climatice şi condiţiile socio -economice, pentru a lua în considerare exploatarea solului şi ecosistemelorforestiere. Se va elabora de asemenea o hartă a vulnerabilităţilor transnaţionalepentru prezent şi viitor, pentru cantitatea şi calitate apei.

Luând în considerare variabilitatea prezentă a apelor şi schimbările climaticeiminente , proiectul WP3 a avut scopul de a dezvolta în comun o metodologie deevaluarea prezentă şi viitoare a vulnerabilităţii resurselor de apă. Trei sarciniprincipale sunt luate în considerare acum ar fi determinarea declanşatorilor devulnerabilitate, evaluarea vulnerabilităţii resurselor de apă şi clasificarea apeipotabile în condiţii de risc datorate schimbărilor climatice.

Problema securizării ecosistemului ca opţiune de management de atenuare avulnerabilităţii alimentării cu apă potabilă se ia în considerare în proiectul WP4 undese sublimează rolul lor de a furniza “ apă potabilă pură în cantitate adecvată”-rezultatul este un catalog cu propuneri pentru ameliorarea legislaţiei aferente şireglementarea acestei chestiuni.

Proiectul WP5 pe baza rezultatelor din WP3 şi WP4 conţine obiectul final al acestuiproiect. Elaborarea unei strategii transnaţionale integrate pentru atenuarevulnerabilităţii resurselor de apă pentru întreaga zonă a Europei de Sud Est (SEE) cumarea sa diversitate d disponibil de apă şi alimentare cu apă, stabilirea unui cadrupentru planurile de acţiune naţionale / regionale, determinarea principalelorprobleme strategice legate de alimentarea cu apă. Strategia cuprinde StrategiaRegimului Dunării şi ia în considerare Directiva Cadru UE a Apei, Cartea Albă a CEreferitoare la CC, Comunicatul CE referitoare la Deficitul de Apă şi Secetă, Planul CEde Salvgardare a Apelor Europei şi Strategia UE 2020.

O îndeplinire eficienţă a principalului obiectiv al proiectului CC-WARE , atenuareavulnerabilităţii resurselor de apă sub influenţa schimbărilor climatice, necesită ocooperare comună transnaţională pentru a crea o abordare multi-sectorială şi multi-nivel precum şi creşterea nivelului fluxului de informaţii între utilizatorii solului,


126

planificatorii exploatării solului, managerii resurselor de apă, factorii de decizie şicreatorii de politici, precum şi societatea în întregul său.

Hărţile de vulnerabilitate ale alimentării cu apă în Europa de Sud-Est (SEE) sunt încurs de dezvoltare în cadrul proiectului CC-WARE cu accent pe alimentarea cu apăpotabilă.

Fig. 7.8. Componentele de Vulnerabilitate (Vulnerabilitatea Resurselor de Apă în SEE, RaportWP3, CC-WARE, 2014

Scopul proiectului este dezvoltarea unei strategii transnaţionale integrate pentruconservarea apei şi reducerea vulnerabilităţii resurselor de apă, care vor sta la bazaplanurilor naţionale şi regionale. Pentru a reduce vulnerabilitatea resurselor de apă,este necesară o abordare comună, bazată pe legislaţia şi strategiile ComisieiEuropene (CE) conform Strategiei UE 2020, Directiva Cadru UE a Apei şi Cartea AlbăCE „Adaptarea la schimbările climatice: Către un cadru European de acţiune”.

7.3. Modele şi Sisteme de Suport Decizional pentru Gospodărirea Apelor şiPrevenirea Secetei

În regiunile vulnerabile identificate, supuse schimbărilor climatice şi fenomenelorextreme, cu perioade de deficit de apă şi secetă alternând cu perioade de inundaţii,rolul măsurilor de adaptare devine şi mai important. În Bulgaria managementulsistemelor complexe de apă şi barajelor, precum şi proiectarea şi constituirea unoranoi, trebuie să fie pe primul plan. Acest lucru este valabil mai ales pentruacumulările pentru alimentarea cu apă potabilă.

O posibilitate de perfecţionare a fiabilităţii alimentării cu apă este implementareaunui management mai bun al acumulărilor de alimentare cu apă. În acest scop NIMHa lansat dezvoltarea în etape a Sistemului de Suport Decizional (DSS) cu modulelerespective– Fig. 7.8 şi 7.9 (Niagolov, 2013; Niagolov et al., 2013; Metodologie pentruAlocarea Apelor din Acumulări şi Metodologia pentru bilanţurile hidrologice aleresurselor de apă din bazinele hidrografice, Contract cu Ministerul Mediului şi Apelor(MEW), 2004; Niagolov, I. Acord de estimări operative ale resurselor de apă cu MOEW,2011 - 2014, Coordonator D. Dimitrov).

O serie de modele sunt implicate, care sunt calibrate pentru barajele complexe şiimportante (Anexa 1 din Legea Apelor): Modelele oferă posibilitatea de a evaluasituaţia curentă, nevoile iminente şi influxul şi recomandările relevante pentrusoluţii. Indiferent de diversitatea situaţiilor menţionate, recomandările de soluţii

Expunere Sensibilitate

Impact potenţial Capacitate de adaptare

Vulnerabilitate


127

sunt concrete – de la menţionarea anumitor nivele (funcţionarea la scurgereamaximă) la restrângerile folosinţelor individuale de apă (funcţionare în condiţii desecetă şi criză de apă) – Fig. 7.9.

În prezent au fost dezvoltate module similare pentru barajele din cele patruInspectorate Bazinale. Modelele sunt în stadiul de aplicare experimentală (Niagolov,I. et al., 2011-2014).

De asemenea , modulele sunt calibrate pentru a folosi predicţii pe termen scurtpentru aducţiunile în acumulări pe baza profesării datelor de la staţiilor hidrometriceautomate.

În prezent Sistemul de Suport Decizional este în curs de interconectare cu celdezvoltat de NIMH Sistem de Indici pentru Monitorizarea Secetei., Indicii au foststabiliţi pentru secetă, precipitaţii, scurgere şi umiditatea solului (Fig. 7.10).

2323

3434

1515

2121

4141

1414 494988

2525

3535

22

29292626

4646

2828

4848

1717

3737

13134444

77

449955

1111 4545

4040 1818

1919

24243232

3131

2020

5151

2222

3030

4242

333333

1010

5050

66

11

3939

3636

2727

4343

4747

3838

12121616

Fig. 7.9. DSS pentrumanagementul acumulărilor

în Bulgaria

Fig. 7.10. Sistemul de SuportDecizional pentru

Managementul Acumulărilor înCondiţii Extreme


128

7.4. Modele de simulare-optimizare pentru alocarea apei în Bulgaria şi România –Bune Practici pentru Managementul Secetei

Metodologia, sistemul de indici şi modele de simulare - optimizare (SYMIL) au fostfolosiţi în Inspectoratele Bazinele şi au fost aplicaţi operativ în Ministerul Mediului şiApelor (Metodologie pentru Alocarea Apelor din Acumulări, 2004; Metodologie pentrubilanţurile hidrologice ale resurselor de apă in bazinele hidrografice, Contract cuMinisterul Mediului şi Apelor (MEW), 2004; Niagolov, I., Acord de estimare aresurselor de apă cu MEW, 2011-2014). Programul SYMIL şi aceşti indici stau la bazalucrării de cercetare “Scheme generale de utilizare a apei în regiunile din demanagement al bazinelor”, care a fost dezvoltat conform Legii Apelor din 2000.

Fig. 7.11. Scheme generale de utilizare a apei şi bilanţuri hidrice ale resurselor de apă dinbazinele hidrografice situate în regiuni de management hidrografic (NIMH - BAS, 2000 şi 2006)

Schemele elaborate şi bilanţurile hidrice ale resurselor de apă pentru toate bazinelehidrografice din Bulgaria au devenit baza elaborării primelor Planuri de Managementale Bazinelor Hidrografice.

Anumite modele de alocare a apei ca SYMIL sunt foarte importante în caz descurgere minimă şi perioade de secetă (Adler Mary-Jeanne, 2013; Drobot, R., Modelebazate de algoritmul « în-neregulă ». Bunele practice au fost propuse pentruProiectul WATER CoRe Project – Manual d Bune Practici pentru ManagementulSecetei, (Interreg IVC, 2011), pentru a fi aplicate în Regiunile Europene. Trei tipuride modele de simulare – optimizare bazate pe versiuni perfecţionate ale algoritmului« ieşti din comun » ca tehnică de optimizare au fost dezvoltate şi folosite înRomânia:

•modele pentru crearea de operaţiuni pe termen scurt ale WMS,•modele numit generic SIMOPT care au drept scop analiza operaţiunile WMS

pe termen lung şi au ca rezultat principal parametrii funcţionali statistici ai WMS.

Un sistem WMS este modelat printr-o reţea cu arce şi noduri astfel încât problemaoperării WMS devine o problemă de scurgeri în reţea.


129

Conceptul WATMAN prezentat este aplicat în proiectarea detaliată a softurilor –“Operarea pro-activă a acumulărilor în cascadă în condiţii extreme (inundaţii şisecetă), folosind Sistemele Extinse de Suport Decizional ( (CDSS). WATMAN DSS ainclus trei module:

1. ALLOC – un model de alocare şi repartizare a apei. Modelul ALLOC este proiectatpentru a fi utilizat de managerii sistemelor hidrologice şi operatori la planificarealunară şi trimestrială a acumulărilor. Este un model general care poate fi adaptat laorice sistem de gospodărire a apei, indiferent de formă, număr de acumulări saufolosinţe de apă; 2. Mike-Basin – un model multi-funcţional de management albazinelor hidrografice , incluzând calitatea apei de suprafaţă şi legăturile cuprelevările de apă subterană ; şi 3. GMS – un sistem cuprinzător de modelare aapelor subterane.

Analiza schimbărilor climatice şi identificarea zonelor vulnerabile pentru alimentareacu apă sunt direct legate de Planurile de Management al Bazinelor Hidrografice şiactualizarea lor , care trebuie să ia în considerare schimbările climatice, şi includplanuri de management pentru deficitul de apă şi secetă, şi actualizarea Programuluide Măsuri, inclusiv măsurile pentru planificarea şi managementul sistemelorcomplexe de resurse de apă şi baraje.

7.5. Sistem automat pentru monitorizarea secetei prin indicele SRI la nivelnaţional în Bulgaria

Sistemul Automat de Monitorizare a Secetei dezvoltat de Institutul Naţional deHidrologie şi Meteorologie – Academia de Ştiinţe a Bulgariei, acoperă principalelebazine hidrografice din Republic Bulgaria (www.hydro.bg), şi funcţionează conformprincipiului lucrului la sistemul de alertă de vreme extremă METEOALARM(www.meteoalarm.eu), Chilikova-Lubomirova, D. Dimitrov, 2012.

Acest sistem este dezvoltat pe bază lunară pentru identificarea secetei cu referire laspecificul ţării şi permite caracterizarea evenimentului şi a severităţii sale cândacesta se produce. Acest lucru este prezentat într-un cod al culorilor – în domeniul deculori de la roşu la albastru, unde secţiunea cu roşu-oranj reprezintă secete extremeşi severe.


130

7.6. Seceta hidrologică şi viitorul – studiu de caz pentru Bulgaria şi Dunăre

La trecerea în revistă a practicii din Bulgaria, diferite investigaţii referitoare la apeau fost furnizate în termini de evaluare cantitativă. De exemplu, se prezintă pe scurtmunca echipei Gerasimov Str. et al. (2004), parte a investigaţiilor pentru proiectul“Seceta în Bulgaria, analogie prezentă pentru schimbări climatice. Dimensiuninaturale, economice .şi sociale ale secetei 1982 - 1994”. Acest proiect a luat înconsiderare bazinele hidrografie ale Dunări Mării Negre şi Mării Egee (în generalpartea sud-vestică şi sud-estică) şi a ţinut contr de faptul că în trecut au existatpuţine informaţii referitoare la ape din perioada 1935 - 1955.

Tabelul 7.1. Valori ale precipitaţiilor şi temperaturii aerului

District Pentru precipitaţii P,

cifre

Pentru temperatură T,

cifre

Bazinul hidrografic al Dunării 134 71

Bazinul hidrografic al râurilor ce sevarsă în Marea Neagră

52 29

Bazinul hidrografic al râurilor ce sevarsă în Marea Egee – în general

114 69

Pentru Bulgaria - în general 300 169

Dar aşa cum s-a menţionat în diferite cronici şi mărturii, există dovezi că în trecutcapacitatea hidrologică a râurilor din Bulgaria era considerabil mai mare în ceea cepriveşte râurile Struma, Iskar, Jantra şi Maritza, iar râul Maritza era chiar navigabil ,aşa cum se arată în anumite surse din literatura de specialitate. De aceea materialulmenţionat a investigat seceta din Bulgaria, definind perioade semnificative de

Figura 7.12 Ilustrarea funcţionăriiSistemului de Monitorizare a

Secetei, NIMH-BAS, www.hydro.bg


131

secetă şi severitatea secetei, prin comparaţie şi analiză probabilistică folosită pentrucaracterizarea secetei şi implementarea scenariilor pentru viitor.

Conform autorilor, perioada anilor ’80 din secolul XX ar putea fi considerată operioadă semnificativă de secetă în ceea ce priveşte apa, analizând diferite aspecteşi surse de date, menţionate în Tabelul 7.1.

Rezultatele au luat în considerare perioada de timp începând cu anul 1892 preluatedin datele de observaţie de la precipitaţii şi staţiile meteorologice, iar datele lipsă aufost extrapolate prin corelarea cu cifrele prezentate în Tabelul 7.1. Valori mediipentru precipitaţii (P) şi temperatură (T) pentru cele trei districte de bazinehidrografice sunt obţinute prin metoda mediei şi interpolare lineară luând înconsiderare altitudinea medie a districtelor. S-a realizat o analiză a fluctuaţiilormulti-anuale ale scurgerilor prin albie şi elementelor de bilanţ hidrologic cum suntprecipitaţii şi evaporarea la tendinţe de graniţă şi modificările cadru din viitorconform diferitelor scenarii. Acest lucru a fost acceptat ca o evaluare imparţială ascurgerii şi resurselor de apă în condiţii de scurgere minimă,. In analiza datelorpreliminare s-au folosit metoda regresiei şi corelaţiei referitore al scurgere,precipitaţii şi temperatură pentru extinderea perioadei de timp până în 1892.Urmând evaluarea tendinţei celor trei parametri – precipitaţii, temperaturi şiscurgere a fost realizată, cu ecuaţii general lineare de tendinţă y = ax+b, unde x estevalorarea fiecărui an, iar a este gradientul şi b interceptul. Valorile concrete suntprezentate în tabelul 7.2.

Table 7.2. Tendinţa lineară a temperaturii CT , ; precipitaţiilor mmP, şi scurgerii mmh,în principalele trei districte de bazine hidrografice din Bulgaria.

District bazin hidrografic TemperaturăCT ,

PrecipitaţiimmP,

Scurgere prin albiemmh,

T TbP Pb

h PbBazinul Dunării 0,0059 7,8431 -0,4115 754,8 -0,3166 171,13Bazinul Mării Egee (îngeneral)

0,004 7,4189 -0,349 773,47 -0,2929 270,51

Marea Neagră 0,0042 10,247 0,1817 633,66 0,0698 151,05Bulgaria – în general 0,00481 7,9840 -0,3015 746,48 -0,2526 213,08

Pentru o mai bună înţelegere în ceea ce priveşte perioada extinsă de timp pentru alua în considerare anii 1890 – 1995, pentru fiecare district bazinal au fost evaluateperioadele semnificative de secetă:

Pentru întreaga ţară şi două din cele mai mari districte bazinale: Marea Egee(sud-vest şi sud-est luate împreună) şi districtul bazinal al Dunării: 1982 -1994 pentru precipitaţii şi 1983 – 1995 pentru curgerea prin albie;

Pentru districtul bazinal al Mării Negre – 1982 - 1994 pentru curgerea prinalbie şi 1942 - 1954 pentru precipitaţii.

Tabelul 7.3 de mai jos prezintă structura cronologică a evaluării secetei în unităţile


132

aferente.

Pe baza evaluărilor trendurilor prezentate, s-a realizat o caracterizare aprecipitaţiilor şi variabilităţii scurgerilor referitoare la districtele bazinelorhidrografice investigate şi pentru întreaga ţară pentru diferite perioade de timp.Informaţiile sunt prezentate în Tabelul 7.4.

Tabelul 7.3. Structura cronologică a perioadei de secetă în unităţi relative (K) pentruscurgere (h) şi precipitaţii (P) referitoare la norm. pe 106 ani Ph, XXK K /

District 1982 1983 1984 1985 1986 1987 1988

Bulgaria h 0.80 0.94 0.82 1.11 0.58 0.71 0.75 0.72P 0.90 0.96 0.92 0.87 0.83 0.88 0.98 0.94

Marea Egee (parteaestică şi vestică luateîmpreună)

h 0.82 0.97 0.94 1.08 0.65 0.74 0.77 0.72

P 0.89 0.99 0.95 0.84 0.87 0.90 0.98 0.90

Dunăre h 0.71 0.85 0.65 1.05 0.38 0.64 0.71 0.67P 0.89 0.91 0.89 0.84 0.79 0.86 0.98 0.94

Marea Neagră h 0.72 1.00 0.71 1.44 0.76 0.75 0.81 0.84P 0.87 1.01 0.92 1.05 0.84 0.85 0.97 1.08

District 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995

Bulgaria h 0.80 0.59 0.46 0.90 0.63 0.43 0.41 0.81P 0.90 0.89 0.77 1.04 0.78 0.72 0.83 1.12

Marea Egee (parteaestică şi vestică luateîmpreună))

h 0.82 0.65 0.50 0.89 0.57 0.43 0.44 0.80

P 0.89 0.88 0.82 0.94 0.78 0.67 0.81 1.09

Dunăre h 0.71 0.49 0.42 0.96 0.79 0.38 0.31 0.69P 0.89 0.88 0.71 1.13 0.77 0.71 0.84 1.13

Marea Neagră h 0.72 0.60 0.34 0.73 0.46 0.55 0.55 1.30P 0.87 0.93 0.76 1.10 0.81 0.90 0.88 1.20

Element,

prag cuartile 25%.

Tabelul 7.4. Bilanţul apei prin evaluarea tendinţelor pentru două secoleDistrict debazinhidrografic

Element 1900 1950 2000 2050 2100P

y

y

Dunăre

DP , mm 751 730 710 689 668 1 -83

Dh , mm 168,0 152,1 136,3 120,5 104,6 0,764 -63,4

DD Ph / 0,224 0,208 0,192 0,175 0,157 - -

DDD hPE 582,7 578,0 573,2 568,5 563,7 0,229 -19,0

M. Egee

DP , mm 770 753 735 718 700 1 -40

Dh 267,6 252,9 238,3 223,6 209,0 0,837 -58,6

DD Ph / 0,348 0,336 0,324 0,312 0,298 - -


133

DDD hPE 502,4 499,6 496,8 494,0 491,2 0,160 11,2

M Neagră

DP , mm 635 645 654 663 672 1 37

Dh , mm 151,7 155,2 158,7 162,2 165,7 0,180 4,0

DD Ph / 0,239 0,421 0,243 0,245 0,247 - -

DDD hPE 483,7 489,3 494,9 500,5 506,1 0,605 22,4

Pentruîntreagaţară

DP , mm 743 728 713 698 683 1 -60

Dh , mm 211 198 185 173 160 0,850 -51

DD Ph / 0,283 0,272 0,260 0,247 0,234 - -

DDD hPE 532,9 530,5 528,0 525,6 523,1 0,163 -9,8

3910, mWh 23,42 21,98 20,53 19,20 17,76 - -

Dar deoarece evaluarea tendinţei obţinute nu este absolut sigură pentru realizareaviitoare – nu este probabil ca tendinţa factorilor dependenţi să fie aceeaşi –activitatea solară şi radiaţia, circulaţiile atmosferice şi factorii antropogeni, au fostfurnizate investigaţii suplimentare referitoare la diferite scenarii. Au fostimplementate şase modele diferite pentru scenarii viitoare, iar rezultatele suntprezentate în Tabelul 7.5.

unde

30

10

1i

iXn

X , ,%10010

1060 x

X

X

, ,%1001

00 x

X

X Tr

,

5,...,2,1,%,10010

ix

X

X ii

Eforturile prezentate ilustrează o abordare a evaluării secetei pentru caracterizareasecetei şi scenariile viitoare de implementare referitoare la evaluarea influenţelorevenimentelor viitoare probabile. Dar există alte investigaţii în Bulgaria la diferitescale completate de principiul prezentat.

Tabelul 7.5. Scenarii pesimiste pentru dezvoltarea naturală viitoare a proceselor hidrologiceîn Bulgaria. Relaţiile ,% ale elementelor principale ale bilanţului hidrologic (X) de la valorile

de bază (Xo) şi caracteristicile curgerii prin albie (H), precipitaţii (P) şi temperatura aerului(T) în grade Celsius.

District debazinhidrografic

Element Model 0(perioada 1961-1990)

Model1(trend2050)

Model2(trend2100)

Model 3(scădere 1982-1994)

Model4

Model 5

1T 2T D 1T +D 2T


134

+D

Xo,%0 ,%0

,%1 ,%2 ,%3 ,%4 ,%5

Dunăre

H, mm 152,0 1,4 -5,1 -20,7 -31,2 -35,3 -48,8 -58,7

P, mm 725,8 1,0 -0,8 -5,1 -8,0 -12,7 -16,2 -19,1

CT , 8,24 -0,08 0,1 0,54 0,84 0,21 0,57 0,87

M Neagră

H, mm 165,5 -7,7 -5,1 -2,0 0,1 -32,3 -29,7 -27,6

P, mm 660,9 -2,6 -1`,8 0,3 1,7 -9,4 -7,6 -6,3

CT , 10,52 -0,05 0,09 0,4 0,61 0,10 0,36 0,57

M. Egee(partea devest şi deest)

H, mm 254,9 -0,4 -3,6 -12,3 -18,0 -28,4 -35.5 -41,2

P, mm 749,9 0,7 -0,8 -4,3 -6,7 -12,2 -15,0 -17,4

CT , 7,63 0,0 0,13 0,43 0,63 0,20 0,45 0,65

Bulgaria –în general

H, mm 200,2 -0,7 -4,3 -13,6 -20,1 -31,0 -38,6 -45,1

P, mm 727,7 0,4 -0,9 -4,1 -6,1 -12,0 -14,6 -16,7

CT , 8,28 -0,04 0,11 0,47 0,71 0,19 0,49 0,73

7.7. Estimarea indicilor scurgerii minime – Aplicaţie la staţiile hidrometriceCorabia, Giurgiu şi Calarasi din România

Scopul acestei lucrări este de a selecta cei mai adecvaţi indicatori pentru scurgereaminimă şi seceta hidrologică. Pe baza determinării acestor indicatori va fi realizată oevaluare a pragurilor în evoluţia curgerii prin albie a fluviului Dunărea, pe sectorulcomun România - Bulgaria (Gruia - Chiciu-Calarasi), a acestei faze a regimuluihidrologic.

Folosind pachetul de aplicaţii lfstat, indicii de scurgere minimă au fost calculaţipentru perioada 1931 - 2012 (calculul a fost realizat pentru anul hidrologic, 1Decembrie - 30 Noiembrie) pentru trei staţii hidrometrice de pe sectorul românesc alDunării, şi anume Corabia, Giurgiu şi Chiciu - Calarasi (Tabelul 7.6).

Tabelul 7.6. Indicii de scurgere minimă pentru trei staţii hidrometrice de pe fluviul Dunărea

Staţiahidrometrică

Debitulmediu

multianualQ95 Q90 Q70 MAM1 MAM3 MAM7 MAM10 MAM30 MAM90 BFI

Constantade

recesie(zile)

Corabia 5738 2500 2890 4130 2346 2462 2526 2567 2829 3306 0.91 34.2


135

Giurgiu 6007 2610 3040 4330 2455 2574 2622 2661 2949 3447 0.92 33.6Chiciu-Călăraşi 6090 2600 3080 4420 2635 2665 2745 2745 2983 3470 0.94 37.1

Aceşti indici sunt reprezentaţi prin hidrografe pentru diferite perioade, grafice aledeficitelor de scurgere prin albie, vizualizarea scurgerii de bază, determinarearecesiei şi curba de durată a scurgerii.

Un regim de scurgere lunară poate fi calculat dintr-o serie de debite pentru câţivaani. Regimul ilustrează sezonalitatea curgerii râului şi, de aici, durata şi perioadelede apariţie caracteristice ale debitelor minime. În Figura 7.13 este prezentat regimulscurgerii lunare la staţia Chiciu - Calarasi, în care barele albastre reprezintăscurgerea medie lunară şi barele negre reprezintă percentila 10 din scurgerea zilnică.Hidrograful de la staţia Chiciu - Calarasi arată o perioadă cu scurgere minimă în lunilede toamnă, din august până în octombrie.

Curba de durată a debitelor (FDC) prezintă pentru toate valorile observate aledebitului, procentul în care sunt observate valori mai mari de debit. Astfel, setrasează pe grafic debitul corespunzător probabilităţii de depăşire (Fig. 7.14). În altestudii, probabilitatea de depăşire este adesea definită ca “procentul din timp în careo valoare este egalată sau depăşită”, mai degrabă decât “este depăşită”. O valoare adebitului, care este depăşită în x% din timp, este declarată ca fiind percentila x acurbei de durată, Qx.

Indici ai scurgerii minime determinaţi din curba de durată sunt percentilele, careindică o probabilitate mare de depăşire şi, de aceea, prezintă perioada cu scurgereminimă a unui regim hidrologic. Percentile frecvent utilizate ca indici ai scurgeriiminime sunt percentilele de 95, 90 şi 70%, respectiv Q95, Q90, şi Q70. Acestea sunt, deasemenea, alese frecvent ca valori ale nivelului prag în definirea evenimentelor desecetă.

Debitul mediu minim anual (n-zile) (MAM(n-day))

Debitul minim anual (n-zile), AM(n-day) este cel mai mic debit mediu timp de n zileconsecutive într-un an. Intervalele de mediere folosite de obicei, adică valorile lui n,

Fig. 7.13. Regimul scurgeriifluviului Dunărea la staţia Chiciu

- Calarasi

Fig. 7.14. Curba de durată a debitelorpentru fluviul Dunărea la staţia

Chiciu-Calarasi


136

sunt 1, 3, 7, 10, 30 şi 90 zile. Un debit AM(n-zile) poate fi uşor calculat prin aplicareaunui filtru a mediei alunecătoare de n zile la o serie de debite zilnice şi apoi prin

Fig. 7.15. Evoluţia debitelor medii minime anuale (1, 7 şi 30 zile) (MAM1, MAM7 şi MAM30)pentru staţiile Corabia, Giurgiu şi Chiciu - Călăraşi

selectarea în mod subsecvent a minimei seriei filtrate. Astfel, debitul mediu minimanual (n-zile), MAM(n-zile), este media seriei de timp AM(n-zile). Spre deosebire depercentilele din curba de durată, MAM(n-zile) implică un aspect legat de durată,inclus în intervalul de mediere.

MAM(n-zile) a fost calculat pentru staţiile Corabia, Giurgiu şi Chiuciu - Calarasi(Tabelul 6.1). Evoluţia MAM(1, 7, şi 30 zile) pentru aceste staţii este prezentată înFig. 7.15.

Indicele scurgerii de bază

Tehnicile de separare a hidrografului împart, în general, scurgerea totală în douăcomponente: una rapidă şi una întârziată. Componenta scurgerii întârziate, numităde obicei scurgerea de bază Qb (debitul de bază), reprezintă proporţia din scurgerecare provine din stocarea apei în subteran. Un indice mare al scurgerii de bazăînseamnă că bazinul hidrografic este capabil să susţină scurgerea râului sau fluviuluiîn timpul perioadelor prelungite de secetă. Din acest motiv, bazinul hidrografic alfluviului Dunărea îndeplineşte aceste condiţii (Tabelul 7.6) (valorile BFI sunt mai maride 0,9). Fluviul Dunărea are un bazin hidrografic cu capacitate mare de acumulare şiun regim stabil al scurgerii.

Variaţia anuală a scurgerii de bază pentru Dunăre la staţia Chiciu - Calarasi estereprezentată în Fig. 7.16. Aici se evidenţiază trei ani, 1950, 1972 şi 1990, cu ovariaţie redușă a scurgerii de bază (între 2000 şi 6000 mc/s).


137

În ceea ce priveşte reprezentarea hidrografului scurgerii după metoda separării, înFig. 7.17 este prezentat hidrograful scurgerii de bază (─) şi al scurgerii totale (─) lastaţia Chiciu-Călăraşi, pentru anii 1990 şi 2011.

Fig. 7.17. Hidrograful separării scurgerii de bază de scurgerea totală pentru fluviul Dunărea, lastaţia Chiciu - Călăraşi, pentru anii 1990 şi 2011

Analiza recesiei

Epuizarea treptată a apei acumulate într-un bazin hidrografic în timpul perioadelorcu precipitaţii reduce sau absente se reflectă în forma curbei de recesie, adicăsecţiunea descendentă a hidrografului (Fig. 7.17).

Curba de recesie descrie într-un mod integrat modul în care diferite procese şidepozite de apă freatice din bazinul hidrografic controlează scurgerea prin albie aunui râu. Râurile cu o curbă de recesie alungită au, în general, o alimentare bună dinsubteran, în timp ce o curbă de recesie abruptă este caracteristică râurilor cuscurgere rapidă, care drenează bazine hidrografice impermeabile cu stocarelimitată.

Estimarea numerică a indicilor de recesie implică selecţia unei expresii analiticeadecvate curbei de recesie, determinarea unei recesii caracteristice şi optimizareaparametrilor de recesie.

Curba de recesie este modelată prin potrivirea unei expresii analitice la funcţiascurgerii de suprafaţă Qt, unde Q este rata scurgerii (debitul), iar t este timpul.Intervalul de timp Δt este în mod normal de ordinul zilelor. Dacă Qt este modelat cadebit defluent dintr-o stocare lineară de ordinul întâi fără debit de intrare, rata derecesie va urma ecuaţia exponenţială simplă:= exp(− ⁄ ) (7.2(a))

Fig. 7.16. Variaţia temporală ascurgerii de bază pentru Fluviul

Dunărea, la staţia Chiciu -Călăraşi,între 1931 şi 2012


138

= − t C⁄ (7.2(b))unde Qt este debitul la momentul t; Q0 este debitul la startul perioadei de recesiemodelată (t = 0); iar C constanta de recesie (durata recesiei).

Diverse proceduri au fost dezvoltate pentru a identifica şi parametrizacomportamentul caracteristic de recesie al unui bazin hidrografic. Acestea pot ficlasificate în două mari grupe, cele bazate pe construirea unei curbe principale derecesie (MRC) şi cele care realizează un calcul separat al parametrilor segmentelorindividuale de recesie (IRS).

În metoda corelaţiei, parametrul C al MRC se obţine prin reprezentarea grafică aperechilor de valori (Qt-1, Qt) în aceeaşi diagramă înainte de potrivirea la o dreaptă.

O analiză a recesiei a fost realizată pentru fluviul Dunărea la staţia Chiciu - Călăraşi,pentru perioada 1931 - 2012. În graficul de mai jos (Fig. 7.18) este ilustrată rata derecesie determinată prin utilizarea metodei corelaţiei pentru un segment al recesieicu durata de 7 zile. Aici, k = 0,9734, care corespunde unei valori a lui C de 37,1 zile(Fig. 7.19).

Deficitul scurgerii apei

Deficitul scurgerii apei în albie este perioada când fluviul sau râul se află sub un pragspecific care defineşte un deficit de secetă sau critic. Una dintre metodele pentru aselecta şi caracteriza deficitul, şi anume metoda nivelului prag, se foloseşte pentrufurnizarea de estimări ale frecvenţei perioadelor cu scurgere minimă şi pentruproiectarea şi operarea de regularizări ale acumulărilor, acolo unde evacuările dinacumulări sunt făcute pentru a asigura prelevările din aval.

Instrumentele pentru ‘lfstat’ pentru caracteristicile deficitului includ grupareadiverselor metode şi a selectării pragului ca bază pentru calculul duratei secetei şiindicilor de deficit.

Fig. 7.18. Rata de recesie (k = 0,9734)determinată prin utilizarea metodei corelaţiei

MRC pentru o lungime a segmentului recesiei de7 zile, la staţia Chiciu - Călăraşi

Fig. 7.19. Histograma durateirecesiei pentru staţia Chiciu -

Călăraşi


139

Aplicarea unui nivel al pragului permite atât definirea evenimentelor de secetă caperioade cu scurgere sub normal, precum şi identificarea perioadelor cu alimentareacu apă insuficientă pentru o cerere specifică. În cel de-al doilea caz, nivelul praguluieste setat să fie egal cu cererea de debit, dar în primul caz se consideră căreprezintă condiţiile “normale”, ceea ce înseamnă că poate fi ales mai mult sau maipuţin liber în funcţie de albia de râu studiată, precum şi cererea studiului. Este totaluzual să se aplice, ca indice de scurgere minimă, o valoare obiectivă şi comparabilăpentru nivelul de prag. În mod frecvent, nivelele pragului folosite sunt Q95, Q90 şi Q70,iar pentru o albie de râu cu un procent ridicat al valorilor de 0 ale debitului mediu,debitul mediu multianual sau percentilele la fel de mari ca şi Q30 şi Q10.

Pentru definirea perioadelor secetoase, funcţia permite folosirea ca nivele de pragcuantile ale scurgerii, fixe şi variabile în timp (lunare / zilnice / sezoniere). Diversegrupuri de metode sunt disponibile pentru a înlătura întreruperile minore aleevenimentelor de secetă interdependente. Un set de parametri pot fi specificaţipentru personalizarea grupurilor de metode.

O analiza a deficitului scurgerii s-a realizat pentru staţia Chiciu-Călăraşi pentru aniihidrologici 2011 şi 2012 (Fig. 7.20). Graficul arată reprezentarea deficitului scurgeriifolosind ca nivel de prag Q70 lunar. Zonele marcate cu albastru indică volumele cudeficit ale perioadelor secetoase, când debitul zilnic scade sub nivelul de prag ales.

Fig. 7.20. Reprezentarea deficitului scurgerii pentru 2011 şi 2012, la staţia Chiciu - Călăraşi

Tabelul 7.7, rezultat în urma analizei, conţine caracteristici ale fiecărei perioade cuscurgere minimă (perioadă secetoasă), inclusiv durata, volumul deficitului,magnitudinea secetei, debitul minim şi data de start (an, lună, zi). Anul cu cea mailungă durată a perioadelor secetoase este 2011, cu un număr total de 199 de zile. Deasemenea, cea mai lungă perioadă de scurgere minimă este de 120 de zile.

Tabelul 7.7. Caracteristicile deficitului perioadelor cu scurgere minimă în 2011 şi 2011, lastaţia Chiciu - Călăraşi

d v mi Qmin Anul de start Luna de start Ziua de start

14 406080000 29005714 5250 2011 3 9

1 864000 864000 6180 2011 3 24


140

120 15362784000 128023200 3540 2011 4 3

31 838080000 27034839 2610 2011 9 1

13 460512000 35424000 2490 2011 10 7

69 6822144000 98871652 2120 2011 11 10

26 2515968000 96768000 2670 2012 2 7

14 603936000 43138286 4680 2012 3 16

22 1118016000 50818909 6170 2012 4 2

3 2592000 864000 6930 2012 5 9

9 174528000 19392000 6260 2012 5 13

24 1099872000 45828000 3840 2012 7 8

Tabelul poate oferi datele iniţiale necesare pentru statistici avansate ale perioadelorde secetă (care nu sunt complet suportate de soft), inclusiv valorile statisticeextreme ale duratei secetei şi volumului deficitului.

De asemenea, pot fi definite următoarele caracteristici ale deficitului (Tabelul 7.7):

d – durata, care este perioada de timp când scurgerea este sub nivelul de pragşi este denumită şi durata secetei, durata scurgerii minime sau lungimeascurgerii;

v – volumul sau severitatea, care se referă la volumul sau suma secetei;

mi – intensitatea, care se referă la magnitudinea deficitului sau secetei; esteraportul dintre volumul deficitului şi durata deficitului;

Qmin – debitul minim al fiecărui eveniment de deficit;

starthyear, startmonth, startday – momentul apariţiei, de exemplu data destart, media instalării şi terminării, sau data în care se înregistrează valoareadebitului minim.

7.8. Indici de identificare a secetei – Aplicaţia pilot din Dobrogea

Printre metodele de identificare şi caracterizare a perioadelor secetoase putemaminti metoda detectării perioadelor cu debite mai mici decât un anumit prag,considerat a fi pragul de apariţie a secetei.

Pentru acest studiu a fost ales debitul mediu lunar minim cu probabilitatea de 80%.Ca perioade minime de calcul, au fost alese intervale de 15 zile, respectiv de 30 zile,considerând că pentru perioadele mai scurte de timp nu putem vorbi de secetăpropriu-zisă, ci de o reducere temporară a debitului râului.

Pentru început s-au calculat statistic, pe baza seriilor de date, valorile debituluimediu lunar anual cu probabilităţile de 80%, 90%, 95% şi 97%, la 8 staţii hidrometrice


141

de pe Dunăre, aferente graniţei româno-bulgară: Calafat, Bechet, Corabia, TurnuMăgurele, Zimnicea, Giurgiu, Olteniţa şi Chiciu – Călăraşi.

Seriile de date se întind pe perioada 1931 – 2012, cu excepţia staţiei hidrometriceBechet (1983 – 2012). Pentru această staţie s-a determinat Qmin.lun. 80% prininterpolarea cu staţiile din amonte (Calafat) şi din aval (Corabia).

Valorile debitului mediu lunar minim cu probabilitatea de 80% sunt prezentate înTabelul 7.8. Se observă o creştere lentă a Qmin.lun. 80%, de la 1850m3/s, la staţiahidrometrică Calafat, la 2060m3/s, la staţia hidrometrică Chiciu – Călăraşi, datorităcontribuţiei sărace a afluenţilor din acest sector, în condiţii de scurgere minimă.

A doua etapă de lucru a constat în extragerea din seriile de debite medii zilnice, dela fiecare staţie hidrometrică, a perioadelor în care au fost înregistrate cel puţin 15zile, respectiv 30 de zile, cu valori ale debitelor medii zilnice sub debitul mediu lunarminim cu probabilitatea de 80%.În primul rând, se remarcă faptul că aceste perioadesecetoase au fost înregistrate în majoritatea cazurilor în anii 1947, 1949 şi 1954.

Anul 1947 este caracterizat de apariţia a două perioade secetoase, în ianuarie şiseptembrie - noiembrie; se remarcă perioada extrem de lungă secetoasă din toamnaacestui an, care a avut o lungime de aproximativ 60 de zile la toate staţiile de pesectorul analizat al Dunării.

În 1940 au fost de asemenea înregistrate perioade secetoase toamna, în octombrie -noiembrie, dar intensitatea a fost mai redusă, valorile debitelor fiind mai mici decâtvaloarea lui Q80% , persistând între 15 şi 20 de zile.

Iarna 1953 – 1954 a fost extrem de rece cu temperaturi scăzute care au favorizatprezenţa aproape continuă a podului de gheaţă peste Dunăre. În aceste condiţii,perioadele continue cu scurgere minime au atins durate de 40 - 60 de zile; la staţiilehidrometrice Giurgiu şi Olteniţa, perioada cu scurgere minimă a început încă din1953.

Cât priveşte staţia hidrometrică Bechet, datele sunt disponibile începând cu anul1983 dar, deoarece perioadele secetoase înregistrate la Calafat (în amonte) şiCorabia (în aval) prezintă similarităţi, se poate spune că debitele înregistrate laCalafat au aceeaşi tendinţă.

După 1961, un alt eveniment notabil a avut loc în anul 2003, când la Giurgiu s-ainstalat un interval cu scurgere minimă în lunile august – septembrie, pentru 24 dezile.

În perioada recentă, debite mai mici decât debitul mediu lunar minim cuprobabilitatea de 80%, Qlun.min. 80%, s-au înregistrat în decursul mai multor ani (1983,1985, 1990, 1992, 2003, 2007, 2009), în special în perioada de vară - toamnă, darintervalul de persistenţă a fost mai mic de 15 zile, insuficient pentru a le consideraperioade secetoase.


142

O explicaţie pentru această situaţie ar putea fi cele două acumulări de pe Dunăre,finalizate în 1970 (Porţile de Fier I) şi 1985 (Porţile d Fier II), care au un efect deregularizare a debitului.

Tabelul 7.8. Tabel de sinteză a perioadelor secetoase (Qzi < Q med. min, lun. 80%) la staţiile hidrometrice de pe fluviul Dunărea, aferentegraniţei româno-bulgare

Staţiahidrometrică Perioada Qmed.lun.min. 80%

(mc/s)Qmed.zil. < Q med.lun. min. 80%

interval ≥ 15 zileQmed.zil. < Q med. min, lun. 80%

interval ≥ 30 zile

Calafat 1931-2011 1,850Perioada 1: 1/7/1947 - 1/22/1947 (17 valori)Perioada 2: 10/23/1949 - 11/7/1949 (16valori)

Perioada 1: 9/21/1947 - 11/21/1947 (62valori)Perioada 2: 12/15/1953 - 1/29/1954 (46valori)

Bechet 1983-2011 1,890 - -

Corabia 1931-2011 1,900Perioada 1: 1/8/1947 - 1/24/1947 (17 valori)Perioada 2: 10/24/1949 - 11/9/1949 (17valori)


Turnu Măgurele 1931-2011 1,940 Perioada 2: 1/1/1954 - 1/28/1954 (28 valori) Perioada 1: 9/29/1947 - 11/19/1947 (52valori)

Zimnicea 1931-2011 1,950Perioada 1: 1/9/1947 - 1/24/1947 (16 valori)Perioada 2: 10/25/1949 - 11/10/1949 (17valori)


Giurgiu 1931-2011 2,020

Perioada 1: 12/16/1944 - 12/31/1944 (16valori)Perioada 2: 10/25/1949 - 11/11/1949 (18valori)Perioada 3: 12/12/1953 - 1/2/1954 (22 valori)Perioada 4: 1/10/1954 - 1/30/1954 (21 valori)Perioada 5: 8/19/2003 - 9/11/2003 (24 valori)

Perioada 1: 9/25/1947 - 11/23/1947 (60valori)

Olteniţa 1931-2011 2,050

Perioada 1: 10/25/1949 - 11/11/1949 (18valori)Perioada 2: 12/12/1953 - 1/2/1954 (22 valori)Perioada 3: 1/4/1954 - 1/30/1954 (27 valori)

Perioada 1: 9/26/1947 - 11/23/1947 (59valori)

Chiciu-Călăraşi 1931-2011 2,060

Perioada 1: 1/10/1947 - 1/27/1947 (18 valori)Perioada 2: 10/26/1949 - 11/11/1949 (17valori)Perioada 3: 10/6/1961 - 10/29/1961 (24valori)

Perioada 1: 9/24/1947 - 11/24/1947 (62valori)Perioada 2: 12/3/1953 - 2/1/1954 (61 valori)

137

7.9. Calculul indicilor de secetă. Evoluţia temporală a indicilor SPI, SPEI şi SFI lastaţia hidrometrică Chiciu - Călăraşi de pe fluviului Dunărea

Ne propunem să identificăm diferitele tipuri de secetă (moderată, severă şi extremă)folosind trei indici diferiţi: Indicele Standardizat de Precipitaţii (SPI), IndiceleStandardizat de Precipitaţii şi Evapotranspiraţie (SPEI) şi Indicele Standardizat alScurgerii (SFI). De aceea s-au calculat valorile indicilor SPI şi SPEI, pentru perioada1943 – 2011, la staţia hidrometrică Chiciu - Călăraşi. Această estimare a fost realizatăpentru intervalele de 1, 3, 6, 9, 12 şi 24 luni. Evoluţia acestor indici este prezentatăîn Fig. 7.21.

Fig. 7.21. Evoluţia temporală a valorilor indicilor SPI şi SPEI estimaţi pentru intervale de 1, 3,6, 9, 12 şi 24 luni, la staţia hidrometrică Chiciu - Călăraşi

-4

-3

-2

-1

0

1

2

3

4

1943

1945

1947

1949

1951

1953

1955

1957

1959

1961

1963

1965

1967

1969

1971

1973

1975

1977

1979

1981

1983

1985

1987

1989

1991

1993

1995

1997

1999

2001

2003

2005

2007

2009

2011

SPI 3

-4

-3

-2

-1

0

1

2

3

4

1943

1945

1947

1949

1951

1953

1955

1957

1959

1961

1963

1965

1967

1969

1971

1973

1975

1977

1979

1981

1983

1985

1987

1989

1991

1993

1995

1997

1999

2001

2003

2005

2007

2009

2011

SPEI

3

-4

-3

-2

-1

0

1

2

3

4

1943

1945

1947

1949

1951

1953

1955

1957

1959

1961

1963

1965

1967

1969

1971

1973

1975

1977

1979

1981

1983

1985

1987

1989

1991

1993

1995

1997

1999

2001

2003

2005

2007

2009

2011

SPI 6

-4

-3

-2

-1

0

1

2

3

4

1943

1945

1947

1949

1951

1953

1955

1957

1959

1961

1963

1965

1967

1969

1971

1973

1975

1977

1979

1981

1983

1985

1987

1989

1991

1993

1995

1997

1999

2001

2003

2005

2007

2009

2011

SPEI

6

-4

-3

-2

-1

0

1

2

3

4

1943

1945

1947

1949

1951

1953

1955

1957

1959

1961

1963

1965

1967

1969

1971

1973

1975

1977

1979

1981

1983

1985

1987

1989

1991

1993

1995

1997

1999

2001

2003

2005

2007

2009

2011

SPI 9

-4

-3

-2

-1

0

1

2

3

4

1943

1945

1947

1949

1951

1953

1955

1957

1959

1961

1963

1965

1967

1969

1971

1973

1975

1977

1979

1981

1983

1985

1987

1989

1991

1993

1995

1997

1999

2001

2003

2005

2007

2009

2011

SPEI

9

-4

-3

-2

-1

0

1

2

3

4

1943

1945

1947

1949

1951

1953

1955

1957

1959

1961

1963

1965

1967

1969

1971

1973

1975

1977

1979

1981

1983

1985

1987

1989

1991

1993

1995

1997

1999

2001

2003

2005

2007

2009

2011

SPI 1

2

-4

-3

-2

-1

0

1

2

3

4

1943

1945

1947

1949

1951

1953

1955

1957

1959

1961

1963

1965

1967

1969

1971

1973

1975

1977

1979

1981

1983

1985

1987

1989

1991

1993

1995

1997

1999

2001

2003

2005

2007

2009

2011

SPEI

12

138

Din analiza acestor grafice, pentru intervalele de 6, 9 şi 12 luni (SPI6, SPI9 şi SPI12),s-au identificat perioade mai lungi cu ani secetoşi: 1945 – 1952, 1957 – 1964 şi 1983 –1994, cu valori ale indicelui SPI mai mici decât -1. În detaliu se pot observa şi alţi anisecetoşi care nu aparţin perioadelor menţionate anterior.

După anul 2003 se observă o lungă perioadă de ani ploioşi care au rezultat în specialpentru intervalele estimate de 3, 6, 9, 12 şi 24 luni.

Atât în cazul indicelui SPI, cât şi în cazul indicelui SPEI, s-au înregistrat aceleaşiperioade secetoase, dar valorile indicelui SPEI sunt mai mici decât cele ale SPI, maiales în perioadele de secetă extremă. Acesta este rezultatul nivelului mai scăzut devariabilitate a temperaturii aerului şi a evapotranspiraţiei, în comparaţie cuprecipitaţiile.

Indicele SFI (Indicele Standardizat al Scurgerii) a fost estimat, de asemenea, pentrustaţia Chiciu - Călăraşi şi se bazează pe aceeaşi metodă ca şi în cazul SPI, dar suntfolosite serii de debite medii lunare în loc de precipitaţii.

În Fig. 7.22 se prezintă evoluţia temporală a valorilor SFI estimate pentru intervalede 1, 3, 6, 9, 12 şi 24 luni, la staţia Chiciu – Călăraşi. Se pot observa mai multeperioade de secetă: 1943 – 1954, 1959 – 1964, 1983 – 1994, 2003, 2007 şi 2011.

Fig. 7.22. Evoluţia temporală a valorilor indicelui SFI estimate pentru intervale de 1, 3, 6, 9,12 şi 24 luni, la staţia hidrometrică Chiciu - Călăraşi

In concluzie, cei trei indici estimaţi (SPI, SPEI şi SFI) şi reprezentaţi grafic arată înspecial aceleaşi perioade de secetă, atât climatică, cât şi hidrologică.

Indicele climatic SPEI arată o mai bună estimare a fenomenului de secetă în toatezonele studiate, deoarece sunt luaţi în considerare şi parametrii suplimentari, cumsunt temperatura medie a aerului şi evapotranspiraţia.

Pentru realizarea acestei subsecţiuni a ghidului, următorii indicatori au fost utilizaţi:Indicele Standardizat al Precipitaţiilor (SPI), Indicele Standardizat al Precipitaţiilor şi

-4

-3

-2

-1

0

1

2

3

4

1939

1941

1943

1945

1947

1949

1951

1953

1955

1957

1959

1961

1963

1965

1967

1969

1971

1973

1975

1977

1979

1981

1983

1985

1987

1989

1991

1993

1995

1997

1999

2001

2003

2005

2007

2009

2011

SFI 3

-4

-3

-2

-1

0

1

2

3

419

3919

4119

4319

4519

4719

4919

5119

5319

5519

5719

5919

6119

6319

6519

6719

6919

7119

7319

7519

7719

7919

8119

8319

8519

8719

8919

9119

9319

9519

9719

9920

0120

0320

0520

0720

0920

11

SFI 6

-4

-3

-2

-1

0

1

2

3

4

1939

1941

1943

1945

1947

1949

1951

1953

1955

1957

1959

1961

1963

1965

1967

1969

1971

1973

1975

1977

1979

1981

1983

1985

1987

1989

1991

1993

1995

1997

1999

2001

2003

2005

2007

2009

2011

SFI9

-4

-3

-2

-1

0

1

2

3

4

1939

1941

1943

1945

1947

1949

1951

1953

1955

1957

1959

1961

1963

1965

1967

1969

1971

1973

1975

1977

1979

1981

1983

1985

1987

1989

1991

1993

1995

1997

1999

2001

2003

2005

2007

2009

2011

SFI1

2

139

Evapotranspiraţiei (SPEI) şi Indicele Standardizat al Scurgerii (SFI), precum şi indiciide scurgere minimă. Calculul acestor indicatori a condus la determinarea:

Claselor (praguri rezultate din evoluţia climatică din zona de interes)referitoare la intensitatea şi durata secetei (indicii de secetă);

Pragurilor din evoluţia mărimii debitului (rezultate în timpul fazei critice aregimului hidrologic) (indici ai scurgerii minime).

7.10. Indici meteorologici şi hidrologici – Studiu de caz în România – Dobrogea deSud

7.10.1. Distribuţia spaţială a Indicelui de Secetă Palfai (PaDI)

Studiind informaţiile referitoare la evaluarea fenomenului de secetă, s-au remarcatmetodologia şi rezultatele obţinute de Palfai şi Herceg (2011) prin folosirea unuiindice empiric testat din anii ’90 în Ungaria şi, recent, în Sud-Estul Europei, în cadrulcooperării internaţionale pentru analiza secetei (DMCSEE).

Tabelul 7.9 Valorile indicelui PaDI calculate la staţiile meteorologice din regiunea Dobrogea

140

PaDI se bazează pe indicele secetei PAI din Ungaria (dezvoltat de Palfai-Petrasovits-Vermes în 1995), simplificat pentru a facilita achiziţia de date şi calculele pentru ozonă întinsă. De aceea, în calcularea factorilor de corecţie, în loc de utilizareavalorilor zilnice ale temperaturii şi precipitaţiilor, precum şi a nivelelor apelorsubterane, PaDI necesită medii lunare ale temperaturii aerului şi cantităţilor totalede precipitaţii lunare (Palfai şi Herceg, 2011).

Calculul indicelui PaDI constă în multiplicarea unei valori de bază cu trei factori decorecţie pentru condiţiile legate de temperatură, precipitaţii şi apele subterane.

Trebuie să remarcăm faptul că valorile obţinute se bazează pe date furnizate deinstitutele de meteorologie din Ungaria, Croaţia, Bulgaria, Serbia, Slovenia,Republica Macedonia (FYRO), Grecia şi Muntenegru. Principala concluzie a lui Palfai şiHerceg (2011) este aplicabilitatea metodei pentru Bazinul Carpaţilor la ZonaBalcanică.

1988 1990

1993 1994

2000 2003

Fig. 7.23. Distribuţia spaţială a indicelui PaDI în Dobrogea de Sud (NIHWM, 2013)

Acesta este motivul pentru care s-a considerat metoda adecvată pentru regiuneaDobrogea şi rezultatele relevă că, începând cu anul 1987, fenomenul secetei

141

progresează în timp şi spaţiu. Astfel, la staţia Hârsova (centrul Dobrogei) s-auînregistrat valorile maxime ale indicelui în anii 1988, 1990 şi 2000, iar la staţiaConstanţa (sudul Dobrogei) s-a constatat că zona a fost afectată de secete moderatespre grave (severe) în anii 1990 şi 1992, aşa cum se observă în Tabelul 7.9.

Hărţile care reprezintă repartizarea spaţială indicelui PaDI în Dobrogea de Sud (Fig.7.23) completează rezultatele obţinute în Centrul de Management al Secetei pentruSud-Estul Europei (DMCSEE), aşa cum se observă în Fig. 7.24.

1988 1990

1993 1994

2000 2003

Fig. 7.24. Distribuţia spaţială indicelui PaDI în Ungaria şi Balcani (Herceg, 2012)

142

7.10.2. Analiza regimului acviferului freatic în Dobrogea de Sud

Variaţiile pe termen lung au relevat o creştere importantă a nivelului apei subteraneîn perioada 1975 - 1995, sub influenţa irigaţiilor intensive, apoi se observă o scăderetreptată a amplitudinii (Fig. 7.25). Nivelul apei subterane creşte în regimul influenţatcu amplitudini de până la 10,4 m în zona Filimon Sârbu. Evoluţia nivelului anual alapei subterane în perioada 1990 - 2011 arată o tendinţă descrescătoare începând cu1991, când reîncărcarea artificială a acviferului de mică adâncime s-a oprit / a foststopată.

Fig. 7.25. Distribuţia temporală a nivelului apei subterane (m) în puţurile de monitorizare dela Nisipari şi Techirghiol (1976-2011)

7.11. Estimarea impactului schimbărilor climatice asupra regimuluiscurgerii minime pe râurile din sudul României

În vederea determinării vulnerabilităţii la ape mici în sudul României, în condiţiileschimbărilor climatice potenţiale şi a stabilirii unor măsuri de adaptare la nivelulfiecărui bazin hidrografic, sunt necesare analize privind estimarea impactuluischimbărilor climatice asupra regimului debitelor minime din bazinele hidrografice

143

situate în zona de studiu.

Ţinând seama de această necesitate obiectivul acestui studiu îl constituie estimareaimpactului schimbărilor climatice asupra regimului debitelor minime ale râurilor dinsudul României, care se bazează pe simulările de lungă durată realizate cu ajutorulunui model hidrologic, utilizând ca date de intrare seriile de precipitaţii şitemperaturi rezultate din simulările de evoluţie climatică realizate cu ajutorul unuimodel meteorologic regional.

Metodologia utilizată are la bază parcurgerea următoarelor etape:

Stabilirea scenariului de schimbare climatică, care cuprinde simulările deevoluţie climatică obţinute cu ajutorul unui model meteorologic, simulări caresunt disponibile pe o reţea grid de rezoluţie spaţială cât mai bună. Au fostdisponibile două tipuri de simulări: o simulare obţinută în cadrul unei rulări decontrol, pentru o perioadă istorică, în vederea stabilirii regimului climatic dereferinţă şi o simulare corespunzătoare scenariului de evoluţie a emisiei de gazecu efect de seră pentru o perioadă viitoare, folosind ca şi condiţii la limităsimulările realizate cu modelul meteorologic global cuplat ocean – atmosferă.

Preprocesarea datelor meteorologice de intrare la o rezoluţie spaţio –temporală corespunzătoare cerinţelor de modelare hidrologică, prinrealizarea următoarelor operaţii: aplicarea de corecţii ale valorilor simulateutilizând metode statistice şi setul de date grid bazat pe observaţii, cu orezoluţie spaţială si temporală cât mai bună; realizarea unui downscalingtemporal asupra valorilor corectate, de la pasul de timp disponibil la pasul detimp necesar modelului hidrologic şi realizarea unui downscaling spaţial asupravalorilor meteorologice de la rezoluţia disponibilă la cea necesară modeluluihidrologic.

Obţinerea seriilor de precipitaţii şi temperaturi medii pe subbazine, la pasulde timp de calcul, în conformitate cu schema topologică utilizată de modelulhidrologic pentru bazinele hidrografice analizate, utilizând seriile de datemeteorologice de intrare, în format grid.

Calibrarea modelului hidrologic, care se realizează cu ajutorul datelor istorice,fiind utilizat apoi, cu setul optim de parametrii rezultaţi în urma calibrării,pentru realizarea de simulări de lungă durată a seriilor de debite, folosind datelede scenarii climatice.

Simularea scurgerii pe două perioade de lungă durată cu ajutorul modeluluihidrologic, prima simulare fiind realizată pentru perioada de referinţă, iar ceade a doua pentru perioada viitoare. Simulările se realizează pentru regimulnatural de scurgere, fără a lua în considerare influenţa exploatării acumulărilor,pentru a estima impactul schimbărilor climatice asupra regimului hidrologic.

Analiza rezultatelor studiului de impact al schimbărilor şi variabilităţilorclimatice asupra regimului hidrologic al debitelor minime lunare, sezoniereşi anuale, prin compararea seriilor de debite, cu pas de timp de 6 ore, rezultateîn urma celor două simulări (pentru perioada de referinţă şi pentru perioadaviitoare).

Metodologia prezentată a fost aplicată la 3 bazine hidrografice din sudul României şi

144

anume (figura 1): Jiu (având suprafaţa bazinului hidrografic de 10080 km2 ceea cereprezintă 4,2 % din suprafaţa ţării), Olt (24050 km2; 10,1 %) şi Argeş (12550 km2; 5,3%). (Fig. 7.26).

Suprafaţa totală a celor trei bazine hidrografice analizate este de 46.680 km2, carereprezintă 19,6% din suprafaţa ţării.

Pentru estimarea impactului schimbărilor şi variabilităţilor climatice asupra regimuluidebitelor minime lunare, sezoniere şi anuale în bazinele hidrografice analizate aufost realizate simulări de lungă durată cu ajutorul modelului hidrologic CONSUL.

Fig. 7.27. Abaterile relative ale precipitaţiilor (ΔP) lunare, sezoniere şi anualemultianuale, din perioada 2021 – 2050 faţă de perioada de referinţă 1971 – 2000, la staţiile

hidrometrice de închidere din bazinele hidrografice analizate

Calibrarea parametrilor modelului hidrologic utilizat la simularea scurgerii în bazinelehidrografice analizate s-a realizat prin simularea scurgerii din perioada 2000-2006.

-30

-20

-10

0

10

20

30

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

ΔP (%

)

S.h.Zaval - r.Jiu

Sezonier Lunar Anual

-20

-10

0

10

20

30

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

ΔP (%

)

S.h.Cornet - r.Olt


-20

-10

0

10

20

30

40

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

ΔP (%

)

S.h.Budesti - r.Arges


Fig. 7.26. Bazinele hidrograficedin sudul României pentru care s-

a realizat studiul referitor laestimarea impactului schimbărilor

climatice asupra regimuluiscurgerii minime

145

Simulările cu modelul CONSUL, având parametrii optimi obţinuţi în urma procesuluide calibrare, au fost realizate pentru două perioade de timp: perioada de referinţă1971 – 2000 şi respectiv perioada viitoare 2021 – 2050 la 78 de staţii hidrometriceselectate din cele 3 bazine hidrografice analizate (24 în bazinul hidrografic Jiu; 28 înOlt şi 26 în Argeş).

Pentru datele de intrare în modelul hidrologic şi anume seriile de precipitaţii şitemperaturi medii pe subbazinele corespunzătoare staţiilor hidrometrice analizate, afost realizată o analiză comparativă, pentru cele două perioade de timp considerate.

De exemplu, Fig. 7.27 şi 7.28 prezintă abaterea relativă a precipitaţiilor şi, respectiv,a temperaturii, valori lunare, sezoniere şi anuale multianuale, pentru perioada 2021-2050 faţă de perioada de referinţă 1971-2000, medii pe subbazinele hidrograficecorespunzătoare staţiilor hidrometrice de închidere din bazinele hidrograficeanalizate.

Fig. 7.28. Abaterile temperaturilor aerului (ΔT) lunare, sezoniere şi anuale multianuale,din perioada 2021 – 2050 faţă de perioada de referinţă 1971 – 2000, la staţiile hidrometrice

de închidere din bazinele hidrografice analizate

Din analiza comparativă, pentru perioada viitoare (2021-2050) faţă de perioada dereferinţă (1971-2000), a seriilor de precipitaţii şi temperaturi medii pe subbazinelecorespunzătoare staţiilor hidrometrice luate în considerare din bazinale hidrograficeanalizate a rezultat următoarele: Regimul precipitaţiilor:o Pentru bazinul hidrografic Jiu, regimul precipitaţiilor lunare are o tendinţăgenerală de scădere la nivel anual (-8,9 %), dar înregistrează o creşteresemnificativă în luna decembrie şi scăderi mai pronunţate în lunile mai şi iulie.Cea mai mare creştere s-a obţinut în luna decembrie, 26,6 %, la staţiahidrometrică Albeşti de pe râul Amaradia, iar cea mai mare scădere în luna iulie,-32,1 %, la staţia hidrometrică Breasta de pe râul Raznic. Pe sezoane se remarcă o

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

11

12

?

T(

o

C)

Staţia hidrometrică Budesti - Râul Arges

Sezonală

Lunară

Anuală

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

?

T(

o

C)

Staţia hidrometricăCornet

- RâulOlt

Sezonală

Lunară

Anuală

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

?

T(

o

C)

Staţia hidrometrică Zaval - Râul Jiu

Sezonală

Lunară

Anuală

146

creştere a precipitaţiilor iarna şi o scădere a lor în celelalte anotimpuri.o Pentru bazinul hidrografic Olt, regimul precipitaţiilor lunare are o tendinţăgenerală de scădere la nivel anual (-5,3 %), dar înregistrează o creşteresemnificativă în lunile februarie şi decembrie şi scăderi mai pronunţate în lunilemai, august, septembrie, octombrie şi noiembrie. Cea mai mare creştere s-aobţinut în luna decembrie, 38,8 %, la staţia hidrometrică Reşca de pe râul Teslui,iar cea mai mare scădere în luna iulie, -25,6 %, la aceiaşi staţia hidrometrică. Pesezoane se remarcă o creştere a precipitaţiilor iarna şi o scădere a lor în celelalteanotimpuri.o Pentru bazinul hidrografic Argeş, regimul precipitaţiilor lunare are otendinţă generală de scădere la nivel anual (-4,7 %), dar înregistrează o creşteresemnificativă în lunile februarie şi decembrie şi scăderi mai pronunţate în lunilemai, iunie, septembrie şi octombrie. Cea mai mare creştere s-a obţinut în lunadecembrie, 45,6 %, la staţia hidrometrică Crovu de pe râul Clavacioc, iar cea maimare scădere în luna septembrie, -24,8 %, la staţia hidrometrică Colacu de perâul Colentina. Pe sezoane se remarcă o creştere a precipitaţiilor iarna şi oscădere a lor în celelalte anotimpuri. Regimul temperaturilor aerului:o Pentru bazinul hidrografic Jiu se observă o creştere atât la nivel anual (1,5°C) cât şi în fiecare sezon şi lună, în general între 0,5 - 2,9 °C, dar cu o creşteremai accentuată în lunile februarie şi octombrie. Cea mai mare creştere s-aobţinut în luna octombrie, 2,9 °C, la staţia hidrometrică Valea de Peşti de pe râulValea de Peşti iar cea mai mică în luna decembrie, 0,5 °C, la staţiile hidrometriceLonea de pe râul Jiul de Est, Câmpul lui Neag de pe râul Jiul de Vest şi Valea dePeşti de pe râul Valea de Peşti.o Pentru bazinul hidrografic Olt se observă o creştere atât la nivel anual (1,3°C) cât şi în fiecare sezon şi lună, în general între 0,5 - 3,0 °C, cu o creştere maiaccentuată în lunile februarie şi octombrie. Cea mai mare creştere s-a obţinut înluna octombrie, 3,0 °C, la staţia hidrometrică Gura Latoriţei de pe râul Latoriţaiar cea mai mică în luna decembrie, 0,5 °C, la staţiile hidrometrice Gura Latoriţeide pe râul Lotru şi Gura Latoriţei de pe râul Latoriţa.o Pentru bazinul hidrografic Argeş se observă o creştere atât la nivel anual(1,4 °C) cât şi în fiecare sezon şi lună, în general între 0,6 - 2,7 °C, cu o creşteremai accentuată în lunile februarie şi octombrie. Cea mai mare creştere s-aobţinut în luna octombrie, 2,7 °C, la 5 staţii hidrometrice (Mălureni de pe râulVâlsan, Dărmăneşti de pe râul Râul Doamnei, Voina de pe râul Râul Târgului,Bălileşti de pe râul Bratia şi Bădeni de pe râul Valea Bădenilor) iar cea mai micăîn luna decembrie, 0,6 °C, la 6 staţiile hidrometrice (Mălureni de pe râul Vâlsan,Voina şi Piscani de pe râul Râul Târgului, Bălileşti de pe râul Bratia, Mioveni de perâul Argeşel şi Bădeni de pe râul Valea Bădenilor).

În continuare a fost realizată analiza comparativă a regimului debitelor minimelunare, sezoniere şi anuale multianuale pentru cele două perioade de simulare,determinându-se abaterea relativă dintre ele.

147

Fig. 7.29. Abaterile relative ale debitelor minime (ΔQ) lunare, sezoniere şi anualemultianuale, din perioada 2021 – 2050 comparativ cu perioada de referinţă 1971 – 2000, la

staţiile hidrometrice de închidere din bazinele hidrografice analizate

Figura 7.29 arată abaterile relative ale debitelor minime lunare, sezoniere şi anualemultianuale, din perioada 2021 - 2050 faţă de perioada de referinţă 1971 - 2000, lastaţiile hidrometrice de închidere din bazinele hidrografice analizate, rezultate dinsimularea realizată cu modelul hidrologic CONSUL.

Ca urmare a tendinţelor de variaţie ale parametrilor meteorologici, în urma analizeisimulărilor evoluţiei debitelor, se observă următoarele modificări ale regimuluidebitelor minime multianuale: Pentru bazinul hidrografic Jiu se observă o scădere semnificativă a debitelor

minime în lunile mai, iunie, septembrie şi noiembrie şi o creştere a lor în lunilefebruarie şi martie. Pe sezoane se observă, în general, o scădere a debitelorminime în sezoanele de primăvară, vară şi toamnă şi o creştere iarna. Scădereacea mai mare, -46,5 %, s-a obţinut la staţia hidrometrică Lonea de pe râul Jiulde Est pentru sezonul de toamnă. La nivelul debitelor minime anuale, simulărileau indicat o tendinţă de scădere, de aproximativ -10,5 %, cea mai mare fiind lastaţia hidrometrică Godineşti de pe râul Tismana (-26,8 %).

Pentru bazinul hidrografic Olt se observă o scădere semnificativă a debitelorminime în lunile mai, iunie, octombrie şi noiembrie şi o creştere a lor în lunilefebruarie şi martie. Pe sezoane se observă, în general, o scădere a debitelorminime în sezoanele de primăvară, vară şi toamnă şi o creştere iarna. Scădereacea mai mare, -33,4 %, s-a obţinut la staţia hidrometrică Gura Latoriţei de perâul Latoriţa pentru sezonul de toamnă. La nivelul debitelor minime anuale,simulările au indicat o tendinţă de scădere, de aproximativ -9,4 %, cea maimare fiind la staţia hidrometrică Balş de pe râul Olteţ (-16,9 %).

Pentru bazinul hidrografic Argeş se observă o scădere semnificativă a debitelorminime în lunile octombrie şi noiembrie şi o creştere a lor în lunile februarie şi

-20-15-10-505

101520

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

?

Q(%)

Staţia hidrometrică Budesti - Râul Arges

Sezonală Lunară Anuală

-30

-20

-10

0

10

20

30

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

11

12

?

Q(%)

Staţia hidrometrică Cornet - Râul Olt

Sezonalăp

Lunară

Anuală

-25-20-15-10-505

1015

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

?

Q(%)

Staţia hidrometricăZaval

- RâulJiu

Sezonală

Lunară

Anuală

148

martie. Pe sezoane se observă, în general, o scădere a debitelor minime întoate anotimpurile. Scăderea cea mai mare, -24,4 %, s-a obţinut la staţiahidrometrică Mălureni de pe râul Vâlsan pentru sezonul de toamnă. La niveluldebitelor minime anuale, simulările au indicat, în general, o tendinţă descădere, de aproximativ -6,1 %, cea mai mare fiind la staţia hidrometricăMioveni de pe râul Argeşel (-11,5 %).

Rezultatele obţinute în cadrul studiului, în urma finalizării obiectivelor propuse, sunturmătoarele: Au fost obţinute, pentru perioada de referinţă (1971-2000) şi pentru perioada

viitoare (2021-2050), seriile de precipitaţii lunare, sezoniere şi anuale, medii pesubbazine în conformitate cu schema de calcul a modelului hidrologic utilizatpentru bazinele hidrografice analizate, printr-o serie de operaţii depreprocesare a datelor de precipitaţii utilizate ca date de intrare în modelulhidrologic.

Au fost obţinute, pentru perioada de referinţă şi pentru cea viitoare, seriile detemperaturi medii lunare, sezoniere şi anuale, medii pe subbazine înconformitate cu schema de calcul a modelului hidrologic utilizat pentru bazinelehidrografice analizate, printr-o serie de operaţii de preprocesare a datelor detemperaturi utilizate ca date de intrare în modelul hidrologic.

Au fost obţinute, pentru perioada de referinţă şi pentru cea viitoare, debiteleminime lunare, sezoniere şi anuale, printr-o serie de operaţii de preprocesare adatelor de debite simulate cu modelul hidrologic.

Au fost analizate comparativ, pentru perioada viitoare faţă de perioada dereferinţă, seriile de precipitaţii şi temperaturi medii pe subbazinelecorespunzătoare staţiilor hidrometrice considerate din bazinele hidrograficeanalizate.

Au fost analizate comparativ, pentru perioada viitoare faţă de perioada dereferinţă, debitele minime lunare, sezoniere si anuale multianuale, la staţiilehidrometrice considerate din bazinele hidrografice analizate.

Metodologia aplicată în cadrul acestui studiu, privind estimarea impactuluischimbărilor şi variabilităţilor climatice asupra regimului debitelor minime alerâurilor, pe baza simulării scurgerii pe lungă perioadă efectuată cu ajutorul unuimodel hidrologic, utilizând ca date de intrare seriile de precipitaţii şi temperaturirezultate din simulările de evoluţie climatică realizate cu ajutorul unui modelmeteorologic regional, poate fi aplicată şi pe alte bazine hidrografice pentru a obţineîn final o analiză cât mai exactă la nivelul zonei studiate.

7.12. Un concept de monitorizare a secetei agricole – la nivelul cel mai avansat

7.12.1. Monitorizarea secetei pedologice în diferite regiuni

Conform lui Wilhite şi Svoboda (2000), sarcinile primordiale ale proceselor demonitorizare sunt: Adoptarea unei definiţii aplicabile pentru determinarea gradelor de secetă.

Există mulţi indici de secetă datorită multiplicităţii definiţiilor secetei. Deaceea, este important să evaluăm performanţele câtorva indici de secetă însituaţie de secetă, pentru care poate fi realizat un studiu de caz comparativ.Evaluarea include potenţialul indicelui de a fi folosit în condiţii de avertizare

149

timpurie şi identificare a diferitelor efecte ale secetei asupra caracteristicilorhidrologice, apei subterane, producţiei, recoltelor şi economiei statului.

Regionalizarea managementului secetei. Trebuie luaţi în considerare factoriiclimatici, de exploatare a solului, hidrologici, topografici, pentru a crea zoneomogene de management al secetei.

Dezvoltarea sistemului de monitorizare a secetei.

În zona Europei Centrale, observaţiile meteorologice aparţin mai ales serviciilor demeteorologie naţionale. Acest lucru are trei influenţe pozitive: a. Ca urmare aprocesului general de automatizare a institutelor de meteorologie, sisteme deobservare total sau parţial automate au început să fie implementate. b. Dacă cea maivastă reţea meteorologică naţională are un proprietar, atunci există o posibilitatereală de a avea aceleaşi instrumente, aceiaşi timpi de măsurare, aceleaşi reguli deobservare, etc., ceea ce duce la date destul de omogene. Acelaşi lucru este valabilpentru observaţiile hidrologice, de asemenea, chiar dacă reţelele meteorologice şihidrologice pot aparţine unor instituţii distincte.

Cantitatea şi calitatea inventarului de date din reţeaua hidrometrică curentă.Mulţi indicatori trebuie monitorizaţi pe lângă cei meteorologici şi hidrologici:agricoli, industriali etc.

Necesitatea de date pentru utilizatorii primari. Eficacitatea noilor sisteme estemaximă, atunci când utilizatorii primari participă la procesul de dezvoltare.

Diseminare.

Se recomandă ca statele din Europa să pună un mare accent pe monitorizarea seceteişi pe dezvoltarea de planuri de acţiune pro-active pentru atenuarea impactuluiepisoadelor viitoare de secetă (Wilhite, 2004). Experienţele din Statele Unite şi alteţări pot facilita acest proces. Prin punerea în comun a informaţiilor referitoare lamonitorizare, planificare, atenuare şi probleme de politici vor fi benefice pentrutoate ţările şi vor stimula un progres mai accelerat al pregătirii în caz de secetă înviitor.

Un exemplu de sistem interactiv automat, bazat pe Internet, este sistemul automatde îndrumare pentru irigaţii, dezvoltat de Serviciului de Meteorologie al Ungariei, cusprijinul financiar al Ministerului Agriculturii şi Dezvoltării Rurale. Sistemul calculeazăevapotranspiraţia zilnică (cu formula Penman-Monteith) şi foloseşte acest rezultat şimăsurătorile de precipitaţii pentru a determina deficitul de apă acumulat dinprecipitaţii. Pornind de la criza de apă poate fi calculată cererea de apă a diferitelorplante. Acest sistem este primul care funcţionează automat, interactiv şi liberaccesibil pe Internet în Ungaria. Acest tip de sistem poate fi baza unui sistem simplude monitorizare a secetei în timp real (Szalai, 2004).

Pur şi simplu seceta ucide. Monitorizarea precisă a secetei agricole/pedologice ajutăla managementul acestora, reduce pierderile cauzate de acestea şi atenueazăformele lor extreme, cu care anumite ţări se confruntă chiar în prezent. Există multelucrări ştiinţifice şi cărţi în toată lumea care tratează acest subiect. De exemplu,cartea intitulată “Monitorizarea şi Previziunea Secetei Agricole: Un studiu Global”editată de Vijendra et al. (2005) prezintă conceptele de bază ale secetei agricole,diverse tehnici de detectare la distanţă folosite pentru monitorizarea lor, şieforturile depuse de instiuţiile internaţionale pentru a le verifica. Contribuţia

150

autorilor internaţionali ai celor 34 de lucrări acoperă conceptele de bază ale seceteiagricole şi ale monitorizării, predicţiei şi analizei sale, tehnicile şi exemplele dedetectare la distanţă cum ar fi sisteme de microunde pasive şi active şi studiile decaz din cele două Americi, Europa, Rusia, Orientul Apropiat, Africa, Asia şi Australia.

7.12.1.1. Umiditatea solului, indici şi indicatori

Seceta este considerată a fi unul din cele mai periculoase dezastre naturale în zilelenoastre, chiar şi în zona Europei Centrale. Nu există niciun sistem de monitorizarespecial pentru secetă sau pentru umiditatea solului în Slovacia (Orfánus şi Šútor,2004). În ultimele decenii au fost organizate câteva sisteme parţiale şi orientate sprescopuri specifice de monitorizare a solului. În zona Insulei Rye (zona de graniţă cuUngaria), de exemplu, a fost monitorizat conţinutul de apă din sol în zona nesaturatăa solului, ca indicator de impact al Barajului Gabčíkovo construit pe Dunăre asupraecosistemelor învecinate. Regimul de apă al solurilor extrem de grele estemonitorizat în zona de câmpie din sud-estul Slovaciaei. Totuşi, aceste sisteme nu potoferi informaţii relevante pentru evaluarea secetei. Cu toate acestea, s-a realizat unexemplu al modului în care datele monitorizate de umiditate a solului pot fi legatede indicatorii de secetă estimaţi (limite hidrologice) (Orfánus şi Šútor, 2004).

Scopul programului operaţional agro-meteorologic din România este de monitorizarea fenomenelor agro-meteorologice de stres şi risc termic, hidrologic şi mecanicpentru a identifica în timp util zonele cele mai vulnerabile la apariţia acestorfenomene şi diseminarea informaţiilor către utilizatori, cu scopul de a lua deciziileadecvate pentru a preveni şi atenua efectele asupra eficienţei recoltelor. Umiditateasolului este principalul indicator pentru evaluarea fenomenului de secetă agricolă(Mateescu et al, 2004). Ȋn România, etapele de calcul pentru parametri umidităţiisolului sunt:a. Colectarea şi prelucrarea datelor primare meteorologice/flux rapid de la baza dedate ORACLE/Aplicaţia AGRO-SYNOPb. Calculul evapotranspiraţiei potenţiale - metoda Penman-Monteith /modelulCROPWATc. Prelucrarea pe decadă (10 zile) a datelor referitoare la umiditatea solului (mc/ha)provenite de la staţiile meteo integrate într-un program agro-meteorologic/grâul şiporumbul de iarnă şi adâncime/ 0-20, 0-50 şi 0-100 cmd. Calculul rezervei de umiditate din sol (mc/ha) (%/capacitatea apei utile din sol -CAu) şi al deficitului de apă din sol (mc/ha)/model simplu de calcul al bilanţuluihidrologic.

Următoarele cuvinte cheie pot fi raportate la sistemul de monitorizare menţionat maisus: modul de reprezentare spaţială -aplicaţie bazată pe detectarea la distanţă şitehnicile GIS; intervalul de execuţie – săptămânal, motive/monitorizare curentă,evoluţia dinamică, estimare de prognoză, avertizare în timp real, recomandări pentruprevenirea şi atenuarea secetei agricole; importanţă/sitem mobil de măsurare aumidităţii solului. Figura 7.30 arată reprezentarea spaţială a conţinutului deumezeală a solului la adâncimea 0 - 20 cm.

Deoarece nu există mai multe definiţii pentru secetă, instalarea şi terminarea sa suntdificil de determinat. Putem totuşi să identificăm diverşi indicatori de secetă, şiurmărirea acestor indicatori ne furnizează un mijloc esenţial de monitorizare a

151

secetei. Stabilirea căror indicatori se pot folosi, ridică mai multe probleme pentruproiectanţi: să se bazeze pe datele colectate pentru parametri specifici (cum suntdebitul şi stratul de zăpadă) sau ar trebui să aleagă unul sau mai mulţi indici, careîncorporează şi ponderează diverse tipuri de date în diverse combinaţii? La fel deimportantă în alegerea acestor indicatori este luarea în considerare a tipului sautipurilor de deficite de apă cu care se confruntă proiectantul - un indice sauparametri bine adecvaţi pentru probleme agricole sunt de un folos limitat pentruproiectanţii din zonele urbane.

Indicii de secetă agricolă pot fi definiţi ca şi configuraţii ale cantităţilor depreciptaţii corelate cu alţi parametri climatici, însoţiţi de reducerea apei din sol,ceea ce afectează în mod evident apa din sol disponibilă pentru culturi. Pentru a creaindici de secetă agricolă, anumiţi “indici pluviali” pot fi corelaţi, de exemplu, cutipul de sol şi de cultură, starea culturii, şi parametrii climatici ca, de exemplu,temperatura aerului, umiditatea aerului şi vânt. Un deficit de apă în sol în zonarădăcinilor poate duce la stres de apă pentru rădăcini, în funcţie de starea culturii şifactorii climatici care afectează transpiraţia şi evaporaţia (de ex. FAO, 1977). Deaceea, seceta agricolă poate fi determinată de o perioadă de creştere redusă aplantelor cu un deficit de apă în sol, anormal şi prelungit. Indici complecşi de secetăagrometeorologică care sunt utilizaţi pe scară largă în SUA sunt Indicele Anomaliei deUmiditate Palmer (indicele Z) şi Indicele de Umiditate a Culturilor. Indicii Palmersunt un algoritm de umiditate a solului calibrat pentru regiuni relativ omogene.Indicele de Umiditate a Culturilor, actualizat săptămânal de Centrul de PrognozaClimei, este determinat din Indicele de Secetă Palmer, proiectat să reflecteschimbarea rapidă a condiţiilor de umiditate a solului.

Pentru a investiga utilitatea indicelui de secetă SPI pentru detectarea şimonitorizarea secetei agricole, componenta de umiditate a solului a fost investigatăîn Ungaria (Szalai, 2004). Umiditatea solului este unul dintre cei mai importanţifactori limitativi pentru producţia de plante în Ungaria. La umiditatea solului,jumătatea rece a anului (iarna) a fost exclusă (octombrie – martie). În general, existăfoarte puţină evapotranspiraţie din sol şi solurile sunt de obicei saturate la sfârşituliernii, în ceea ce priveşte cantitatea de precipitaţii. Datele lunare de umiditate asolului au fost folosite pentru perioada aprilie – septembrie, la o adâncime de 0,5 m.Cea mai mare corelaţie este cu SPI pe 2 luni. Există o împrăştiere mare a valorilor

Fig. 7.30. Reprezentarea spaţialăa conţinutului de umiditate a

solului în România la adâncimea0-20 cm /22 septembrie 2004(sursa: Mateescu et al, 2004).

152

umidităţii solului în jurul relaţiei, indicând factori non-meteorologici (de ex. factoriagronomici) care joacă de asemenea un rol în determinarea umidităţii solului.

7.12.1.2. Indici pentru detecţia la distanţă (Monitorizare prin satelit)

Costul dezastrelor naturale creşte continuu; impactul lor este invariabil mai mare înţările în curs de dezvoltare şi acolo unde există concentrări de populaţie. Riscul lasecetă este o preocupare majoră în România. Există câteva tendinţe tehnologice carepot servi pentru reducerea vulnerabilităţii în faţadezastrelor. Acestea includ: o mai bună înţelegerea proceselor de risc, metode analitice şi decomunicare perfecţionate. De când tehnologiile dedetectare de pe orbită au progresat în modextraordinar, folosirea datelor de la satelitulmulti-spectral în combinaţie cu mijloaceletradiţionale poate asigura perfecţionareametodelor clasice de determinare a parametriloragro-meteorologici, contribuind în mare măsură laperfecţionarea managementului secetei.Platformele orbitale europene şi americane (deex. NOAA/AVHRR, SPOT/VEGETATION, ERS,LANDSAT, EOSTerra/Aqua, QuikScat, ADEOS-2,etc.), echipate cu diferiţi senzori optici sau radaroferă informaţii de înaltă calitate cu acoperireiterativă frecventă (Fig. 7.31).

Umiditatea solului este o variabilă de starecrucială a energiei globale şi a ciclului apei. Deaceea, evaluarea precisă a stării umidităţii solului şi dinamica sa în timp şi spaţiueste de o importanţă extremă pentru multe discipline. Progresele tehnologice uriaşedin ultimele trei decenii dovedesc fără dubiu că detectarea la distanţă din spaţiuoferă posibilitatea de a obţine prelevare frecventă a umidităţii solului pe arii largi depe suprafaţa Terrei. Chiar recent s-a prezentat primul set de date referitoare laumiditatea globală a solului pe baza datelor detectate la distanţă. Setul de date afost determinat din măsurătorile făcute cu scaterometrul ERS, un instrument cumicrounde active cu rezoluţie brută. Primele studii validate, care folosesc datele deumiditate a solului din modelul climatic global şi datele de pe teren, indicăperformanţa generală bună a informaţiilor derivate. Wagner (2004) oferă o privire deansamblu al experienţelor noastre obţinute pe baza scaterometrul ERS ca bază deînţelegere a potenţialului Scaterometrului Avansat ASCAT, care vor fi continuareaoperaţională a scaterometrul ERS de la bordul Sistemului Polar al EUMETSAT, METOP.

Cu ajutorul datelor de la satelit sunt calculaţi indicii de secetă şi deşertificare înRomânia şi sunt cartografiaţi cu tehnologiile GIS, de exemplu, Indicii Spectrali deVegetaţie (SVI), Indicele de vegetaţie normalizat prin diferenţă (NDVI); Indicelemodificat de vegetaţie la sol (MSAVI); Fluxul de căldură din sol (G); Indicele deUmiditate a Solului (SMI), utili pentru a caracteriza starea efectivă a secetei sau adeşertificării la sol; Indicele deficitului de apă (DFI) (Stancalie, 2004) – Fig. 7.32.

Fig. 7.31. Pagina de promovare aconferinţei pe tema RS şi

procesarea geo-informaţiilor

153

7.12.1.3. Modele bazate pe bilanţul sol - apă

Abordarea în a analiza efectul secetei asupra ecosistemelor agricole folosind modeledinamice de cultură are avantajul de a include toţi factorii relevanţi de impact alsecetei asupra sistemului sol - cultură - atmosferă pe perioade scurte de timp.Simularea bilanţului apei din sol şi cultură este un punct crucial în modelele dinamicede creştere a culturilor şi este realizat prin utilizarea diverselor metode cu diferitegrade de complexitate (de ex. Boogaard et al. 1998; Eitzinger et al., 2000a;Hoogenboom, 2000; Jamieson et al., 1998a; Penning de Vries et al., 1989; Sirotenko,1983; Tsuji et al., 1994, 1998). Modelele de simulare a culturilor pentru o varietatede culturi şi aplicaţii care includ evaluarea bilanţului apei din sol au fost dejadescrise anterior (de ex. Kunkel, 1990; Robinson şi Hubbard, 1990; Steiner et al.,1991; Wilhite, 1993). Jamieson et al. (1998b), de exemplu, a comparat modeleleAFRCWHEAT2, CERES-Wheat, Sirius, SUCROS2 şi SWHEAT cu măsurătorile creşteriigrâului în condiţii de secetă. Astfel de modele s-au dovedit utile în analiza efectelorsecetei asupra ecosistemelor agricole în locaţiile specifice. Ele sunt adeseacombinate cu detectarea la distanţă (de ex. van der Keur et al., 2001) şi alte datedin sistemele de informaţii geografice pentru a ajuta la evaluarea regională a secetei(de ex. White, 1999).

Un experiment cu lizimetrul realizat pe trei tipuri de sol din regiunea principală deproducţie agricolă din Austria, la Marchfeld, a fost folosit pentru a testa performanţacelor trei modele de culturi folosite pe scară largă, CERES, SWAP şi WOFOST(Eitzinger et al., 2004). Solurile au inclus cernoziom, cernoziom nisipos şi fluvisol, cuun profil de adâncime de 2,0 m. Măsurătorile zilnice ale conţinutului de apă din solau fost făcute cu prelevări TDR (una per 0,3 m adâncime) în şase etape pentrufiecare tip de sol. Analiza a fost realizată pentru grâul din iarnă şi orzul dinprimăvară, cultivate pe teren în sezoanele din 2000 şi, respectiv, 2001 şi au inclus ocomparaţie detaliată a conţinutului de apă în sol, simulat şi măsurat, precum şi oanaliză a bilanţului sezonier al apei din sol, viteza frontului de rădăcini şi o evaluarea producţiei culturilor modelate. Toate cele trei modele simulate ale conţinutului deapă în profil au rezultate similare. Atât CERES, cât şi SWAP, imită bine dinamicaconţinutului de apă din sol în partea superioară a solului până la 0,3 m. Studiul aratămodelele de abordare cu strat multiplu (SWAP sau CERES), inclusiv metode de

Fig. 7.32. Evaluarea UmidităţiiSolului în peninsula Balcanică

folosind datele AMSR-E(sursa: Stancalie, 2004)

154

estimare mai sofisticată pentru creşterea rădăcinilor şi prelevări de apă din sol,trebuie să fie preferate în medii comparabile.

Pentru monitorizarea secetei în agricultură în Italia, Marletto (2005) utilizeazădeficitul de transpiraţie, definit ca diferenţă între transpiraţiile maxime şi reale(efective), calculate prin intermediul unui model de bilanţ al apei din sol. Pentru aevalua seceta în agricultură deficitul de transpiraţie devine semnificativ dacă rămâneanormal de ridicat pentru o lungă perioadă de timp.

Sistemul de Informare şi Monitorizare al Păşunilor (ISOP) se aplică pentru a evaluaseceta la nivelul solului, în Franţa (MeteoFrance, 2005). Cu câţiva ani în urmă,Ministerul Agriculturii şi Pescuitului din Franţa, prin Serviciul Central de Investigaţiişi Studii Statistice (SCEES), a cerut evaluarea variabilităţii de la un an la altul alproducţiei păşunilor în Franţa, cu regiunile de producţie de furaje ca unitate deevaluare zonală. Institutul Naţional pentru CercetăriAgricole (INRA) şi Meteo-France au propus un sistemcomun integrat (ISOP) bazat pe STICS, un model desimulare multi-culturi, dezvoltat de INRA. ObiectiveleISOP sunt detectarea situaţiilor de criză – producţiideosebit de reduse datorate condiţiilor nefavorabilesol-climă şi furnizarea unei evaluări globaleoperaţionale de avertizare timpurie a producţiei defuraje sau ale anomaliilor sale. ISOP aplică tehniciadecvate de interpolare de date meteo, o hartă asolului oferită de INRA, caracteristici ale practicilor demanagement, de exemplu: fertilizare, păscut,însilozare, alocarea disponibilului de apă din sol, etc.Rezultatele ISOP includ atât monitorizare temporală,cât şi spaţială – evaluarea informaţiilor obiectiveasupra producţiei de furaje (Fig. 7.33), de exemplu:• Valori (statistice) raportate la medie• Hărţi de alertă

- Privire spaţială pentru ziua D- o dată pe lună

• Profiluri de timp pentru RFP relevante afectate de secetă, la cerere.În prezent, utilizatorii finali ai ISOP sunt: Ministerul pentru Agricultură şi Pescuitprin: Serviciul Central pentru Investigaţii şi Studii Statistice; Biroul pentru Dezastre înAgricultură; Serviciul pentru Agricultură, Pescuit şi Silvicultură.

Nain et al. (2002) au concluzionat din rezultatele şi discuţiile precedente cămonitorizarea secetei cu modelul de simulare al culturilor este superior altorabordări de monitorizare convenţionale şi mai cunoscute, cum este IndiceleStandardizat al Precipitaţiilor (SPI). Deşi există flexibilitate în analiza SPI şi indiciipot fi generaţi pentru perioade de la luni la ani, totuşi, SPI are limite care nu pot luaîn considerare deficitele de apă cauzate de evapotrasnpiraţie, percolare profundă şiscurgere. Indicele de secetă bazat pe Modelul de Simulare al Culturilor (CSDI) areavantajul suplimentar că ia în considerare tipul şi stadiul pierderilor de culturi prinevapotranspiraţie. SPI nu ia în considerare factorul intensitate şi distribuţiatemporală a cantităţilor de precipitaţii în unitatea de bază, de exemplu luna.

Fig. 7.33. Prezentaregenerală a ISOP

155

Factorul intensitate este necesar pentru a calcula pierderile de apă prin scurgere, întimp ce distribuţia temporală este necesară pentru a calcula stresul de apă în timpulciclului de creştere a culturilor. De exemplu, o cantitate apreciabilă de precipitaţii înstadiul foarte timpuriu al lunii poate cauza condiţii similare secetei în faze ulterioare(în special în soluri nisipoase), în timp ce o cantitate similară de precipitaţii binerepartizată pe parcursul lunii va salva cultura de la orice stres. SPI a arătat valorisimilare, deoarece ia în considerare numai cantitatea totală de precipitaţii în timpulunităţii de bază (de ex. luna). Acest lucru este reflectat în rezultatele prezente, deexemplu Indicele de Secetă bazat pe Modelul de Simulare al Culturilor (CSDI) poateidentifica trei ani cu deficienţe de recoltă din patru din seria de date observatepentru cei 13 ani studiaţi.

7.12.2. Monitorizarea secetei pedologice în Bulgaria

În ultimii ani a fost dezvoltat sistemul pentru monitorizarea solului din Bulgaria.Acesta devine o importantă sursă de informaţii pentru a fi folosit în luarea unordecizii viitoare. După perfecţionarea tehnologiilor legate de monitorizarea soluluieste deja posibil să se creeze o bază de date actualizată. Prin intermediul acesteibaze de date trebuie să fie posibilă o mai precisă evaluare a tendinţelor, precum şideterminarea dimensiunilor fizice şi măsurilor legate de protecţia solului lucrat încardul fermelor, soluri tratate, tone de soluri salvate etc. (Kolev, 2005).

Se consideră că ţara are un sistem bine dezvoltat de monitorizare a solului (MOEW,2003). Mai precis:

Bulgaria administrează un Sistem Naţional de Monitorizare (NMS) şi un sistem deinformaţii despre componentele şi factorii de mediu, inclusiv solurile. Controlulcalităţii solurilor face parte din NMS, care acoperă întregul teritoriu şi sprijină obază de date la scară naţională şi regională. Ministerul Mediului şi Apelor (MOEW)controlează exploatarea NMS. NMS este condus de Agenţia Executivă a Mediului.

Centrele Regionale pentru Mediu şi Ape (RCEW) din ţară controlează calitatea soluluiîn ceea ce priveşte eroziunea, aciditatea şi salinitatea. De exemplu, încă din 2003,RCEW din Stara Zagora monitorizează salinitatea solului (NUTS4 Planul Strategicpentru 2007-2013, 2006).

Conform cerinţelor CE referitoare la protecţia pădurilor împotriva poluării aerului -documentele 3528/86, 526/87, 1696/87, 1697/87, 2157/92, 1091/94, 307/97,1390/97, 2995/89, 836/94, 690/95, 1390/97 – MOEW evaluează impactul negativ alpoluării aerului şi măsurile pentru reducerea acestui fenomen. Bulgaria a participatla un program internaţional pentru o monitorizare extensivă şi execută măsurători alesolului în 280 de puncte de pe întreg cuprinsul ţării, conform metodologiei adoptate(Republic of Bulgaria, 2004).

Monitorizarea secetei solului în ţară este implementată de diverse organizaţii, cumsunt cele de cercetare:

- Institutul de Îmbunătăţiri Funciare şi Mecanizare– centrul naţional pentruirigaţii.

- Institutul Solului “Pushkarov” – cu recentele proiecte naţionale, inclusivinvestigaţii referitoare la degradarea solului (de ex. eroziune, aciditate, salinitateetc.) şi modificări ale condiţiilor fizice ale solului în condiţii de secetă. Dezvoltareasistemelor şi nivelelor monitorizării solului este de asemenea inclusă în aceste

156

proiecte. Toate acestea pot fi incorporate ca elemente ale monitorizării prevăzute asistemului “sol – vegetaţie –atmosferă” în contextul UNCCD.

- Institutul Agronomic General Toshevo, Universitatea Agricolă din Plovdiv,etc.Este necesar să subliniem că organizaţiile susmenţionate implementează monitorizăriale umidităţii solului (inclusiv măsurători de umiditatea solului), mai ales în regiunisau locaţii limitate. Se consideră că principalul sistem naţional de măsurători directeale umidităţii solului se află în cadrul Institutului Naţional de Metrologie şi Hidrologie(NIMH).

7.12.2.1. Măsurători directe ale solului şi indici de secetă – Bulgaria

NIMH din cadrul Academiei de Ştiinţe a Bulgariei este principalul furnizor decercetare ştiinţifică şi activităţi operaţionale în domeniul meteorologiei, agro-meteorologiei şi hidrologiei din ţară. Principiile directoare ale acestor activităţi, maiales a celor operaţionale, sunt Reglementările Tehnice ale Organizaţiei Mondiale aMeteorologiei (WMO) din cadrul ONU.

Departamentul de Meteorologie este principalul coordonator metodologic şi realizatoral serviciilor operaţionale, cercetării aplicate şi investigaţiilor teoretice şi ştiinţificedin Institutul Naţional de Meteorologie şi Hidrologie în domeniul reţelelor de staţiimeteo, bazelor de date meteorologice şi agro-meteorologice, climatologiei şi agro-meteorologiei.

Divizia de Agrometeorologie: oferă date agro-meteo, informaţii, analize, consultanţă,evaluări şi expertize, scenarii şi predicţii pentru nevoile organizaţiilorguvernamentale şi instituţiilor; dezvoltă evaluări şi expertize agro-meteorologice,consultaţii, scenarii şi previziuni ca răspuns la cererile oficiale ale utilizatorilor dindiverse sectoare, cum sunt agricultură şi mediu, precum şi pentru companii private şicetăţeni interesaţi; oferă suport metodic şi tehnic, precum şi organizarea reţeleiagro-meteorologice şi observaţiilor în Bulgaria, unde NIMH are responsabilităţi;investighează know-how-ul din domeniul metodelor de măsurare agro-meteo,observaţii şi control al datelor şi propuneri de măsuri pentru introducerea acestora încadrul activităţilor agro-meteorologice ale NIMH; evaluează statutul curent al reţeleiagro-meteorologice, precum şi sugestii pentru măsuri şi strategii de dezvoltare,perfecţionare şi optimizare a activităţii sale; actualizează manualele metodologicedespre măsurătorile agro-meteo, observaţii şi prelucrare de date, fişiere ale staţiilor,metadate etc., în conformitate cu documentele normative şi activităţile aferenteconform Organizaţiei Mondiale a Meteorologiei; administrează, menţine şicontrolează instrumentele agro-meteorologice pentru măsurare şi observare, precumşi suport tehnic aferent, implementează experimente specifice agro-meteo,măsurători şi observaţii în toată ţara; creează, dezvoltă, administrează şi întreţinebaza de date agro-meteorologice din cadrul NIIMH-BAS; păstrează arhivele agro-meteorologice (pe format de hârtie).

Reţeaua agro-meteorologică a NIMH (Fig. 7.34) nu se extinde. De asemenea, uneledintre staţiile agro-meteorologice şi fenologice sunt închise, din cauza lipseifondurilor.

Serviciile agro-meteorologice constau în următoarele:

157

1. Servicii agro-meteorologice centrale de la Institutul de Meteorologie şiHidrologie oferite departamentelor guvernului central şi în mod special MinisteruluiAgriculturii.

2. Servicii agro-meteorologice oferite de către cele patru sucursale ale IMH:sucursala din Plevna – în partea de nord-est a Bulgariei; sucursala din Varna – în estulţării; sucursala Plovdiv – în partea de sud a Bulgariei centrale şi sucursala Kjustendilcare se află în sud-vestul ţării.

3. Servicii regionale agro-meteorologice prin cele 23 observatoare hidro-meteorologice către organismele administrative regionale şi fermieri.

4. Alte tipuri de servicii.Serviciile agro-meteorologice sunt îndeplinite în următoarele moduri:

- Evaluări agro-meteorologice ale creşterii culturilor şi solurilor pentru lucrărileagricole;

- Evaluarea agro-meteorologică săptămânală a condiţiilor de creştere a culturilor,precum şi condiţiile de realizare a activităţilor hidrologice. Este difuzată de postulnaţional de radio.

- Buletin lunar despre condiţiile meteorologice, situaţia solului (inclusiv evaluărilegate de umiditatea solului) şi stadiile fenologice ale analizei agro-meteorologice acondiţiilor agro-meteorologice prin tabele, hărţi (Fig. 7.34) şi grafice. Acestea suntpublicate de Institutul Naţional de Meteorologie şi Hidrologie şi apoi distribuiteabonaţilor.

- Previziuni agro-meteorologice lunare referitoare la condiţiile pentru creştereaculturilor agricole de bază şi condiţiile pentru realizarea lucrărilor agro-tehnice.Acestea sunt difuzate la televizor şi la postul naţional de radio (programul Orizont).Acestea sunt publicate în ziare.

- Utilizarea datelor agro-meteorologice în producţia agricolă şi creştereaeficienţei economice.

Serviciul agro-meteorologic al NIMH furnizează măsurători pentru monitorizareaumidităţii solului (Fig. 7.35). Se aplică metoda gravimetrică de măsurare (descrisăanterior) (Fig. 7.36). Aceste măsurători au o caracteristică discretă în timp şi spaţiu.În mod uzual, aceste măsurători sunt realizate pe arii limitate în trei-cinci etapepentru toate straturile de 10 cm până la adâncimea de 100 cm din zece în zece zile.

Fig. 7.34. Reţeaua agro-meteorologică (sursa:

http://plovdiv.meteo.bg)

158

Fig. 7.35. Stadii ale determinării umidităţii solului

Fig. 7.36. Umiditatea solului (în %) la culturile de primăvară, 27 iulie şi 27 august 2006.Culoarea roşie arată zona afectată de seceta solului la finele lunii august

(sursa: www.meteo.bg)

Fig. 7.38. Variaţia pe termenlung a PDSI la Plovdiv, Sofia şi

Gorna Orjahovitza(sursa: Kercheva, M., 2004).

Diferiţi indici de secetă suntde asemenea exploraţi înBulgaria (de ex. Koleva etal., 2004). Unii din aceştiindici sunt legaţi de secetaagricolă (de ex. AtlasulAgroclimatic, 1982;Kercheva, M., 2004) – Figurile 7.37 şi 7.38.

Fig. 7.37. Indicele de umiditate întimpul sezonului potenţial al

creşterii culturilor(sursă: Atlasul Agroclimatic,

1982).

159

7.12.2.2. Indici detectaţi la distanţă - Bulgaria

Problema monitorizării permanente a umidităţii solului este de mare importanţădatorită necesităţii crescute de a crea Sisteme de Informaţii şi ManagementAgrometeorologic Automat (AAMIS) în agricultură (Kazandjiev şi Georgiev, 1993).Fiecare serviciu naţional agro-meteorologic furnizează măsurători pentrumonitorizarea umidităţii solului. Aceste măsurători au caracteristică discretă în timpşi spaţiu. Rezultatele obţinute pe baza acestor măsurători sunt repartizate pe osuprafaţă între 100 şi 500 km2. Această metodă a prezentării umidităţii solului nuoferă nici o idee despre variabilitatea în spaţiu a caracteristicilor mecanice şi despreproprietăţile fizice şi chimice a apei şi solului. Aplicarea unor estimări ale umidităţiisolului prin folosirea datelor detectate la distanţă elimină acest neajuns, deoareceînregistrările datelor sunt furnizate practic pentru întreaga suprafaţă.

Pentru a trasa dinamica Indicelui de Luminozitate a Solului în dependenţă cuumiditatea solului, condiţia de umiditate a fost simulată prin aplicarea umidităţiiartificiale a prelevărilor din soluri (Kazandjiev, 1993). După măsurarea coeficienţilorreflecţiei spectrale a eşantioanelor (pentru determinarea umidităţii solului), acesteaau fost udate până la Capacitatea Maximă de Umiditate a Solului. Aceste măsurătoriau fost repetate de două sau trei ori pe zi, mai multe zile la rând şi după aceeaîntregul ciclu a fost repetat din nou. Rezultatul este creşterea umidităţii solului înlayer-ul care duce la scăderea semnificaţiei Coeficienţilor de Reflecţie Spectrală.Deoarece, determinarea umidităţii solului prin folosirea Indicelui de Luminozitate aSolului nu este suficient de precisă, aplicarea sa este recomandată în situaţii deurgenţă pentru estimări la cerere. Proprietăţile metodei sunt: eficienţă, evaluareaobiectivă a informaţiilor obţinute de pe tot teritoriul dat, care este de mareimportanţă pentru practica operaţională.

Centrul de Aplicaţii de Detectare la Distanţă (ReSAC) din Bulgaria a fost creat cusprijinul Organizaţiei pentru Alimente şi Agricultură (FAO) din cardul ONU in 1998.Principala sarcină a ReSAC este de a dezvolta aplicaţii de detecţie la distanţă şi GISpentru managementul agricol şi de mediu, utilizarea terenurilor/exploatareasolului, inventarul solului şi pădurii, resursele de apă, ameninţarea la adresamediului, planificare urbană, infrastructură, participarea la proiectele regionale şiinternaţionale şi cooperare mondială.

7.12.2.3. Modele bazate pe bilanţul sol-apă - Bulgaria

A fost utilizat un model de bilanţ sol-apă pentru predicţia şi managementul regimuluiirigaţiilor în ţară. Un sub-model computerizat de bilanţ hidrologic MICCIM bazat pemodelul van Keulen (1986) pentru producţia agricolă a fost dezvoltat la rândul său.(Kolev, 1994).S-a realizat o evaluare a impactului secetei asupra bilanţului sol-apă şi a potenţialuluiagricol al Bulgariei, folosind modelul belgian de simulare WAVE (Popova et al., 1995).Modelul WAVE are o serie de sub-modele computerizate care simulează comportareaapei, soluţii şi continuum-ul sol-plante. Folosirea apei culturilor şi recoltelor suntsimulate de sub-modelul SWAT care este capabil să calculeze bilanţul apei şi săemuleze creşterea culturilor. Sub-modelul SWAT integrează pachetele anterioareSWATRER şi SUCROS.

160

Modelul DSSAT dezvoltat de IBSNAT (Reţeaua Internaţională de Situri decomparaţie/Benchmark pentru Transfer de Agro-Tehnologii) este folosit în Bulgariapentru a previziona performanţa recoltelor de cereale (porumb, grâu de toamnă, orz,orez) şi legume (fasole, soia şi alune) (IBSNAT, 1993; Dukov et al., 1994; Slavov etal., 1996). Modele pentru cereale sau pentru familiile de cereale CERES DSSAT iau înconsiderare bilanţul apei care simulează evapotranspiraţia zilnică, scurgere,percolarea şi asimilarea culturii în condiţii de irigare completă şi condiţii pluviale.Sub-modelul de bilanţ hidrologic oferă feed-back care influenţează dezvoltareaproceselor de creştere a culturilor. În modelul pentru legume GRO din cadrul DSSAT,ca şi în cazul modelelor CERES, un model uni-dimensional sol-apă simuleazădisponibilul de apă pentru plante, pe baza proceselor de scurgere, percolare şiredistribuirea apei. Modelele de mai sus sunt de asemenea sensibile la opţiunile demanagement al irigaţiilor. Pentru a rula sub-modele CERES şi GRO de bilanţ al apei,este necesară descrierea profilului solului la începutul simulării. De obicei suntfolosite datele referitoare la umiditatea solului din 10 în 10 zile, în reţeaua agro-meteorologică la Institutul Naţional de meteorologie şi Hidrologie.

Din 1978, modelul rusesc dinamic “vreme – recoltă” a fost folosit în Divizia de Agro-Meteorologie de la Institutul Naţional de Meteorologie. Modelarea regimuluihidrologic al modelului constă în două etape: 1) absorbţia apelor pluviale şi apei dinirigaţii aplicate prin folosirea metodei gravitaţionale; 2) simularea dinamiciiumidităţii solului (Slavov et al., 1994). Un model similar care simulează dinamicaumidităţii solurilor în timpul sezonului de creştere a porumbului între punctul deofilire şi cel al solului complet saturat se prezintă în (Georgiev şi Alexandrov, 1993).Sunt vizate blocarea calculului evapotranspiraţiei folosind o ecuaţie modificatăPenman-Monteith, asimilarea precipitaţiilor şi mişcarea umidităţii solului în diferitestraturi. Date meteorologice zilnice ale temperaturii aerului, deficitului de umiditatea aerului, durata perioadei cu radiaţie solară şi precipitaţiile sunt folosite pentrucalcularea profilului umidităţii solului.Stresul hidrologic ca raport între evapotrasnpiraţie efectivă (reală) şi potenţială(potenţială pe baza abordării Thornthwaite, efectivă pe baza calculului dinamiciiapei din sol în modelul de cultură ROIMPEL) a fost calculat recent. Figura 7.39 aratăvalorile medii (pentru perioada 1961 - 1990) ale stresului hidrologic în sol în Bulgaria.

Fig. 7.39. Stresul hidrologic mediu anual al solului în Bulgaria (1961-1990)

161

8. CONCLUZII ŞI RECOMANDĂRI PENTRU DEZVOLTĂRI ULTERIOARE

Vulnerabilitatea resurselor de apă este importantă să fie evaluată în timpulperioadelor de debite minime şi, mai mult, în timpul perioadelor secetoaseprelungite. Caracteristicile debitelor minime de obicei acceptate pentru alocarea deapă şi ca indicator pentru descărcare ecologică este CDQ95%; acest lucru a fost, deasemenea, acceptat ca o caracteristică a secetei - atunci când debitele minime suntsub aceasta valoare sunt diseminate avertismente, iar consumul de apă esterestricționat. Indexul Palmer privind severitatea secetelor (IPSS) a fost aplicat pentruDunăre, precum şi pentru afluenţii săi, pentru monitorizarea secetei în regiuneabazinului inferior al Dunării, dar Indicele standardizat privind precipitaţiile (SPI), careeste de asemenea folosit, este considerat mult mai user-friendly şi în legătură cuacesta mai poate fi aplicat si Indexul Standardizat privind Debitele (SFI),caracterizând mai bine resursele de apă de-a lungul bazinelor hidrografice.

Secetele sunt de multe ori fenomene trans-regionale, în special în Lunca Dunării.Instrumentele care sunt folosite la nivel transfrontalier pentru supraveghere şischimb de informaţii sunt foarte utile.

Feedback-ul de ansamblu de la participanţi cu privire la proiectul Danube WATERinclude următoarele:

• Planurile de gestionare a secetei (DMPS) au fost considerate vehicule importantepentru îmbunătăţirea gestionarii secetei în bazinul inferior al Dunării. Posibilitateade a le alinia cu planurile de gestionare a bazinelor hidrografice a fost consideratesenţial pentru a evita suprapunerile şi / sau obiective de politici contradictorii.Deoarece nici o nouă legislaţie specială este prevăzută pentru secetă, cea mai bunăcale posibilă înainte este, probabil, utilizarea legislaţiei privind deficitul de apă şi ainstrumentelor privind apa cum ar fi Directiva Cadru Apa. Standardele minime privindprevenirea dezastrelor trebuie de aceea să promoveze proiectarea şi implementareaDMPS.

• Participarea publicului lipseşte adesea (în alertă, stingere a incendiilor, etc.),atunci când se proiectează si se implementează politici. Implicarea persoanelor a fostconsiderata cruciala deoarece oamenii uneori sunt atât cauzele, cat şi cei afectaţi.Prin urmare, implicarea părţilor interesate ar trebui să fie unul din punctele focalepentru orientare.

• discuţii elaborate au avut de asemenea loc privind cartografierea şi evaluareariscurilor, pericolelor şi a punctelor vulnerabile. Definiţii comune şi armonizareaconceptelor cheie pot ajuta diseminarea informaţiei si colectarea de date.

Planurile de gestionare a secetei şi utilizarea documentului de orientare existent artrebui să fie punctul central al standardelor minime în funcţie de expertizaspecialiştilor hidrologi din cele două ţări, România şi Bulgaria. Există o nevoie clarăexprimată de către experţi de a alinia planuri de gestionare a secetei şi a altorplanuri care sunt cerute de legislaţia europeana cum ar fi planurile de management abazinelor hidrografice şi planuri de management a riscului la inundaţii. Valorificareaexperienţei în Danube WATER a liniilor directoare privind managementul debitelorminime si secetelor ar fi o dezvoltare în continuare, detaliind cum ar putea arataastfel de planuri de management al secetelor.

162

Au fost, de asemenea, sugestii ca liniile directoare pentru standardele minime artrebui să se concentreze pe DMPS fiind parte a condiţiilor de finanţare ale UE şiatenuarea secetelor şi deficitului de apă. Prin cuplarea fondurilor UE si atenuareasecetei, există un stimulent clar pentru statele membre pentru a considera opțiunileatunci când dezvolta noi proiecte şi politici. Eforturi suplimentare pentru dezvoltareahărţilor de hazard si vulnerabilitate la seceta, având în vedere gestionarea riscului lasecetă în stabilirea unui plan de acţiune, reprezintă o prioritate a celor două ţări şi aactivităţilor ulterioare pentru atragerea de fonduri în cadrul Programului deCooperare Transfrontaliera România-Bulgaria.

În plus, următoarele idei au fost difuzate ca elemente de ghidare pentru standardeminime:

Participarea publicului; Monitorizare şi evaluare; Colectare şi schimb armonizat de date; Resurse adecvate pentru gestionarea secetei şi pentru implementarea planului de

acţiune in caz de secetă in bazinul inferior al Dunării.

163

BIBLIOGRAFIE Alexandrov, V., 2005. On soil drought in Bulgaria, Sofia, report. Alexandrov, V., V., Spiridonov, 2012. WP3. Change and Impacts on Water Supply,CC_WaterS. Alexandrov, V., Schneider, M., Koleva, E., Moisselin, J-M., 2004. Climatevariability and change in Bulgaria during the 20th century. Theoretical andApplied Climatology (in press). Acreman et al., 2009. Environmental flow from dams: the water framework directive,Engineering Sustainability, 162. Adler, M-J., 1994. National Report to estimation and parametrization of low flows anddroughts in Romania. Romanian Journal of Hydrology & Water Resources, vol. 1(2), 1994. Adler, M-J., 1994. Low flows methodologies and characteristics in Romania, RomanianJournal of Hydrology & Water Resources, vol. 1(2), 1994. Adler, M-J., 2013. Detailed Proposal to Adopt Decision Support (DSS) for Integrated WaterManagement in Romania, Ovidius University, Civil Engineering, Issue 15, October 2013. Adler, M-J., Drobot, R., 2012. Models based on “out-of-kilter" algorithm, TheSmithsonian/NASA Astrophysics Data System, EGU General Assembly 2012, held 22-27 April, 2012in Vienna, Austria, p.8415, Geophysical Research Abstracts Vol. 14, EGU2012-8415, 2012. Adler, M-J, Chelcea, S., 2014: Climate change and its impact in water resources in Romania,Proceedings of XXVI Conference of the Danubian Countries on Hydrological Forecasting andHydrological Bases of Water Management, 22-24 September 2014, Deggendorf, Germany. Analysis of the implementation of Drought Management Plans in the wider context of theRiver Basin Management Plans, 2012. Andreeva, K., Sazonov, M., 1987. Comparison of dryness indices, Trudy GGO 513: 83-88 (inRussian). Balabanova, S., 2010. Operational hydrological modeling of river runoff and resourceassessment with GIS application, Abstract of doctoral thesis, University of Architecture, CivilEngineering and Geodesy (UACEG), Sofia. Balabanova, S., I., Ilcheva et al., 2012. Evaluation of the trends in the changes of waterresources for different climate change scenarios – pilot assessment for the Struma River valley,Agreement with MEW, 2012, team leader: Prof. D. Dimitrov. Behr, 1998. Effects of Climate Change on River Flows, IPCC Report - Working Group II:Impacts, Adaptation and Vulnerability. Beran, M. A., J. A., Rodier, 1985. Hydrological Aspect of Drought: UNESCO – WMO, Geneva,1985. Bloomfield, E. A., Pillgrin, O. H., Watson, K. K., 1979. Non-unique infiltration-soil waterstorage relationship with application to catchment modeling. Hydrology Simposium. Ins. Eugrs.Aust. National Conf. Publ. 78/9. Bondar, C., and Buţă, C., 1993. Trends and cyclicities of annual runoff on the Romaniansector of Danube, Studii de hidrologie, No. 62, Bucharest. Briffa, K.R., Jones, P.D., Hulme, M., 1994. Summer moisture availability across Europe,1892-1991: an analysis based on the Palmer Drought Severity Index. Int. J. Climatol. 14: 475-506. Buchinski, I.E., 1976. Drought and Dry Spells. Gidrometeoizdat, Leningrad. Budyko M. 1989. Climatology. Gidrometeoizdat, Leningrad (In Russian). CC_WaterS Monograph, 2012. Climate Change and Impacts on Water Supply, Editor R.Koeck, April 2012, SEE. CC-WARE, 2014. Mitigating Vulnerability of Water Resources under Climate Change, SEE,principal partner in the project – the Executive Forest Agency; http://www.ccware.eu/. CC-WARE, 2014. Mitigating Vulnerability of Water Resources under Climate Change, WP3 -Vulnerability of Water Resources in SEE, Final report, 2014, Authors: Barbara Čenčur Curk, SorinCheval, Petra Vrhovnik, Timotej Verbovšek, Mathiew Herrnegger, Hans Peter Nachtnebel,Prvoslav Marjanović.

164

Chelcea, S., Mary-Jeanne, Adler, 2013. The relationship between meteorological andhydrological drought of Barlad River catchment area, 6th International Conference on WaterResources and Environment Research - ICWRER 2013, Koblenz, Germania. Chelcea, S., Mary-Jeanne, Adler, 2014. Guidebook for the management of low flows in theflood plain of the Danube River. Case study in Romania – Estimation of drought indices and lowflow for the Danube River., Proceedings, INHGA - Scientific Conference 7, Bucharest, November10-11, 2014, ISBN 978-973-0-18825, pp 167-181. Chelcea, S., Ionita, M., Adler, M-J., 2014. Identification of dry periods in the Dobrogearegion, in Carmen Maftei (Ed.), Extreme Weather and Impacts of Climate Change on WaterResources in the Dobrogea Region, IGI Global (under review). Chilikova-Lubomirova, M., 2009. Meteorological evaluation of methods for dischargemeasurements and observation, PhD thesis, Sofia, 2009. Chilikova-Lubomirova, M., D., Dimitrov, K., Krumova, 2011. On calculating the SPI and SRIindices for the territory of Bulgaria, Bulgarian Journal of Meteorology and Hydrology, vol. 16, No5. Chilikova-Lubomirova M., D. Dimitrov, 2012. Automatic system for drought identification inriver basins in Republic of Bulgaria with the SRI index, Bulgarian Journal of Meteorology andHydrology, vol. 5, т. 17, Sofia. Chilikova-Lubomirova, M., 2013. Drought – Challenges and Measures in HydrologycalContext, Problems of Geography, vol. 3-4/2013, pp 69-82, BAS, 2013. Chilikova-Lubomirova, M., 2014a. Challenges in the Hydrologycal indices implementation inthe Process of Drought Identification and Monitoring, 14thGeoConference on Water Resources,Forest, Marine and Ocean Ecosystems, International Multidisciplinary Scientific ConferencesSGEM, Conference proceedings, pp. 863-871, 17-26 July, Albena, Bulgaria. Chilikova-Lubomirova, M., 2014b. Water Resources and Climate Change and Drought in theContext of Water and Environmental Management and Policies in Bulgaria, 14thGeoConferenceon Water Resources, Forest, Marine and Ocean Ecosystems, International MultidisciplinaryScientific Conferences SGEM, Conference proceedings, pp. 863-871, 17-26 July, Albena,Bulgaria. Chilikova-Lubomirova M., 2014c. Water-related Challenges Concerning Maintaining andProtection of River Ecosystems, Journal of Balkan Ecology, vol. 17, No 3, pp 237-246, Sofia. Chow, V. T., 1971. Handbook of applied hydrology. Mc. Graw Hill Company, New York. Climate Change and Impacts on Water Supply, 2012. CC_WaterS, WP4 - Availability of waterresources, 2012, SEE. Cody, B. A., P., Folger, C., Brougher, 2009. California Drought: Hydrological and RegulatoryWater Supply Issues, CRS Report for Congres, CRS 7-5700, R40979, 2009. COM (2007). Communication on water scarcity and droughts in the European Union (COM(2007) 414 final). COM (2010). 2020 EUROPE 2020. COM (2012). COMMUNICATION FROM THE COMMISSION TO THE EUROPEAN PARLIAMENT, THECOUNCIL, THE EUROPEAN ECONOMIC AND SOCIAL COMMITTEE AND THE COMMITTEE OF THEREGIONS, Report on the Review of the European Water Scarcity and Droughts (672 final). Concielliere, A., A., Ancarany, J., Rossi, 1995. Identification of Drought Periods onStreamflow Series at Different Time Scales, Water Resources Management under Drought orWater Shortage Conditions, ed. Tsiourtis, Rotterdam, 1995. Corbuș, C., Mic, R., Mătreaţă, M., 2011. Assessment of climate change impact on peak flowregime in the Mureş river basin, XXVth Conference of Danubian Countries, 16-17 June, Budapest,Hungary. Corbuş, C., Mic, R. P., Mătreaţă, M., Chendeş, V., 2012. Climate change impact uponmaximum flow in Siret river basin, 12th International Multidisciplinary Scientific GeoConferenceSGEM 2012, Conference Proceedings, Volume III, Albena, Bulgaria, pp. 587-594. Corbuş, C., Mic, R. P., Mătreaţă, M., 2013. Potential climate change impact upon maximumflow in Ialomita river basin. National Institute of Hydrology and Water Management - Scientific

165

Conference, “Water Resources Management under Climate and Anthropogenic Changes”, 23-26September, Bucharest. Correa, F.N., M. A., Santos, R. R., Rodriges, 1987. Engineering Risk in Regional DroughtStudies, Engineering reliability and Risk in Water Resources. COUNCIL OF THE EUROPEAN UNION, Council conclusions on water scarcity, drought andadaptation to climate change, 3021st ENVIRONMENT Council meeting Luxembourg, 11 June2010. Crawford, N. H., Linsley, R. K., 1966. Digital simulation in hydrology: Stanford watershedmodel IV. Technical Report, no. 39, Stanford University. Cubbillo, F., L., Garrote, 2008. Drought Risk and Vulnerability in water supply systems,Options Méditerranéennes, Series A, No. 80. Dakova Sn., 1980. Problemi na minimalnija ottok pri narushen rezim na rekite ot SewernaBulgaria, Hidrologija I Meteorologia, Vol.2, BAN, Sofia, Bulgaria – in Bulgarian. Dakova, Sn., 2004. Low Flow and Drought Spatial Analysis, BALWOIS, Conference on WaterObservation and Information System for Decision Support, Ohrid, Republic of Macedonia, 25-29May 2004. Demuth, S., Ch., Kulls, 1997. Probability Analysis and Regional Aspects of Drought inSouthern Germany, Hydrologycal Journal N 240, pp. 97-103, 1997. Dimitrov, D., 2012. Present condition and a concept for the development of the Earlywarning systems for floods and droughts in Bulgaria. International conference: WaterManagement in Central and East Europe – problems and challenges, 21-22.05.2012, Sofia. Directive 2000/60/EC. DMP Report, Drought Management Plan Report Including Agricultural, Drought Indicators andClimate Change Aspects, Technical Report – 2008 – 023, Water Scarcity and Droughts ExpertNetwork, EC, 2007. Dooge, J. C. I., 1973. Linear Theory of Hydrologic Systems, USDA-ARS Technical Bulletin no.1468, U. S. Department of Agriculture, Washington D. C. Drought in Bulgaria: a contemporary analogue of climate change, BAS, 2003. Drought Management Guidelines in the Mediterranean Region, Meeting on StrengtheningNational Capacities to Manage Water Scarcity and Drought in West Asia and North Africa. 24-25June 2013. Drought Management Guidelines 2007, European Commission (MEDROPLAN). Drought Management Plan in the EU: The Case of Spain, Water Resources Manage, 2012. Dunkel, Z., 2000. Meteorological and climatological aspects of drought and dry spellmonitoring. In: Dunkel Z, Bussay A, Dommermuth H, Gozzini B, Hunkar M, Keane T, Leskinen L,Lomas J, Maracchi G, da Mata Reis R, Molendijk M, Orlandini S, Rijks D, Seghi L, Valter J. CAgMReport No. 82, WMO/TD No. 1022, WMO, Geneva. Environment protection Law, SG 91/25.09.2002. Farago, T., Kozma, E., Nemes, C., 1989. Drought indices in meteorology. Idojaras 93(1): 45-59. FRIEND – a global perspective 2002-2006, IHP Non Serial Publications in Hydrology; EricServat and Siegfried Demuth (Eds.), 2006. German IHP/HWRP Secretariat, Koblenz, 2006. Ganev, G., Krastanov, L., 1949. On the long-term variations of some meteorologicalelements in Bulgaria. Annuals of the Sofia University 49(1): 468-491 (in Bulgarian). Ganev, G., Krastanov, L., 1951. A contribution to the meteorological investigations ondroughts in Bulgaria. News of the Bulgarian Academy of Sciences 2: 256–279 (in Bulgarian). General schemes for using the water in the river basin management regions in Bulgaria,2000, IWP-BAS, Contract financed by Ministry of Environmental and Water of Bulgaria, 2000. Georgieva, D., I., Ilcheva, 2014. Assessment of water resources vulnerability andhydrological drought management under different climate scenarios, Jubilee InternationalConference: Science & Technic 65th anniversary Faculty of Hydraulic Engineering and 15thanniversary Hydraulic Engineering in German, University of Architecture, Civil Engineering andGeodesy, 6-7 november 2014.

166

Gerasimov, Str. G., M., Genev, E. K., Bojilova, T. V., Orehova, 2004. Water resources ofBulgaria in the drought period 1982-1994 (probable scenarios for future development). HeronPress, Sofia, 2004. Gudmundsson, L., Tallaksen, L. M., Stahl, K., 2011. Projected changes in future runoffvariability – a multi model analysis using the A2 emission scenario. WATCH Technical Report 49,modified from Haddeland et.al. (2011). Guidance document N7 Monitoring under the WFD, Common Implementation Strategy for theWater Framework Directive (2000/60/EC), EC, 2003. Guidance document N11 Planning process, Common Implementation Strategy for the WaterFramework Directive (2000/60/EC), EC, 2003. Guidance document N24 River Basin Management in Changing Climate, CommonImplementation Strategy for the Water Framework Directive (2000/60/EC), Technical Report –2009 – 040, EC, 2009. Guidance document N26, Guidance on Risk Assessment and the use of conceptual models forgroundwater, Common Implementation Strategy for the Water Framework Directive(2000/60/EC), Technical Report – 2010 – 042, EC, 2010. Guidelines for allocation and management of water maintaining the ecological functions ofwetlands, The Ramsar Convention of Wetlands, 2002. Guidance on environmental flow releases from impoundments to implement the waterframework directive, Project WFD82, 2008. Guidance Document No. 31, Ecological flows in the implementation of the WFD, 2015. Gustard, A. & Demuth, S. (2009) (Eds). Manual on Low-flow Estimation and Prediction.Operational Hydrology Report No. 50, WMO-No. 1029, 136p. Haddeland, I., D. B. Clark, W. Franssen, F. Ludwig, F. Vos, N. W. Arnell, N. Bertrand, M.Best, S. Folwell, D. Gerten, S. Gomes, S. N. Gosling, S. Hagemann, N. Hanasaki, R. Harding, J.Heinke, P. Kabat, S. Koirala, T. Oki, L. Polcher, T. Stake, P. Viterbo, G. P. Weedon, and P. Yeh,2011. Multi-Model Estimate of the Terrestrial Global Water Balance: Setup and First Results, J.Hydrometeor., 12, 869-884. Halmová, D., Pekárová, P., 2007. Extreme low flow change analysis in the Danube riverbasin, IH SAS, Slovak Committee for Hydrology, Bratislava. Report for the IHP UNESCO Regionalcooperation of Danube Countries. Hayes, M., 2001. Drought Indices. US National Drought Mitigation Centerhttp://enso.unl.edu/ndmc/center/pdfpubs/indices1.pdf. Haylock, M.R., Hofstra, N., Klein, Tank, A.M.G., Klok, E.J., Jones, P.D., New, M., 2008. AEuropean daily high-resolution gridded dataset of surface temperature and precipitation for1950–2006. J. Geophys. Res (Atmospheres), 113, D20119, DOI: 10.1029/2008JD10201. Herbst, P. H., 1966. A technique for the evaluation of drought from rainfall data, Journal ofHydrology, No. 4, pp. 264-272. Herschy, R., 1995. Streamflow Measurement, Elsevier Applied Science Publishers Ltd.,Cambridge, 1995. Ilcheva, I., et al., 2006. Water use and water resource balance of the Struma river basin.Institute of Water Problems (NIMH), Bulgarian Academy of Sciences, contract by the Ministry ofEnvironment and Waters. Ilcheva, I., 2008. Investigation of the Possibilities for Ecological River Flow Provision, WaterProblem, Volume 37, 2008. Ilcheva I., I., Niagolov, T., Trenkova, 2008. Aspects of the Integrated Water ResourcesManagement of the Struma River Basin, Proceedings of the Conference on Water Observationand Information system for Decision Support, BALWOIS, 27-31 May, 2008, Ohrid, Macedonia. Ilcheva, I., 2008. Water Resources Systems as a tool for achieving the WFD objectives,Engineering sciences, BAS, XLV, 4/2008. Ilcheva, I., Kr., Nikolova, N., Kirov, 2010. Mathematical Methods and Tools in WaterResources Management Including some Environment Problems, Mathematics in Industry

167

Conference, Dedicated to the 20th Anniversary of European Mathematical Society, 11-14 July2010, Sofia. Ilcheva, I., A.Yordanova, 2010. Analysis and approaches to the Assessment of the EcologicalRunoff in Riwer Basin Management, J. Water Problems, BAS, Volume 38, 2010, ISSN 0204-8248. Ilcheva, I. et al., 2012. Analysis and management of water resources management systemsunder drought conditions, Research project, NIMH-BAS, 2012. Ilcheva, I., et al., 2014. Development of Water Balance of the territory of the VitoshaNature Park, financed under Operational Programme “Environment 2007 - 2013”, Agreementbetween NIMH – BAS and the Vitosha Nature Park Directorate. Ilcheva, I., et al., 2014. Assessment and Mapping Vilnerability of the Water Resources andWater Supply in River Basins, under Climate change and Drought conditions, Res.project NIMH-BAS, 2014 - 2016. IPCC, 2007. Climate Change 2007: impacts, adaptation and vulnerability: working group Icontribution to the Fourth Assessment Report of the IPCC, Cambridge University Press,Cambridge. IPCC, 2012. Managing the Risks of Extreme Events and Disasters to Advance Climate ChangeAdaptation. A Special Report of Working Groups I and II of the Intergovernmental Panel onClimate Change. International Standard ISO 4374. Liquid flow measurement in open channels – Round-nosehorizontal broad-crested weirs. Ref. № ISO 4374 – 1990, International Organization ofStandardization, Switzerland, 1990. International Standard ISO 5168. Measurement of fluid flow – Evaluation of uncertainties.Ref. No. ISO/TR 5168:1998 (E), International Organization for Standardization, Geneva,Switzerland, 1998. International Standard ISO 13550. Hydrometric determinations – Flow measurements in openchannels using structures – Use of vertical underflow gates and radial gates. Ref. № ISO 13550 –2002, International Organization of Standardization, Switzerland, 2002. International Standard ISO 4360. Hydrometry – Open channel flow measurement usingtriangular profile weirs. Ref. № ISO 4360 – 2008, International Organization of Standardization,Switzerland, 2008. International Standard ISO 1438. Open channel flow measurement using thin-plate weirs,Ref. № ISO 1438 – 2008, International Organization of Standardization, Switzerland, 2008. International Standard ISO 4377. Hydrometric determinations – Flow measurement in openchannels using structures – Flat-V weirs. Ref. № ISO 4377 – 2012, International Organization ofStandardization, Switzerland, 2012. International Standard ISO 4359. Flow measurement structures – Rectangular, trapezoidaland U-shaped flumes. Ref. № ISO 4359 – 2013, International Organization of Standardization,Switzerland, 2013. JCGM 100, 2008. GUM 1995 with minor corrections, Evaluation of measurement data – Guideto the expression of uncertainty in measurement, BIPM, IEC, IFCC, ILAC, ISO, IUPAC, IUPAP andOIML, 2008. Karagiozova, Tz., 2012. Implementation of the program for hydromorphological monitoringof surface waters in relation assessment hydromorphological status of surface water bodies, aproject funded by the EEA, NIMH, 2012. Klein, T. A., Wijngaard, J., 2000. European Climate Assessment 2000: results. Proceedingsof the 3rd European Conference on Applied Climatology, Pisa, Italy. Koffler D. & Laaha G., 2013. LFSTAT - Low-Flow Analysis in R, Geophysical ResearchAbstracts, Vol. 15, EGU2013-7770, EGU General Assembly 2013. Kolcheva, Kr., 2014. WATER USE RIGHT – PERMITS ISSUE, water affairs, №4, 2014. Koleva, E., 1988. Some features of precipitation distribution in lower areas in Bulgaria.Problems of Meteorology and Hydrology 2: 41-48 (in Bulgarian).

168

Koleva, E., Boroneant, C., Bruci, E., 1998. Study on the variability of annual and seasonalprecipitation over the Balkan Peninsula. Proceedings of the Second International Conference onthe Climate and Water, Espoo, Finland, 3: 1084-1089. Koleva, E., N., Slavov, and V., Alexandrov, 2003. Drought periods in Bulgaria during the 21stcentury. Definition of Last Drought. In: Raev I, Knight CG, Staneva M. (eds.), 2003. Drought inBulgaria – A Contemporary Analog of Climate Change. Natural, Economic and Social Dimensionsof 1982 - 1994 Drought. Bulgarian Academy of Sciences (in Bulgarian). Komuscu, A.U., 1999. Using the SPI to Analyse Spatial and Temporal Patterns of Drought inTurkey. Drought Network News 11(1): 7-13. Laaha, G., 2002. Modelling summer and winter droughts as a basic for estimating river lowflows. In: FRIEND 2002 – Regional Hydrology: Bridging the Gap between Research and Practice(ed. By H. A. J. van Lanen & S. Demuth), (Proc. Fourth Int. Conf., Cape Town, South Africa,March 2002), 289 – 295. IAHS Publ. 274 IAHS Press, Wallingford, UK. Lerma, N., J. Paredes-Arquiola, J. Andreu, A. Solera, 2012. Development of operating rulesfor a complex multireservoir system by coupling genetic algorithms and network optimisation,Hydrological Sciences Journal 58. Li, K., Makarau, M. (eds.), 1994. Drought and Desertification: Reports to the EleventhSession of the Commission for Climatology. WMO/TD 605, Geneva. M3003, 2007. The expression of Uncertainty and Confidence in Measurement, UnitedKingdom Accreditation Service, edition 2. Madjar, S., Sostaric, J., Josipovic, M., 1995. Phenomenon of drought in Eastern Croatia.Proceeding of the International Workshop on Drought in the Carpathians’ Region. Marinov I., 1964. Hydrologycal Atlas of Bulgaria, Low flows, Bulgarian Academy of Sciences,BAS, S., Bulgaria. Marinov, I. Ts., 2011. Modeling of the ecological conditions in forest ecosystems underclimate changes. In: International conference "Managed forests in future landscapes.Implications for water and carbon cycles". Santiagо de Compostela, Spain – May 8 – 11, 2011. Marinov, I., E., Velizarova, I., Njagolov, K., Nikolova, I., Ilcheva, Ts., Zlatanov, P., Mirchev,C., Zaharieva, A., Yordanova, I., Nikolov, E., Pavlova, S., Mitev, 2012. Climatic changes andtheir influence on forest ecosystems and water resources in the catchment area of the riverStruma watershed. BON Publishers - Blagoevgrad, 160 pages ISBN: 978-954-395-081-2 (inBulgarian). Marinov, I., V., Spiridonov, I., Niagolov, I., Ilcheva, Sn., Balabanova, K., Nikolova, A.,Yordanova, A., Bogachev, V., Zaharieva, D., Georgieva, E., Velizarova, G., Popov, 2014. CC-WARE Project, Mitigating Vulnerability of Water Resources under Climate Change, SEE, 2014. Marchinkov, B., 1973. Hydrology. Public edition Tehnika, Sofia, 1973. de Martonne, E., 1926. Une nouvelle fonction climatologique: L’Indece d’aridite. LaMeteorologie 2: 449-458. Mc Cabe, G.J., D.M., Wolock, 2010. Century – scale variability in global annual runoffexamined using a water balance model, Int. Journal of Climatology. McKay, G. A., R. B., Godwin, and J., Maybank, 1989. Drought and Hydrologycal droughtresearch in Canada: An evaluation of the state of the art, Canadian Water Resources Journal,Vol. 14, No. 3, Canada. McKee, T. B., Doesken, N. J., and Kleist, J., 1993. The relationship of drought frequencyand duration to timescales, paper presented at 8th Conference an Applied Climatology,Anaheim, Calif., Amer. Meteor. Soc., 170-184, 1993; McMahon, T. A., and A., Diaz Arenas, 1982. Methods of computation of low streamflow, Acontribution to the International Hydrologycal Programme, UNESCO, Imprimerie de laManutention, Mayenne, 1982. Meigh, J. et. al., 2002. Methods for identifying and monitoring river flow drought inSouthern Africa, Hydr. J., No 274, pp. 181-188.

169

Merida, A.A., J. M., Ureta, J. G., Trevino, M., Chilikova-Lubomirova, 2014. Water Resourcesand Society with respect to Water Scarcity and Drought, Dooge Nash International Symposium,Dublin, Ireland, 2014, pp 223-232. Methodology for preparation of water resources balances of river basins, IWP (presentNIMH), Contract financed by Ministry of Environmental and Water of Bulgaria, 2004. Mic, R., Corbuş, C., Pescaru, V. I., Velea, L., 2006. Coupling the hydrologic model CONSULand the meteorological model HRM in the Crisul Alb and Crisul Negru river basins. J. Marsalek etal. (eds.), Transbourdary Floods: Reducing Risks through Flood Management, NATO ScienceSeries, IV. Earth and Environmental Sciences, Vol. 72, pp. 67-77, ISBN 1-4020-4901-3, Springer,Printed in the Netherlands. Mitigating Vulnerability of Water Resources under Climate Change, WP3 - Vulnerability ofWater Resources in SEE, WP3 - Vulnerability of Water Resources in SEE, CC-WARE, Report, 2014. Mitigating Vulnerability of Water Resources under Climate Change, WP 4.1 and WP 5.1 JointReport, Relevant legislation analyses for improvement of land use and water managementregulation and policies within the scope of CC - WARE project, CC-WARE, Report, 2014. Mitigating Vulnerability of Water Resources under Climate Change CC-WARE, prepared byProject Partner 08, Executive Forest Agency and associated organizations, Forest University,Forest research Institute, NIMH – BAS, 2014. Niagolov, I. et al., 1996. A model and investigation for rational water resources systemscontrol in case of stochastic and multicriterial approach, Water problems, BAS, Volume 28. Niagolov, I., et al., 2004. Methodology for Reservoirs Water Allocation, IWP (present NIMH),Contract financed by Ministry of Environmental and Water of Bulgaria, 2004. Niagolov, I., et al., 2011 – 2014. Operational water balance assessments, Agreement withMOEW, team leader D. Dimitrov. Niagolov, I., I., Marinov, I., Ilcheva, A., Yordanova, K., Nikolova, E., Velizarova, 2012.Analysis of climate changе impact on water resources in the Struma river basin. BALWOIS 2012 -Ohrid, Republic of Macedonia - 28 May, 2 June 2012. Niagolov, I., I., Ribarova, D., Simidchiev, Pl., Ninov, 2006. Water Problems in Upper Iskar –DPSIR approach, BULAQUA, BAW, №2, 2006. Niagolov, I., 1999. A tool for the study of water resources management systems, JubileeScientific Conference of the University of Architecture, Civil Engineering and Geodesy, October6-8, Sofia. Niagolov, I., I., Ilcheva, A., Yordanova, D., Georgieva, 2013a. Management of water systemsof the Danube tributaries in extreme conditions, Danube day, STU, Sofia, 28 June 2013 (inprint). Niagolov, I., I., Ilcheva, A., Yordanova, 2013b. Drinking water supply reservoirs undercondition of climate change, SCIENCE CONFERENCE "Dam construction - a factor for sustainabledevelopment of the water sector" Sofia, November 8, 2013. Niagolov, I., A., Yordanova, I., Ilcheva, 2014. Hydrological and water resource studies in thedam upgrading and choice of a management strategy, “ Twenty fourth International ScientificConference, dedicated to the 70th Anniversary of the Union of Scientists in Bulgaria”, StaraZagora, 5-6 June 2014. Niagolov, I., I., Ilcheva, A., Yordanova, V., Raynova, 2014. Management of complexreservoirs under extreme conditions, Journal of International Scientific Publications: Ecologyand Safety, 2014, Volume 8, ISSN 1314-7234. Niagolov, I., I., Ilcheva, A., Yordanova, V., Zaharieva, D., Georgieva, 2014. Decision supporttools for drought risk management of water supply under climate change condition, JubileeInternational Conference: Science & Technic 65th anniversary Faculty of Hydraulic Engineeringand 15th anniversary Hydraulic Engineering in German, University of Architecture, CivilEngineering and Geodesy, 6-7 November 2014. Ninov, P., 2002. Categorization of the Bulgarian Danube river tributaries, XXI Conference ofthe Danube Countries, CD, Bucharest, 2002. Ordinance №RD – 1383/18.11.2003 of the Minister of Environment and Water.

170

Palfai, I., Petrasovits, I., Vermes, L., 1995. Some meteorological questions of the Europeandrought-sensitivity map. Proceeding of the International Workshop on Drought in theCarpathians’ Region. Palutikof, J. P., Subak, S., Agnew, M. D., 1997. Economic impacts of the hot summer andunusually warm year of 1995. University of East Anglia, Norwich. Pau-Shan and Shin Min Luen, 2002. GIS-based development of the regional low flow analysesfor southern Taiwan, Hydr. J., No. 274, pp. 251-256. Ped, D. E., 1975. On an index of dryness and excess moisture. Trudy GidrometeocenterUSSR, 156: 19-38 (in Russian). Raev, I., Slavov, N., Grozev, O., Alexandrov, V., Vasilev, Z., Rosnev, B., Delkov, A., 1996.Assessment of forest potential for absorbing greenhouse gases. Vulnerability and adaptationassessments of forest and agricultural vegetation in Bulgaria under climate change: mitigationof the influence of climate change in the non-energetic sector. Bulgarian Country Study toaddress climate change inventory of the greenhouse gases emission sources and sinks alternativeenergy balance and technical programs. Energoproekt, Sofia, p 22–40 (in Bulgarian). Raynova, V., 2014. Analysis and assessment of the space and time changes in the waterquality of Vit river, Ecology & Safety, Volume 8, 2014. Rasmussen, E. M., Dickinson, R. E., Kutzbach, J. E., Cleaveland, M. K., 1993. Climatology.Handbook of Hydrology, D.R. Maidment, Ed., McGraw-Hill. RCDC (Regional Cooperation of the Danube Countries), 2004c. Flow regime of river Danubeand its Catchment (Follow-up volume No. VIII/2 to the Danube Monograph). Koblenz/Germany –Baja/Hungary. Rodrigues R., M. Santos and F. Correia (1993). Appropriate time resolution for stochasticdrought analysis, p. 247-265, Kluwer Academic Publishers, Netherlands. Rossi, G., V., Nicolosi, A., Cancelliere, 2008. Recent methodes and techniques for managinghydrological droughts, Options Méditerranéennes, Series A, No. 80. Rossi, G., A., Cancelliere, 2012. Managing Drought risk in water suplly systems in Europe: areview, International Journal of Water Resources Development. Sabeva, M., Stefanov, S., Hershkovitch, E., Dilkov, D., Jechev, P., Markov, G., 1968.Character of Drought and the Varying Irrigation Regime of Agricultural Crops. BAS Press: Sofia(in Bulgarian). Santourdjian, O., I., Ilcheva, 2009. Assessment of the quantitative aspect of integratedwater management in Bulgaria, BULAQUA, Edition of Bulgarian Water Association, №1, 2009. Schiller, H. et al., 2010. The Danube River and its Basin Physical Characteristics, WaterRegime and Water Balance in M. Brilly (ed.), Hydrological Processes of the Danube River Basin,DOI 10.1007/978-90-481-3423-6, C Springer Science+Business Media B.V. 2010. Schuurmans, C. J., 1995. Climate of Europe. Recent Variations, Present State and FutureProspects. KNMI, De Bilt. Shukla, S., and Wood, A. W., 2008. Use of a standardized runoff index for characterizinghydrologic drought. Geophysical Research Letters 35, L02405, doi: 10.1029/2007GL032487,2008. Slavov N, Koleva E, Alexandrov V. 2003. Climatic Peculiarities of Drought. In: Raev I.,Knight, C. G., Staneva, M. (eds), 2003. Drought in Bulgaria – A Contemporary Analog of ClimateChange. Natural, Economic and Social Dimensions of 1982 - 1994 Drought. Bulgarian Academy ofSciences (in Bulgarian). Smakhtin, V. U., 2001. Low Flow Hydrology: A Review. Journal of Hydrology, (240), 147-186,Elsevier. http://www.ivsl.com Smakhtin, V. U., Hughes, D A., 2004. Review automated estimation and analyses of droughtindices in South Asia. Working Paper 83, Colombo, Sri Lanka: International Water ManagementInstitute, ISBN: 92-9090-578-6. Sprague, R., 1980. A Framework for the Development of Decision Support Systems. MISQuarterly. Vol. 4, No. 4, pp.1-25.

171

Stanescu, V. A., Adler, M-J., Cusursuz, B., Tuinea, P., Burcea, G., Ciuntu, A., 1994. A studyof drought in Romania for the assessment of the aridization and desertification trends.Romanian J Hydrol Water Resour 1(2): 173–182. Starosolszky, Ö. and Gauzer, B., 1998, Working Group II: Impacts, Adaptation andVulnerability, IPCC reports. Şerban, P., Corbuş, C., 1995. Le modèle CONSUL de prévision continue des débits. TroisièmeRencontres Hydrologiques Franco-Roumaines, 6-8 Septembre, Montpellier. Şerban, P., Simota, M., Corbuş, C., 1994. Runoff simulation model in the mountainhydrographic basins. International Conference Developments in Hydrology of Mountainous Areas,12-16 September, Stará Lesná, Slovakia, pp. 235-239. Tallaksen, L. M. & van Lanen, H. A. J., 2004 Eds. Hydrologycal Drought – Processes andEstimation Methods for Streamflow and Groundwater. Developments in Water Sciences 48.Elsevier B. V., the Netherlands. Themeßl, M., Gobiet, A., Leuprecht, A., 2010. Empirical-statistical downscaling and errorcorrection of daily precipitation from regional climate models. International Journal ofClimatology, Published online in Wiley InterScience DOI: 10.1002/joc.2168. Ureta, J., Merida, A., Gras, J., Munos, S., 2012. Document: Drought Hazard and WaterScarcity Risk Maps. Basisi for discussion. Urrea Mallebrera M., A. Merida Abril, S. G. Garcia Galiano, 2010. Segura River Basin: SpanishPilot River Basin Regarding Water Scarcity and Droughts, Agricultural Drought Indices,Proceedings of an Expert Meeting, WMO/TD No1572, WAOB – 1011, 2-4 June 2010, Muricia,Spain. USACE (United States Army Corps of Engineers), 2009. HEC Data Storage System VisualUtility Engine: HEC-DSSVue User’s manual, Version 2.0. van der Keur, P., S. Hansen, K. Schelde, and A. Thomsen. 2001. Modifi caƟ on of DAISYSVAT model for potenƟ al use of remotely sensed data. Agric. For. Meteorol. 106:215–231. Varbanov, M., 2002. Impact Analysis Bulgarian tributaries on the quality but the waters ofthe Danube River, Geography and Regional Development p.14 - 17, Sofia, 2002. Velizarova, E., I., Marinov, K., Nikolova, I., Ilcheva, I., Nikolov, 2011. The water qualitychanges influenced by different land use types through the DPSIR approach, A case study for theStruma river basin, Puahkarov,”100 години почвена наука в България”, 2011. Velizarova, E., I., Marinov, Z., Tzvetanov, I., Ilcheva, I., Nikolov, 2011. Water quality inrepresentative watersheds of the Struma river basin, Southwest Bulgaria: implication of forestecosystems and land use management alteration, Managed Forest in Future landscapesimplication for water and carbon cycles, Santiago de Compostela, Spain, May 8-11, 2011. Velizarova, Е., I. Ts., Marinov, I., Ilcheva, K., Nikolova, I., Nikolov, 2012. Water quality inheadwater streams from watersheds with different forest types and landscape characteristics inthe Struma river catchment area, BALWOIS 2012 - Ohrid, Republic of Macedonia - 28 May, 2June, 2012. Velizarova, E., K., Nikolova, I., Ilcheva-Michajlova, Iv., Marinov, Iv., Nikolov, 2014.Determination and Mapping of the Hydrologic Soil Groups for Representative Watersheds of theStruma River Basin, Challenges: Sustainable Land Management ‒ Climate Change, Advances inGeoEcology 43, ISBN 978-3-923381-61-6, US ISBN 1-59326-265-5. Vulnerability to Water scarcity and drought in Europe, 2012. Thematic assessment for EEAWater 2012 Report. Water Law, SG67/27.07.1999. Water Framework Directive, 2000. Water Act, S.G. №67/27.07.1999, effective from 28.01.2000, last amend. S.G.№103/29.11.2013. WFD CIS Expert Group on Water Scarcity & Drought, 2012. EU Working definitions of waterscarcity and drought. Draft Report prepared by Schmidt, G., C. Benítez and J.J. Benítez for theEuropean Commission in the frame of the Water Framework Directive’s CommonImplementation Strategy (Version 3.1, 12 April 2012).

172

White, D.H. (Ed.) 1994. Climate and Risk. Agricultural Systems and Information Technology6(2). Bureau of Resource Sciences, Barton, ACT, Australia. Wilhite, Donald A. (ed.) (1993). Drought Assessment, Management, and Planning: Theoryand Case Studies. Boston, MA: Kluwer Academic Publishers. WMO-No. 1029, 2008. Manual on Low-flow Estimation and Prediction, Operational HydrologyReport No. 50, WMO, G., Switzerland. WMO-No. 1044, 2010. Manual on Stream Gauging, Volume I – Fieldwork, Chairperson,Publications Board, World Meteorological Organization (WMO), Geneva. Yancheva, St., A., Yordanova, M., Temelcova, 2008. Water Management Balances (WMB)Assessment of a River Basin Water Resources System in Bulgaria, BALWOIS 2008 – Ohrid, Republicof Macedonia – 27, 31 May 2008. Yevjevich, V., 1972. Probability and Statistics in Hydrology. Fort Collins, Colorado, USA. Yordanova, A., 1996. Mathematical modeling of hydrological time series in the study of highwater, Technical Ideas, 4, 1996. Yordanova, A., 2003. Modeling of river runoff by a periodic ARMA model, Water Problems, №2, BAS, 2003. Yordanova, A., 2004. Stochastic ARMA model for modeling and predicting river runoff, Ph.D.thesis. Zaharieva, V., 2003. Mathematical models for minimum river flow determination, Year-bookof the University of Architecture, Building and Geodesy, Vol.XLI, roll “Hydrotechnics”, 2003/4,Sofia (in Bulgarian). Zaharieva, V., I., Niagolov, I., Ilcheva, 2012. Determination and provision of ecological riverflow in case of climate changes. BALWOIS 2012 - Ohrid, Republic of Macedonia - 28 May – 2 June2012.

Institutul Naţional de Hidrologie şi Gospodărire a Apelor

Şos. Bucureşti-Ploieşti 97, cod 013686, Bucureşti, România

Tel.: +40-21 - 3181115

Fax: +40-21 - 3181116

E-mail: [email protected]

Titlul proiectului: “Managementul Integrat al Fluviului Dunărea”

Editor: Institutul Naţional de Hidrologie şi Gospodărire a Apelor

Iulie 2015

Conţinutul acestui material nu reprezintă neapărat poziţia oficială a Uniunii Europene

www.cbcromaniabulgaria.eu www.danube-water.eu

Investim în viitorul tău!

Programul de Cooperare Transfrontalieră România–Bulgaria 2007-2013este cofinanţat de Uniunea Europeană prin Fondul European pentru Dezvoltare Regională

AdministraţiaNaţională“APELE ROMÂNE”

Institutul NaţionalDe Hidrologie şiGospodărire a Apelor

UniversitateaTehnică deConstrucţiiBucureşti, România

Institutul deCercetări NuclearePiteşti, România

Institutul deCercetări Nucleare,Bulgaria

Institutul deMeteorologie şiHidrologie laAcademia Bulgarăde Ştiinţe

Institutul Naţionalde Cercetare-Dezvoltarepentru Chimie şiPetrochimie,România

Ministerul Mediuluişi Apelor,Bulgaria

Agenţia Executivăde Mediu,Bulgaria

Agenţia Naţionalăpentru ProtecţiaMediului, România

Universitatea PolitehnicăBucureşti,România

Agenţia deExplorare şi Întreţinerea fluviului Dunărea,Bulgaria

Ghidul pentru managementul scurgerii minime pentru...

Documents

Transcript of Ghidul pentru managementul scurgerii minime pentru...