1

UNIVERSITATEA TEHNICĂ DE CONSTRUCŢII BUCUREŞTI

FACULTATEA DE HIDROTEHNICĂ

MANAGEMENTUL APELOR SUBTERANE

DIN SISTEMUL ACVIFER

AL STRATELOR DE FRĂTEŞTI-CÂNDEŞTI

Teză de doctorat

Conducător ştiinţific

Prof.univ. dr.ing. Radu DROBOT

Doctorand

Ing. Ruxandra BĂLĂEŢ

BUCUREŞTI 2013

2

CUPRINS

Pag. 1. Introducere.. …………......…….………………………………………………..3

2. Capitolul I. Caracterizarea geologică, hidrogeologică şi hidrochimică a

Sistemului acvifer al Stratelor de Frătești-Cândești .............................................8

I.A. Lucrările referitoare la sistemul acvifer.........................................................8

I.B. Caracterizarea geologică...............................................................................16

I.B.1. Platforma Moesică.............................................................................17

I.B.2. Depresiunea Subcarpatică..................................................................19

I.B.3. Platforma Covurlui.............................................................................20

I.B.4. Delimitarea sistemului acvifer...........................................................21

I.C. Caracterizarea hidrologică şi hidrogeologică ..............................................27

I.D. Caracterizarea hidrochimică ......……….....................................................30

3. Capitolul II. Managementul sistemului acvifer în contextul

implementării prevederilor europene în domeniul apelor subterane.................32

II.A. Studiile efectuate recent în vederea implementării prevederilor

europene în domeniul apelor subterane............................................... 44

II.A.1. Delimitarea și caracterizarea corpurilor de ape subterane

corespunzătoare Sistemului acvifer al Stratelor de Frătești - Cândești

și alocarea lor în scopuri manageriale........................................................ 49

II.A.2. Realizarea bazelor de date...............................................................53

II.A.3. Stabilirea valorilor de prag și evaluarea stării corpurilor de ape

subterane......................................................................................................55

II.B. Contribuțiile autorului la desfășurarea activității de management al

apelor subterane din Sistemul acvifer al Stratelor de Frătești- Cândești

în conformitate cu directivele europene ....................................................62

II.B.1. Contribuțiile la studiile efectuate, la identificarea

altor studii necesare și la planificarea acestora................................62

II.B.2. Realizarea modelului de curgere şi transport pentru

Sistemul acvifer al Stratelor de Frătești- Cândești...........................64

II.B.2.1. Fundamentarea matematică................................................64

II.B.2.2. Realizarea modelului conceptual.......................................68

II.B.2.3. Construcţia modelului matematic......................................71

II.B.2.4. Simulări de debite...............................................................85

II.B.2.5. Simulări ale transportului de poluanţi................................95

II.B.3. Propuneri pentru îmbunătățirea managementului

apelor subterane...............................................................................104

4. Concluzii şi contribuţii personale……............……………….......…….........…108

5. Bibliografie............................................................................................................113

6. Anexă – Piese desenate...................... .............................................................121

3

INTRODUCERE

In Uniunea Europeană, managementul apelor subterane se face după

principii şi reguli clare, incluse într-un cadru legislativ specific, menit să protejeze

aceaste valoroase resurse naturale strategice. Bazele cadrului legislativ european

pentru apele subterane au fost puse încă din 1980, prin Directiva 80/68/EEC

privind protectia apelor subterane împotriva poluării cu anumite substanţe

periculoase. Această directivă, considerată în prezent depăşită, va fi abrogată la

sfârşitul anului 2013. Intre timp, obiectivele politicii europene s-au extins,

cuprinzând atât aspectele cantitative cât şi conexiunile cu apele de suprafaţă.

Astfel, s-a conturat un cadru integrat şi unitar al politicii apei, materializat prin

Directiva - cadru a Apelor 2000/60/EC. Aceasta defineşte corpul de ape subterane

ca fiind volumul distinct de apă subterană cantonat într-unul sau mai multe

acvifere, precum şi starea bună a apelor subterane ca realizarea cumulativă a stării

chimice bune şi a stării cantitative bune a corpului de ape subterane. Având ca

obiectiv principal menţinerea sau reconstituirea stării bune a tuturor apelor de pe

teritoriul Uniunii Europene, ca astfel să poată fi protejate ecosistemele acvatice şi

terestre şi sănătătatea cetăţenilor, Directiva – cadru a Apelor prevede realizarea, la

fiecare 6 ani, a unui Plan integrat de management al apelor de suprafaţă şi

subterane şi a unui Program de măsuri pentru fiecare bazin hidrografic.

Cerinţele Directivei – cadru a Apelor referitoare la evaluarea stării chimice a

corpurilor de ape subterane şi la principale măsuri pentru protecţia şi

îmbunătăţirea calităţii apelor subterane sunt detaliate în Directiva fiică

2006/118/EC privind protecţia apelor subterane împotriva poluării şi deteriorării

(Directiva Apelor Subterane). Din 2009, această directivă s-a aplicat în paralel cu

Directiva 80/68/EEC, iar din 2014 autorizarea oricăror lucrări cu impact asupra

apelor subterane urmând a fi condiţionată de respectarea noii directive.

Transpunerea, dar mai ales stabilirea modului de implementare a

prevederilor directivelor menţionate a constituit o provocare pentru specialiştii din

domeniul apelor din cadrul autorităţii publice centrale din domeniul apelor, al

Administraţiei Naţionale “Apele Române” şi subunităţilor sale bazinale şi din

cadrul Laboratorului de Studii şi Cercetări Hidrogeologice al Institutului Naţional

de Hidrologie şi Gospodărire a Apelor. Pe baza eforturilor deosebite ale acestor

specialişti, puţini la număr comparativ cu cei care realizează aceleaşi sarcini în

celelalte ţări din Uniunea Europeană, România a reuşit să îndeplinească la

4

termenele stabilite cerinţele referitoare la apele subterane, iar rapoartele transmise

au fost apreciate favorabil de Comisia Europeană.

Având în vedere că directivele stabilesc cerinţele obligatoriu de îndeplinit

de fiecare dintre statele membre, însă lasă la latitudinea acestora modul în care

ajung la rezultatele cerute, implementarea prevederilor europene în domeniul

apelor subterane a implicat alegerea celor mai adecvate soluţii specifice situaţiei

din România. Teza de doctorat prezintă atât problemele teoretice ale implementării

prevederilor europene în domeniul apelor subterane, cât şi aspectele practice,

exemplificate prin aplicarea lor în cazul celor mai importante corpuri de apă

subterană raportate de România, şi anume ROAG12 şi ROAG13, ambele

cantonate în Sistemul acvifer al Stratelor de Frăteşti - Cândeşti.

Acest sistem acvifer este cea mai mare şi mai complexă structură

hidrogeologică din România şi constituie principala rezervă strategică pentru

alimentarea cu apă potabilă a localităţilor situate în Câmpia Română şi în sudul

Moldovei.

Importanța sa pentru alimentarea cu apă a Capitalei a fost intuită de primii

geologi români încă de la sfârșitul secolului al XIX-lea, când pentru alimentarea cu

apă potabilă a Bucureștilor nu se puneau problemele actuale de asigurare a calității și

cantității. Primele informații relevante datează din 1864, an în care Grigore

Cobălcescu a condus cu succes realizarea primului foraj adânc din București, și

anume a celui de la Cotroceni. Cu toate că rezultatele acestuia au confirmat pe deplin

așteptările, au mai trecut 30 de ani până când s-a investit în următorul foraj de

adâncime, și anume cel de la Fabrica de bere Bragadiru, situată în Calea Rahovei

(1894).

Matei Drăghiceanu (1895) este primul geolog care a scris despre posibilitatea

alimentării cu apă potabilă a Capitalei din formațiunile geologice denumite ulterior

“Strate de Frătești”. Lucrarea sa “Studii asupra idrologiei subterane din punctul de

vedere al alimentărei orașelor din România Mare, cu privire specială asupra

alimentărei Bucurescilor” analizează și interpretează rezultatele acestor prime foraje

și certifică faptul că nivelul piezometric al primului strat acvifer de Frătești

interceptat era cu cca. 20 m. mai sus decât cel din prezent. Atât în lucrarea

menționată, cât și într-o altă lucrare a sa, “Coup d’oeil sommaire sur l’hydrologie

souterraine de la Plaine Roumaine au point de vue de l’alimentation de

Bucarest“, Matei Drăghiceanu a susținut soluția de alimentare cu apă potabilă a

Capitalei din foraje adânci care captează stratele de pietrișuri și nisipuri cu extindere

regională (denumite ulterior “de Frătești”) ca soluție complementară unui baraj pe

Dâmbovița la Titu și apeductului aferent.

5

Următoarele foraje din București au fost executate la Filaret (1906) și Ciurel

(1907) și au fost interpretate de Ludovic Mrazec, respectiv Sabba Ștefănescu. Pe

baza datelor furnizate de forajele executate până la acea dată, Gheorghe Munteanu-

Murgoci a făcut o primă prezentare geologică a Câmpiei Române în Ghidul

excursiei de studiu de la cel de-al III-lea Congres internațional al petrolului.

Date despre stratigrafia formațiunilor cuaternare din Câmpia Română întâlnim

și în lucrările unor renumiți geografi, precum G.Vâlsan (1915) și Brătescu (1938).

Aceștia au cartat terasele Argeșului și Colentinei, respectiv ale Dunării, și le-au

atribuit vârste.

Totuși, o datare suficient de detaliată și argumentată întâlnim pentru prima

oară la Nicolae Pop (1946), care explică geneza Câmpiei Române prin colmatarea

și retragerea, în etape, spre est și nord-est, a Lacului Dacic. După cum se va vedea

în continuare, această teorie este confirmată şi de rezultatele privind litologia şi

dezvoltarea spaţială a Sistemului acvifer al Stratelor de Frăteşti - Cândeşti,

obţinute în cadrul prezentei lucrări.

Primul geolog care a realizat un studiu amplu, de sinteză, asupra geologiei

zonei București, și care poate fi considerat autorul primului model conceptual al

Sistemului acvifer al Stratelor de Frătești, este Emil Liteanu (1952). In studiul

respectiv au fost interpretate datele celor 220 de foraje situate la acea dată în

interiorul inelului de cale ferată a Bucureștiului, dintre care cca. 130 interceptează

Formațiunea de Frătești. Emil Liteanu a realizat și prima harta structurală, și anume

cea la culcuşul primului strat al formațiunii (Stratul A), iar cu ajutorul a 7 secțiuni

nord-sud a poziționat toate cele 3 Strate de Frătești, denumindu-le A, B și C în

ordinea interceptării lor prin foraje. In studiul său întâlnim și prima descriere

litologică a Stratelor de Frătești (trei bancuri de nisipuri mărunte grăunțoase cu

intercalații de pietrișuri separate de argile nisipoase și argile), precum și încadrarea

acestora între principalele unități litostratigrafice din Cuaternarul Câmpiei Române:

- Stratele de Frătești, în care au fost identificate fragmente de mastodonți, au

fost atribuite Pleistocenului inferior și constituie astfel baza depozitelor

cuaternare;

- deasupra Stratelor de Frătești stau cca. 50-100 m. de depozite marnoase și

marno-argiloase, denumite “Formațiunea marnoasă”;

- peste acestea, se află un banc de cca. 10-18 m. de nisipuri – Nisipurile de

Mostiștea;

- deasupra stă o alternanță de strate de argile cu strate de nisipuri fine argiloase

pe cca. 10-15 m.;

6

- peste alternanţa de argile şi nisipuri argiloase este aşezat un banc de nisipuri și

pietrișuri cu grosimi de cca. 18-20 m., denumite Pietrișurile de Colentina;

- între Pietrişurile de Colentina şi pătura de sol se găsesc depozitele loessoide,

cu dezvoltare inegală pe malurile Dâmboviței (2-4 m. grosime pe malul stâng

și 10-20 m. grosime pe malul drept).

La acest model conceptual al structurii geologice a zonei Bucureşti, ulterior s-

au adus numai modificări sau completări de detaliu, astfel încât el își păstrează

valabilitatea și astăzi, după 58 de ani de la publicarea sa în Volumul E/1 din Studii

tehnice și economice.

Structura geologică a zonei București a mai fost studiată ulterior și în scopul

identificării unor zăcăminte de hidrocarburi (Burcea et al., 1966, Paraschiv, 1979,

Visarion et al., 1989). Aceste cercetări nu s-au concentrat decât pe formațiunile

posibil purtătoare de țiței și gaze (Cretacic superior, Sarmațian, Meoțian și Dacian) și

pe accidentele tectonice care ar fi putut controla distribuția acumulărilor de

hidrocarburi (sistemele de falii longitudinale NV-SE și ENE-VSV), însă ele au

contribuit la înțelegerea structurii geologice de ansamblu a Câmpiei Române și a

încadrării sistemului acvifer studiat în această structură.

De asemenea, după cel de-al doilea război mondial, contribuții la cunoașterea

de detaliu a Câmpiei Române de la est de R. Olt au mai avut și geografii Petre Coteţ,

Gheorghe Niculescu, I.D. Ilie, Grigore Posea și Petre Enciu. Aceștia s-au concentrat

pe aspectele geomorfologice, deducând din acestea, precum și din contribuțiile

geologice anterioare, elemente despre evoluția paleogeografică a Câmpiei Române.

Și rezultatele acestor cercetări ajută, indirect, cercetările asupra Sistemului acvifer al

Stratelor de Frătești-Cândeşti, fiind utile în previzionarea adâncimilor la care stratele

acvifere vor fi interceptate prin foraje și a caracteristicilor litologice locale ale

acestora.

x x x x x

Doresc să adresez cele mai calde mulţumiri domnului prof. dr. ing. Radu

Drobot, conducătorul ştiinţific al tezei de doctorat, atât pentru sfaturile şi îndrumările

tehnice de ansamblu şi de detaliu acordate, cât şi pentru insistenţele şi încurajările

domniei sale, fără de care nici programul de pregătire, nici teza nu ar fi fost

finalizate.

Mulţumesc în mod special şi domnului dr. ing. Mihai Bretotean, care cu

generozitate mi-a pus la dispoziţie rezultatele cercetărilor întreprinse de dumnealui şi

cu care am purtat discuţii constructive pe parcursul elaborării lucrării.

7

Sunt deosebit de recunoscătoare şi colegilor de la Laboratorul de Studii şi

Cercetări Hidrogeologice din cadrul Institutului de Hidrologie şi Gospodărire a

Apelor, pentru informaţiile, sugestiile şi ajutorul cu amabilitate acordate, în mod

special domnilor ing. Marian Minciună, ing. Dumitru Neagu, fam. geol. Cătălina şi

Emil Radu, dr.geol. Rodica Macaleţ şi dr. geol. Mihai Tudor Munteanu.

De asemenea, le mulţumesc colegilor din cadrul Asociaţiei Hidrogeologilor

din România, de la care am primit un sprijin prietenesc, şi anume dr. geol. Augustin

Ţenu, dr. ing. Marian Palcu, ing. Florin Malancu şi dr. geol. Petru Enciu, precum şi

domnului ing. geol. Marian Godea, şeful Serviciului Monitoring de la Administraţia

Bazinală a Apelor Argeş-Vedea și doamnei desenatoare Dana Predoi.

Nu în ultimul rând sunt recunoscătoare familiei mele, care m-a susținut și

înțeles.

8

CAPITOLUL I

CARACTERIZAREA GEOLOGICĂ, HIDROGEOLOGICĂ

ȘI HIDROCHIMICĂ A SISTEMULUI ACVIFER

AL STRATELOR DE FRĂTEȘTI-CÂNDEȘTI

I.A. LUCRĂRILE REFERITOARE LA SISTEMUL ACVIFER

Cele mai vechi lucrări de specialitate studiate în scopul elaborării prezentei

teze de doctorat sunt lucrările “Studii asupra idrologiei subterane din punctul de

vedere al alimentarei orașelor din România Mare, cu privire specială asupra

alimentarei Bucurescilor” și “Coup d’oeil sommaire sur l’hydrologie souterraine de

la Plaine Roumaine au point de vue de l’alimentation de Bucarest“ (Matei

Drăghiceanu, 1895). Despre prima lucrare menționată, putem afirma că este primul

studiu hidrogeologic elaborat de un specialist român în vederea rezolvării

problemelor de alimentare cu apă de pe teritoriul ţării. Acest studiu conține o

prezentare sintetică a structurii geologice a Câmpiei Române, surprinzător de corect

intuită în absența datelor din foraje de care dispunem în prezent, pe care se grefează

puținele informații despre apele subterane existente la sfârșitul secolului al XIX-lea.

Abordarea este vizionară, pentru asigurarea pe termen lung a surselor de apă luându-

se în considerare atât zonele de alimentare ale stratelor acvifere descrise, cât și

granulometria lor, foarte importantă pentru durata de funcționare a forajelor. Studiul

a fost comandat cu un scop concret, și anume acela de a susține, cu argumente

științifice, soluțiile inginerești propuse pentru alimentarea cu apă potabilă a orașelor

din Regatul României și în special a Capitalei.

Cum se întâmplă însă de multe ori, soluțiile propuse de autor pentru

alimentarea cu apa a orașului București nu au coincis cu viziunea autorităților

(primăriei), care le-au supus expertizei geologului francez A. Daubrée, membru al

Institutului Francez. Expertiza inițială a susținut poziția autorităților, însă

Drăghiceanu a combătut din nou atât poziția autorităților, cât și expertiza lui

Daubrée. In primul rând, i-a scris geologului francez o scrisoare, în care invocând

faptul că acesta nu a vizitat niciodată România, i-a prezentat structura geologică a

Câmpiei Române şi toate argumentele științifice care susțineau soluția propusă de el.

În al doilea rând, a publicat lucrarea “Coup d’oeil sommaire sur l’hydrologie

souterraine de la Plaine Roumaine au point de vue de l’alimentation de Bucarest“

(vezi Fig. nr.1). Această nouă lucrare are în loc de prefață răspunsul lui Daubrée, cu

9

reconsiderarea punctului său de vedere. In răspuns se arată că lucrarea lui

Drăghiceanu are o mare valoare prin contribuția pe care o aduce la cunoașterea

constituției geologice a României și că lucrarea clarifică tectonica specială a

formațiunilor Câmpiei Valahe și rolul pe care acestea îl joacă în înmagazinarea și

circulația apelor subterane, în formarea și stabilirea traseului cursurilor de apă, în

existența surselor de apă potabilă, de ape minerale și de petrol, ca și în formarea

lacurilor sărate din partea de est a acestui teritoriu.

Fig. nr. 1. Coperta și prim-planuri din “Coup d’oeil sommaire sur l’hydrologie

souterraine de la Plaine Roumaine au point de vue de l’alimentation de Bucarest“-

1895, Imprimeria Curții Regale F. Gobl, București – fotografii efectuate la

Biblioteca Centrală Universitară în 2010

Pe parcursul celei de-a doua lucrări, Matei Drăghiceanu polemizează cu

primarul Capitalei N. Filipescu și cu inginerul șef al Serviciului tehnic asupra

soluției de alimentare cu apă a orașului. Spre deosebire de prima lucrare, care este

pur științifică, cea de-a doua este structurată pe idei/capitole esențiale pentru

argumentare. Astfel, autorul susține cu argumente științifice: rectificarea dării de

seama către Parlament a primarului Capitalei privind lucrările de investiții pentru

10

alimentarea cu apă a orașului; respingerea ipotezelor că forajele de 30 m. adâncime

de la Joița și Chiajna ar avea apă de munte și că un front de captare de 200 de astfel

de foraje în nordul Capitalei ar putea asigura debitul de 40.000 m3/zi necesar,

conform ipotezei avansate și susținute de Serviciul tehnic al Primăriei; existența la

Cotroceni a unei flexuri în stratele acvifere de adâncime (Frătești), care astfel sunt

mai dificil de interceptat prin foraje deoarece coboară în nordul Capitalei față de

zona de sud (ipoteză demonstrată ulterior de E.Liteanu, în 1952); neasigurarea

cantității și calității apei prin soluția propusă de Serviciul tehnic al Primăriei.

În cuprinsul fiecărui capitol, Drăghiceanu aduce argumente concrete deosebit

de interesante în sprijinul concluziilor sale. De exemplu, arată că între 25-30 m.

adâncime față de suprafața terenului, forajele de la Joița și Chiajna captează strate de

nisipuri fine micacee cu nivel ascensional (ulterior identificate ca “Nisipurile de

Mostiștea”), care însă nu pot asigura debitul necesar mai ales în perioadele

secetoase, deoarece bazinul lor de alimentare este redus ca dimensiuni (zona de

afloriment se situează la nord de Crevedia). In plus, forajele s-ar înnisipa rapid

datorită granulometriei fine și ar intra în interferență datorită distanței prea mici

dintre ele, ceea ce ar crește numărul de foraje necesare și implicit cheltuielile de

investiții (de la 1 milion de lei, cât au fost estimate inițial, la 10 milioane lei). Pe

baza analizelor efectuate la Institutul Universitar din București pe probele de apă

recoltate din aceste foraje, arată că apa nu este "de munte" sau "de izvor", cum

pretinsese Serviciul tehnic al Primăriei în cererea de finanţare, datorită durităţii şi

conţinutului în azotați, apropiate de cele ale apei freatice (vezi tabelul nr.1).

Nr.

puțului

Adâncimea

(m.)

Duritatea

( 0 germane)

Conținutul în

azotați (g/l)

1 - 16,5 liberă

2 8 17 urme

3 - 16,5 liberă

4 31 19 0,108

5 9 19 0,020

Tabelul nr.1: Calitatea apei în forajele de la Chiajna ( după M.Drăghiceanu, 1895)

Nici puțurile din freatic nu reprezentau o soluție, datorită calității

necorespunzătoare a apei, fapt pe care Drăghiceanu îl demonstrează cu buletinele

analizelor chimice şi bacteriologice ale apei freatice, de asemenea efectuate la

Institutul Universitar din București.

11

Soluția de alimentare cu apă a Capitalei propusă de acest autor este mixtă, el

apreciind că jumătate din debitul necesar Capitalei la vremea respectivă putea fi

asigurat din surse de suprafață (alternativa unui baraj pe Dâmbovița la Titu era

considerată preferabilă devierii Argeșului și pompării apei de la Roșu) iar cealalaltă

jumătate poate fi asigurată din foraje adânci care să capteze stratele de pietrișuri

interceptate deja de forajele de la Cotroceni și Bragadiru. Aceste strate, denumite

ulterior “de Frătești” sunt capabile, în opinia sa, de a asigura debite constante în

timp, datorită extinderii lor regionale și alimentării pe rama carpatică.

Cea de a doua lucrare importantă, care se ocupă în mod special de Stratele de

Frătești, este “ Geologia orașului București” de Emil Liteanu, publicată în Volumul

E/1 din Studii tehnice și economice în anul 1952. In perioada de dezvoltare

economică de după cel de-al doilea război mondial se punea atât problema asigurării

unei resurse strategice pentru alimentarea cu apă a Capitalei, cât și a realizării unor

fronturi de foraje pentru alimentarea cu apă din sursă proprie a anumitor

întreprinderi industriale care necesitau apă de foarte bună calitate în procesele

tehnologice. Pentru aceasta, se impunea cercetarea detaliată a resurselor de ape

subterane identificate anterior.

Fig. nr. 2. Succesiunea depozitelor litologice în subsolul Capitalei – E.Liteanu,1953

12

Lucrarea interpretează datele a 220 de foraje situate în interiorul inelului de

cale ferată a Bucureștiului, foraje cu adâncimi între 20 m. și 350 m., dintre care cca.

130 au adâncimi de peste 110 m. și captează Stratele de Frătești. Sunt descrise

formațiunile întâlnite și se realizează primele secțiuni geologice și prima harta

structurală, și anume cea la patul primului strat al formațiunii (Stratul A). Prin

poziționarea spațială a celor 3 strate acvifere ale Formațiunii de Frătești în zona

Bucureşti și denumirea lor A, B și C în ordinea interceptării lor prin foraje, putem

spune că se realizează primul model conceptual al structurii acestei formațiuni

geologice şi a dezvoltării sale în cadrul depozitelor superioare ale Câmpiei Române

(vezi Fig. nr.2).

Lucrarea lui E. Liteanu este deosebit de importantă atât teoretic cât și practic,

însă poate fi considerată numai o etapă în cunoașterea sistemului acvifer, deoarece

nu tratează deloc aspectele de hidrogeologie (nivele, debite, denivelări,

transmisivități, etc.).

O altă lucrare ştiinţifică de referinţă pentru complexul acvifer studiat este

“Datarea apelor subterane cu ajutorul izotopilor naturali, cu aplicare în cercetarea

apelor subterane din zona Bucureşti şi Câmpia Română” de Tiberiu

Constantinescu, publicată în anul 1972 în volumul Studii de Hidrogeologie IX –

INMH. Lucrarea prezintă investigaţiile cu izotopi de mediu (T, 14

C, D, 18

O),

desfăşurate în cadrul Laboratorului de izotopi de mediu al Institutului de

Meteorologie şi Hidrologie, pentru corelarea litofaciesurilor şi a condiţiilor de

sedimentare cu chimismul apelor subterane din cadrul complexului acvifer, pentru

datarea apelor subterane şi pentru prima conturare a modelului conceptual al

structurii hidrogeologice în 4 dimensiuni (spaţiu şi timp). Pe baza analizelor de

tritiu, T. Constantinescu a arătat că, în condiţiile unei intense exploatări a Stratelor

de Frăteşti pe teritoriul Municipiului Bucureşti, drenanţei ascendente din Stratul B

în Stratul A, i se adaugă şi drenanţa descendentă, de la suprafaţă (ape recente) în

Stratul A. Având în vedere că rezultatele calculării ciclului de realimentare cu ape

recente a Stratului A au fost de 9-14 ani şi că tritiul a fost decelat numai în zonele

de exploatare maximă a Stratului A, indiferent de adâncimea la care se situează

acesta, considerăm că nu poate fi vorba despre o drenanţă de la suprafaţă prin toate

acviferele şi acvitardele suprapuse, ci prin coroana de pietriş mărgăritar a unor

foraje incorect executate şi care nu au izolat acviferul de Colentina. O altă

concluzie, dedusă de T. Constantinescu din analiza concentaţiilor de deuteriu în

zonele cu concentraţii decelabile de tritiu, constă în semnalarea alimentărilor

recente în zona de confluenţă a Neajlovului cu Argeşul. Această concluzie

interesantă a contribuit parţial la decizia ca simulările efectuate cu ajutorul

13

modelului matematic construit în cadrul programului de doctorat să se concentreze

în zona Capitalei şi a împrejurimilor acesteia, cu includerea confluenţei

menţionate, care se situează la limita sudică a zonei modelate.

Următoarea și cea mai importantă lucrare precedentă referitoare la Sistemul

acvifer al Stratelor de Frătești - Cândeşti este teza de doctorat “Analiza sistemelor

acvifere subterane prin modelare matematică în scopul evaluării resurselor de apă”

elaborată de Mihai Bretotean și susţinută în anul 1996 în cadrul Facultății de

Geologie și Geofizică a Universității din București. In această lucrare, sistemul

acvifer a fost abordat holistic, atât din punct de vedere geologic cât și hidrogeologic

și hidrochimic, fiind cercetate extinderea sa în afara orașului București, precum și

zonele de alimentare și de descărcare la scară regională.

Trecând în revistă cercetările mai multor stratigrafi, M. Bretotean a arătat că

depozitele romaniene, depuse spre partea finală a ciclului de sedimentare pliocen,

au o largă răspândire atât în cadrul Platformei Moesice, cât şi în cadrul

Depresiunii Subcarpatice, fiind aşezate peste depozitele Dacianului superior. In

partea lor inferioară, depozitele romaniene sunt constituite din argile cenuşii

verzui, mai rar negricioase, cu concreţiuni calcaroase, argile nisipoase, nisipuri

argiloase şi medii. În partea superioară, depozitele romaniene sunt reprezentate

prin "Stratele de Frăteşti", care au continuat să se depună până la începutul

Pleistocenului mediu. Pentru a concluziona asupra vârstei Stratelor de Frăteşti, M.

Bretotean îi citează pe I. Andreescu (1981), care demonstrează prezenţa

Romanianului superior în zona Slatina, pe baza unei faune de moluşte specifice

(Ebersininaia milcovensis, Ebersininaia geometrica, Rugunio riphaei, Unio

kujalnicensis etc.), pe P. Enciu (1995), care semnalează prezenţa, în zona central-

sudică a Platformei Moesice (Bucureşti) a unei faune de moluşte similare celei

existente în depozitele Romanianului superior din zona Slatina şi pe V.

Pavnotescu (1991), care a făcut determinări macropaleontologice pe probe de

faună prelevate din "Stratele de Frăteşti", interceptate de forajele executate în zona

situată la nord de Giurgiu, identificând fosile specifice Romanianului mediu.

Strate cu acelaşi conţinut macrofaunistic au fost citate în Oltenia la Podari,

Bucovăţ, Argetoaia și Bîlta, considerate la acelaşi nivel stratigrafic. Tot

Pavnotescu a separat în "Stratele de Frăteşti", la sud de Bucureşti, fosile specifice

Cuaternarului. Rezultă că "Stratele de Frăteşti” s-au depus, cel mai probabil,

începând din epoca Gauss, de la nivelul de 3,0 milioane ani (din Romanianul

mediu), ca şi "Stratele de Cândeşti", posibil până la începutul epocii Brunhes, la

nivelul de 0,7 - 0,6 milioane ani (începutul Pleistocenului mediu).

14

Referitor la vârsta "Stratelor de Cândeşti", M. Bretotean a arătat că aceasta

se situează, după diverşi autori, la partea superioară a Romanianului mediu

(Liteanu,1961; Liteanu şi Ghenea, 1966), din Romanianul inferior până la

începutul Pleistocenului inferior (Bandrabur, 1971), sau odată cu Romanianul

superior până după începutul Pleistocenului inferior (Alexeeva et al., 1981),

sedimentarea lor finalizându-se prin depunerea orizontului cu bolovani. Conţinutul

paleontologic al depozitelor care constituie "Stratele de Cândeşti" este extrem de

redus. Feru et al. (1981), analizând fauna de mamifere conţinută în partea

inferioară a orizontului de nisipuri şi pietrişuri situate între stratele XII şi XV de

cărbuni din Oltenia și datele magnetostratigrafice, concluzionează că depunerea

"Stratelor de Cândeşti" a început în timpul episodului Mammouth din epoca

Gauss, la nivelul de 3,0 milioane ani (în Romanianul mediu) și s-a finalizat în

Pleistocenul inferior. Limita Pliocen-Pleistocen inferior era la vremea aceea

(1996) stabilită la 1,8 - 1,6 milioane de ani, corespunzător episodului Olduvai din

epoca Matuyama, pe baza faunei din zona Slatina (Andreescu et al.,1981).

Astfel, M. Bretotean a corelat pentru prima oară diferitele descrieri și atribuiri

de vârstă ale formațiunilor de pietrișuri și nisipuri acvifere din Câmpia Română (vezi

Fig.nr.3), demonstrând că ele au aceeași vârstă și continuitate la scară regională, deci

constituie aceeași unitate hidrogeologică structurală.

Sistemul acvifer regional de vârstă romanian – pleistocen inferioară astfel

delimitat de M. Bretotean în 1996 avea o suprafaţă de circa 32.000 km2 , acoperind

două unităţi structurale majore, Platforma Moesică şi Depresiunea Subcarpatică,

separate structural prin linia pericarpatică (vezi Fig. nr. 4).

M. Bretotean a studiat acest sistem acvifer pe baza datelor obținute din

execuția 66 de foraje de prospecțiuni pentru cărbuni și țiței și a 169 de foraje

hidrogeologice, precum și din măsurătorile de nivel lunare efectuate în 35 de

foraje de pe teritoriul administrativ al Municipiului București în perioada 1984-

1987.

Pe baza acestor date, folosind aproximarea Galerkin, M. Bretotean a

construit un model cu elemente finite pe un domeniu de 11.000 km2

, centrat pe

zona Bucureşti, pe baza căruia ajunge la concluzia că resursa exploatabilă a

domeniului analizat trebuie menţinută la valoarea debitului mediu exploatat în cei

15 ani precedenţi, şi anume 2200 l/s, pentru a evita pericolul atragerii poluării

existente la limita de sud, în aluviunile R. Neajlov.

Această lucrare reprezintă un important pas înainte, atât pentru că a

clarificat conceptual o serie de aspecte privind vârsta, dezvoltarea și

15

comportamentul sistemului acvifer, cât și pentru că a tras un semnal de alarmă

asupra poluării de care este amenințat.

Fig. nr.3. Corelarea încadrărilor cronostratigrafice ale diferiților autori pentru

depozitele din structura sistemului acvifer regional - M. Bretotean,1996

Fig.nr.4. Dezvoltarea Sistemului acvifer romanian – pleistocen inferior –

- M. Bretotean,1996

16

I.B. CARACTERIZAREA GEOLOGICĂ

Stratotipul “Stratelor de Frătești” este reprezentat de depozitele psamo-

psefitice care aflorează în zona localității Frătești, situată la 5 km. N de Giurgiu. In

partea centrală și estică a Câmpiei Române, arealul din Platforma Moesică mărginit

la V de r. Olt, la E de r. Ialomița, la S de Dunăre și la N de linia pericarpatică ( pe

traseul Găești-Târgoviște-Ploiești-Insurăței) corespunde dezvoltării în adâncime a

depozitelor descrise litologic sub denumirea (stratotipul) “Stratele de Frătești”.

Stratotipul “Stratelor de Cândeşti” este reprezentat de depozitele aluvionare

mai grosiere, în general pietrişuri cu intercalaţii de argile, care aflorează pe raza

administrativă a localităţii Cândeşti, com. Verneşti, jud. Buzău, unde au fost descrise

pentru prima oară, şi pe toată rama Depresiunii Subcarpatice, începând de la

aliniamentul Râmnicu Vâlcea - Curtea de Argeș – Târgoviște – Câmpina – Mizil –

Buzău - V. Trotușului spre sud şi est, afundându-se sub depozite mai noi către linia

pericarpatică.

In ceea ce privește vârsta acestor depozite, ea variază între Romanian și

Pleistocen inferior, în funcție de diferiți autori și de elementele de datare. Materialul

fosilifer care poate fi luat în considerare pentru datare este destul de redus, mai ales

în cazul Stratelor de Cândeşti, care sunt foarte sărace în fosile. Incadrările

cronostatigrafice prezentate şi discutate de M. Bretotean în 1996 (vezi Fig. nr. 3)

trebuie reactualizate pe baza noii Scări geocronologice a Cuaternarului, adoptată la

Congresul geologic mondial de la Oslo, în 2008, conform căreia limita

Pliocen/Cuaternar a coborât la 2,6 milioane de ani.

In ciuda diferențelor de poziționare pe scara geologică, toți autorii ajung la o

concluzie comună, și anume că atât “Stratele de Frătești” cât şi “Stratele de

Cândeşti” reprezintă pragul de trecere între Neogen și Cuaternar în Câmpia Română

şi partea sudică a Podişului Moldovenesc, și formează împreună același sistem

acvifer cu dezvoltare regională, așa cum a demonstrat M. Bretotean în 1996 şi cum

se confirmă şi prin rezultatele prezentei teze de doctorat.

Această abordare a fost ulterior adoptată oficial de România în anul 2004 la

delimitarea și caracterizarea corpurilor de apă subterană, realizându-se faptul că şi

formaţiunile acvifere din partea de sud a Moldovei au aceeasi vârstă, geneză şi

aproximativ aceleaşi caracteristici litologice cu sistemul acvifer cu dezvoltare

regională de vârstă Romanian - Pleistocen inferior delimitat de M. Bretotean în 1996

numai până la Valea Buzăului.

“Stratele de Cândeşti” se extind în acelaşi facies între V. Buzăului şi V.

Trotuşului, aflorând pe suprafeţe întinse. Între aceste limite, ele se dezvoltă foarte

17

mult şi în adâncime, mai ales în zona Panciu - Râmnicu Sărat (nu avem foraje care

să traverseze complet formaţiunea în această zonă, însă prospecţiunile geofizice

recente indică grosimi de 1000 - 1500 m. ale depozitelor cuaternare, mai mici decât

grosimea de 2500 m. figurată pentru această zonă în Harta Cuaternarului 1:

1.000.000 din 1971). Spre est, granulometria Stratelor de Cândeşti devine mai fină,

pe măsură ce se afundă sub depozite mai noi spre V. Siretului şi V. Bârladului.

In partea de sud-est a Moldovei, de la traseul Faliei Oancea - Adjud spre sud,

în interfluviul Bârlad - Prut, aflorează şi se afundă treptat sub formaţiuni mai noi

depozite identice cu Stratele de Cândeşti, care au fost redenumite Formaţiunea de

Tuluceşti (M.T. Munteanu, 2006). Ele sunt constituite din argile nisipoase, nisipuri

argiloase, nisipuri şi pietrişuri cu potenţial acvifer. Stratele acvifere ale Formaţiunii

de Tuluceşti sunt exploatate prin numeroase foraje cu adâncimi cuprinse între 80-

350 m. Corelarea cronostratigrafică a depozitelor din partea de nord-est a Bazinului

Dacic efectuată de acelaşi autor, pe baza inventarierii faunei de moluşte şi mamifere

descoperite, arată că depunerea Formaţiunii de Tuluceşti a început odată cu epoca

Gauss în Romanianul mediu acum 3,58 milioane de ani şi s-a terminat la sfârşitul

epocii Matuyama acum 0,78 mil ani. Având în vedere că epocile geomagnetice se

păstrează ca repere constante în condiţiile coborârii în 2008 a limitei

Pliocen/Pleistocen la 2,6 milioane de ani, rezultă că Stratele de Tuluceşti sunt

sincrone cu cele de Cândeşti şi cele de Frăteşti, formând aceeaşi structură

hidrogeologică regională.

Sistemul acvifer regional compus din formaţiunile menţionate mai sus are o

suprafaţă de 42.493 km2 și acoperă trei unităţi geologice majore şi anume Platforma

Moesică, Depresiunea Getică şi Orogenul nord-dobrogean, aproximativ

corespunzătoare din punct de vedere geografic Câmpiei Române, Depresiunii

Subcarpatice şi Platformei Covurlui.

I.B.1. PLATFORMA MOESICĂ

Structura geologică a zonei studiate din cadrul Platformei Moesice se

caracterizează printr-un fundament cristalin fracturat peste care s-au sedimentat

depozite granulare în 4 cicluri majore: Cambrian - Carbonifer; Permian - Triasic;

Jurasic - Eocen şi Badenian - Cuaternar.

Formaţiunile ultimului ciclu se dispun transgresiv peste formaţiunile

ciclului de sedimentare precedent, reflectând trecerea de la un regim continental la

unul lacustru. Corespuzând ca extindere părţii de sud a "Bazinului Dacic", cea mai

mare parte a Platfomei Moesice a fost submersă până la sfârşitul Pliocenului.

Sedimentarea materialului detritic erodat din catenele muntoase marginale a

18

continuat şi în timpul Pleistocenului inferior şi mediu, când bazinul menţionat a

fost colmatat aproape în întregime. Din Pleistocenul superior până în Holocenul

inferior, partea sudică a platformei a fost supusă unei mişcări de ridicare, fiind

erodate o parte din depozitele mai vechi. Depozitele romaniene şi pleistocene

inferioare, reprezentând partea finală a ciclului de sedimentare Badenian-

Cuaternar, stau în continuitate de sedimentare peste depozitele Dacianului

superior, fiind întâlnite în foraje pe tot cuprinsul zonei studiate, cu excepţia

extremităţii sudice, unde au fost erodate de Fluviul Dunărea şi afluenţii acestuia.

Romanianul inferior este format din argile cenuşiu - verzui sau negricioase,

cu concreţiuni calcaroase, argile nisipoase, nisipuri argiloase şi nisipuri fine şi

medii. Depozitele aparţinând Romanianului inferior au grosimea maximă de cca.

200 m. În partea sa superioară, Romanianul este constituit din "Stratele de

Frăteşti", care au continuat să se depună şi în Pleistocenul inferior.

"Stratele de Frăteşti" sunt constituite din unul până la trei strate permeabile

(A, B, C), despărţite de orizonturi argiloase. Litologia stratelor permeabile este

similară, ele fiind formate la partea superioară din nisipuri fine şi medii, uneori

grosiere, iar la partea inferioară predominant din pietrişuri şi bolovănişuri.

Orizonturile argiloase sunt alcătuite în general din argile cenuşii - gălbui plastice

sau din argile nisipoase. "Stratele de Frăteşti" au fost amănunțit descrise din punct

de vedere litologic de E. Liteanu în 1953 (vezi profilele din Fig. nr. 5).

Cu excepţia zonelor restrânse de aflorare, "Stratele de Frăteşti" sunt

acoperite de depozitele Pleistocenului mediu şi superior, cu constituţie variabilă

(argile, argile nisipoase, nisipuri, depozite loessoide) a căror grosime şi caracter

impermeabil creşte către vest. Începând din zona Municipiului Bucureşti către est

şi nord-est, depozitele Pleistocenului mediu şi superior, care acoperă "Stratele de

Frăteşti", sunt reprezentate de o succesiune de marne şi argile cu orizonturi subţiri

de nisipuri, cunoscute sub denumirea de "Complexul marnos" ("Strate de

Coconi"), care suportă un pachet de nisipuri denumit "Nisipurile de Mostiştea",

peste care sunt depuse aşa numitele "depozite intermediare" constituite dintr-o

alternanță de strate de argile cu strate de nisipuri fine argiloase, urmate de

"Pietrişurile de Colentina".

Aluviunile luncilor şi teraselor Dunării şi ale celorlalte râuri din Câmpia

Română, precum şi depozitele loessoide acoperitoare şi pătura de sol sunt

atribuite, după caz, Pleistocenului superior sau Holocenului.

Astfel, structura geologică a platformei este relativ uniformă la partea

superioară a cuverturii sedimentare, depozitele fiind înclinate uşor de la sud către

nord și îngroşându-se pe această direcție. În adâncime, structura geologică a

19

Platformei Moesice se complică, datorită existenţei mai multor falii majore și a

zeci de falii minore.

Fig. nr.5. Profile litologice ale Stratelor de Frătești pe teritoriul Municipiului

Bucureşti ( E.Liteanu, 1953)

I.B.2. DEPRESIUNEA SUBCARPATICĂ

Depresiunea Subcarpatică este zona de sedimentare a materialului erodat

din Carpaţii Orientali şi Carpaţii Meridionali, care mărgineşte la exterior aceste

lanţuri muntoase. In zona de interes a prezentei lucrări, această depresiune este

divizată după cum urmează:

- Depresiunea Getică, între V.Oltului la V şi V. Dâmboviţei la E;

- Zona mio-pliocenă, între V. Dâmboviţei la V şi V.Trotuşului la E (NE);

In cadrul Depresiunii Getice, sedimentarea a început din Eocen şi a

continuat, cu anumite pauze, până în Cuaternar, rezultând depozite de câteva mii

de metri, așezate pe un fundament în parte carpatic şi în parte de platformă.

Pentru tema tezei de doctorat prezinta interes doar depozitele Pliocenului şi

Pleistocenului, în mod special Formaţiunea de Cândeşti, care, aşa cum s-a văzut

anterior, constituie pragul de trecere între Neogen şi Cuaternar. In Depresiunea

Getică, această formaţiune prezintă două faciesuri litologice, și anume:

20

- în porţiunea colinară şi subcolinară sunt întâlnite depozite detritice alcătuite din

pietrişuri şi chiar bolovănişuri cu grosimi destul de mari;

- în porţiunea de câmpie se dezvoltă alternanţe de strate de pietrişuri cu nisipuri de

diverse granulometrii, ajungând ca la limita domeniului granulometria să fie

predominant psamitică.

In Cuaternar, în continuitate de sedimentare peste "Stratele de Cândeşti"

s-au așezat depozitele de terasă şi conurile de dejecţie, precum şi depozitele

aluvionare din luncile râurilor și depozitele de la baza versanților.

La est de V. Dâmboviţei, structura Depresiunii Subcarpatice este marcată de

prezența diapirelor (străpungerea structurilor sedimentare de depozitele de sare),

aşa cum se vede şi în Fig. nr.3. Formaţiunile Romanianului şi Pleistocenului au

înclinări spre sud, până la linia de flexură care marchează spre sud şi sud-est limita

cu Platforma Moesică şi spre est cea cu Platforma Covurlui.

Extremitatea nord-estică a Depresiunii Subcarpatice este constituită din

Depresiunea neogenă Odobeşti, avantfosă carpatică în care grosimea sedimentelor

de vârstă romanian - pleistocen inferioară depăşeşte 1000 m. În rama vestică a

acestei depresiuni, Stratele de Cândeşti aflorează pe văile afluenţilor pe dreapta ai

Siretului: Zăbrăuţi, Putna, Suşiţa, şi Râmna. Aici ele formează o serie groasă (400-

500 m.) de bancuri pietrişuri, nisipuri şi argile, specifice sedimentării în regim

torenţial. In versantul sudic al V. Trotuşului lângă Adjud, precum şi la Pralea, în

Stratele de Cândeşti s-au descoprit resturi fosile de Anancus arvernensis şi

Archidiskodon meridionalis, care atestă că sedimentarea acestor depozite s-a

desfăşurat până la sfârşitul Villafranchianului (Pleistocen inferior) - I. Atanasiu,

1940.

I.B.3. PLATFORMA COVURLUI

Platforma Covurlui este denumirea geografică a părţii de sud a Podişului

Moldovenesc, care corespunde în ceea ce priveşte fundamentul cristalin cu

prelungirea pe sub Dunăre a Orogenului nord-dobrogean. Contactul cu Platforma

Moesică se face printr-o falie situată la sud de Siret, probabil prelungirea faliei

Peceneaga-Camena. Spre vest, contactul cu Depresiunea Getică de-a lungul faliei

pericarpatice este acoperit de Câmpia fluvială a Siretului inferior. La nord, Platforma

Covurlui este mărginită de depresiunea jurasică a Bârladului, dincolo de falia

Sfântu Gheorghe - Oancea - Adjud fundamentul căzând la adâncimi mari, greu de

atins in foraje. In lucrarea de faţă am folosit denumirea de Platforma Covurlui

pentru extremitatea de nord - est a zonei de studiu, deşi aceasta nu reprezintă o

unitate geologică în sine, deoarece denumirea structurală corectă, şi anume

21

"Orogenul nord-dobrogean" nu include stricto-senso şi cuvertura sedimentară în

cadrul căreia se dezvoltă şi sistemul acvifer regional care constituie obiectul tezei

de faţă. Există şi autori care includ Platforma Covurlui între unităţile structurale

majore ale României (Ionesi, 1994), acesta constituind un argument în plus pentru

folosirea acestei denumiri.

Din punct de vedere geologic, Platforma Covurlui este constituită din

depozite neogene şi cuaternare sedimentate peste fundamentul hercinic.

Depozitele neogene interceptate numai în foraje sunt reprezentate prin

marno - calcare şi nisipuri badeniene, prin argile, marne şi nisipuri sarmaţiene şi

prin argile marnoase şi gresii calcaroase meoţiene. Marnele, argilele şi nisipurile

fosilifere ale Seriei Ponţian - Dacian apar atât în forajele adânci (la Suraia, între

1130 şi 3100 m. adâncime), cât şi în aflorimente pe V. Prutului, între Oancea şi

Vlădeşti. Romanianul este întâlnit în majoritatea forajelor adânci din Platforma

Covurlui şi aflorează pe văile Gerul, Lozova, Mălina, Suhurlui şi Prut, prin

depozite nisipos-argiloase. La Tuluceşti, pe malul Prutului, în nisipuri argiloase cu

pietrişuri mărunte de origine fluviatil-lacustră s-a descoperit o faună de mamifere

atribuită de diferiţi autori Romanianului mediu - superior (măsele de Anancus

arvernensis, Elephas planifrons, Archidiskodon rumanus şi Elaphus issiodorensis).

Pe Harta geologică 1:200000, aflorimentele de pe văile menţionate sunt atribuite

atât Romanianului, cât şi Cuaternarului, datorită dificultăţilor de separare a

depozitelor romanian superioare de cele pleistocen inferioare generate de

continuitatea de sedimentare şi de lipsa fosilelor reper. M.T. Munteanu (2006)

consideră că Formaţiunea de Tuluceşti poate fi atribuită intervalului Romanian

mediu - Pleistocenului inferior pe baza faunelor de moluşte şi mamifere, precum şi

a poziţiei stratigrafice între depozitele romanian inferioare de la Măluşteni şi

Formaţiunea de Barboşi - Babele (argile vineţii, agile cu intercalaţii de nisipuri,

strate subţiri de nisipuri cu pietrişuri), de vârstă pleistocen medie sau depozitele

loessoide atribuite Pleistocenului mediu-superior. Depozitele aluviale ale teraselor

şi luncilor sunt atribuite Pleistocenului superior şi Holocenului.

I.B.4. DELIMITAREA SISTEMULUI ACVIFER

Sistemul acvifer al Stratelor de Frătești-Cândești a fost identificat și studiat

în primul rând datorită interesului economic și strategic pe care îl prezintă pentru

alimentarea cu apă a Municipiului București. Astfel, așa cum am arătat în capitolul

introductiv, în primele etape s-a efectuat delimitarea stratelor acvifere componente

în zona Municipiului Bucureşti (Fig. nr. 2 şi nr. 5), care sunt foarte bine cunoscute

prin intermediul numărului mare de foraje care le captează. Ulterior, M. Bretotean

22

(1996) a efectuat, în cadrul tezei sale de doctorat, delimitarea Sistemului acvifer

regional romanian - pleistocen inferior între V. Oltului şi V. Buzăului.

Fig. nr. 6. Secţiune geologică schematică prin Estul Câmpiei Române

(după Liteanu și Ghenea, 1966)

Sistemul acvifer regional delimitat îşi are zona de alimentare naturală în

Depresiunea Subcarpatică, aici aflorând “Stratele de Cândești”, care

înmagazinează apa atât din precipitații cât și din cursurile de apă care le

traversează. Ele se afundă spre sud sub depozite mai noi, iar continuitatea curgerii

apelor subterane şi ulterior descărcarea naturală a acestora în zona de sud şi sud-

est este asigurată de “Stratele de Frătești” .

În cadrul sistemului acvifer regional delimitat de M. Bretotean în 1996,

“Stratele de Frătești” stricto-senso reprezentau doar cca. 70% ca dezvoltare areală,

restul fiind reprezentat de “Stratele de Cândești”. Deși afundarea ambelor

formațiuni către centrul Câmpiei Române sub o stivă groasă de depozite mai noi

(vezi secțiunea din Fig.nr.6) le face greu interceptat prin foraje, astfel încât

continuitatea N-S a acestui acvifer cu dezvoltare regională a fost demonstrată doar

printr-un număr redus de foraje, acest model conceptual a fost asimilat de

comunitatea hidrogeologică din România. Denumirea inițială "Sistemul acvifer

romanian - pleistocen inferior" a fost însă înlocuită în accepţiunea generală cu

denumirea "Sistemul acvifer al Stratelor de Frătești-Cândești", denumire care este

folosită și pe parcursul prezentei lucrări, deoarece are avantajul de a nu fi

influenţată de schimbările intervenite în Scara geocronologică a Cuaternarului.

Delimitarea sistemului acvifer în cadrul prezentei teze de doctorat s-a făcut

pe baza informaţiilor furnizate de 313 foraje reprezentative executate pentru

prospecţiunea şi explorarea resurselor de hidrocarburi, respectiv a resurselor de

23

apă (vezi tabelul cu cele 313 foraje reprezentative din anexă), amplasate în

interiorul domeniului de studiu conform planului de situaţie din Fig. nr. 7.

Fig. nr. 7. Plan de situaţie cu forajele reprezentative şi orientarea secţiunilor

hidrogeologice realizate

Prin corelarea informaţiilor oferite de Harta geologică la scara 1:200000 cu

datele furnizate de forajele reprezentative au fost construite 14 secţiuni

hidrogeologice orientative N-S şi 5 secţiuni hidrogeologice orientative V-E (vezi

anexa) al căror traseu apare este de asemenea în Fig. nr. 7.

Sistemul acvifer este erodat parţial de râul Olt, în aval de confluenţa cu

Olteţul până în zona localităţii Scărişoara şi în totalitate, în continuare, spre sud.

Deși Stratele de Frătești şi cele de Cândești se continuă și la vest de râul Olt,

ele nu mai prezintă același interes hidrogeologic, deoarece sunt poziționate mai

sus, în cea mai mare parte aflorând deasupra nivelului de eroziune regional,

determinat de rîurile Olt și Jiu (vezi Secţiunea hidrogeologică 1-2 Căzăneşti-Gura

Padinei, în anexă). Din această cauză, ele cantonează doar acvifere freatice de

importanță locală, iar acviferul de adâncime sub presiune de importanță regională

din Oltenia este cantonat în formațiunile pliocene subiacente. Ca urmare,

domeniul cercetat în cadrul prezentei teze de doctorat este limitat la vest de râul

Olt.

Imaginea structurală generală care se conturează din lucrările menționate la

Cap. I.A, precum și din analiza datelor prelucrate în teza de față, este cea a unei

afundări a depozitelor spre limita Depresiunii Subcarpatice cu Platforma Moesică.

In cadrul Platformei Moesice, sistemul acvifer se afundă de la sud spre nord şi

24

nord-est. In cadrul Platformei Covurlui, se remarcă de asemenea o afundare către

avanfosa carpatică, pe direcţia est-vest. In zona Depresiunii Subcarpatice, sistemul

acvifer prezintă căderi de la nord spre sud, respectiv de la vest spre est, mult mai

accentuate faţă de înclinările din zona Platformei Moesice sau din zona Platformei

Covurlui. Astfel, întregul domeniu studiat este caracterizat de o linie de flexură a

depozitelor, care urmăreşte limita dintre Depresiunea Subcarpatică şi Platforma

Moesică, respectiv Platforma Covurlui. Conform secţiunilor hidrogeologice

orientative N-S prezentate în anexă, linia de flexură corespunzătoare afundării

maxime a sistemului acvifer urmăreşte traseul nord Drăgăşani (Dumitreşti) -

Scorniceşti - Stolnici - Bucov - Vultureanca - Brâncoveanu - sud Butimanu - Periş

- Ghermăneşti - Fierbinţi - nord Urziceni - Cocora - Padina.

În sectorul situat la nord de râul Ialomiţa, odată cu afundarea depozitelor,

acestea devin din ce în ce mai pelitice, în paralel cu creşterea mineralizaţiei apei

subterane. Fenomenul de subsidenţă a atins apogeul în Pliocen în zona în care

astăzi se află lunca Siretului inferior. Acest fenomen de subsidenţă continuă şi în

prezent, fapt demonstrat şi de convergenţa cursurilor de apă din partea de nord-est

a Câmpiei Române către această zonă.

Afundarea sistemului acvifer apare maximă la contactul între cele trei mari

unităţi geologice, Platforma Moesică, Depresiunea Subcarpatică şi prelungirea

Orogenului nord-dobrogean. Datorită lipsei forajelor adânci, în zona de subsidenţă

din nord-estul Câmpiei Române dintre V. Călmăţui şi V. Buzăului nu am putut

identifica în totalitate în secţiunile hidrogeologice traseul liniei de flexură a

sistemului acvifer corespunzătoare zonei de contact între cele trei mari unităţi

geologice structurale (Depresiunea Subcarpatică, Platforma Moesică şi Platforma

Covurlui). Secţiunile hidrogeologice orientative V-E realizate pentru partea de sud

a Moldovei indică prezenţa unei linii de flexură similare, pe direcţia Vadu Roşca -

Măicăneşti - Cuza Vodă. De aceea, rezultatele unui viitor foraj de studiu de cca.

700 m. adâncime în zona Batogu - Bordei Verde ar fi deosebit de interesante din

punct de vedere hidrogeologic.

Suprafaţa de aflorare şi grosimea Formaţiunii de Cândeşti sunt mari în zona

de nord-vest a domeniului studiat şi se micşorează treptat, cu unele variaţii, către

est, pe aceeaşi direcţie producându-se şi o afundare mai accentuată către sud.

Aceste tendinţe se menţin până în zona Buzău, de unde spre nord situaţia se

schimbă, suprafeţele de aflorare, ca şi grosimile Formaţiunii de Cândeşti devenind

maxime.

Formaţiunea de Frăteşti prezintă îngroşări şi subţieri succesive ale stratelor

acvifere către est. In extremitatea sudică şi sud-estică a domeniului studiat,

25

secţiunile hidrogeologice demonstrează ridicarea sistemului acvifer pe măsură ce

ne apropiem de Dunăre şi unirea celor trei strate de Frăteşti în două strate, apoi

într-unul singur. Astfel, există zone în care orizonturile argiloase dintre stratele

acvifere au formă lenticulară şi dezvoltare limitată, astfel încât Stratul A se uneşte

cu Stratul B (ex. zonele Căzăneşti-Ciochina, Optăşani, Roata de Jos, Fundulea-

Săruleşti, Ileana) sau Stratul B se uneşte cu Stratul C (ex. zonele Beciu, Urluiu-

Putineiu, Olteni, Drăgăneşti Vlaşca, Adunaţii Copăceni). Incepând de la V. Vedea

spre est, în zona extrem sudică a sistemului acvifer Stratele A, B, şi C sunt unite

(Izvoarele, Storobăneasa, Petru Rareş - Stăneşti, Uzunu, Vidra, V.Stânii -

Căscioarele, Ulmu - V. Roşie). De asemenea, în zona extrem estică (Ştefan Vodă,

Radu Negru, Săveni, Satu Nou şi Feteşti, sistemul acvifer este reprezentat printr-

un singur strat (A+B+C).

Fig. nr.8. Secţiune hidrogeologică orientativă N-S pe meridianul de 260 long.E

(Bucureşti Vest)

În zona Municipiului Bucureşti, aşa cum rezultă din Fig.nr.8, Sistemul

acvifer al Stratelor de Frătești coboară de la sud spre nord, de la adâncimea de

aproximativ 60 m. (coperiş) şi l30 m. (culcuş), în partea de sud (Jilava), până la

250 m. (acoperiş) şi 420 m. (culcuş), la Aeroportul Henri Coandă - Otopeni, fiind

format din trei strate acvifere, A, B şi C. Cea mai mare grosime o are Stratul C, în

partea de nord-vest a zonei (între 30 m. şi 40 m.) Stratele A şi B au grosimi

asemănătoare (între 25 m. şi 35 m.), cu excepţia părţii de nord, în care stratul A

are grosimi mai mici. Grosimea cumulată a celor trei strate (A+B+C) este cuprinsă

26

între 70 şi 90 m. Grosimea complexului marnos acoperitor descreşte de la nord

spre sud de la cca. 150 m. la 40 m.

În continuare, din zona Municipului Bucureşti spre nord şi nord-est a fost

posibilă urmărirea dezvoltării sistemului acvifer prin forajele reprezentative 257 -

Ciolpani, 258-Balta Doamnei, 147-Drăgăneşti, 148-Pantazi-Rachieri, 133 -

Ploieşti Nord, 260-Bărăiţaru, 217-Mizil, 222-Istriţa de Jos, 223-Pietroasele (vezi

tabelul din anexă). De la aceste foraje spre est datele existente devin din ce în ce

mai puţine, atât datorită afundării sistemului acvifer, cât şi datorită mineralizării

locale a apelor sale, care au transformat forarea în scopul alimentării cu apă intr-o

acţiune riscantă. În această zonă există foraje pentru petrol şi gaze, dar care din

păcate nu au acordat suficientă atenţie traversării părţii superioare a cuverturii

sedimentare. Lipsa datelor în zona Tătaru - Însurăţei - Bordei Verde - Urleasca -

Gemenele - M.Kogălniceanu - Ianca au impiedicat realizarea unei secţiuni

hidrogeologice orientative N-S şi pe meridianul de 27030' long.E.

Râul Neajlov, de la confluenţa acestuia cu Cîlniştea, şi Râul Argeş, în aval

de confluenţa cu Neajlovul, au erodat în totalitate formațiunile acoperitoare,

aluviunile acestor râuri fiind în contact direct cu sistemul acvifer.;;

La nord de Valea Buzăului, sistemul acvifer este format numai din Stratele

de Cândeşti (Tuluceşti), care ating grosimi maxime la vest de Siret şi se ridică spre

limitele de nord şi de est ale domeniului studiat. Trebuie menţionat că limita de

nord, pe linia Oancea - Adjud este o limită naturală a sistemului acvifer, fapt

demonstrat de aflorarea depozitelor sale şi a formaţiunilor mai vechi în apropierea

acestei limite. Limita de est, pe R. Prut, este o limită artificială, generată de lipsa

datelor dincolo de graniţa cu Republica Moldova. Faptul că Bazinul Dacic ocupa

şi teritoriul ce corespunde astăzi părţii de sud-vest a Republicii Moldova este un

bun argument pentru a considera Sistemul acvifer al Stratelor de Frătești-Cândeşti

o hidrostructură transfrontieră. Faptul că în Secţiunea hidrogeologică orientativă I-

I' Mahriu-Frumuşiţa (vezi anexa) se evidenţiază o înclinare a depozitelor

romanian-pleistocen inferioare de la est la vest este o indicaţie că aceste depozite

se ridică spre suprafaţa terenului pe teritoriul Republicii Moldova, aflorând

probabil pe principalele văi.

Din punct de vedere al proceselor de sedimentare, există anumite deosebiri

între "Stratele de Cândeşti" şi "Stratele de Frăteşti", deşi geneza ambelor

formaţiuni a dus la colmatarea treptată a Lacului Dacic. Importanta energie de

relief a masivelor carpatice a amplificat procesele de eroziune şi a generat

depuneri intense de materiale detritice în regim torenţial. Aşa se explică

stratificaţia "Stratelor de Cândeşti", aspectul puţin rotunjit al particulelor, precum

27

şi granulaţia descrescătoare de la marginea nordică spre centrul bazinului de

sedimentare.

În partea de sud a bazinului de sedimentare, la distanţă de catenele

Balcanilor, "Stratele de Frăteşti" au forma unor conuri de dejecţie îngemănate,

generate la ieşirea râurilor din zona colinară şi vărsarea lor în Lacul Dacic. Astfel

depunerile de materiale detritice au grosimi mai mici, elementele sunt mai

rotunjite, cu o granulozitate din ce în ce mai fină spre zona centrală a bazinului,

unde depozitele psamitice şi pelitice provenite atât dinspre nord cât şi dinspre sud

se unesc, cantitatea mare de material acumulată aici provocând un proces de

subsidenţă, care explică grosimea maximă a stivei de depozite în zona centrală a

Câmpiei Române, la limita Depresiunii Subcarpatice cu Platforma Moesică.

Materialul detritic care constituie stratele acvifere ale Sistemului de Frăteşti-

Cândeşti provine în principal din Orogenul carpatic, dar şi din Orogenul nord-

dobrogean şi din cel balcanic. În partea sudică predomină chiar elementele de

origine balcanică (calcare cretacice, gresii glauconitice, riolite şi silexuri) şi au fost

descoperite fragmente fosilifere specifice părţii drepte a Dunării.

I.C. CARACTERIZAREA HIDROLOGICĂ ŞI HIDROGEOLOGICĂ

Relieful regiunii corespunzătoare extinderii sistemului acvifer are

caracteristici colinare în zonele de afloriment ale Stratelor de Cândești, de podiș în

parte sudică a Moldovei şi de câmpie în restul teritoriului, cotele absolute variind

între +500m și +40m., putând fi chiar mai scăzute în luncile râurilor. Această

regiune are un climat temperat – continental, uscat și călduros vara și cu perioade

deosebit de reci iarna. Precipitațiile medii multianuale variază de la cca. 500

mm/an în zona colinară până sub 400 mm. spre Dunăre.

Temperaturile medii multianuale raportate sunt de 10-12oC, amplitudinile

medii anuale fiind de peste 25oC ( media lunii ianuarie se situează sub 3

oC, iar cea

a lunii iulie este de aprox. 23oC), iar extremele înregistrate fiind de +44

oC la

Amara şi -34,8 oC la Alexandria.

Talvegurile albiilor principalelor râuri au pante mari şi medii în zona

colinară şi mici (0,5-1%0) în zona de câmpie. Scurgerea medie multianuală are în

această zonă cele mai scăzute valori (0-25 mm.), iar suprafaţa dintre Dunăre,

Ialomiţa şi Mostiştea este semiendoreică.

Regimul hidrologic este caracterizat prin ape mari şi chiar viituri primăvara

(februarie-iunie), ape mici în august şi septembrie şi scurgere minimă în ianuarie.

28

Fenomenele de îngheţ sunt instabile, ceea ce duce la formarea unor poduri de

gheaţă intermitente în cca. 50% din ani.

Sistemul acvifer al Stratelor de Frăteşti - Cândeşti care constituie obiectul

de studiu în cadrul prezentei teze, delimitat conform celor descrise la Cap.I.B.4.

este o hidrostructură cu dezvoltare regională, alimentată natural în principal din

precipitaţii şi din cursurile de apă în zona marginală de la nord şi nord-vest unde

aflorează Stratele de Cândeşti, şi drenată natural în zona marginală de la sud de

unele cursuri de apă (Olt, Vedea, Teleorman, Cîlniştea, Neajlov şi Argeş, în partea

inferioară a acestor cursuri de apă) şi de terasele Dunării, iar artificial pe arealul de

dezvoltare, prin foraje.

În zona centrală care corespunde dezvoltării formaţiunilor romanian -

pleistocen inferioare situate în domeniul de maximă subsidenţă şi maximă grosime

(3-500 m), stratele acvifere sunt constituite din strate nisipoase fine, uneori

argiloase şi marnoase. Stratele acvifere puse în evidenţă până la adâncimea de

circa 500 m. au potenţial de debitare redus şi o mineralizare ridicată, care le face

nepotabile.

In zona sudică şi sud-estică, depozitele poros-permeabile sunt alcătuite

dintr-o succesiune de nisipuri şi pietrişuri depuse peste depozite pliocene şi

acoperite de depozite pleistocen mediu-superioare. In zona de câmpie dunăreană,

Formaţiunea de Frăteşti este aproape orizontală, la adâncimi de 20-30 m, dar pe

măsura avansării spre nord, aceasta începe să se afunde sub câmpie şi totodată să

se despartă treptat în două sau trei nivele de nisipuri cu pietrişuri şi bolovănişuri

aşa cum se prezintă în zona Municipiului Bucureşti. Aici stratele de nisipuri și

pietrișuri sunt separate prin două pachete argiloase marnoase şi acoperite de un

pachet gros de marne cu intercalaţii argiloase-nisipoase (Complexul marnos de

vârstă pleistocen medie). Forajele care exploatează stratele sistemului acvifer

asigură debite în jur de 5-12 l/s foraj.

In Moldova, sistemul acvifer se dezvoltă la sud de linia ce ar uni localităţile

Oancea pe Prut şi Adjud pe Trotuş şi se prezintă în facies psefitic în partea de vest,

până dincolo de Râul Bârlad, apoi trece la facies preponderent psamitic până la

Prut. Acviferul este sub presiune, cu nivel artezian pe măsura adâncirii sub

adâncimea de 100 m, şi cu debite de circa 5-10 l/s, apa fiind de foarte bună

calitate.

Deși este exploatat printr-un număr considerabil de foraje, având în vedere

marea sa extindere, putem considera că la scară regională Sistemul acvifer al

Stratelor de Frătești - Cândești funcționează într-un regim cvasistaționar, ipoteza

29

confirmată și de valorile foarte apropiate ale nivelurilor piezometrice înregistrate

în ani diferiți în aceleași foraje de observație.

Această ipoteză nu mai este valabilă în zonele de intensă exploatare a

marilor orașe și în special a Municipiului Bucureşti, unde poziţia suprafeţei

piezometrice este direct influenţată de debitul extras. Datorită exploatării intensive

practicate în zona Bucureşti, în perioada 1980-1990 s-a creat un con de depresiune

şi a apărut pericolul atragerii poluării dinspre sud, din zona cuprinsă între

confluenţa Neajlovului cu Cîlniştea şi confluenţa acestuia cu Argeşul, zonă în care

sistemul acvifer, fiind parţial erodat, este în contact direct cu aluviunile râului

Neajlov (vezi secţiunea hidrogeologică din Fig. nr.8). Şi în prezent întreaga zonă a

Capitalei corespunde unei depresionări pe suprafața piezometrică a acviferului

regional, dar care însă își reduce treptat dimensiunile începând din 1990, în

principal datorită reducerii activității industriale. Şi în această zonă se poate

aproxima totuși o cvasistabilizare a nivelurilor.

În cea mai mare parte a sistemului acvifer, curgerea are loc sub presiune, cu

excepţia zonelor marginale de la nord, nord-vest şi sud, unde nivelul apei este liber

(zone de alimentare/descărcare naturală).

Fig. nr.7. Secțiune hidrogeologică între V. Câlniștei și V. Sabar – M. Bretotean,

1996

Râurile Vedea,. Teleorman, Cîlniştea, Neajlovul şi Argeşul, în zonele

inferioare ale .cursurilor, precum şi Dunărea, drenează Stratele de Frăteşti, prin

intermediul aluviunilor teraselor şi luncilor, ceea ce modifică substanţial direcţiile

de curgere în zonele respective. Efectul eroziunii sistemului acvifer în extremitatea

sa sudică se manifestă prin apariţia unor linii de izvoare în anumite zone, care

însumează debite semnificative.

Parametrii hidrogeologici, determinați prin pompări experimentale în

forajele de adâncime din Reţeaua hidrogeologică naţională, variază după cum

30

urmează: conductivitatea hidraulică între 1,6 şi 78,6 m/zi, iar transmisivitatea

între 12,39 şi 1760 m2/zi.

In cadrul prezentei teze de doctorat, ne-am propus realizarea unui model

numeric monostrat bidimensional al curgerii şi al transportului masic pentru

întregul Sistem acvifer al Stratelor de Frătești-Cândești, extins până la V.

Trotușului conform celor expuse anterior. Debitele exploatate din Sistemul acvifer

al Stratelor de Frătești-Cândești sunt prezentate în Capitolul II.B.2 referitor la

realizarea modelului numeric.

I.D. CARACTERIZAREA HIDROCHIMICĂ

Considerațiile asupra chimismului apei din Sistemul acvifer al Stratelor de

Frătești-Cândești existente în literatura de specialitate sunt destul de restrînse:

Drăghiceanu se referă doar la datele despre duritatea totală și conținutul în azotați,

Liteanu nu face nici un comentariu asupra chimismului, T. Constantinescu

analizează conţinutul în izotopi, iar Bretotean , Wagstaff , Zamfirescu, Burgess și

Albu (1994) cercetează chimismul apei pe baza datelor obținute din 59 de foraje

ale căror probe de apă au fost analizate pentru 16 indicatori: pH, reziduu fix, Cl-,

NO3-, NO2

-, SO4

2-, HCO3

-, Na

++K

+, NH4

+, Fe2

++Fe3

+, Mn2

+, Ca2

+, Mg2

+, CCOMn,

H2S.

La ora actuală, aşa cum este prezentat în Cap. II.A.3., calitatea apei

subterane din sistemul acvifer se monitorizează pentru 32 de indicatori, la cei

generali memţionaţi mai sus adăugându-se oxigenul dizolvat, conductivitatea,

duritatea totală, PO43-

, As3+

, Pb, Cd, Hg, Zn, Ni, Cu, Cr, Se, V, Co, Ba, pesticide şi

solvenţi organici cloruraţi.

In general, apa furnizată de forajele care captează Sistemul acvifer al

Stratelor de Frătești-Cândești este potabilă, de cea mai bună calitate. Există zone

în care se înregistrează depăşiri la anumiţi parametri (amoniu, cloruri, fosfaţi,

sulfaţi) în principal datorate variaţiei fondului geochimic natural, dar şi, în unele

cazuri, drenării apelor poluate din alte structuri, direct sau prin foraje incorect

realizate.

Considerând reziduul fix ca un indicator global al calităţii apei, se poate

face caracterizarea calităţii naturale a apei sistemului acvifer. Astfel, în cea mai

mare parte a Sistemului acvifer al Stratelor de Frătești-Cândești, reziduul fix este

cuprins între 400 şi 800 mg/l. Apele subterane din Formaţiunea de Cândeşti sunt

31

potabile, cu excepţia unui teritoriu restrâns dintre Cricovul Dulce şi Ialomiţa,

situat la sud de zona cutelor diapire Moreni-Gura Ocniţei.

In Formaţiunea de Frăteşti, un sector cu reziduul fix sub 400 mg/l este

delimitat începând din nord-vestul zonei studiate. Acest sector se dezvoltă pe

direcţia de curgere a apei (NV-SE), cuprinzând şi zona Municipiului Bucureşti. În

direcţia nord-est faţă de acest sector, reziduul fix are valori de 800-1200 mg/l,

făcându-se trecerea spre nord, unde sistemul acvifer se afundă şi stratele acvifere

au granulometrie mai fină, la valori ale reziduului fix de peste 1200 mg/l. O alta

zonă cu valori ale reziduului fix între 800 şi 1200 mg/l este conturată în cuprinsul

Câmpiei Burnazului.

In concluzie, apa are caracteristici de potabilitate în cea mai mare parte a

zonei cercetate, excepţiile cele mai importante fiind sectorul situat la est de linia

Moviliţa-Ileana-Ezeru, sectorul Tărtăşeşti - Săftica - Buftea - Mogoşoaia şi aria

cuprinsă intre Crovu, Bulbucata, 30 Decembrie, Vărăşti şi râurile Cîlniştea,

Neajlov şi Argeş, precum şi zona Câmpiei Burnazului, cu depăşiri ale

conţinuturilor admise, după caz, la substanţe organice, Fe2+, NH4

+, NO2

-, duritatea

totală şi H2S.

În zona Municipiului Bucureşti apa este potabilă, de foarte bună calitate, cu

excepţia unor cazuri de depăşire a conţinuturilor admise la substanţe organice,

NO2- şi la NH4

+ şi H2S, mai ales la stratele B şi C.

Depăşirea limitelor admisibile de potabilitate la amoniu, azotaţi şi azotiţi, în

zona limitrofă din stânga râurilor Neajlov şi Argeş, indică poluarea zonei

respective, produsă prin transportul poluanților din aceste râuri şi aluviunile lor în

sistemul acvifer. Această situaţie sugerează riscul deteriorării calităţii apei

acestuia, prin atragerea apelor poluate dinspre sud, în cazul supraexploatării

sistemului în zona Municipiului Bucureşti.

Pe baza datelor analizelor chimice existente în arhivele Administrației

Bazinale a Apelor Argeş-Vedea s-a efectuat, în cadrul unui program coordonat de

subsemnata, calculul valorilor fondului hidrochimic natural și stabilirea valorilor

de prag pentru toate corpurile de ape subterane atribuite acestei administrații,

inclusiv pentru cele două corpuri de ape subterane cantonate în Sistemul acvifer al

Stratelor de Frătești-Cândești, așa cum este prezentat în capitolul următor. In

acelaşi capitol sunt prezentate rezultatele monitorizării calităţii apelor subterane

din sistemul acvifer în anul 2012, pe baza datelor din Sinteza calităţii apelor din

România, document elaborat de Administraţia Naţională "Apele Române" în anul

2013.

32

CAPITOLUL II

MANAGEMENTUL SISTEMULUI ACVIFER ÎN CONTEXTUL

IMPLEMENTĂRII PREVEDERILOR EUROPENE ÎN

DOMENIUL APELOR SUBTERANE

Prevederile europene în domeniul apelor subterane sunt cuprinse în trei

directive, şi anume Directiva 80/68/EEC privind protecţia apelor subterane

împotriva poluării cu anumite substanţe periculoase, Directiva - cadru a Apelor

2000/60/EC şi Directiva 2006/118/EC privind protecţia apelor subterane

împotriva poluării şi deteriorării (Directiva Apelor Subterane). Există şi alte

directive care au implicaţii indirecte asupra apelor subterane, însă care nu sunt

tratate în prezenta teză de doctorat, cum ar fi Directiva apei potabile 80/778/EEC,

modificată prin Directiva 98/83/EC, Directiva 91/676/EEC privind protecţia

apelor împotriva poluării cu nitraţi din surse agricole, şi Directivele 91/414/EEC şi

98/8/EC privind produsele pentru protectia plantelor.

Baza aquis-ului comunitar în domeniul apelor o constituie Directiva

Parlamentului European şi a Consiliului 2000/60/CE din 23 octombrie 2000

privind stabilirea unui cadru de politică comunitară în domeniul apelor, pe scurt

Directiva - cadru a Apelor.

Scopul Directivei - cadru a Apelor, stipulat în art. 1, este acela de a stabili un

cadru pentru protecţia tuturor apelor, care, printre altele, să asigure “reducerea

progresivă a poluării apelor subterane şi să prevină poluarea lor în viitor”.

Obiectivele de mediu pentru apele subterane, fixate în cadrul art. 4, sunt:

- prevenirea sau limitarea evacuării poluanţilor în apele subterane, pentru a preveni

deteriorarea stării tuturor corpurilor de apa subterană;

- protejarea, îmbunătăţirea şi refacerea tuturor corpurilor de apă subterană,

asigurarea echilibrului între prelevări şi realimentarea apelor subterane, cu scopul

atingerii stării cantitative bune a apelor subterane până în 2015;

- implementarea măsurilor necesare pentru inversarea oricărei tendinţe

semnificative şi susţinute de creştere a concentraţiei oricărui poluant ca urmare a

impactului activităţilor umane, pentru a reduce în mod treptat poluarea apelor

subterane.

In conformitate cu art. 5, statele membre au fost obligate să efectueze şi să

raporteze Comisiei Europene, în termen de 4 ani (până în 2004), pentru fiecare

district hidrografic de pe teritoriul propriu, delimitarea şi caracterizarea corpurilor de

33

apă de suprafaţă şi subterane, analiza impactului antropic asupra stării acestora şi o

analiza economică a utilizării apei, pe baza specificaţiilor tehnice cuprinse în

Anexele II şi III. De asemenea, tot până în 2004, statele membre au fost obligate să

înfiinţeze şi să ţină la zi, pentru fiecare district hidrografic, un registru al zonelor care

necesită protecţie specială pentru apele de suprafaţă şi subterane sau pentru

conservarea habitatelor şi a speciilor care depind în mod direct de apă. Deşi la

vremea respectivă era doar stat candidat pentru aderarea la Uniunea Europeană,

România şi-a asumat îndeplinirea obligaţiilor de stat membru din Directiva-cadru a

Apelor, cu respectarea aceloraşi termene din calendarul de implementare.

La pct.2 al Anexei II se dau indicaţii detaliate asupra conţinutului

caracterizării iniţiale şi ulterioare a corpurilor de ape subterane, precum şi al analizei

impactului activităţii umane asupra apelor subterane. Raportarea acestora către

Comisia Europeană a primit numele de "Raportul conform art.5". Caracterizarea

iniţială se face pentru toate corpurile de ape subterane delimitate de fiecare stat

membru al Uniunii Europene şi trebuie să evalueze utilizarea acestora şi gradul în

care ele prezintă riscul de a nu îndeplini obiectivele de mediu; ea conţine obligatoriu

localizarea şi limitele corpului de apă, presiunile antropice la care acesta este supus

(surse de poluare difuze şi punctiforme, captări, realimentări artificiale),

caracteristicile stratelor acoperitoare din zona de alimentare, precum şi ecosistemele

terestre sau acvatice direct dependente de corpul respectiv. Caracterizarea ulterioară

se face numai pentru corpurile de ape subterane identificate, prin caracterizarea

iniţială, ca fiind la risc sau având caracter transfrontier; ea trebuie să conţină

caracteristicile geologice şi hidrogeologice de detaliu ale corpului de ape subterane

respectiv, inventarul apelor de suprafaţă asociate, cu evaluarea direcţiei şi debitului

schimbului de ape între suprafaţă şi subteran, calculul reîncărcării medii multianuale,

compoziţia chimică a apelor, inclusiv detalii asupra aportului antropic. Analiza

impactului activităţii umane asupra apelor subterane trebuie să conţină

amplasamentul tuturor captărilor mai mari de 10 m3/zi sau care deservesc mai mult

de 50 de persoane, debitul mediu anual exploatat, compoziţia chimică a apei captate,

amplasamentul descărcărilor directe, debitele şi compoziţia chimică a acestor

descărcări, folosinţa terenurilor în zona de reîncarcare a corpului de ape subterane

respectiv. Pe baza acestor analize de impact, statele membre trebuie să identifice

corpurile de ape subterane pentru care se vor cere derogări de la obiectivele de

mediu (se vor fixa obiective de mediu mai scăzute decât cele specificate în

Directiva-cadru) deoarece corpurile respective sunt atât de depresionate sau poluate

încât atingerea stării bune nu este fezabilă sau este disproporţionat de costisitoare.

34

In art. 7 al Directivei-cadru referirile la apele subterane sunt doar implicite,

însă acest articol are o deosebită importanţă pentru apele subterane, deoarece

majoritatea corpurilor de apă subterană din România folosite pentru alimentarea cu

apa potabilă furnizează în medie mai mult de 10 mc/zi sau deservesc mai mult de 50

de persoane. Pentru toate aceste corpuri, apa rezultată în urma tratării trebuie să

îndeplinească cerinţele Directivei apei potabile 80/778/EEC modificată prin

Directiva 98/83/EC. De aceea, statul român trebuie să ia măsuri pentru a preveni

deteriorarea acestor corpuri de apă subterană, şi chiar pentru a ameliora calitatea

acestora în scopul reducerii nivelului de tratare necesar producerii de apă potabilă.

Monitorizarea stării chimice şi cantitative a apelor subterane este impusă de

art.8, în cadrul unor programe complexe realizate în conformitate cu cerinţele

Anexei V. Fiecare stat membru al Uniunii Europene a beneficiat de un termen de 6

ani pentru a face aceste programe operaţionale. Pct. 2 al Anexei V fixează parametrii

necesari definirii stării cantitative şi stării chimice a apelor subterane şi dă indicaţii

asupra reţelelor şi programelor de monitorizare a acestor parametri, precum şi pentru

interpretarea şi prezentarea rezultatelor.

Pentru evaluarea stării cantitative se monitorizează nivelul apei subterane,

considerându-se că sunt întrunite condiţiile de stare cantitativă bună dacă acesta arată

că debitul mediu multianual exploatat din corpul respectiv nu depăşeşte resursa

disponibilă, că modificarea antropică a nivelului nu conduce la imposibilitatea

realizării obiectivelor de mediu sau la deteriorări semnificative a stării corpului şi a

ecosistemelor direct dependente. Densitatea reţelei de monitorizare şi frecvenţa

măsurătorilor trebuie să permită evaluarea stării cantitative a tuturor corpurilor de

ape subterane delimitate, inclusiv evaluarea resurselor disponibile. Pe baza datelor

obţinute din programul de monitorizare pentru corpurile la risc trebuie să se poată

evalua impactul captărilor şi evacuărilor asupra nivelului apei subterane, iar pe baza

datelor de monitorizare pentru corpurile de ape transfrontieră trebuie să se poată

evalua direcţia şi debitul curgerii la traversarea graniţei.

Pentru evaluarea stării chimice se monitorizează conductivitatea şi

concentraţiile poluanţilor în corpul de ape subterane respectiv, considerându-se că

sunt întrunite condiţiile de stare chimică bună dacă indicatorii analizaţi nu arată

efectele unei intruziuni saline sau de alt tip, nu depăşesc standardele de calitate

aplicabile la nivel comunitar, nu compromit realizarea obiectivelor de mediu în apele

de suprafaţă asociate şi nu conduc la deteriorarea ecosistemelor terestre direct

dependente. Reţeaua de monitorizare trebuie să ofere o imagine de ansamblu

coerentă a stării chimice a apelor subterane din fiecare bazin hidrografic şi să

35

permită detectarea tendinţelor ascendente semnificative pe termen lung în

concentraţia poluanţilor.

Pe baza concluziilor "Raportului conform art. 5", statele membre au obligaţia

de a întocmi un program de monitoring de supraveghere pentru fiecare perioadă de 6

ani pentru care se aplică Planul de management al bazinului hidrografic respectiv.

Astfel, primele programe de monitoring conform Directivei-cadru au fost elaborate

de fiecare dintre statele membre în perioada 2007-2008, pentru primul ciclu de

management bazinal 2009-2015. Pentru corpurile de ape subterane declarate la risc

pe baza analizei de impact, întreprinsă conform cerinţelor din Anexa II a Directivei-

cadru, şi pe baza rezultatelor monitoring-ului de supraveghere, precum şi pentru

corpurile de ape subterane transfrontieră, acest program de supraveghere este

completat de programul de monitoring operaţional.

Pentru monitoring-ul de supraveghere, punctele de monitorizare şi parametrii

monitorizaţi trebuie alese astfel încât să fie relevante pentru toate utilizările apelor

subterane şi să ofere informaţii asupra presiunilor antropice cu impact asupra acestor

ape. Un set de minimum 5 parametri ( O2, pH, conductivitatea, NO3- şi NH4

+ ) este

obligatoriu pentru toate corpurile de ape subterane delimitate. Programul de

monitoring operaţional trebuie să se desfăşoare în perioadele dintre programele de

monitoring de supraveghere, cu scopul de a stabili starea chimică a tuturor corpurilor

de ape subterane determinate ca fiind la risc şi să detecteze prezenţa oricărei tendinţe

crescătoare semnificative şi durabile în concentraţia oricărui poluant, indusă

antropic. Frecvenţa monitorizării trebuie să fie adecvată atingerii celor două scopuri

menţionate, dar nu mai mică de o dată pe an. Acurateţea şi precizia analizelor

chimice efectuate atât în cadrul programului de monitoring de supraveghere cât şi în

cadrul programului de monitoring operaţional trebuie specificate în Planul de

management. Identificarea tendinţelor crescătoare şi inversarea acestora trebuie

bazate pe calcule prin metode statistice, precizându-se acurateţea analizelor. Pentru

evaluarea stării chimice, rezultatele obţinute în punctele reţelei de monitorizare

trebuie agregate pe suprafaţa corpurilor de ape subterane, utilizând valorile medii

înregistrate în fiecare punct, pentru fiecare parametru monitorizat, şi comparându-le

cu standardele comunitare în vigoare, apoi delimitând suprafeţele pe care se

înregistrează depăşiri şi comparându-le ca mărime cu suprafaţa totală a corpului de

apă.

Prezentarea stării apelor subterane se face pe o hartă inclusă în Planul de

management al districtului de bazin hidrografic, pe care corpurile cu stare bună vor

fi reprezentate cu culoarea verde, iar cele cu stare slabă cu culoarea roşie. Corpurile

de ape subterane care sunt supuse unor tendinţe crescătoare semnificative şi durabile

36

în concentraţia poluanţilor vor fi indicate pe hartă prin puncte negre, iar cele în care

s-a reuşit inversarea tendinţelor respective vor fi indicate cu puncte albastre (Anexa

V, pct. 2.2.4, 2.4.4 şi 2.4.5).

In termen de 9 ani, deci până în 2009, fiecare stat membru a trebuit să

stabilească, pe baza analizei realizate conform art.5, un Program de măsuri în

vederea atingerii obiectivelor art.4. Pentru corpurile de ape care nu ating starea bună

la sfârşitul ciclului de management bazinal, trebuie elaborat un nou Program de

măsuri pentru ciclul următor. Referitor la apele subterane, printre măsurile de bază

specificate în art. 11, sunt menţionate:

- controlul prelevărilor de ape subterane pe baza unei autorizaţii prealabile,

inclusiv un registru al prelevărilor;

- controlul, inclusiv obligaţia obţinerii unei autorizaţii prealabile, pentru

realimentarea artificială a corpurilor de ape subterane, care se poate face din

orice surse de apă de suprafaţă sau subterană, cu condiţia să nu fie

compromisă atingerea obiectivelor de mediu;

- interzicerea evacuării directe de poluanţi în apele subterane (cu excepţia

reinjectării apelor geotermale, apelor de mină, de zăcământ sau de asecare în

structurile geologice din care au provenit, injectarea gazelor naturale sau a

gazului petrolier lichefiat în structuri subterane permanent improprii altor

folosinţe, dacă se previne orice deteriorare a calităţii apelor subterane şi

injectarea unor mici cantităţi de substanţe în scopuri ştiinţifice legate de

studiul acviferelor respective).

Măsurile suplimentare care pot fi aplicate de statele membre sunt sugerate

în Anexa VI, fără referiri separate la apele subterane, cu excepţia realimentării

artificiale a acviferelor.

In acelaşi termen de 9 ani, fiecare stat membru a avut obligaţia să elaboreze

un plan de management al apelor pentru fiecare district de bazin hidrografic aflat în

întregime pe teritoriul său, care să conţină toate informaţiile specificate în Anexa

VII. Având în vedere că se află în Bazinul internaţional al Dunării, România a

realizat un plan de management pentru partea sa din acest bazin, ansamblat din

planurile de management elaborate pe cele 11 sub-bazine/spaţii hidrografice

naţionale, asimilate districtelor de bazin. Planul de management al bazinului Dunării

a fost la rândul său ansamblat cu planurile de management produse de celelalte ţări

dunărene, fiecare pentru porţiunea de bazin al Dunării aflată pe teritoriul său.

Informaţiile referitoare la corpurile de ape subterane, sintetizate pe sub-bazine/spaţii

hidrografice după cum a fost făcută alocarea lor în cadrul Raportului conform art.5

transmis Comisiei Europene, constituie parte integrantă a Planului naţional de

37

management al apelor pentru perioada 2009-2015, realizat şi transmis de România

Comisiei Europene.

Art.17 al Directivei-cadru, intitulat “Strategii pentru prevenirea şi controlul

poluării apelor subterane”, a constituit temeiul legal al adoptării ulterioare a

Directivei fiice pentru ape subterane (Directiva 2006/118/EC). Acest articol

stipulează obligaţia Parlamentului European de a adopta măsuri specifice pentru

prevenirea şi controlul poluării apelor subterane, care să includă în special criteriile

pentru evaluarea stării chimice bune a apelor subterane şi criteriile pentru

identificarea unor tendinţe crescătoare semnificative şi durabile a concentraţiei

oricărui poluant din apele subterane, precum şi pentru definirea punctelor de pornire

pentru inversarea acestor tendinţe. Până la adoptarea măsurilor specifice, limita de la

care este obligatorie începerea inversării tendinţelor crescătoare a fost fixată la

maximum 75% din standardul de calitate sau valoarea de prag pentru indicatorul

respectiv.

Directiva 2006/118/EC privind protecţia apelor subterane împotriva poluării şi

a deteriorării este dedicată apelor subterane, însă nu au fost uitate nici apele de

suprafaţă şi ecosistemele terestre asociate.

In preambulul directivei se face un inventar al considerentelor care au

determinat Comisia Europeană să elaboreze şi să promoveze o nouă directivă pentru

apele subterane. Astfel, se precizează că apele subterane constituie cel mai sensibil şi

mai mare rezervor de apă dulce din Europa şi principala sursă de apă potabilă în

multe regiuni ale acestui continent. Corpurile de ape subterane folosite ca surse de

apa potabilă sau cele cu o astfel de utilizare viitoare trebuie protejate astfel încât

nivelul tratării pentru potabilizare să poată fi redus. Pentru protejarea mediului în

totalitatea sa, iar în particular a sănătăţii umane, concentraţiile ridicate de substanţe

periculoase în apele subterane trebuie evitate, prevenite sau diminuate. Pentru a

atinge un nivel de protecţie corespunzător pentru apele subterane, trebuie stabilite

standarde de calitate şi valori de prag şi trebuie adoptate metodologii comunitare

pentru stabilirea criteriilor de evaluare a stării chimice a corpurilor de ape subterane.

De asemenea, în corelare cu prevederile Directivei-cadru, trebuie stabilite criterii

pentru identificarea tendinţelor crescătoare semnificative şi durabile în concentraţiile

poluanţilor din apele subterane şi trebuie stabilite punctele de pornire pentru

inversarea acestor tendinţe, ţinându-se cont de efectele adverse asupra ecosistemelor

acvatice şi terestre direct dependente. Cadrul legislativ european trebuie armonizat,

de aceea standardele de mediu fixate pentru nitraţi şi pesticide în Directiva

91/676/EEC privind protecţia apelor împotriva poluării cu nitraţi din surse agricole,

respectiv în Directivele 91/414/EEC şi 98/8/EC privind comercializarea produselor

38

pentru protectia plantelor, au fost incluse şi în Directiva Apelor Subterane. Se

afirmă, de asemenea, că pierderile de venituri provocate de adoptarea practicilor

agricole sau forestiere ecologice pot fi compensate din Fondul Agricol pentru

Dezvoltarea Rurală (EAFRD).

Cu privire la nivelele ridicate de substanţe sau ioni prezente în mod natural

într-un corp de ape subterane sau în corpurile de ape de suprafaţă asociate, se face

precizarea că acestea nu sunt supuse prevederilor privind starea chimică a apelor

subterane, şi nici schimbările temporare în compoziţia chimică a apelor subterane

(fenomenele care nu corespund definiţiilor de “poluare” sau de “intruziune” nu sunt

obligatoriu de contracarat). Pentru comparabilitatea la nivel european a rezultatelor monitoring-ului apelor

subterane, statelor membre U.E. le este recomandată adoptarea metodelor

standardizate pentru prelevarea probelor, pentru analizele chimice şi pentru

prelucrarea statistică a rezultatelor, precum şi a ghidurilor comune de implementare

a directivelor, inclusiv în ceea ce priveşte monitorizarea. Statelor membre care

împart corpuri de ape subterane transfrontieră li se cere să îşi coordoneze activităţile

de monitorizare, de stabilire a valorilor de prag şi de identificare a substanţelor

periculoase relevante. Tot în preambul se mai aminteşte că, în anumite împrejurări,

statele membre pot acorda derogări de la măsurile de prevenire şi limitare a aportului

de poluanţi în apele subterane, însă numai pe baza unor criterii transparente şi a unor

motivări detaliate în cadrul planurilor de management. Impactul diferitelor valori de

prag fixate de statele membre asupra nivelului de protecţie a mediului şi asupra pieţii

interne a Uniunii Europene trebuie analizate cu atenţie in viitor, iar cercetarea

ştiintifică trebuie încurajată şi finanţată pentru asigurarea unei mai bune protecţii

pentru apele subterane. Rezultatele cercetării trebuie aplicate inclusiv la amendarea

directivelor europene, dacă modificările şi completările se dovedesc necesare.

Scopul Directivei Apelor Subterane, stipulat în art. 1, este de a stabili, în

completarea celor prevăzute în Directiva-cadru, măsuri specifice pentru prevenirea şi

controlul poluării apelor subterane, inclusiv criterii pentru evaluarea stării chimice

bune a apelor subterane şi criterii pentru identificarea tendinţelor crescătoare

semnificative şi susţinute în concentraţiile poluanţilor şi pentru definirea punctelor

de pornire pentru inversarea acestor tendinţe.

La art. 2 sunt definite şase noţiuni, şi anume: standard de calitate a apelor

subterane, ca fiind “un standard de calitate a mediului, exprimat sub forma unei

concentraţii într-un anumit poluant a apelor subterane, care nu trebuie depăşită în

scopul protecţiei sănătăţii umane şi a mediului” ; valoare de prag, definită ca “un

standard de calitate a apelor subterane stabilit de statele membre pentru fiecare dintre

39

poluanţii care contribuie la caracterizarea corpurilor de apa subterană ca fiind la risc,

printr-o procedură specifică prevăzută ca anexă a directivei”; tendinţa crescătoare

semnificativă şi durabilă este “orice creştere semnificativă din punct de vedere

statistic şi al mediului a concentraţiei unui poluant în apele subterane, pentru care

inversarea tendinţei a fost identificată ca necesară”; aport de poluanţi în apele

subterane înseamnă “introducerea directă sau indirectă de poluanţi în apele

subterane ca rezultat al activităţii umane”; nivel natural, însemnând “concentraţia

unei substanţe sau valoarea unui indicator într-un corp de ape subterane,

corespunzând condiţiilor neinfluenţate sau foarte puţin influenţate antropic” şi nivel

de bază, definit ca media valorilor măsurate pentru un anumit indicator în anii de

referinţă 2007 şi 2008 în cadrul programelor de monitorizare realizate conform

Directivei–cadru a Apelor.

Nitraţi 50 mg/l

Pesticide (substanţe active, incls.

metaboliţii, produşii de degradare

şi reacţie)

0,1 µg/l - orice compus

0,5 µg/l - suma

compuşilor prezenţi

Tabelul nr. 2: Standarde de calitate a apelor subterane la nivel european,

conform Anexei I a Directivei Apelor Subterane

In articolul 3 sunt prevăzute criteriile pentru evaluarea stării chimice a apelor

subterane, şi anume standardele de calitate (vezi Tabelul nr. 2) valabile pe tot

teritoriul Uniunii Europene pentru nitraţi (50 mg/l) şi pesticide (0,1 µg/l pentru

fiecare pesticid identificat prin monitorizare şi 0,5 µg/l pentru suma lor), precum şi

valorile de prag stabilite de fiecare stat membru pentru substanţele care determină

încadrarea corpurilor de ape subterane proprii ca fiind la risc.

La stabilirea valorilor de prag (la nivel naţional, de district de bazin sau de

corp de ape subterane) statele membre trebuie să ia în considerare toate substanţele

care indică riscul ca apele subterane să nu atingă sau să piardă starea bună, lista

minimă a acestora fiind inclusă în Anexa II a directivei (vezi Tabelul nr. 3).

Factorii luaţi în considerare la stabilirea valorilor de prag sunt:

- interferenţa poluării cu utilizările actuale sau viitoare ale apelor subterane;

- interacţiunile între apele subterane şi ecosistemele acvatice şi terestre;

- toti poluanţii care caracterizează corpurile de ape subterane ca fiind la risc, cel

puţin cei cuprinşi în Tabelul nr. 3;

- caracteristicile hidrogeologice ale corpurilor de ape subterane.

40

Tabelul nr. 3: Indicatorii pentru stabilirea valorilor de prag conform

Anexei II – Partea B a Directivei Apelor Subterane

Trebuie de asemenea luate în considerare originea poluanţilor, posibila lor

prezenţă din cauze naturale, toxicologia şi tendinţa de dispersie, persistenţa şi

potenţialul lor de bioacumulare. In cazul unor substanţe care pot apare atât din cauze

antropice cât şi în mod natural, trebuie întotdeauna determinat şi luat în calcul

nivelul fondului natural.

In cazul corpurilor de ape subterane transfrontieră, stabilirea valorilor de

prag se face coordonat de către statele membre vecine, iar în cazul corpurilor de ape

subterane transfrontiere care se extind dincolo de graniţele Uniunii Europene, statele

membre au obligaţia să încerce stabilirea valorilor de prag în coordonare cu statele

nemembre.

Valorile de prag au fost stabilite de statele membre pentru prima oară în

perioada 2008-2009, au fost cuprinse în planurile de management şi pot fi revizuite

odată cu acestea.

Articolul 4 conţine indicaţii asupra evaluării stării chimice a apelor

subterane, care va fi realizată pe fiecare corp de apă sau pe grupuri de corpuri de apă.

Un corp sau un grup de corpuri de ape subterane va fi considerat în stare chimică

bună atunci când monitorizarea demonstrează că sunt îndeplinite condiţiile stipulate

în Anexa V a Directivei-cadru, sau când valorile standardelor de calitate pentru

nitraţi şi pesticide şi valorile de prag relevante fixate de statul respectiv nu sunt

depăşite în nici unul dintre punctele de monitorizare. Un corp sau un grup de corpuri

de ape subterane poate fi totuşi considerat în stare chimică bună chiar şi atunci când

standardele de calitate sau valorile de prag sunt depăşite în unul sau mai multe

puncte de monitorizare, dacă o analiză efectuată conform indicaţiilor din Anexa III a

directivei, demonstrează că:

- mărimea şi extinderea spaţială a depăşirilor înregistrate nu prezintă un risc de

mediu semnificativ (conform Ghidului european nr. 18 - Ghid privind evaluarea

stării apelor subterane şi a tendinţelor, extinderea spaţială a zonelor cu depăşiri

trebuie să fie cel mult 20% din suprafaţa totală a corpului de ape subterane);

- celelalte condiţii de stare chimică bună stabilite de Directiva-cadru sunt îndeplinite;

Substanţe de origine

naturală / antropică

Substanţe

sintetice

Indicatori

intruziune

Arsen Amoniu Cadmiu

Cloruri Plumb Sulfaţi

Mercur

Tricloretilena

Tetracloretilena

Conductivitatea

41

- nivelul de tratare pentru potabilizare a apei prelevate se poate menţine acelaşi;

- capacitatea corpului, sau a fiecărui corp din grupul de corpuri de ape subterane

considerat, de a susţine diferite folosinţe, nu a fost semnificativ afectată de poluare.

Statele membre au obligaţia de a publica un rezumat al evaluării stării

chimice a corpurilor de ape subterane în cadrul planurilor de management bazinale,

inclusiv o explicaţie asupra felului în care au fost luate în considerare depăşirile

standardelor de calitate sau a valorilor de prag în anumite puncte de monitorizare.

Chiar dacă, în urma evaluării, corpul respectiv a fost clasificat ca având stare

chimică bună, statul membru va lua măsurile necesare pentru protecţia ecosistemelor

şi a folosinţelor pe porţiunea de corp unde au fost înregistrate depăşiri.

Indicaţiile privind identificarea tendinţelor crescătoare semnificative şi

durabile în concentraţiile poluanţilor şi definirea punctului de pornire pentru

inversarea acestor tendinţe sunt cuprinse în Articolul 5 şi în Anexa IV.

Astfel, statele membre au obligaţia de a monitoriza corpurile de ape

subterane identificate ca fiind la risc pe baza unui program conceput special pentru a

identifica tendinţele crescătoare semnificative şi durabile în concentraţiile poluanţilor

pentru care s-au fixat standarde de calitate şi valori de prag. Frecvenţa şi punctele de

monitorizare vor fi astfel alese, încât să furnizeze toate informaţiile necesare pentru:

a distinge tendinţele menţionate de variaţiile naturale, a identifica tendinţele în timp

util ca să se ia măsuri de prevenire sau cel puţin de atenuare a deteriorării calităţii

apelor şi a lua în considerare condiţiile de curgere (debitele de realimentare şi timpul

de percolare prin sol şi subsol). Metodele de prelevare şi analiză a probelor de apă

trebuie să fie conforme cu principiile internaţionale ale controlului calităţii, pentru a

asigura calitatea ştiintifică şi comparabilitatea datelor furnizate. Evaluarea

tendinţelor se va face pe baza metodelor statistice, luându-se în considerare seriile de

timp ale măsurătorilor în fiecare punct de monitorizare. Pentru a evita bias-ul în

identificarea tendinţelor, toate măsurătorile sub limita de cuantificare vor fi

înregistrate la jumătate din cea mai înaltă limită de cuantificare apărută în seriile de

timp, cu excepţia indicatorului “total pesticide”. Identificarea tendinţelor va avea ca

referinţă “nivelul de bază”, înregistrat în concentraţia substanţelor care apar atât

natural cât şi ca urmare a activităţii umane, la începutul programului de monitorizare

conform Directivei-cadru (perioada 2007-2008 ).

Statele membre au obligaţia de a inversa tendinţele identificate ca

prezentând risc semnificativ de a afecta calitatea ecosistemelor acvatice sau terestre,

sănătatea umană sau utilizările actuale sau potenţiale justificate ale apelor, luând

măsuri începând de la anumite date (repere de timp) denumite “puncte de pornire

pentru inversarea tendinţelor”.

42

Punctele de pornire pentru inversarea tendinţelor vor corespunde

momentului când concentraţia poluantului atinge 75% din valoarea standardului de

calitate sau a valorii de prag fixate pentru acesta, cu excepţia situaţiilor când:

- fixarea mai devreme a punctului de pornire este necesară pentru a eficientiza

măsurile de prevenire sau de atenuare a deteriorării calităţii apei;

- un punct de pornire diferit este justificat acolo unde limita de detecţie nu

permite stabilirea prezenţei unei tendinţe la 75% din valoarea parametrică;

- rata creşterii, precum şi reversibilitatea tendinţelor, permit un punct de pornire

mai întârziat, de la care totuşi măsurile de prevenire sau de atenuare a

deteriorării calităţii apei să poată avea efect.

Odată ce a fost stabilit un punct de pornire pentru inversarea tendinţelor într-

un corp de ape subterane la risc, acesta nu va mai fi schimbat pe parcursul ciclului de

şase ani al Planului de management bazinal.

Inversarea tendinţelor se va face prin Programul de măsuri ce însoţeşte

Planul de management bazinal în conformitate cu art. 11 al Directivei cadru, având

scopul de a reduce progresiv poluarea şi a preveni deteriorarea apelor subterane.

Inversarea tendinţelor trebuie demonstrată de asemenea prin programul de

monitorizare, conform cerinţelor menţionate anterior.

In cadrul planurilor de management bazinal, statele membre vor sintetiza

modul in care s-a făcut evaluarea tendinţelor şi rezultatele acestei evaluări, precum şi

motivele pe baza cărora s-au definit punctele de pornire pentru inversarea

tendinţelor. In cazul în care, într-un corp de ape subterane, există pene de poluare

care pun în pericol atingerea obiectivelor de mediu ale Directivei-cadru, statele

membre trebuie să efectueze evaluări suplimentare ale tendinţelor în concentraţia

poluanţilor identificaţi. Aceste evaluări au scopul de a verifica dacă penele de

poluare a apelor subterane din site-urile contaminate nu se extind, nu deteriorează

starea chimică a corpului de ape subterane şi nu prezintă risc pentru sănătatea umană

şi mediu. Rezultatele acestor evaluări vor fi de asemenea sintetizate în planurile de

management bazinal.

Articolul 6 se referă la măsurile pentru prevenirea sau limitarea

introducerilor de poluanţi în apele subterane. Statele membre trebuie să se asigure că

programele de măsuri vor include:

- toate măsurile pentru prevenirea introducerii în apele subterane a substanţelor

periculoase ( listate la punctele 1-6 ale Anexei VIII a Directivei-cadru)

- toate măsurile pentru limitarea introducerii în apele subterane a poluanţilor

care nu sunt consideraţi periculoşi (listaţi la punctele 7-9 ale Anexei VIII a

Directivei-cadru), precum şi a altor substanţe considerate de statele membre

43

ca având un risc prezent sau potential de poluare, astfel încât să nu se producă

deteriorarea apelor subterane sau tendinţe crescătoare semnificative şi durabile

în concentraţiile poluanţilor din apele subterane; aceste măsuri trebuie să ia în

considerare cel putin aplicarea “celor mai bune practici de mediu” şi a “celor

mai bune tehnici disponibile”, conform legislaţiei comunitare.

Spre deosebire de Directiva 80/68/CEE, noua directivă a apelor subterane se

referă şi la poluarea din surse difuze, care trebuie luată în calcul oriunde acest lucru

este tehnic posibil.

Art. 6 al Directivei Apelor Subterane reia excepţiile (derogările) de la

regulile de prevenire şi limitare a poluării apelor subterane introduse de Directiva -

cadru a Apelor, făcând precizări suplimentare. Astfel, derogările se pot face numai

acolo unde apele subterane sunt monitorizate corespunzător cerinţelor Directivei-

cadru, şi numai în următoarele cazuri:

- descărcări directe admise de Directiva-cadru (reinjectarea apelor geotermale,

apelor de mină, de zăcământ sau de asecare în structurile geologice din care

au provenit, injectarea gazelor naturale sau a gazului petrolier lichefiat, dacă

se previne orice deteriorare a calităţii apelor subterane şi injectarea unor mici

cantităţi de substanţe în scopuri ştiinţifice legate de studiul acviferelor

respective);

- descărcări considerate de autorităţile competente ca fiind în cantitate şi

concentraţie atât de mică încât orice pericol prezent sau viitor de deteriorare să

fie exclus;

- descărcări accidentale sau cele provenite din situaţii naturale excepţionale;

- realimentarea artificială a acviferelor;

- poluări imposibil de prevenit sau limitat fără intervenţii care ar creşte riscul

pentru sănătatea umană sau pentru calitatea mediului în ansamblu sau care ar

fi extrem şi disproporţionat de costisitor a fi înlăturate;

- descărcări indirecte provenite din depozitarea sedimentelor rezultate din

intervenţiile efectuate în apele de suprafaţă în scopul atenuării efectelor

indundaţiilor şi secetelor şi pentru asigurarea şenalului navigabil.

Statele membre trebuie să ţină un inventar al derogărilor acordate, în scopul

prezentării acestuia, la cerere, Comisiei Europene.

Anexele directivei, în special cele referitoare la standardele de calitate şi

valorile de prag, se modifică şi completeză în acord cu progresul ştiinţific şi tehnic la

fiecare şase ani. O primă încercare de revizuire a avut loc în 2012, dar reprezentanţii

statelor membre au considerat că la momentul actual nu este necesară modificarea

Anexelor I şi II. Raportul experţilor urmează a fi dezbătut într-o conferinţă

44

europeană, cu participarea tuturor factorilor interesaţi, până la sfârşitul anului 2013.

II.A. STUDIILE EFECTUATE IN VEDEREA IMPLEMENTĂRII

PREVEDERILOR EUROPENE ÎN DOMENIUL APELOR

SUBTERANE

Prima etapă a implementării în țara noastră a Directivei-cadru a Apelor a

constat în elaborarea așa-numitului “Raport conform Art. 5” (articolul 5 din

Directiva-cadru a Apelor, cu trimiteri la anexele acesteia, reprezintă conținutul-

cadru obligatoriu pentru acest raport). Astfel, România a identificat, delimitat şi

caracterizat corpurile de ape subterane la nivelul fiecărui bazin hidrografic.

Directiva-cadru a Apelor are definiţii separate pentru:

"ape subterane" - toate apele care se găsesc sub suprafaţa terenului, în zona

de saturaţie şi în contact direct cu solul sau cu subsolul;

"acvifer" - unul sau mai multe strate subterane de rocă sau alte tipuri de

strate geologice cu o porozitate şi o permeabilitate suficiente

pentru a permite fie trecerea unui curent semnificativ de apă

subterană, fie captarea unor cantităţi importante de apă

subterană;

"corp de apă subterană" - un volum distinct de apă subterană din interiorul

unuia sau mai multe acvifere.

Din această cauză, au existat nenumărate discuţii în comunitatea

hidrogeologilor din România referitoare la identificarea şi delimitarea corpurilor

de ape subterane. Pe baza îndelungatei tradiţii a şcolii geologice româneşti şi a

experienţei unor hidrogeologi de renume precum A.Ţenu, G.Tomescu şi

M.Bretotean, pentru identificarea şi delimitarea corpurilor de ape subterane din

ţara noastră s-au utilizat ca principale criterii cele geologice (vârsta și litologia

formațiunilor, precum și proprietăţile lor de a înmagazina apa) și cele

hidrodinamice (continuitatea curgerii, zonele de alimentare și descărcare). Deși

directiva permite, starea calitativă și/sau cantitativă a apelor subterane a fost

folosită drept criteriu doar în anumite cazuri, printre care se numără și delimitarea

corpurilor de ape subterane cantonate în Sistemul acvifer al Stratelor de Frătești-

Cândești.

În România, delimitarea corpurilor de ape subterane s-a făcut numai pentru

zonele în care există acvifere semnificative ca importanţă pentru alimentări cu apă,

şi anume debite exploatabile mai mari de 10 mc/zi. În restul arealului, chiar dacă

45

există condiţii locale de acumulare a apelor în subteran, s-a considerat că acestea

nu constituie corpuri de apă.

Administraţia

Bazinală de

Ape

Număr total

de corpuri

de ape

subterane

Număr de

corpuri la risc

Număr de

corpuri

transfrontalie

re

Someş-Tisa 15 2 4

Crişuri 9 - 4

Mureş 24 1 2

Banat 20 4 5

Jiu 8 1 -

Olt 14 3 -

Argeş-Vedea 11 4 -

Ialomiţa-Buzău 18 3 -

Siret 6 - 1

Prut 7 1 1

Dobrogea-

Litoral

10 1 2

TOTAL 142 20 19

Tabelul nr.4: Numărul de corpuri de ape subterane delimitate în România și alocarea

lor administrațiilor bazinale de ape.

Ca urmare a procesului de delimitare, caracterizare și evaluare a corpurilor

de ape subterane avem în prezent la nivelul țării 142 de corpuri de ape subterane

(vezi tab. nr.4) iar la nivelul spaţiului hidrografic Argeş - Vedea 11 corpuri de

ape subterane (vezi Fig. nr.8).

Dintre cele 11 corpuri de ape subterane alocate Administraţiei Bazinale a

Apelor Argeș-Vedea, 10 aparţin tipului poros, fiind acumulate în depozite de

vârstă cuaternară şi romanian – pleistocen inferioară, iar un corp aparţine tipului

carstic-fisural, dezvoltat în depozite de vârstă jurasic-cretacică (Corpul ROAG01-

Munţii Pădurea Craiului). Dintre corpurile de tip poros, cele mai multe, şi anume 7

(ROAG02, ROAG03, ROAG05, ROAG07, ROAG08, ROAG09 şi ROAG10),

sunt corpuri freatice delimitate în zonele de lunci şi terase ale Argeşului şi

afluenţilor săi, Vedei și afluenților săi, Călmăţuiului, precum şi în lunca şi terasele

Dunării, fiind cantonate în depozite aluviale, de vârstă cuaternară. Alte trei

corpuri, şi anume ROAG11 (Bucureşti-Slobozia), ROAG12 (Estul Depresiunii

Valahe) şi ROAG13 (Bucureşti), sunt sub presiune, fiind cantonate în depozite

46

pleistocen-superioare şi romanian-pleistocen inferioare şi având o importanţă

economică semnificativă (vezi Tabelul nr.5).

Fig. nr.8. Harta cu corpurile de ape subterane atribuite Administrației Bazinale a

Apelor Argeș-Vedea.

Caracteriz.

geol./hidrogeol. Utiliz. Grad de R i s c

Trans

frontalier

Cod/nume Supraf. Tip

Sub

pres.

Strate

acop. apei

Polua

tori protect. Calit. Cant. tara

km2 m. globala

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

1. ROAG01

Munții Piatra Craiului 143 K+F Mixt

0/variabi

la PO PPN Nu Nu Nu

2. ROAG02

Câmpia Titu 990 P Nu 1.0-5.0 PO,I PM Nu Nu Nu

3. ROAG03

Colentina (Bucureşti şi Est

de București) 1868 P Nu 5.0-15.0 PO PM Da Nu Nu

4. ROAG05

Lunca și terasele Râului

Argeș 1894 P Nu 3.0-6.0 PO,Z A PM Da Nu Nu

5. ROAG07

Lunca Dunării ( Giurgiu-

Oltenița) 1201 P Nu 1.0-5.0 PO,P PM Nu Nu Nu

47

Tabelul nr.5. Caracterizarea corpurilor de ape subterane atribuite Administrației

Bazinale a Apelor Argeș-Vedea – după Raportul conform Art.5

elaborat de Administraţia Naţională "Apele Române"

Tabele similare cu cel de mai sus au sintetizat, în raportul transmis Comisiei

Europene, îndeplinirea cerinţelor Directivei-cadru privind caracterizarea iniţială a

apelor subterane pentru fiecare district de bazin hidrografic din România. Ele

reflectă principalele considerente ale managementului apelor la nivel european, şi

anume: mărimea (importanţa) resursei de apă, receptorii (utilizatorii de apă),

poluatorii şi vulnerabilitatea resursei.

Gradul de protecţia globală este un indicator adoptat în cadrul Institutului

Naţional de Hidrologie şi Gospodărire a Apelor pentru a caracteriza

vulnerabilitatea naturală a corpurilor de ape subterane, în funcţie de caracteristicile

6. ROAG08

Pitești 2785 P Nu

15.0-

20.0 PO,I I,M PFB Da Nu Nu

7. ROAG09

Luncile râurilor

Vedea,Teleorman și

Calmățui 5239 P Nu 5.0-10.0 PO, Z PM Nu Nu Nu

8. ROAG10

Lunca Dunării

(Tr.Magurele-Zimnicea) 347 P Nu 2.0-10.0

PO,Z,

P PM Nu Nu Nu

9. ROAG11

București-Slobozia

( Nisipurile de Mostiștea ) 7124 P Da

25.0-

40.0 PO,I I,A PM Nu Nu Nu

10. ROAG12

Estul Depresiunii Valahe

(Sistemul acvifer al

Stratelor de Frătești-

Cândești) 42493 P Da

80.0-

200.0 PO,I PFB Nu Nu Nu

11. GWAG13

București (Zona București

a Sistemulului acvifer al

Sratelor de Frătești-

Cândești) 276 P Da

80.0-

200.0 PO,I I,A PFB Da Nu Nu

Utilizarea apei: PO- alimentarea cu apă a populației; IR – irigații; I - industrie; P - piscicultură; Z -

zootehnie.

Poluatori: I-industriali; A-agricoli; M-menajeri; Z-zootehnici

Gradul de protecție globală: PFB - foarte bună; PB - bună; PM - medie; PN - nesatisfăcătoare;

PPN - puternic nesatisfăcătoare

_______________________________________________________________________________________________

48

depozitelor acoperitoare (gradul de protecţie globală şi vulnerabilitatea naturală a

acviferului sunt invers proporţionale).

Gradul de protecţie globală se stabileşte pe baza diagramei matriceale din

Fig. nr. 9, ţinând seama de clasele de protecţie conferite de litologia şi grosimea

stratelor acoperitoare şi de infiltraţia eficace (realimentarea corpului de apă prin

depozitele acoperitoare).

mm/an

200

100

Rea

lim

enta

re PM PN PPN

PB PM PN

PFB PB PM

F M N

Clasa de protecţie a depozitelor acoperitoare

Fig. nr. 9: Stabilirea gradului de protecţie globală a unui corp de apă subterană

PFB - protecţie globală foarte bună; PB - protecţie globală bună;

PM - protecţie globală medie; PN - protecţie globală nesatisfăcătoare;

PPN - protecţie globală puternic nesatisfăcătoare

Clasele de protecţie sunt:

F - favorabilă (strate acoperitoare continue, cu grosime mai mare de 10 m.,

formate din roci predominant coezive)

M - medie (strate acoperitoare discontinue, cu grosimi variabile, formate din roci

cu permeabilităţi variate)

N - nefavorabilă (strate acoperitoare cu grosimi şi permeabilităţi mici, strate

acoperitoare cu grosimi variabile şi permeabilităţi mari)

49

II.A.1. DELIMITAREA ȘI CARACTERIZAREA CORPURILOR DE APĂ

CORESPUNZĂTOARE SISTEMULUI ACVIFER AL STRATELOR DE

FRĂTEȘTI-CÂNDEȘTI ȘI ALOCAREA LOR ÎN SCOPURI

MANAGERIALE

Specialiștii Secției “Ape Subterane” din cadrul Institutului Național de

Hidrologie și Gospodărire a Apelor, analizând informațiile avute la dispoziție,

inclusiv studiile lui M. Bretotean şi T. Constantinescu, au delimitat inițial

Sistemul acvifer al Stratelor de Frătești-Cândești în 3 corpuri de ape subterane:

zona cu nivel liber din sud a constituit un corp denumit Câmpia Burnazului, zona

București un alt corp, iar restul sistemului fiind un al treilea corp denumit “Estul

Depresiunii Valahe”. Acest ultim corp corespunde, ca proiecție pe orizontală,

teritoriului aflat, din punct de vedere al gospodăririi apelor, sub jurisdicția a 4

administraţii bazinale de ape (Argeș-Vedea, Ialomița-Buzău, Siret și Prut) şi sub-

bazinelor hidrografice Argeş, Ialomiţa, Buzău, Călmăţui, Siret, Prut şi Dunăre

(între Zimnicea şi Galaţi). Deoarece Directiva-cadru a Apelor cere managementul

unitar al fiecărui corp de apă, iar lămuririle obținute de la reprezentanții Comisiei

Europene au indicat alocarea unui astfel de corp de ape subterane unității de

management în care se află cel mai mare număr de consumatori de apă provenită

din corpul respectiv, în 2004 conducerea ministerului a decis alocarea Corpului de

ape subterane “Estul Depresiunii Valahe”, în scopuri manageriale, Direcției (mai

recent Administraţia Bazinală a) Apelor Argeș-Vedea.

In vederea elaborării Planului național de management al apelor pentru

perioada 2009-2015, a fost revizuită delimitarea corpurilor de ape subterane. Cu

această ocazie, corespunzător Sistemului acvifer al Stratelor de Frătești-Cândești

au fost delimitate numai două corpuri de ape subterane: Corpul ROAG12 Estul

Depresiunii Valahe și Corpul ROAG13 București (vezi Fig. nr. 10 şi 14).

Aceste corpuri au fost caracterizate şi evaluate în ceea ce priveşte starea în

conformitate cu prevederile Directivei - cadru a Apelor, aşa cum este prezentat în

cele ce urmează.

Corpul de ape subterane ROAG12 - Estul Depresiunii Valahe a fost raportat

ca fiind un corp în cea mai mare parte sub presiune, de adâncime, cantonat în

Formaţiunile de Frăteşti şi Cândeşti. El corespunde doar parţial limitelor Sistemului

acvifer al Stratelor de Frătești – Cândești definite în prezenta teză la Cap. I.B., pg.

16), deoarece din teritoriul corespunzător acestei hidrostructuri a fost exclusă partea

corespunzătoare Bazinului hidrografic Olt (suprafaţa dintre R. Olt şi cumpăna apelor

de suprafaţă cu R.Argeş), precum şi partea aflată sub Municipiul Bucureşti, care, ca

50

urmare a evaluării riscului la care este expusă, a fost delimitată ca un corp de ape

subterane separat.

Numele corpului de ape subterane ROAG12 a fost dat după Depresiunea

Valahă, care este subunitatea morfo-structurală extinsă între Râul Argeş şi până în

partea de sud a Platformei Moldoveneşti şi Dunăre. În cadrul caracterizării, s-au

separat trei zone, corespunzătoare Stratelor de Cândeşti, Stratelor de Frăteşti şi

contactului în adancime dintre aceste formaţiuni componente.

Limita nordică a ROAG12 corespunde dezvoltării Formaţiunii de Cândeşti,

situată în partea de nord a Depresiunii Valahe şi poate fi trasată prin localităţile:

Valea Mărului – Poenari – Voineşti – Pucioasa – Câmpina - Apostolache -

Vipereşti - Dumitreşti - Mera - Vidra - Răcoasa - Oneşti sud - Coţofeneşti -

Adjudu Vechi - Homocea - Ciorăşti - Oancea (pe râul Prut). In sudul Moldovei,

Formaţiunea de Cândeşti este separată, pe criterii litologice, în două subzone.

Prima, în facies psefitic specific Stratelor de Cândeşti, se dezvoltă de-a lungul

râului Bârlad de la sud de acest oraş, până la Tecuci. În cea de-a doua subzonă,

care cuprinde întregul Podiş Covurlui, faciesul este preponderent psamitic.

Zona corespunzătoare dezvoltării stratotipului de Frăteşti este situată în

partea de sud a corpului de ape subterane ROAG12 şi cuprinde un teritoriu care se

extinde de la lunca Oltului spre est şi de la lunca Dunării spre nord şi nord - est.

Fig. nr. 10. Harta cu corpul de ape subterane ROAG12- Estul Depresiunii Valahe,

atribuit Administrației Bazinale a Apelor Argeș-Vedea

51

Corpul de ape subterane ROAG12 prezintă vulnerabilitate redusă la poluare,

dar suportă în unele cazuri suprasolicitări cantitative locale, cum este cazul unor

sisteme de captare locale pentru alimentarea cu apă a unor aglomerări urbane

(Târgovişte, Găești, Topoloveni, Scornicești, Negreni-Olt, Videle, Roșiori de

Vede, Alexandria, Boldești – Lipănești - Plopeni, Slobozia, Țăndărei, Brăila,

Lehliu, Fundulea, Tămădău, Perișoru, Bordusani, Stefan-Vodă, Dragalina,

Făcăieni-Vlădeni, Borcea-Jegălia, Ulmeni-Chiselet, Feteşti, Călărași, Bălanu-

Bălănoaia-Oinacu, Buzău, Săpoca, Berca-Pârscov, Rm.Sărat, Tecuci, Adjud,

Mărășești, Panciu, Odobești, Focșani). Debitele exploatate în prezent de cele mai

importante captări ale corpului ROAG12 sunt prezentate în Cap. II.B.2.

Fig. nr.11. Forajele de exploatare care captează Corpul de ape subterane ROAG12

Debitele exploatate din Sistemul acvifer al Stratelor de Frăteşti-Cândeşti

(prin cele 995 de fronturi de foraje şi prin forajele singulare) constituie obiect de

dispută în comunitatea hidrogeologilor din România. Pentru calculul debitului

total de apă exploatat din Corpul de ape subterane ROAG12 (vezi Cap. II.B.2) au

fost folosite datele privind consumul de apă din 2011, aparţinând Administraţiei

Naţionale "Apele Române", pentru prima dată sistematizate pe corpuri de ape

subterane. Consumul anual din înregistrările oficiale a fost majorat cu un

coeficient de eroare de 10%, rezultând că pentru asigurarea alimentării cu apă

potabilă a populaţiei şi a unităţilor economice, debitele exploatate din Corpul de

ape subterane ROAG12 însumează circa 2,6 m3/s sau 81,8 milioane m

3/an.

52

In ultimii 50 de ani, din fonduri de la bugetul de stat, s-au realizat 110 foraje

de cercetare hidrogeologică pentru acviferele de adâncime (între 100-500m.) care

au interceptat Sistemul acvifer al Stratelor de Frăteşti - Cândeşti şi care în prezent

fac parte din Reţeaua Hidrogeologică Naţională, însă nu toate se află în programul

de monitorizare.

Corpul ROAG13 Bucureşti (vezi Fig. 13) a fost separat din Corpul de ape

subterane ROAG12 după limitele teritoriului administrativ al Municipiului

Bucureşti, atât datorită suprasolicitării cantitative a celor peste 2000 de foraje de

exploatare (vezi Fig. nr. 14), cât și a riscului calitativ (pentru indicatorii NH4 şi

NO2) pe care, după cum se demonstrează în Cap. II.B.2, îl atrage după sine riscul

de supraexploatare reprezentat de aceste foraje.

Fig. nr. 12. Harta cu corpul de ape subterane ROAG13 – București, atribuit

Administrației Bazinale a Apelor Argeș-Vedea

Corpul de ape subterane de adâncime ROAG13 are suprafaţa de 276 km2

şi este de tip poros – permeabil cantonat în stratele acvifere ale Sistemului Frăteşti

- Cândeşti. Depozitele acestei formaţiuni, care se dezvoltă în spaţiul situat în

partea de sud a Depresiunii Valahe, sunt predominant psamitice, dar se întâlnesc şi

elemente psefitice, în special în bază. In zona oraşului Bucureşti apar două

intercalaţii argiloase-nisipoase, de cca. 20 m grosime, care separă acest sistem

acvifer în trei strate de cca. 30 m grosime fiecare.

Pentru calculul debitului total de apă exploatat din Corpul de ape subterane

ROAG13 (vezi Cap. II.B.2) au fost folosite de asemenea datele Administraţiei

53

Naţionale "Apele Române" privind consumurile de apă din 2011. Majorând

consumul anual din înregistrările oficiale cu un coeficient de eroare de 10%, a

rezultat că folosinţele economice din Municipiul Bucureşti (APANOVA a trecut

toate cele 250 de foraje de adâncime în conservare, din raţiuni economice legate

de costurile de pompare) exploatează din Corpul de ape subterane ROAG13 debite

care însumează circa 0,45m3/s sau 14 milioane m

3/an, ceea ce reprezintă doar un

sfert din consumul anului 1989.

Fig. nr. 13. Forajele de exploatare care captează corpul de ape subterane ROAG13

– București

II.A.2.REALIZAREA BAZELOR DE DATE

Având în vedere că pentru obținerea datelor referitoare la Sistemul acvifer

al Stratelor de Frătești-Cândești este necesară interceptarea sa prin foraje de

adâncime, baza de date existentă la nivelul Administrației Bazinale a Apelor

Argeș-Vedea și la nivelul Secției Ape Subterane a Institutului Național de

Hidrologie și Gospodărirea a Apelor este limitată, chiar și după studiile efectuate

recent în vederea implementării directivelor europene.

Pentru a realiza modelarea Sistemului acvifer al Stratelor de Frătești-

Cândești, care face obiectul tezei de doctorat, doctoranda a realizat o bază de date

complexă, completând baza de date existente menționată mai sus și care va fi

prezentată în continuare, cu datele din forajele executate de SAFAR S.A.

București, întreprindere la care a lucrat în perioada 1988-1996, care interceptează

acest sistem acvifer, precum și cu datele forajelor adânci de studiu executate în

54

Câmpia Română, cu finanțare de la bugetul de stat, în cadrul Programului de

cercetare în vederea identificării de noi surse de alimentare cu apă potabilă, care

nu fuseseră înglobate anterior în baza de date menționată. In total 313 foraje au

fost analizate şi interpretate din punct de vedere litostratigrafic şi hidrogeologic în

vederea delimitării spaţiale a Sistemului acvifer al Stratelor de Frăteşti-Cândeşti şi

a clarificării condiţiilor de curgere.

Până în anul 2007, la Administrația Națională “Apele Române” exista baza

de date în sistem QUEEN a cadastrului apelor din România, însă, referitor la

foraje aceasta conținea numai denumirea folosinței, adâncimea forajului și debitul

exploatat, fără a preciza acviferul deschis, intervalele captate, calitatea apei, etc.

In cadrul Secției Ape Subterane a Institutului Național de Hidrologie și

Gospodărire a Apelor exista o bază de date a Rețelei hidrogeologice de stat (cu

forajele de monitorizare a nivelelor apelor subterane, limitată în general la freatic),

o bază de date în construcție cu forajele executate la diferiți beneficiari și

autorizate din punct de vedere al gospodăririi apelor de direcțiile de ape, denumită

“Cadastrul apelor subterane din România” și fișiere cu calitatea apei din forajele

monitorizate calitativ de direcțiile de ape, care se transmiteau anual la institut. La

nivelul direcțiilor de ape, existau date privind apele subterane gestionate separat

de Serviciile Avize - Autorizații, Monitoring și Laborator, însă majoritatea erau pe

suport hârtie.

Obligația statului român de a determina nivelurile fondului hidrochimic

natural al apelor subterane și de a stabili valori de prag pentru acestea (valori a

căror depășire să indice o stare chimică slabă a apelor subterane) a făcut necesară

formarea unor echipe de lucru interdisciplinare la nivelul direcțiilor de ape și la

nivelul I.N.H.G.A., coordonate de doctorandă. Pe baza unei metodologii elaborate

în cadrul Proiectului româno-olandez MATRA PPA06/RM/7/5 “Stabilirea

măsurilor de reabilitare a apelor subterane poluate datorită depozitelor de deșeuri,

în vederea atingerii obiectivelor de mediu cerute de Directiva Cadru a Apei şi

Directiva Apelor Subterane”, s-a trecut la realizarea unor baze de date unitare

privind calitatea apelor subterane la nivelul fiecărei direcții de ape. Astfel, într-o

prima etapă, la fiecare direcție de ape s-au realizat tabele în EXCEL cuprinzând,

pentru fiecare corp de apă subterană, înregistrarea rezultatelor tuturor analizelor

chimice din toate punctele de monitorizare calitativă și pentru întreaga perioadă de

observație (baza de date privind calitatea apelor subterane).

Pentru corpurile de ape subterane ROAG 12 Estul Depresiunii Valahe și

ROAG13 – Bucureşti au fost utilizate datele corespunzator perioadei 1964-2007.

Conţinutul bazei de date este prezentat în tabelul nr. 4.

55

Corp ape subterane Nr. total

de foraje

Nr. total

de analize

Nr.foraje

luate în calcul

( după analiza

de la Cap. II.A.3 )

Analize

luate în calcul

( după analiza

de la Cap. II.A.3 )

ROAG12 109 600 88 498

ROAG13 10 26 10 26

Total 119 626 98 524

Tabelul nr. 6. Conţinutul bazei de date privind calitatea apelor subterane folosită la

Administrația Bazinală a Apelor Argeș-Vedea pentru determinarea

valorilor fondului natural şi a valorilor de prag pentru corpurile de

ape subterane ROAG12 - Estul Depresiunii Valahe și ROAG13 –

Bucureşti

II.A.3.STABILIREA VALORILOR DE PRAG ȘI EVALUAREA STĂRII

CORPURILOR DE APE SUBTERANE ROAG12 ȘI ROAG13

Prelucrarea informațiilor în vederea determinării valorilor fondului natural s-a

făcut parcurgând următoarele etape:

Ordonarea analizelor chimice pe foraje și pe corpuri de apă subterană, în

ordine cronologică;

Transformarea concentrațiilor din mg/l in meq/l și calcularea erorii balanței

ionice;

Verificarea analizelor cu eroare > 10 % pentru a depista și corecta

eventualele greșeli de introducere a datelor;

Inlăturarea, fiind considerate ca incorecte sau nereprezentative a:

° probelor cu balanța ionica incorectă ( eroarea> 10 %);

° probelor cu adâncimea necunoscută;

° probelor nepotrivite cu tipologia acviferului;

° probelor cu concentraţie de NaCl > 1000 mg/l;

Transformarea seriilor de timp în valori mediane;

Excluderea probelor cu aport antropic :

• probele cu substanțe artificiale (cum ar fi pesticide);

• probele cu alți indicatori anorganici antropici;

56

Selectarea forajelor nepoluate folosind următoarele criterii (conform

proiectului european BRIDGE și a draft-ului Ghidului european pentru

determinarea valorilor de prag) pentru eliminarea forajelor cu aport

antropic, criterii ce se aplică la mediile pe foraje:

• foraje cu o concentrație medie a Cl > 200 mg/l;

• foraje cu o concentrație medie a NO3 > 10 mg/l.

Calcularea valorilor fondului natural (VFN) ca percentila 90 din probele

rămase sau percentila 50 din toate probele (fără a elimina forajele prin

aplicarea criteriilor “cloruri” şi “azotaţi”); percentila 50 se aplică atunci

când, dacă s-ar aplica cele două criterii mai sus menţionate, rămân prea

puţine foraje (sub 20);

Analizarea şi validarea valorilor fondului natural obţinute având în vedere

caracteristicile litologice şi hidrogeologice ale corpului de apă subterană.

Pentru stabilirea valorilor de prag, valorile fondului natural obținute trebuie

comparate cu standardele de calitate (criteriile) existente în țara respectivă, pe

baza utilizării corpului de ape subterane. Pentru ţara noastră, standardele

utilizabile la stabilirea valorilor de prag au fost sistematizate în Tabelul nr.7.

Nr.

crt.

Parametru UM Directiva

apelor

subterane

2006/118

NTPA

001

NTPA

002

Ord.

MMGA

161/2006

Ape de

suprafaţă

Legea

apei

potabile

458/2002

compl.

Directiva

EU

privind

apa

potabilă

1 Nitraţi NO3 mg/l 50 25 (37) − 13.3 50 50

2 Pesticide µg/l 0,1 − − − 0,1 0,1

3 Pesticide (total) µg/l 0,5 − − − 0,5 0,5

4 Arsenic As mg/l − 0,100 − 0,020 0,010 0,010

5 Cadmiu Cd mg/l − 0,200 0,300 0,001 0,005 0,005

6 Plumb Pb mg/l − 0,200 0,500 0,010 0,010 0,010

7 Mercur Hg mg/l − 0,050 − 0,0003 0,001 0,001

8 Nichel Ni mg/l − 0,500 1,000 0.025 0,020 0,020

9 Zinc Zn mg/l 0,500 1,000 0,200 5,000

10 Amoniu NH4 mg/l − 2 (3) 30 1.03 0,5 0.5

11 Potasiu K mg/l − - - -

12 Cloruri Cl- mg/l − 500 − 50 250 250

13 Sulfati SO4 mg/l − 600 600 120 250 250

14 Tricloroetilena µg/l − − − 10 10 10 (sum)

15 Tetracloroetilena

(percloretilena)

µg/l − − − 10 10 10 (sum)

57

16 Conductivitate µS/cm

la

20C

− − − − 2500 2500

17 Nitriţi NO2 mg/l 1 (2) - 0,1 0,5 0,5

18 Fier mg/l 5,000 - 0,500 0,200 0,200

19 Mangan mg/l 1,000 2,000 0,100 0,050 0,050

20 Seleniu Se mg/l 0,100 - 0,002 0,010 0,010

21 Sodiu Na mg/l − - 50 200 200

22 Floruri mg/l 5.0 - 1,5 1,2 1,5

23 Cianuri totale mg/l 0,1 1.0 0,05 0,05 0,05

Tabelul nr.7. Valoarea criteriilor pentru stabilirea valorilor prag în România

Aşadar, valorile fondului natural au fost calculate ca percentila 90 a

valorilor parametrilor în forajele rămase după etapele de excludere menţionate mai

sus, sau ca percentila 50 a valorilor înregistrate în toate forajele (fără a mai aplica

criteriile “cloruri” şi “nitraţi”), atunci când după aplicarea criteriilor “cloruri” şi

“nitraţi” au rămas mai puţin de 20 foraje. Acolo unde concentraţiile în cloruri sunt

ridicate în mod natural (datorită prezenţei diapirelor de sare sau a condiţiilor

lagunare de sedimentare), doar criteriul "nitraţi" a fost utilizat pentru excluderea

forajelor influenţate antropic, iar rezultatele au fost verificate calculând percentila

50 a valorilor înregistrate în toate forajele. Valorile obţinute pentru fondul natural

în fiecare corp de ape subterane au fost analizate şi validate considerând

caracteristicile litologice şi hidrogeologice ale acviferelor respective.

Valorile de prag (VP) trebuie stabilite comparând valorile fondului natural

(VFN) cu criteriile specifice receptorilor, adică pentru populaţie standardul de

calitate a apei potabile, iar pentru ecosisteme standardul de calitate a apei de

suprafaţă. Având în vedere că relaţiile hidraulice între apele subterane şi cele de

suprafaţă nu au fost studiate suficient şi că toate corpurile de ape subterane din

România sunt folosite pentru alimentarea cu apă a populaţiei, în final au fost alese

ca valori de referinţă pentru comparare concentraţiile maxime admisibile (CMA)

din Legea nr. 458/2002 privind calitatea apei potabile, cu modificările şi

completările ulterioare.

Ca urmare a comparării, s-au înregistrat două situaţii:

- VFN< CMA, atunci VP a fost stabilită la aceeaşi valoare cu CMA;

- VFN > CMA, atunci VP a fost stabilită utilizând un adaos la care face referire

Ghidul european privind evaluarea stării şi tendinţelor pentru apele subterane ( la

pag. 23). Acest adaos a fost stabilit în România la 0,2 din valoarea fondului

natural, având în vedere că metodologia naţională a utilizat calculul percentilei 90

58

ca metodă de stabilire a fondului natural, deci cel puţin 10 % din foraje ar

înregistra depăşiri dacă VP = VFN, iar în timpul prelevării, conservării şi analizei

probelor de apă pot apărea erori. Deci, pentru a evita o clasificare greşită a

corpului de ape subterane, în această situaţie VP = VFN + 0.2 VFN = 1.2 VFN.

ROAG12 Ph COND. (µS/cm)

O2 (mg/l)

NH4 (mg/l)

Na (mg/l)

K (mg/l)

Ca (mg/l)

Mg (mg/l)

Fe (mg/l)

NBL 8.2 1082 5.42 1.35 188 12 100 68 0.63

TV 2500 1.4

Mn

(mg/l) Cl

(mg/l) SO4 (mg/l)

NO3 (mg/l)

NO2 (mg/l)

PO4 (mg/l)

HCO3 (mg/l)

alk (mval/l)

Pb (mg/l)

NBL 0.24 82.78 126.7 7.86 0.28 0.74 715 9.93 0.001

TV 250 250 50 0.5 0.74 0.01

Zn

(mg/l) Ni

(mg/l) Cu

(mg/l) Cd

(mg/l) Cr

(mg/l) CCOMn

(mg/l) Hg

(mg/l) As

(mg/l)

REZFI

X (mg/l)

NBL 0.1596 0.0022 0.73 0.0003 0.0013 27.08 0.0001 0.0001 845.44

TV 0.005 0.001 0.01

DUR.TOT.

(gr.ger.) CO3 (mg/l)

F (mg/l)

NBL 27.26 10.95 0.2

TV

Tabelul nr.8. Fondul natural (NBL) si valorile prag (TV) pentru ROAG12

ROAG13 Ph COND. (µS/cm)

O2 (mg/l)

NH4 (mg/l)

Na (mg/l)

K (mg/l)

Ca (mg/l)

Mg (mg/l)

Fe (mg/l)

NBL 8.15 391 4.45 0.69 68.12 1.18 19.5 5.98 0.27

TV 2500 0.7

Mn

(mg/l) Cl

(mg/l) SO4 (mg/l)

NO3 (mg/l)

NO2 (mg/l)

PO4 (mg/l)

HCO3 (mg/l) OXC

alk (mval/l)

NBL 0.108 5.61 28.05 1.64 0.015 0.36 235.01 2.15 3.85

TV 250 250 50 0.5 0.5

Pb

(mg/l) Zn

(mg/l) Ni

(mg/l) Cu

(mg/l) Cd

(mg/l) Cr

(mg/l) CCOMn

(mg/l) REZFIX

(mg/l) DUR.TOT.

(gr.ger.)

NBL 0.0019 0.1553 0.003 0.0043 0.0004 0.002 2.21 250.17 4.2

TV 0.01 0.005

Tabelul nr. 9. Fondul natural şi valorile prag pentru corpul ROAG13

59

La finalul procesului de stabilire a fondului natural și a valorilor de prag

pentru apele subterane din Sistemul acvifer al Stratelor de Frătești, s-au obținut

valorile din tabelele nr. 8 și 9.

Valorile de prag astfel stabilite au fost aprobate, odată cu cele pentru

celelalte corpuri de ape subterane din România, prin Ordinul ministrului mediului

şi dezvoltării durabile nr. 137/2009. La acea dată, primele planuri de management

bazinal realizate de România pentru perioada 2009-2015, conform prevederilor

Directivei-cadru a Apelor, erau deja finalizate şi se aflau în dezbatere publică.

In cadrul acestor prime planuri, evaluarea stării corpurilor de ape subterane

s-a făcut pe baza datelor de monitorizare din 2007.

Pentru evaluarea stării cantitative s-au folosit măsurătorile de nivel din anul

2007 în forajele Reţelei hidrogeologice naţionale şi într-o serie de foraje la diferiţi

utilizatori de apă, care au fost comparate cu măsurătorile de nivel din anii anteriori

în aceleaşi foraje. Deoarece în marea majoritate a forajelor datele obţinute au

evidenţiat menţinerea nivelurilor (ROAG12) sau tendinţa de revenire a acestora

(ROAG13), s-a concluzionat că ambele corpuri se află în stare cantitativă bună.

Fig. nr.14. Forajele din Reţeua Hidrogeologică Naţională care monitorizează

Corpul de ape subterane ROAG12

Pentru evaluarea stării chimice s-au folosit rezultatele analizelor probelor de

apă prelevate în anul 2007 în forajele sistemului naţional de supraveghere a

calităţii apelor, care tocmai fusese optimizat în concordanţă cu cerinţele de

monitorizare ale Directivei-cadru a Apelor. Interpretarea acestor rezultate s-a făcut

60

folosindu-se pentru comparare Legea privind calitatea apei potabile 458/2002, cu

modificările şi completările ulterioare. Astfel, în anul 2007 calitatea apei subterane

din corpul de apă ROAG12 – Estul Depresiunii Valahe a fost evaluată pe baza

datelor de monitorizare obţinute din 83 de foraje. Dintre acestea s-au inregistrat

depăşiri, faţă de concentraţiile maxime admisibile din Legea nr. 458/2002 privind

calitatea apei potabile, în 9 foraje, la indicatorii: NH4+ (5 foraje), NO3 (4 foraje),

conductivitate (2 foraje), Cl- (5 foraje). S-a considerat că doar în cazul NO3

depăşirile se datorează cauzelor antropice, celelalte depăşiri având cauze naturale,

explicate prin chimismul local al acviferului. Concluzia a fost că acest corp de apă

subterană este în stare bună din punct de vedere chimic.

Corpul ROAG13 – Bucureşti a fost urmărit în 2007 prin 10 puncte de

observaţie (foraje). La acestea nu s-a înregistrat nici o depăşire, în consecinţă acest

corp fiind declarat în stare chimică bună, deşi reţeaua de monitorizare utilizată nu

a acoperit uniform întreaga suprafaţă a corpului, partea extrem sudică (zona

Giurgiului – Gara Progresul) rămânând nemonitorizată. In acest sens s-a propus

pentru programul de măsuri optimizarea reţelei de monitoring şi investigarea

cauzelor apariţiei azotaţilor (NO3-) şi amoniului (NH4

+) în unele foraje de

exploatare din zona menţionată.

După transpunerea Directivei Apelor Subterane prin HG 53/2009 privind

aprobarea Planului naţional de protecţie a apelor subterane împotriva poluării şi

deteriorării şi după aprobarea valorilor de prag prin Ordinul ministrului mediului

şi dezvoltării durabile nr. 137/2009, rezultatele analizelor chimice se compară cu

standardele europene pentru nitraţi (50 mg/l) şi pesticide (0,1 μg/l individual şi 0,5

μg/l total) şi cu valorile prag pentru celelalte substanţe. In fiecare an se face o

evaluare preliminară a stării chimice a corpurilor de apă, iar în ultimul an din

ciclul de management o evaluare finală care este raportată Comisiei Europene în

cadrul Planurilor de management pentru ciclul următor.

Rezultatele celei mai recente evaluări preliminare, cuprinse în Sinteza

calităţii apelor pe anul 2011, document elaborat de Administraţia Naţională

“Apele Române”, arată că în anul 2011 corpul de ape subterane ROAG12 a fost

monitorizat prin 42 de foraje de observaţie din reţeaua hidrogeologică naţională,

referitor la următorii indicatori: azotaţi (NO3-), amoniu (NH4

+), cloruri (Cl

-), sulfaţi

(SO42-

), azotiţi (NO2-) şi ortofosfaţi (PO4

3-), arsen (As

3+), plumb (Pb), cadmiu

(Cd), mercur (Hg) şi pesticide, solvenţi cloruraţi volatili. S-au înregistrat depăşiri

ale valorilor prag la: amoniu, în 9 foraje; azotaţi,1 foraj; fosfaţi, 2 foraje; cloruri, 9

foraje; sulfaţi,1 foraj; arsen, 3 foraje. Pe baza acestor date, evaluarea preliminară a

concluzionat că starea chimică a corpului de ape subterane este bună, având în

61

vedere că majoritatea forajelor cu depăşiri sunt amplasate în partea de NE a

corpului, pe o suprafaţă foarte mică raportată la suprafaţa totală a corpului de apă.

În plus faţă de cerinţele Directivei Apelor Subterane, s-au mai monitorizat şi alţi

parametri fizico-chimici, şi anume: temperatura, pH, oxigen dizolvat,

conductivitate, duritate totală, bicarbonaţi, sodiu, potasiu, calciu, magneziu, metale

(Fe, Mn, Zn, Ni, Cu, Cr, Se, V, Co, Ba).

Fig. nr.15. Forajele din Reţeua Hidrogeologică Naţională care monitorizează

Corpul de ape subterane ROAG13

Corpul de apă subterană ROAG13-Bucureşti a fost monitorizat în anul 2011

prin 8 foraje de observaţie, probele de apă recoltate fiind analizate la azotaţi (NO3-

), amoniu (NH4+), cloruri (Cl

-), sulfaţi (SO4

2), azotiţi (NO2

-) şi ortofosfaţi (PO4

3-),

plumb (Pb), cadmiu (Cd) şi pesticide. Nu s-a înregistrat nici o depăşire a valorilor

de prag/standardelor europene, corpul de ape subterane fiind considerat în stare

chimica bună. Suplimentar, au mai fost monitorizaţi parametrii: temperatura, pH,

oxigen dizolvat, conductivitate, duritate totală, reziduu fix, bicarbonaţi, sodiu,

potasiu, calciu, magneziu, metale ( Fe, Mn, Hg, Cu, Ba).

62

II.B. CONTRIBUȚII LA ÎMBUNĂTĂŢIREA MANAGEMEN-

TULUI APELOR SUBTERANE DIN SISTEMUL ACVIFER

AL STRATELOR DE FRĂTEȘTI - CÂNDEȘTI CONFORM

DIRECTIVELOR EUROPENE.

II.B.1. CONTRIBUȚIILE DOCTORANDEI LA STUDIILE

EFECTUATE, LA IDENTIFICAREA ȘI PLANIFICAREA

ALTOR STUDII NECESARE.

Contribuțiile autorului la implementarea cerințelor directivelor europene în

domeniul apelor, inclusiv pentru corpurile de ape subterane ROAG12 şi ROAG13

cantonate în Sistemul acvifer al Stratelor de Frătești-Cândești, au constat în

stabilirea căilor de acțiune necesare, a metodologiilor care trebuie utilizate, în

planificarea, coordonarea și îndrumarea tehnică a activităților pentru fiecare etapă

menționată în Cap. II.A, precum și în verificarea rapoartelor și documentelor

aferente, primite de la Administrația Naţională "Apele Române" și de la Institutul

Național de Hidrologie și Gospodărirea a Apelor.

In etapa actuală, când Planurile de management bazinale au fost finalizate,

următoarele studii necesare constau în analiza detaliată, pe fiecare bazin

hidrografic, a descărcărilor directe și indirecte în apele subterane, pentru

concretizarea de la caz la caz a măsurilor necesare pentru prevenirea introducerii

în apele subterane a oricărei substanțe periculoase aparținând familiilor și

grupelor prevăzute în Anexa VIII a Directivei-cadru și pentru limitarea

introducerii în apele subterane a oricăror alte substanţe, precum și a măsurilor

pentru limitarea poluării din surse difuze, care are un impact important asupra

stării chimice a apelor subterane.

Pentru perioada 2011-2012 a fost necesară identificarea tendințelor

crescătoare semnificative în concentrația poluanților în fiecare corp de ape

subterane evaluat ca fiind în stare chimică slabă, prin studii ce s-au efectuat de

Laboratorul de Studii şi Cercetări Hidrogeologice al I.N.H.G.A., pe baza datelor

de monitorizare furnizate de administrațiile bazinale de ape. In cazul fiecărei

tendințe determinate a fi crescătoare și semnificativă, trebuie stabilite măsuri

menite să inverseze această tendință, pentru a fi incluse în programul de măsuri

pentru cel de-al doilea ciclu de management bazinal.

63

Deoarece Directiva Apelor Subterane cere identificarea tendințelor

crescătoare semnificative în concentrația poluanților doar în corpurile de ape

subterane aflate în stare chimică slabă, această identificare nu a fost întreprinsă

pentru corpurile ROAG12 şi ROAG13. Totuşi, având în vedere că mai ales în

ROAG13 există zone în care se evidenţiază degradarea calităţii apelor subterane,

consider că această analiză statistică a tendinţelor ar fi utilă pentru caracterizarea

fenomenului de poluare şi luarea măsurilor pentru stoparea acestuia. Ea nu a putut

fi făcută în cadrul prezentei teze de doctorat, deoarece sunt necesare analize

chimice ale probelor de apă prelevate dintr-un număr cât mai mare de foraje

distribuite cât mai uniform în spaţiu, pentru o perioadă de timp de minimum 15

ani.

Pentru cel de-al doilea ciclu de management bazinal (2015-2021) trebuie

reluată procedura descrisă în Capitolul II.A., începând cu caracterizarea și

evaluarea riscului ca aceste corpuri de ape subterane să nu fie în stare bună în anul

2021, etapă obligatorie până la sfârșitul anului 2013. Cronologic, urmează

evaluarea stării cantitative și chimice a corpurilor de ape subterane din România,

la sfârșitul prezentului ciclu de management bazinal (2014-2015). Toate aceste

operațiuni nu reprezintă o repetare de rutină a celor deja întreprinse până acum,

mai ales datorită faptului că între timp au apărut mai multe ghiduri europene care

urmăresc ca statele membre să acţioneze similar și comparabil atunci când

îndeplinesc cerințele legislației europene în domeniu. De aceea, începând cu noua

evaluare de risc, România trebuie să respecte noile ghiduri europene aprobate de

Comisia Europeană și publicate între timp pe site-ul acesteia. In calitate de

reprezentant al României în Grupul de lucru C “Ape subterane” al Comisiei

Europene, doctoranda a contribuit la elaborarea acestor ghiduri europene și are

responsabilitatea îndrumării metodologice a specialiștilor I.N.H.G.A. și ai

administrațiilor bazinale de ape în aplicarea lor.

Strategia europeană în domeniul apelor are marele merit de a fi atras atenţia

asupra poluării şi supraexploatării apelor pe teritoriul Uniunii şi de a fi obligat

statele membre să ia măsuri pentru adoptarea unui management ştiinţific al

acestora. Totuşi, pe măsura derulării acţiunilor impuse prin Directiva-cadru a

Apelor şi prin Directiva Apelor Subterane, a devenit clar că obiectivul de a atinge

starea bună a tuturor apelor subterane în 2015 a fost mult prea optimist şi că el nu

va putea fi atins nici în 2021, nici în 2027.

In prezent, ne aflăm la nivel european în situaţia de a avea mai multe

corpuri de ape subterane evaluate preliminar a fi în stare chimică slabă decât am

avut în anul 2008. Această situaţie poate fi explicată prin dificultatea de a aplica

64

eficient măsurile de prevenire şi limitare a poluării, care necesită conlucrarea

tuturor autorităţilor şi a populaţiei, prin răspunsul extrem de lent al acviferelor la

măsurile luate şi prin faptul că investigaţiiile întreprinse conform cerinţelor celor

două directive menţionate au dezvăluit o stare mai gravă decât era cunoscută prin

monitorizarea anterioară. Un exemplu în acest sens îl constituie chiar România,

care în anul 2009 nu a adoptat valori de prag la tricloretilenă şi la tetracloretilenă,

substanţe aflate pe lista minimală a Directivei Apelor Subterane, pentru că

screening-ul la nivel naţional efectuat în 2008 a decelat aceste substanţe doar în

două foraje. Intre timp au fost descoperite aceste substanţe, în concentraţii mult

mai mari decât concentraţia maximă admisibilă conform Legii 458/2002 privind

calitatea apei potabile (10µg/l), în apele subterane din zona mai multor platforme

industriale şi a unor depozite de produse petroliere. Poluarea cu astfel de substanţe

prezintă risc chiar şi pentru Sistemul acvifer al Stratelor de Frăteşti-Cândeşti,

având în vedere că o pană de poluare de acest tip a fost descoperită în zona de

nord-est a Capitalei (com.Pipera şi Voluntari) în două acvifere situate deasupra

sistemului acvifer studiat în prezenta teză.

Din cele prezentate mai sus se poate trage, o dată în plus, concluzia că la

baza unui bun management al apelor subterane trebuie să stea atât o bună pregătire

a specialiştilor implicaţi în această activitate, cât şi o bună cunoaştere a structurilor

acvifere şi a comportamentului acestora sub influenţa presiunilor antropice.

In acest sens, o contribuţie importantă a doctorandei la mai buna cunoaştere

a Sistemului acvifer al Stratelor de Frătești-Cândești şi a reacţiei acestuia ca

urmare a diferitelor decizii de management este şi modelul numeric al acestei

hidrostructuri, a cărui realizare este prezentată în capitolul următor.

II.B.2. REALIZAREA MODELULUI DE CURGERE ŞI

TRANSPORT PENTRU SISTEMUL ACVIFER AL

STRATELOR DE FRĂTEȘTI- CÂNDEȘTI. II.B.2.1. Fundamentarea matematică

Modelarea matematică a curgerii apei subterane implică o bună cunoaştere a

întregului sistem acvifer, de la constituţia geologică şi distribuţia spaţială a

stratelor permeabile până la parametrii hidrogeologici (conductivitate hidraulică,

transmisivitate, porozitate).

In modelarea matematică a apelor subterane există două abordări diferite,

denumite după cum urmează:

65

- Problema directă, când parametrii modelului sunt cunoscuţi, iar pe baza

unor condiţii iniţiale şi a unor condiţii la limită se poate obţine răspunsul

sistemului pentru diferite scenarii (modificări ale condiţiilor interne sau

externe sau ale condiţiilor la limită);

- Problema inversă, când parametrii modelului nu sunt cunoscuţi, fiind

necesar să fie estimaţi pe baza unor observaţii şi măsurători pe teren;

utilizând aceste date cu aceleaşi ecuaţii ca la problema directă, se obţin

diferenţe importante între valorile calculate şi valorile măsurate ale

variabilelor de stare, deci în continuare este nevoie de un proces de

calibrare; prin optimizări matematice sau prin încercări, se pot obţine

estimări ale parametrilor modelului care conduc la valori calculate ale

variabilelor de stare apropiate de valorile măsurate.

Etapele de realizare a modelului de curgere a apei subterane constau în

elaborarea modelului conceptual, fundamentarea matematică a modelării şi

rezolvarea numerică a ecuaţiilor de curgere.

Modelarea matematică se bazează pe rezolvarea ecuaţiilor de curgere şi

transport într-un mediu poros-permeabil care aproximează acviferul studiat.

Deducerea ecuaţiilor aplicabile curgerii permanente şi celei nepermanente în

mediu nesaturat, respectiv saturat, pleacă de la ecuaţia de continuitate, care

exprimă principiul conservării maselor pentru o unitate reprezentativă de volum a

acviferului. Astfel, diferenţa între intrări şi ieşiri este reprezentată de masa

înmagazinată într-o unitate de volum într-o unitate de timp.

(1)

Deoarece parametrii hidrogeologici au variaţie spaţială, ecuaţia de continuitate

conduce la ecuaţii cu derivate parţiale, a căror rezolvare analitică este posibilă numai

în cazuri particulare; în general însă pentru rezolvare se adoptă metode numerice.

Prelucrând ecuaţia de continuitate se ajunge la ecuaţia generală de mişcare a

apei în mediul saturat şi apoi, în condiţiile ipotezei Dupuit-Forchheimer, la ecuaţia

curgerii pentru acvifere sub presiune (Drobot şi al., 2002):

(2)

(3)

66

unde: Kx,y,z - componentele spaţiale (pe direcţiile x, y şi z) ale câmpului de

conductivităţi (m/zi)

H - sarcina hidraulică(m)

Ss - înmagazinarea (stocarea) specifică a acviferului (m-1

)

Expresia matematică a înmagazinării specifice este:

(4)

unde: ρ – densitatea apei;

n – porozitatea;

β – compresibilitatea apei;

α – compresibilitatea mediului poros;

In cazul unui acvifer multistrat ale cărui strate au grosimi şi conductivităţi

hidraulice diferite, conductivitatea hidraulică echivalentă este:

n Ki di 1 s

K = Σ ≈ ∫ Kh dz

i=1

D D

b

(5)

unde D este grosimea acviferului sub presiune, mărginit de patul b(x,y) şi de

coperişul s(x,y), iar transmisivitatea T (m2/zi ) este produsul:

(6)

(7)

unde: S - coeficientul de înmagazinare

= Ss x D (adim.) (8)

r - termen reprezentând intrările şi ieşirile din acvifer, pozitiv în

cazul surselor (apa este introdusă în mediul poros) sau negativ în cazul

prelevărilor (apa este extrasă din mediul poros):

67

Ecuaţia (7) implică doi parametri hidrogeologici, coeficientul de

înmagazinare S şi transmisivitatea T, reprezentând proprietăţile acviferului

integrate pe verticală. Această ecuaţie generală de curgere pentru un acvifer sub

presiune constituie fundamentul matematic al modelului (programului de calcul)

GMS 4.0 - modulul MODFLOW, care a fost folosit pentru realizarea modelului

numeric bidimensional al curgerii apelor subterane în Sistemul acvifer al Stratelor

de Frăteşti - Cândeşti, prezentată în detaliu în cele ce urmează.

Fundamentul matematic al modelului (programului de calcul) GMS 4.0 -

modulul MODPATH, care a fost folosit pentru realizarea modelului numeric

bidimensional al transportului de poluanţi în Sistemul acvifer al Stratelor de

Frăteşti - Cândeşti, este constituit de ecuaţia transferului de masă pentru un trasor

ideal:

(9)

unde: v – este viteza lineară.

C – concentraţia trasorului în apa subterană

Dk – dispersivitatea hidraulică

Transcrierea modelului conceptual într-unul matematic, care să aproximeze

bine curgerea apei subterane şi transportul poluanţilor prin mediul poros,

presupune rezolvarea ecuaţiilor cu derivate parţiale determinând variabilele de

stare pentru cazul dat. Datorită complexităţii parametrilor caracteristici, procesele

fizice de curgere a apei subterane şi de transport al poluanţilor prin mediul poros

sunt mult mai bine aproximate prin recurgerea la modelarea numerică.

Procesul modelării numerice constă în simularea evoluţiei câmpurilor

hidrodinamice specifice curgerii apei subterane în condiţii impuse cunoscute, cum

ar fi starea iniţială a sistemului, condiţiile la limită şi variaţiile cauzate de

solicitările hidrodinamice (procese de drenare-asecare, alimentări cu apă, injecţii

de fluxuri hidrice suplimentare, etc.) (Bear, 1979; Hanson et al.,1990).

Pentru hidrostructurile complexe şi cu rezolvare analitică dificilă se aplică

metodele integrării numerice. Ele sunt metode aproximative de găsire a soluţiei

ecuaţiei de difuzivitate hidraulică. În momentul actual, în practica curentă,

integrarea numerică a ecuaţiei de difuzivitate hidraulică se realizează cel mai

frecvent prin metodele diferenţelor finite (MDF), elementelor finite (MEF) şi a

elementelor pe frontieră (MEFr).

În aplicarea metodelor numerice există două principii ce stau la baza

găsirii soluţiei mixte pentru ecuaţia de difuzivitate hidraulică şi anume: principiul

68

discretizării şi principiul parametric. Prin conjugarea celor două principii se caută

soluţia H a problemei mixte într-o aproximaţie finit dimensională a domeniului

acvifer. Discretizarea în subdomenii finit dimensionale implică formarea unor

sisteme de ecuaţii algebrice liniare a căror rezolvare este relativ uşoară.

Metoda diferenţelor finite (MDF) se bazează pe exerciţiul de extrapolare

judicioasă a sarcinii piezometrice H în interiorul domeniului discretizat D

pornind de la condiţiile iniţiale, pe frontieră şi variaţiile induse de solicitările

hidrodinamice. Discretizarea domeniului acvifer constă în crearea unei reţele de

celule, de regulă rectangulare pentru problemele bidimensionale sau

paralelipipedice pentru cele tridimensionale. Discretizarea spaţială este însoţită de

cea temporală printr-un operator cu diferenţe progresive. Pe reţeaua spaţială

construită se discretizează condiţiile iniţiale şi la limită. În funcţie de diferenţierea

temporală, principiile schemelor cu diferenţe sunt de tip explicit, implicit sau

Crank-Nicolson. Soluţiile ecuaţiei de difuzivitate hidraulică se găsesc în spaţiul

finit dimensional din nodurile reţelei discretizate. Metoda este uşor programabilă

şi răspunde foarte bine la modelarea pe arii extinse de tip mono sau multistrat pe o

dimensiune, două, trei sau cvasi trei dimensiuni.

O importanţă deosebită în aplicarea principiilor de bază ale modelării

numerice o reprezintă realizarea modelului conceptual, discretizarea domeniului

acvifer, impunerea condiţiilor de margine şi parametrizarea sistemului acvifer în

condiţiile calibrării modelului.

II.B.2.2. Realizarea modelului conceptual

Sistemele acvifere supuse modelării sunt extrem de complexe, cu o mare

variabilitate a parametrilor caracteristici. Pentru a putea aborda modelarea

numerică, trebuie aplicată o procedură de simplificare, definire a caracteristicilor

de bază, sintetizare şi armonizare a modelului cu natura complexă a acviferului,

realizându-se în primul rând modelul conceptual.

În etapa de realizare a modelului conceptual se urmăreşte schematizarea

hidrostructurii studiate, ţinând cont de toate aspectele referitoare la regimul de

curgere: cu nivel liber sau sub presiune, dimensionarea modelului, geometria

frontierelor, condiţii la limită pentru curgere, condiţiile iniţiale din interiorul

domeniului acvifer, caracteristicile lito-stratigrafice, omogenitatea, anizotropia,

mecanisme de transfer în interiorul domeniului. În mod concret, modelul

conceptual este elaborat pe baza întregul ansamblu de date disponibile, în urma

unei selecţii corespunzătoare.

69

Ipotezele fundamentale care stau la baza modelului conceptual cuprind

aspecte referitoare la regimul de curgere, dimensionarea modelului, geometria

frontierelor, caracteristicile lito - stratigrafice, omogenitatea, anizotropia,

deformabilitatea, fazele de curgere şi proprietăţile acestora, compuşii chimici

implicaţi în transfer, mecanisme de transfer în interiorul domeniului, regimul de

curgere, tipul curgerii, variabilele de stare, sursele de poluare şi repartiţia lor

temporală şi spaţială, condiţiile la limită pentru curgere şi transfer şi condiţiile

iniţiale din interiorul domeniului acvifer. Printr-o selecţie corespunzătoare a

ipotezelor de lucru, în cazul fiecărui model specific, se pot atinge cu acurateţe şi

într-un interval de timp relativ redus obiectivele propuse prin modelare. Pe baza

unui model conceptual bine realizat, problema se simplifică în aşa fel încât se

ajunge la rezultatele dorite prin dozarea eforturilor.

In realizarea modelului conceptual au o importanţă deosebită datele

disponibile. Acestea pot fi de natură hidrografică, topografică, meteorologică şi

climatologică, geomorfologică, hidrologică, geofizică, geologică, hidrogeologică şi

hidrogeochimică. Prelucrarea datelor şi transpunerea acestora în planuri de situaţie,

hărţi, secţiuni, bloc diagrame, grafice de corelaţie, diagrafii, coloane litologice,

diagrame hidrogeochimice precum şi alte tipuri de scheme şi grafice conduc la

definitivarea modelului conceptual. Acesta, prin natura sa, trebuie să răspundă la o

serie de ipoteze fundamentale în legătură cu geometria şi alcătuirea formaţiunilor

geologice, precum şi cu tipul şi natura proceselor din sistemul acvifer.

În situaţia concretă a Sistemului acvifer al Statelor de Frăteşti-Cândeşti,

modelarea matematică a început cu schematizarea hidrostructurii studiate prin

elaborarea unui model conceptual pe baza întregului ansamblu de date disponibile.

Datele pe baza cărora a fost realizat modelul sunt datele din fişele de

construcţie a 313 foraje amplasate în zona studiată, dintre care 49 de foraje adânci de

cercetare pentru petrol sau cărbune, 148 de foraje hidrogeologice de studiu pentru

acviferele de adâncime, 18 foraje din reţeaua hidrogeologică de stat pentru acviferele

freatice şi 98 de foraje la diferiţi beneficiari. Datele menţionate au fost sintetizate in

Tabelul nr.1 din anexa la prezenta teză. Pentru poziţionarea celor 313 foraje

reprezentative în GIS a fost în primul rând necesară transformarea coordonatelor

acestora în Sistemul Stereo '70. Pentru transformarea din Sistemul de coordonate

Gauss (forajele din reţeaua hidrogeologică) s-a folosit Programul Coordonate -

Aplicaţia Plan iar pentru transformarea din Sistemul de coordonate geografice

(forajele de cercetare pentru petrol sau cărbuni, foraje la beneficiari) s-a folosit

Programul TransDatRO (vezi Fig. nr.16).

70

Fig.nr.16. Programele Coordonate - Aplicaţia Plan şi TransDatRO folosite pentru

transformarea coordonatelor forajelor de referinţă din coordonate

geografice şi Gauss în coordonate Stereo '70

Pe baza vârstei stratelor purtatoare de apă, descrierilor litologice realizate

la construcţia forajelor, a secţiunilor hidrogeologice prin aceste foraje şi a altor

profile geologice şi hărţi geologice, se poate concluziona că sistemul acvifer se

prezintă ca un mediu continuu în limitele sale naturale, pe întreg cuprinsul zonei în

care curgerea este sub presiune.

Ipoteze fundamentale ale modelului conceptual utilizat sunt sintetizate în

tabelul nr. 8.

MODELUL CONCEPTUAL - IPOTEZE FUNDAMENTALE

regimul de curgere permanent, curgere staţionară

dimensionarea hidrostructurii

(delimitarea spatiala)

areală: V-Olt; S-Dunare, E- Dunare si Prut, N si

NV- formaţiunile mai vechi din Depresiunea

Getica, pe aliniamentul Râmnicu Vâlcea - Curtea

de Argeș – Târgoviște – Câmpina – Mizil –

Buzău - V. Trotușului

caracteristicile litostratigrafice Nisipuri şi pietrişuri pe rama bazinului de

sedimentare, nisipuri în partea centrală

omogenitatea Neomogen în ansamblu; omogen pe diferite zone

anizotropia Anizotrop în ansamblu; izotrop pe diferite zone

tipul curgerii Sub presiune, cu excepţia zonelor de alimentare

şi descărcare

variabilele de stare Nivelul piezometric

71

condiţiile la limită Tip Dirichlet şi tip Neumann

Tabelul nr. 8. Schematizarea ipotezelor care fundamentează modelul conceptual al

curgerii apelor subterane în Sistemul acvifer al Stratelor de Frăteşti-

Cândeşti.

Pentru a simula realitatea unui sistem complex, de tip acvifer mono-, bi-, tri-

şi multistrat s-a ales soluţia unui model monostrat, reprezentând proprietăţile

cumulate ale tuturor intervalelor captate, în primul rând deoarece numeroasele

strate subţiri specifice stratotipurilor de Cândeşti sau Tuluceşti sunt dificil de

corelat cu stratele mai groase, bine individualizate, specifice stratotipului de

Frăteşti. În plus, datele disponibile nu au inclus nivelurile măsurate şi parametrii

hidrogeologici calculaţi separat pentru fiecare strat purtător de apă captat. De

aceea, în modelul monostrat construit, în adâncime culcuşul sistemului acvifer este

dat de poziţia culcuşului stratului cel mai de jos captat, în timp ce poziţia

coperişului este poziţia coperişului primului strat captat. Dezvoltarea spaţială

tridimensională a fost in primul rând determinată prin metode clasice, prin

realizarea, după poziţionarea celor 313 foraje de referinţă în harta GIS (vezi

planşele 1şi 2 anexate), a 19 secţiuni hidrogeologice orientative având scara

orizontală 1:400000 şi scara verticală 1:4000. Secţiunile au fost realizate pe baza

Hărţilor geologice la scara 1:200.000 şi a datelor din fişele de execuţie ale

forajelor (vezi planşele 4-23 anexate ).

II.B.2.3. Construcţia modelului matematic

După delimitarea spaţială a hidrostructurii şi reprezentarea suprafeţei

piezometrice iniţiale prin metode clasice, prezentate mai sus, s-a trecut la

construcţia modelului matematic de curgere a apelor subterane şi de transport al

poluanţilor cu ajutorul pachetului G.M.S. (Groundwater Modeling Software),

varianta 4.0, care utilizează metoda diferenţelor finite.

GMS este cel mai sofisticat şi cuprinzător pachet software pentru modelarea

apelor subterane, incluzând şi soft-uri anterioare, ca MODFLOW şi FEMWATER.

Cu ajutorul programelor cuprinse în pachet, poate furniza instrumentele necesare

fiecărei etape a modelării, inclusiv pentru caracterizarea site-urilor, dezvoltarea

modelului, calibrare, post-procesare şi vizualizare. GMS cuprinde atât soft-uri cu

diferenţe finite, cât şi soft-uri cu elemente finite în 2D şi 3D: MODFLOW 2000,

MODPATH, MT3DMS/RT3D, SEAM3D, ART3D, UTCHEM, FEMWATER,

PEST, UCODE, MODAEM şi SEEP2D.

72

Programul este modular, putând fi selectate diferite combinaţii de module în

funcţie de scopul modelării, celelalte module fiind folosite doar la nevoie. Există o

multitudine de opţiuni, după cum urmează:

Curgere 2D:

- MODAEM

- SEEP2D

Curgere 2 sau 3D:

- MODFLOW 2000 (zona saturată)

- FEMWATER (zona saturată şi nesaturată)

Transportul poluanţilor:

- Modelare analitică ART3D

- Transport 3D cu MT3D, MODPATH, FEMWATER

- Transportul reactanţilor în 3D cu RT3D sau SEAM3D

- Transportul reactanţilor multifazici cu UTCHEM.

Pentru realizarea modelului de curgere a apelor subterane şi de transport al

poluanţilor în cadrul programului de doctorat s-a optat pentru pentru utilizarea

GMS în primul rând datorită faptului că acest pachet software se bazează pe

abordarea cu model conceptual. Ca primă etapă în modelare se construieşte un

model conceptual în Modulul GMS Map, utilizand GIS ( exista legatură directă cu

Arc GIS). Modelul conceptual defineşte condiţiile la limită, sursele/extragerile şi

zonele cu proprietăţi diferite ale rocii, punând bazele viitorului model şi făcând

posibilă abordarea unor situaţii complexe. Datele sunt apoi automat discretizate în

reţeaua modelului, iar fiecărui element al modelului îi sunt atribuiţi parametri.

GMS dispune de puternice instrumente grafice pentru realizarea modelului şi apoi

pentru vizualizarea rezultatelor. Ca surse de date, se pot utiliza hărţi digitale şi

modele digitale ale terenului. Vizualizarea poate fi făcută cu imagini în plan

orizontal sau vertical. Odată construit, modelul poate la rândul său să genereze

interactiv secţiuni şi bloc-diagrame pe direcţii, respectiv în perimetre alese de

utilizator, precum şi suprafeţe izoparametrice, iar soluţiile modelelor realizate în

regim permanent sau tranzitoriu pot fi prezentate într-un format animat.

Pentru scopurile acestei lucrări, dintre modulele disponibile ale GMS 4.0

au fost utilizate MODFLOW 2000 pentru modelarea bidimensională a curgerii în

mediul saturat şi MODPATH pentru transportul poluanţilor.

În Fig. nr. 16 este prezentată harta suprafeţei piezometrice iniţiale, pentru a cărei

realizare s-au folosit înregistrările măsurătorilor de nivel piezometric efectuate la

darea în funcţiune a forajelor. Deoarece majoritatea forajelor de referinţă au fost

construite în perioada 1970 – 1980, când debitele extrase din sistemul acvifer, cu

73

excepţia zonei Bucureşti, erau mici (neglijabile), iar variaţia anuală a nivelelor

piezometrice înregistrată este infimă, putem considera această piezometrie ca

reflectând condiţiile naturale ale sistemului. Harta suprafeţei piezometrice iniţiale a

fost prelucrată computerizat, iar prin eliminarea câtorva valori anormale, s-a obţinut

harta suprafeţei piezometrice iniţiale folosită la construcţia modelului (vezi Fig. nr.

17).

Fig. nr. 16. Harta suprafeţei piezometrice iniţiale.

Harta suprafeţei piezometrice pune în evidenţă hidroizopiezele (izolinii ce

unesc puncte având aceeaşi cotă absolută a nivelului piezometric) cu valori cuprinse

între 360 m. şi 190 m. în amonte pe direcţia de curgere, la limita nord-vestică a

domeniului modelat, respectiv între 5 m. şi 40 m. cota la limita aval, la limita sud-

estică a domeniului modelat.

Aşa cum reiese şi din harta suprafeţei piezometrice, încărcarea naturală se

face pe limita de nord - nord vest, în zona subcarpatică, iar descărcarea naturală pe

limita de sud, sud - est şi est. În cuprinsul hidrostructurii modelate, înmagazinarea

apei subterane este sub presiune, curgerea producându-se în linii generale dinspre

74

nord-vest înspre sud-est. În cele ce urmează, se arată cum atât piezometria, cât şi

bilanţul apei în sistemul acvifer sunt puternic influenţate de regimul de exploatare.

Fig. nr.17. Harta suprafeţei piezometrice iniţiale prelucrată, folosită ca piezometrie

iniţială în model.

Extinderea în plan orizontal a zonei modelate a fost determinată ţinându-se

cont de morfologia hidrostructurii dar şi de extinderea zonei în care acoperirea

dată de datele disponibile a fost satisfăcătoare. Pentru realizarea modelului, din

hidrostructura studiată au fost excluse porţiunile din extremităţile amonte şi aval,

în care aceasta aflorează sau a fost parţial erodată de cursurile de apă, deci

curgerea este cu nivel liber. S-a ţinut cont, de asemenea, de amplasarea forajelor

de referinţă şi de harta suprafeţei piezometrice. Astfel, din suprafaţa totală de

42500 km2 a hidrostructurii, zona modelată cuprinde 33537 km

2 şi a fost

discretizată printr-un un caroiaj format din 33537 celule pătrate, cu latura de 1000

m., ilustrat în Fig. nr. 19. Geometria modelului, aşa cum apare ea în Fig. nr. 19 şi

20, arată că frontierele de la V şi N sunt paralele cu liniile de curent iar cele de la

NV, S, E sunt paralele cu hidroizopiezele.

75

Fig. nr. 18. Geometria modelului matematic al curgerii şi condiţiile la limită -

extinderea areală.

Fig. nr. 19. Geometria modelului - extinderea verticală (secţiune transversală E-V

şi longitudinală N-S).

Astfel, limitele modelului sunt următoarele:

limita amonte (nord-vest) pe direcţia de curgere este dată hidroizopieza

de 320 m. care trece pe la sud de localităţile Cotmeana, Merişani, Miceşti,

Ciumeşti, apoi intersectează hidroizopiezele până în zona Valea

76

Călugărească, continuând de-a lungul hidroizopiezei de 160 m. prin

Pantazi - Rachieri, Perşunari, Pietroasele, pe la N-V de Buzău şi Oreavu,

şi pe la V de Odobeşti şi Panciu;

limita nordică din Platforma Moldovenească este dată de o linie de curent

imaginară, perpendiculară pe hidroizopieze, care trece printre localităţile

Nicoreşti, Matca, Corni şi Folteşti;

limita aval(sud-est şi est) a domeniului modelat este hidroizopieza de 60

m. pe aliniamentul localităţilor Crângu, Storobăneasa, Izvoru, Stăneşti,

Putineiu, Băneasa şi Vlad Ţepeş, apoi intersectează hidroizopiezele până

în zona Jegălia - Satu Nou şi se continuă cu hidroizopieza de 10 m., pe

aliniamentul localităţilor Feteşti, Ţăndărei, Kogălniceanu - Luciu, Lacu

Rezii, pe la vest de localităţile Lanurile, Tudor Vladimirescu(jud. Brăila),

Griviţa(jud. Galaţi) şi Folteşti;

limita vestică este dată de o linie de curent imaginară, perpendiculară pe

hidroizopieze, în apropierea R. Olt;

în adâncime limita domeniului este dată de culcuşul ultimului strat

acvifer al sistemului.

Pe baza cotelor absolute (cote Marea Neagră) ale coperişului şi culcuşului

sistemului acvifer, identificate cu ajutorul secţiunilor, au fost construite harta cu

izobate la culcuşul sistemului acvifer (Fig. nr. 20) şi harta cu izobate la coperişul

sistemului acvifer (Fig. nr. 21)

Din hărţile cu izobate rezultă că zona de maximă afundare a sistemului

acvifer este cea centrală, corespunzătoare părţii central-estice a Câmpiei Române,

mai precis interfluviului Ialomiţa - Buzău, unde cotele absolute (sistem de

referinţă M.N.) ale culcuşului sistemului acvifer sunt cuprinse între - 520 m. şi -

350 m., iar cele ale coperişului între - 400 m. şi - 150 m. In ceea ce priveşte

culcuşul sistemului acvifer, această concluzie este parţial corectă deoarece, aşa

cum apare şi pe secţiunile hidrogeologice orientative 23-24 şi 25-26, zona de

maximă grosime şi afundare a sistemului acvifer corespunde avanfosei părţii

sudice a Carpaţilor Orientali, şi anume zonei Coţofeneşti - Odobeşti - Râmnicu

Sărat, însă nu există foraje suficient de adânci încât să intercepteze culcuşul

sistemului acvifer, astfel încât cotele acestuia să poată fi prelucrate numeric şi

vizualizate pe harta cu izobate (Fig. nr. 21).

77

Fig. nr. 20. Harta cu izobate la culcuşul Sistemului acvifer al Stratelor de Frăteşti-

Cândeşti.

Fig. nr. 21. Harta cu izobate la coperişul Sistemului acvifer al Stratelor de Frăteşti-

Cândeşti.

78

Harta cu izobate la coperişul Sistemului acvifer al Stratelor de Frăteşti-

Cândeşti (Fig. nr. 22) reflectă în întregime realitatea, zona în care coperişul

hidrostructurii este interceptat la adâncimile cele mai mari fiind centrul Câmpiei

Române de Est, zonă care şi-a păstrat caracterul de subsidenţă de la sfârşitul

Pleistocenului inferior şi până în prezent.

Condiţiile la limită ale modelului sunt definite astfel:

limita nord-vestică a modelului este de tip Dirichlet - Cota Hidraulică

Impusă, dată de hidroizopieza de 320 m;

limita sud-estică este de tip Cotă Hidraulică Impusă, dată de hidroizopieza

de 10 m;

în adâncime limitele domeniului sunt date de poziţia culcuşului ultimului

strat acvifer aparţinând Sistemului de Frăteşti - Cândeşti, respectiv de

poziţia coperişului primului strat acvifer, aşa cum au fost ele identificate în

forajele reprezentative.

Calibrarea modelului, şi anume verificarea compatibilităţii rezultatelor

modelului cu realitatea din teren, constă în minimizarea diferenţelor între

măsurători şi rezultatele modelului prin ajustarea datelor de intrare până când

modelul reproduce condiţiile reale măsurate cu o precizie acceptabilă. Pe parcursul

calibrării, se determină valoarea parametrilor modelului specific unui anumit

amplasament, rezolvând problema inversă pe baza tuturor datelor disponibile.

Calibrarea se poate face în regim permanent sau tranzitoriu. In regim

permanent, cele mai bune rezultate se obţin folosind medii multianuale pentru

realimentarea naturală şi pentru debitele exploatate. In cazul sistemului acvifer

studiat, harta piezometrică şi condiţiile la limită (Dirichlet) corespund stării iniţiale

a acviferului, când exploatarea era redusă (vezi pag.48). Calibrarea în regim

permanent, efectuată ca etapă a realizării modelului matematic pentru sistemul

acvifer studiat, are avantajul că în timpul procesului de calibrare se modifică

numai conductivităţile hidraulice.

Principalele metode de calibrare sunt: “încercare şi eroare” şi optimizare.

Prima metodă, folosită şi în cazul de faţă, este denumită şi calibrare manuală şi

constă în modificarea repetată a parametrilor incerţi (conductivitatea hidraulică

pentru curgere şi dispersivitatea hidraulică pentru transport), urmată de simulări

numerice şi evaluarea rezultatelor. Am utilizat această metodă pentru că permite

folosirea datelor disponibile şi a experienţei profesionale, evitându-se astfel

alegerea şi păstrarea unor valori ale parametrilor care nu se potrivesc cu structura

geologică. Calibrarea manuală este caracterizată de sensibilitatea cu care modelul

79

răspunde la variaţia parametrilor incerţi. Sensibilitatea este dată de derivata

parţială a variabilei de ieşire funcţie de schimbările parametrului de intrare ( în

cazul de faţă sarcina hidraulică):

(4)

unde:

ΔH diferenţa în valoarea de predicţie între cazul real şi cazul analizei de

sensibilitate, evaluată într-una sau mai multe locaţii

ΔP schimbarea în valoarea parametrului de intrare

s indexul de sensibilitate

Pentru un model bine calibrat, indexul de sensibilitate ar trebui să fie foarte

mic, teoretic să tindă către zero. Dacă nu se întâmplă aşa, trebuie continuată

calibrarea, sau trebuie colectate noi date înainte de a continua calibrarea.

Fig. nr. 22. Delimitarea zonelor cu conductivităţi hidraulice diferite în procesul

calibrării.

O importanţă deosebită în procesul calibrării pentru elaborarea modelului au

avut şi rezultatele obţinute în urma pompărilor experimentale efectuate în forajele

hidrogeologice de adâncime din Reţeaua naţională, conductivităţile hidraulice

rezultate din testele de pompare fiind utilizate ca valori de pornire în etapa de

calibrare, proces explicat în detaliu în cele ce urmează.

80

Calibrarea modelului a fost dificilă, fiind necesar un număr considerabil de

rulări (peste 200). In cadrul procesului de calibrare s-au evidenţiat anumite

incertitudini asupra unor valori de intrare (cote piezometrice). Aceste valori au

fost analizate atent, eliminându-se cele pentru care au existat incertitudini

importante (12 măsurători) şi ajustându-se cele pentru care incertitudinile au fost

relativ mici.

Calibrarea a constat în ajustarea conductivităţii hidraulice până la obţinerea

unei concordanţe cât mai bune între valorile piezometrice măsurate şi cele

calculate în cadrul modelului. Au fost delimitate grafic 44 de domenii având

conductivităţi hidraulice diferite (vezi Fig. nr. 22). Pentru fiecare domeniu

delimitat am ajustat valoarea conductivităţii (în cm/s) şi am făcut rulări ale

modelului până când diferenţele dintre nivelurile piezometrice calculate de model

şi cele măsurate în teren au scăzut sub 1 m., iar eroarea absolută medie indicată de

program a coborât la 0,56.

La finalul calibrării, valorile pentru conductivităţile hidraulice echivalente Ke

(vezi formula 5) s-au situat între 1,5 şi 20 m/zi, ceea ce reflectă structura

litologică a sistemului acvifer în ansamblul său, aşa cum a constituit ea subiectul

modelării (faptul că stratele slab permeabile de argile nisipoase au fost luate în

considerare laolaltă cu stratele de pietrişuri şi nisipuri cu permeabilitate ridicată,

sistemul acvifer multistrat fiind aproximat cu o structură monostrat de

conductivitate hidraulică echivalentă).

Din procesul calibrării a rezultat că zona cu conductivitatea hidraulică

echivalentă cea mai mică este situată la limita de NV a modelului, şi anume în zona

Caragiale - Dărmăneşti - Târgşoru Nou, iar cea cu conductivitatea hidraulică

echivalentă cea mai mare este situată în centrul părţii de nord-est a modelului, şi

anume în zona Tecuci - Vadu Roşca.

Chiar şi în cazul unei calibrări judicioase a modelului, răspunsurile calculate şi

cele măsurate nu vor fi niciodată identice, pentru că modelul este doar o aproximare

a sistemului real, dar ele trebuie să fie cât mai apropiate posibil.

Diferenţele rezultate prin comparaţia dintre cele doua rânduri de valori

piezometrice reprezintă eroarea de calcul a modelului de curgere, în cazul de faţă

aceasta situându-se sub valoarea de 1 m. (Fig. nr. 23).

In Tabelul nr. 9 sunt prezentate, comparativ, nivelurile piezometrice măsurate în

teren şi cele calculate de model.

81

Fig. nr. 23. Calibrarea modelului, niveluri măsurate versus niveluri calculate.

Punct

observ

atie

X Y Nivel

masurat

Nivel

calculat dH

PO 1 495117.11 290766.41 80.00 80.94 0.94

PO 2 545378.46 297455.72 76.00 75.40 -0.60

PO 3 484107.06 376413.16 300.00 299.11 -0.89

PO 4 518210.62 355755.37 206.00 206.66 0.66

PO 5 511431.42 326390.43 137.00 136.64 -0.36

PO 6 542332.99 379149.35 249.00 249.55 0.55

PO 7 682834.31 412246.14 42.00 41.88 -0.12

PO 8 666837.65 310952.59 23.00 22.15 -0.85

PO 9 665360.27 459022.03 103.00 103.04 0.04

PO 10 654614.00 412742.15 96.00 96.81 0.81

PO 11 691778.81 362451.95 15.00 14.65 -0.35

PO 12 688100.18 327890.76 21.00 21.17 0.17

PO 13 476831.93 307350.50 105.00 105.38 0.38

PO 14 551532.90 369930.10 200.00 199.76 -0.24

PO 15 580040.82 299301.63 50.00 51.07 1.07

PO 16 480252.70 309230.74 110.00 109.85 -0.15

PO 17 510600.29 374185.35 288.00 288.65 0.65

PO 18 559504.66 368173.32 171.00 170.26 -0.74

82

PO 19 659656.67 475082.90 144.00 144.37 0.37

PO 20 721724.19 449130.53 26.00 26.71 0.71

PO 21 661791.45 413721.42 89.00 88.01 -0.99

PO 22 687666.82 486506.66 48.00 48.48 0.48

PO 23 594079.19 300965.81 42.00 41.10 -0.90

PO 24 628929.34 307548.48 27.00 27.00 0.00

PO 25 685487.51 315933.36 21.00 20.03 -0.97

Tabelul nr. 10. Comparaţie între nivelurile piezometrice măsurate în teren şi cele

calculate de model în diferite puncte de observaţie.

Prelevările prin foraje au fost introduse în model captare cu captare,

transformând în debite (l/s) volumele de apă subterană provenind din corpurile de

apă ROAG 12 şi ROAG13 consumate în anul 2011 de utilizatorii de apă autorizaţi

de Administraţiile Bazinale de Apă Argeş-Vedea, Ialomiţa-Buzău, Siret şi Prut.

Sursa de date a fost BALANŢA APEI PE ANUL 2011, document realizat de

Administraţia Naţională "Apele Române" în anul 2012.

In anul 2011, din Corpul de ape subterane ROAG 12 s-au exploatat

61.532.619,73 m3, cea mai mare parte prin 837 de captări, iar din Corpul de ape

subterane ROAG 13 s-au exploatat 12.827.700 m3, prin 158 de captări. Captările de

pe ROAG 12 sunt repartizate pe districte de bazin hidrografic după cum urmează:

374 la A.B.A. Argeş- Vedea, 351 la A.B.A. Ialomiţa-Buzău, 69 la A.B.A. Siret şi 43

la A.B.A. Prut. Volumele exploatate însumate corespund unui debit total de 2357,76

l/s. Acest debit a fost majorat adăugâdu-se 10% şi a rezultat un debit de exploatare

de 2593,56 l/s pentru întregul Sistem acvifer al Stratelor de Frăteşti-Cândeşti, deşi s-

ar putea ca în realitate debitele forajelor neautorizate, precum şi diferenţele

corespunzătoare celor autorizate dar ai căror deţinători declară consumuri mai mici,

să reprezinte în total chiar mai mult decât 10% din consumurile înregistrate.

Potrivit modelului matematic de curgere creat, acviferul este alimentat din

zona subcarpatică, dinspre zonele mai înalte, afluxul de apă subterană (alimentarea

naturală) în zona modelată fiind de 12 595 l/s, debitul total extras prin foraje de 2600

l/s iar descărcările naturale de 9 990 l/s (vezi Tabelul nr. 10).

SURSE/EXTRAGERI

INTRĂRI (m3/s)

IEŞIRI (m3/s)

Sarcina hidraulică impusă 12,595 -9,99

Drenuri

Râuri

Torenţi

83

Foraje -2,6

Realimentare

Evapotranspiraţie

TOTAL SURSE/EXTRAGERI 12,595 -12,59

Tabelul nr. 10. Bilanţul apei în Sistemul acvifer al Stratelor de Frăteşti-

Cândeşti conform modelului realizat.

Principalele captări care exploatează Sistemul acvifer al Stratelor de Frăteşti-

Cândeşti sunt cele cuprinse în Tabelul nr. 11.

District de

bazin

Denumirea

captării

Nr. de

foraje

Volumul de apă

exploatat în 2011 (m3)

Debitul ( l/s)

A.B.A. Olt Slatina 35 2 119 000 67,19

A.B.A. Argeş-

Vedea

Bucureşti (158) 554 12 827 700 406,76

Alexandria 71 2 837 000 89,96

Roşiori de

Vede

55 1 217 000 38,59

Aeroportul

Henri Coandă

8 1 168 000 37,03

A.B.A.

Ialomiţa-

Buzău

Buzău 89 1 251 700 39,69

Slobozia 25 4 718 000 149,60

Târgovişte 90 1 365 000 43,28

Brăila 11 370 000 11,73

Feteşti 4 41 100 1,30

A.B.A. Siret Focşani 78 2 964 000 93,98

A.B.A. Prut Tecuci 33 980 000 31,07

Tabelul nr. 11. Principalele captări care exploatează Sistemul acvifer al Stratelor

de Frăteşti - Cândeşti.

Am comparat situaţia din 2011 cu cea din 1989, așa cum este consemnată

aceasta de M. Bretotean - 1996, rezultând Tabelul nr. 12, în care corpul de ape

subterane ROAG13 a fost asimilat pentru 1989 cu Municipiul București, iar pentru

corpul de ape subterane ROAG12 nu am introdus nimic corespunzător anului 1989

pentru că sistemul acvifer pentru care sunt calculate debitele exploatate era extins

doar până la V. Buzăului.

84

Debit exploatat/Corp de ape

subterane

1989 2011

ROAG 12 - 2150 l/s

ROAG 13 1600 l/s 450 l/s

Total Sistem acvifer 3100 l/s 2600 l/s

Tabelul nr. 12. Presiuni cantitative asupra Sistemului acvifer al Stratelor de

Frăteşti - Cândeşti.

Astfel, deşi imaginea rezultată din comparaţie pare clară, trebuie să avem în

vedere că debitele exploatate însumând 3100 l/s la nivelul anului 1989

corespundeau Sistemului acvifer al Stratelor de Frăteşti - Cândeşti în accepţiunea

de până în 2009, şi anume extins doar până la V. Buzăului. De aceea nu se poate

concluziona dacă creşterea de la 1500 l/s la 2150 l/s, pentru întregul sistem acvifer

excluzând zona Capitalei, se datorează creşterii propriu-zise a debitului total

exploatat prin construirea şi darea în folosinţă de noi captări, sau doar extinderii

sistemului acvifer până la limitele actuale şi implicit includerii în calcul a debitelor

exploatate în zona de extindere. Referitor la zona Bucureşti situaţia este

concludentă, debitele exploatate au scăzut de la 1600 l/s în anii '80, când s-au

înregistrat denivelări istorice de cca. 50 m. , până la 450 l/s în 2011 (de aproape 4

ori), fapt confirmat prin revenirea nivelului în forajele monitorizate. Această

scădere se explică atât prin declinul activităţii industriale, cât şi prin faptul că

APANOVA a trecut în conservare toate cele 250 de foraje adânci la Frăteşti,

deoarece pomparea acestora este mai costisitoare decât aducerea apei de suprafaţă

tratate de la Roşu şi Arcuda.

Conform bilanţului hidric furnizat de model (vezi Tabelul nr. 10), afluxul de

apă subterană care părăseşte domeniul modelat este de circa 9,99 m3/s şi

reprezintă rezerva dinamică. Intensificarea exploatării forajelor existente, ca şi

construcţia şi punerea în exploatare a noi foraje, va trebui să fie întotdeauna mult

mai mică decât rezerva dinamică, pentru a se asigura conservarea şi protecţia

sistemului acvifer. Intensificarea exploatării sistemului acvifer prin pomparea unui

debit total mai mare sau egal cu rezerva dinamică, pentru o perioadă mai lungă de

timp, va avea ca efect o scădere semnificativă a nivelurilor pe întreaga

hidrostructură, iar datorită depresionărilor create va creşte viteza apei subterane în

apropierea forajelor, ceea ce va conduce la înnisiparea în timp mult mai scurt a

acestora. Aşa cum a reieşit şi din modelarea transportului de poluanţi, prezentată

85

în continuarea, supraexploatarea amplifică propagarea poluării degradează

ecosistemele din zonele de descărcare naturală.

Pentru a evita aceste fenomene, debitul total de apă care poate fi extras se va

situa întotdeauna cu mult sub valoarea totală de 12,59 m3/s pentru întregul

domeniu modelat.

Atât din bilanţul apei, cât şi din comparaţia cu exploatarea din trecut, se

poate deduce că nu debitele exploatate în prezent generează probleme Sistemului

acvifer al Stratelor de Frăteşti - Cândeşti. In principiu, debitele pot fi mărite în

limitele discutate mai sus, dar, aşa cum reiese din simulările prezentate în

continuare, efectele diferă în funcţie de amplasarea noilor fronturi de captare. Cu

adevărat îngrijorător şi potenţial generator de probleme majore este numărul foarte

mare de foraje care deschid complet sau incomplet şi captează stratele acvifere ale

Sistemului Frăteşti - Cândeşti. În prezent sunt autorizate 995 de captări cu peste

4000 de foraje în exploatare, dar există totodată şi nenumărate alte foraje

singulare, în exploatare sau abandonate. Forajele incorect proiectate sau incorect

executate, ca şi descărcările directe în foraje abandonate, nesupravegheate şi/sau

necasate conform unei metodologii corespunzătoare devin surse de poluare a

acviferului. Incă din anul 2002, la iniţiativa doctorandei, în planul de cercetare al

INHGA s-a introdus o temă privind inventarierea tuturor forajelor existente în

România, inclusiv a celor abandonate, cu identificarea deţinătorilor actuali şi cu

propunerea de casare a celor abandonate. Tema referitoare la cadastrul apelor

subterane există şi în prezent, însă din lipsă de fonduri pentru organizarea unor

campanii de teren, în cadrul acesteia se sistematizează doar informaţiile care ajung

la institut, de regulă referitoare la noi foraje, nu la regimul de exploatare a celor

vechi. La Capitolul II.B.3 se vor prezenta pe scurt abordările care, în opinia

autorului, sunt în măsură să conducă la ţinerea sub control şi în final la rezolvarea

acestei situaţii. Cât timp nu se vor lua însă măsuri concrete în baza celor propuse,

riscul de propagare, prin intermediul forajelor, a poluării de la suprafaţă sau din

freaticul poluat este foarte ridicat, materializându-se deja în anumite zone din

Bucureşti, în care Stratul A de Frăteşti a început să aibă amoniu (NH4+), chiar în

condiţiile scăderii debitelor exploatate.

II.B.2.4. Simulări de debite

Modelul matematic de curgere a apelor subterane realizat a fost utilizat pentru

efectuarea unor serii de simulări în vederea stabilirii debitelor optime de exploatare

pentru zona Bucureşti a Sistemului acvifer al Stratelor de Frăteşti - Cândeşti (Corpul

de ape subterane ROAG13) în scopul asigurării unei exploatări durabile a captărilor.

86

Premergător efectuării simulărilor, a fost necesară o intervenţie asupra

condiţiilor la limită impuse modelului de curgere. Astfel, pe latura amonte a

modelului, condiţia la limită de tip Dirichlet (cotă hidraulică impusă) a fost înlocuită

cu o limită de tip Neuman (debit impus), pentru a preveni un eventual aport mărit de

apă pe limita amonte, în momentul în care debitul pompat este mărit.

Supraexploatarea sistemului acvifer în zona Bucureşti până în anul 1990, care

a avut ca rezultat formarea unui con de depresiune de cca. 40 km. diametru

menţionat în literatura de specialitate (Bretotean şi Reich, 1983,; Bretotean, 1996) şi

evidenţiat şi pe secţiunile hidrogeologice orientative 15-16, 17-18 şi V-V' anexate, în

care nivelul piezometric a fost trasat pe baza datelor de la execuţia forajelor

(majoritatea forajelor fiind executate în anii '80, când exploatarea Sistemului acvifer

al Stratelor de Frăteşti - Cândeşti în zona Bucureşti a fost maximă). Pericolul ca

acest con de depresiune să se extindă în zona de la sud de Bucureşti, până la V.

Neajlovului ale cărui aluviuni sunt poluate cu amoniu, nitraţi şi nitriţi, şi apoi această

poluare să se propage către Bucureşti a constituit un motiv de îngrijorare la vremea

respectivă, primele propuneri de optimizare a exploatării fiind făcute în acea

perioadă, dar nefiind niciodată puse cu adevărat în practică.

Având în vedere cele de mai sus, simulările efectuate s-au concentrat pe zona

Bucureşti, de unde şi în prezent se exploatează anual cel mai mare volum de apă

subterană dintre toate zonele urbane situate deasupra Sistemului acvifer al Stratelor

de Frăteşti - Cândeşti.

Fig. nr. 24. Introducerea forajelor pentru simularea extracţiei unui debit

suplimentar în sudul Capitalei.

87

La debitul total exploatat în prezent (400 l/s), harta piezometrică a zonei se

prezintă ca în Fig. nr. 24. In model a fost introdus un nou front (ipotetic) de foraje în

zona de sud a Municipiului Bucureşti (la limita aval pe direcţia de curgere a apei

subterane).

Prima simulare a constat în extragerea unui debit suplimentar de 400 l/s prin

forajele noului front. Efectul a fost curbarea şi deplasarea spre nord-vest a

hidroizopiezelor, precum şi denivelări suplimentare în forajele din zonă. În forajul

de referinţă existent în zonă denivelarea suplimentară a fost de 9,8 m. (vezi

Fig.nr.25).

Fig. nr. 25. Exploatarea unui debit suplimentar de 400 l/s.

Cel de-al treilea scenariu a constat în extragerea unui debit suplimentar de

1200 l/s prin forajele noi introduse. Rezultatele simulării (vezi Fig.nr.27) au fost

lărgirea deformărilor înregistrate pentru scenariul precedent cu debitul suplimentar

de 800 l/s şi evidenţierea unui con de depresiune mărginit de hidroizopieza de 40

m. Denivelarea suplimentară în acelaşi foraj de referinţă a fost de 31,25 m.

88

Fig. nr. 26. Exploatarea unui debit suplimentar de 800 l/s.

A doua simulare (vezi Fig.nr.26) a constat în pomparea din sistemul acvifer a

unui debit suplimentar de 800 l/s. S-a observat o curbare mult mai accentuată cu

deplasare spre nord-vest a hidroizopiezelor şi tendinţa de creare a unei depresiuni

care duce la schimbarea direcţiilor de curgere în zona imediat în aval pe direcţia de

curgere faţă de noile foraje introduse. Denivelarea suplimentară în forajul de

referinţă existent în zonă a fost de 20,53 m.

Fig. nr. 27. Exploatarea unui debit suplimentar de 1200 l/s.

89

Următorul scenariu (vezi Fig. nr. 28) a constat în extragerea unui debit

suplimentar de 1600 l/s prin frontul de foraje. Simularea a condus la următoarele

rezultate: adâncirea şi lărgirea evidentă a zonei depresionare faţă de cele

înregistrate în scenariile precedente, aceasta atingând cca. 180 km2. Direcţia de

curgere a apelor subterane corespunzătoare acestei porţiuni a sistemului acvifer se

inversează, apele fiind atrase în acest con de depresiune care se constituie într-o

zonă de descărcare artificială. Se poate însă observa că deformarea

hidroizopiezelor nu ajunge până la frontiera de sud a domeniului modelat, astfel

încât să conducă la atragerea liniilor de curent către conul format şi să transforme

această frontieră de descărcare naturală într-una de alimentare artificială a

sistemului acvifer. Denivelarea suplimentară calculată de model în forajul de

referinţă a fost de 41,97 m., apropiată de limita superioară a filtrelor forajelor din

zonă.

În continuare am mai simulat şi extragerea suplimentară a unui debit de

2000 l/s, însă nu am considerat acceptabil si nu am prezentat acest scenariu,

deoarece denivelările calculate de model sunt foarte mari (peste 50 m.) şi coboară

în filtrele forajelor din zonă. Având în vedere acest lucru, concluzia este că debitul

suplimentar maxim care se poate exploata durabil din zona Bucureşti, prin

instalarea de noi captări în partea de sud a acestei zone, este de 1 600 l/s.

Fig. nr. 28. Exploatarea unui debit suplimentar de 1600 l/s.

90

Fig. nr. 29. Modificările induse la scara sistemului acvifer de exploatarea unui debit

suplimentar de 1600 l/s la limita de sud-est a Capitalei.

Efectele exploatării acestui debit suplimentar la scara întregului sistem

acvifer sunt prezentate în Fig. nr. 29, iar bilanţul apei devine cel prezentat în

Tabelul nr.13.

SURSE/EXTRAGERI

INTRĂRI (m3/s)

IEŞIRI (m3/s)

Debit impus 12,595 -8,389

Drenuri

Râuri

Torenţi

Foraje -4,2

Realimentare

Evapotranspiraţie

TOTAL SURSE/EXTRAGERI 12,595 -12,589

Tabelul nr. 13. Bilanţul apei în Sistemul acvifer al Stratelor de Frăteşti -

Cândeşti în condiţiile exploatării în sud-estul Capitalei a

unui debit suplimentar de 1600 l/s.

91

Bilanţul rezultat în condiţiile exploatării acestui debit demonstrează

capacitatea de lucru a modelului construit, diferenţele dintre intrări şi ieşiri, ca şi

între totalurile din bilanţul pe modelul calibrat şi cele din bilanţul după simulare fiind

minore.

Fig.nr.30. Introducerea forajelor pentru simularea extracţiei unui debit suplimentar

în nordul Capitalei.

Având în vedere că, aşa cum s-a arătat mai sus, simulările cu ajutorul

frontului de foraje amplasat la limita de sud-est a Municipiului Bucureşti sunt

limitate la introducerea unui debit suplimentar de 1600 l/s, frontul a fost mutat

dincolo de limita de nord-vest a Capitalei, acolo unde Stratele de Frăteşti sunt

întâlnite cu cca. 100 m. mai jos dar, în schimb, nivelurile piezometrice sunt mai

ridicate, şi s-a aplicat un nou set de scenarii (vezi Fig. nr. 30).

Primul scenariu (vezi Fig. nr. 31) a constat în extragerea unui debit

suplimentar de 800 l/s prin noul front de foraje. Simularea arată o uşoară

deformare (curbare) către NV a hidroizopiezelor şi scăderi ale nivelului

piezometric cu 5-7 m.

În etapele următoare s-au simulat extragerea unui debit suplimentar de 1500

l/s, respectiv a unui debit suplimentar de 2500 l/s. In Fig. nr. 32 şi 33 se evidenţiază

o curbare din ce în ce mai accentuată cu deplasare spre nord-vest a hidroizopiezelor

şi tendinţa de creare a unei depresiuni care duce la modificarea liniilor de curent în

zona imediat în aval pe direcţia de curgere faţă de noul front de foraje. Denivelările

92

suplimentare calculate de model în cele mai apropiate foraje folosite la calibrare au

fost de 10,8 m (N), respectiv 11,51 m. (S) pentru debitul suplimentar de 1500 l/s şi

de 16,6 m. (N), respectiv 19,96 m. (S) pentru debitul suplimentar de 2500 l/s.

Denivelările suplimentare în forajele de exploatare din apropierea noului front de

captare sunt de cca. 25 m. în cazul debitului suplimentar de 1500 l/s şi de 40-45 m.

în cazul debitului suplimentar de 2500 l/s. Deşi poziţia coperişului sistemului

acvifer, indicativ general pentru cota limitei superioare a primului filtru al forajelor,

permite astfel de denivelări, din alura hidroizopiezelor şi din suprafaţa pe care apar

deformări ale spectrului hidrodinamic este clar că ne apropiem de debitul

suplimentar critic.

Fig. nr.31. Exploatarea unui debit suplimentar de 800 l/s.

Fig. nr.32. Exploatarea unui debit suplimentar de 1500 l/s.

93

Fig. nr.33. Exploatarea unui debit suplimentar de 2500 l/s.

Următorul scenariu (vezi Fig. nr. 34) a constat în extragerea unui debit

suplimentar de 3500 l/s prin noul front de foraje. La acest debit adâncirea şi

lărgirea zonei depresionare este evidentă, apărând deja un con de depresiune cu o

suprafaţă de cca. 320 km2, mult mai mare decât în cazul amplasării frontului de

foraje la sud-est de Bucureşti. Direcţia de curgere a apelor subterane în această

porţiune a sistemului acvifer se inversează, ele fiind atrase către frontul de foraje.

Denivelările suplimentare în forajele învecinate noului front de captare sunt de

cca. 65 m. şi de 22,98 m în forajul de referinţă din N, respectiv de 28,31 m. în

forajul de referinţă din S. Având în vedere suprafaţa conului de depresiune format,

alura hidroizopiezelor atât la scara zonală cât şi la scara întregului sistem acvifer,

precum şi faptul că denivelări atât de mari în foraje conduc la creşterea vitezei de

admisie a apei, la antrenarea particulelor fine din filtrul invers, la abraziunea

fantelor filtrelor metalice sau din PVC şi în final la rapida înnisipare a forajelor,

considerăm că debitul suplimentar de 3500 l/s nu poate fi depăşit fără consecinţe

dramatice atât în ceea ce priveşte asigurarea cantităţii de apă furnizate de foraje,

cât mai ales, aşa cum se va vedea în continuare, a calităţii acesteia.

Efectele la scara întregului sistem acvifer ale exploatării în nord-vestul

Bucureştiului a acestui debit suplimentar sunt prezentate în Fig.nr. 35. Comparativ

cu Fig nr.29 înfăţişând harta cu hidroizopieze în cazul exploatării unui debit

suplimentar de 1600 l/s la limita de sud-est a Capitalei, Fig. nr.34 denotă deosebiri

94

destul de mari, nu atât ca aspect general, ci ca deplasare a hidroizopiezelor de

aceeaşi valoare către nord-vest şi o mai puternică deformare a lor, ceea ce arată că

presiunea indusă de exploatarea unui debit suplimentar de 3500 l/s la limita de

nord-vest a Capitalei se resimte asupra întregului sistem.

Fig. nr.34. Exploatarea unui debit suplimentar de 3500 l/s la limita de nord-vest a

Capitalei.

Fig. nr. 35. Modificările induse la scara întregului sistem acvifer de exploatarea

unui debit suplimentar de 3500 l/s în nord-vestul Capitalei.

95

II.B.2.5. Simulări ale transportului de poluanţi.

Pentru simularea evoluţiei poluării în zona modelată, având ca bază modelul

de curgere prezentat, a fost construit un model de transport, utilizând software-ul

MODPATH din cadrul pachetului GMS 4.0. Modelul a fost construit pe baza

modelului de curgere realizat anterior, având o suprafaţă totală de 33537 km2 .

Tipul de model de transport folosit (MODPATH) ia în calcul atât procesele

de advecţie (definite pe parcursul rulării modelului de curgere) cât şi pe cele de

dispersie hidrodinamică. In ceea ce priveşte dispersia, valoarea coeficientului de

difuzie a fost luată din literatura de specialitate şi de pe site-ul „United States

Environmental Protection Agency” (http://www.epa.gov) şi este de 10 m/zi.

În zona menţionată mai sus s-au efectuat simulări de transport de poluanţi

(transport advectiv şi dispersiv, poluant imiscibil) amplasându-se sursele ipotetice

de poluare atât în foraje existente în zonele de la sud şi de la vest de Municipiul

Bucureşti, cât şi la suprafaţa terenului, în extremitatea de sud a zonei modelate,

acolo unde râurile Neajlov şi Argeş au erodat parţial Sistemul acvifer al Stratelor

de Frăteşti-Cândeşti, iar aluviunile acestora intră în contact direct cu stratele

permeabile ale sistemului acvifer.

La alegerea scenariilor pentru simulările de transport de poluanţi am ţinut

seama de rezultatele scenariilor de debit prezentate mai sus, şi anume de faptul că

mărirea debitelor exploatate din Sistemul acvifer al Stratelor de Frăteşti-Cândeşti

poate conduce, în funcţie de debitul suplimentar extras, la modificarea până la

inversare a direcţiilor de curgere şi implicit la atragerea poluanţilor către zonele

intens exploatate. Având în vedere importanţa strategică a sursei alternative de

alimentare cu apă a Capitalei reprezentată de Stratele de Frăteşti, am făcut simulări

de propagare a poluării în această zonă. Adâncimea la care se situează sistemul

acvifer şi buna sa izolare naturală faţă de suprafaţa terenului îl protejează în mod

normal împotriva poluării, însă numărul din ce în ce mai mare de foraje incorect

executate distrug această izolare. Astfel stratele acvifere ale sistemului sunt puse

în comunicare cu stratele acvifere superioare contaminate (pe teritoriul

Municipiului Bucureşti freaticul este contaminat bacteriologic şi cu compuşi ai

azotului, în principal datorită pierderilor din reţeaua de canalizare), sau chiar cu

suprafaţa terenului, de unde se pot infiltra poluanţi prin coroana de pietriş

mărgăritar, direct sau antrenaţi de apele pluviale.

96

a) c)b)

b)

b)

d)

Fig. nr. 36. Avansarea penei de poluare cu originea în F 252 la diferite intervale de

timp: a) după 10 ani; b) după 20 ani; c) după 30 ani; d) după 50 ani, în

condiţiile exploatării unui debit suplimentar de 1600 l/s la limita de

sud a Capitalei.

O altă modalitate de poluare poate fi descărcarea directă a unor poluanţi (ape

uzate) în foraje. Aceasta este strict interzisă prin lege, însă forajele abandonate fără a

fi închise conform unei metodologii adecvate şi nesupravegheate permanent pot

constitui căi ale unor descărcări ilegale.

Primul scenariu a considerat ca sursă de poluare un foraj în prezent

neexploatat, presupus poluat prin una dintre modalităţile de mai sus, şi anume

forajul de referinţă 252 - Prefabricate Progresul. S-a simulat propagarea poluării,

în condiţiile exploatării unui debit suplimentar de 1600 l/s printr-un front de foraje

amplasat la limita de sud a Capitalei, scenariu de debit prezentat anterior. Evoluţia

penei de poluare la diferite intervale de timp este prezentată în Fig. nr. 36, în

ipoteza că aportul de poluant se menţine constant. Se observă că zona poluată se

dezvoltă în timp atât către nord-est, fiind limitată în direcţia amonte de frontul de

foraje, cât şi către sud, pe direcţia naturală de curgere, ajungând, într-o perioadă de

50 de ani, până la limita zonei modelate. După 10 ani, pana de poluare are o

suprafaţă de 21 km2, după 20 de ani această suprafaţă se extinde până la 40 km

2 ,

după 30 de ani suprafaţa penei devine 75 km2,

iar după 50 de ani ajunge la 135

km2 . Al doilea scenariu a presupus că mai multe (5) foraje neexploatate situate la

limita de est a Municipiului Bucureşti sunt poluate printr-una din modalităţile

97

descrise mai sus. S-a simulat propagarea poluării din aceste surse, în condiţiile

exploatării unui debit suplimentar de 3500 l/s printr-un front de foraje amplasat la

limita de nord-vest a Capitalei, de asemenea scenariu de debit analizat anterior.

Evoluţia poluării la diferite intervale de timp este prezentată în Fig. nr. 37, în

ipoteza că aportul de poluant în fiecare dintre foraje se menţine constant. Se

observă că penele de poluare se dezvoltă diferit în timp, în funcţie de

amplasamentul forajului de origine faţă de frontul de foraje din care se

exploatează debitul suplimentar. Astfel, cele situate în extremitatea nord-vestică se

extind mai rapid, atingând o suprafaţă de cca. 34 km2 şi fiind primele care

fuzionează, după o perioadă de 10 ani, în timp ce celelalte evoluează încă

independent, având suprafeţe mai mici, cuprinse între 25 şi 12 km2 . Poluantul se

deplasează atât spre SE, pe direcţia naturală de curgere, cât şi spre E şi NE, sub

influenţa frontului de foraje de exploatare. După 20 de ani, penele de poluare

provenind din primele 3 foraje din amonte fuzionează într-o zonă poluată mare,

având o suprafaţă de 112 km2, iar celelalte două într-o zonă poluată mai mică,

având o suprafaţă de 40 km2. După 30 de ani practic toate cele 5 pene de poluare

s-au unit într-una singură, cu suprafaţa de 180 km2. După 100 de ani poluarea se

extinde către NE până la frontul de foraje iar către SE până aproape de limita

domeniului modelat, afectând o suprafaţă de 366 km2 .

a) c)

b) d)

Fig. nr. 37. Avansarea penelor de poluare cu originea în 5 foraje amplasate în estul

Capitalei, la diferite intervale de timp: a) după 10 ani; b) după 20 ani;

98

c) după 30 ani; d) după 100 ani, în condiţiile exploatării unui debit

suplimentar de 3500 l/s la limita de nord-est a Capitalei.

Al treilea scenariu de transport a analizat posibilitatea poluării sistemului

acvifer de la suprafaţa terenului, în zona în care acesta este parţial erodat de Râul

Neajlov, între confluenţele acestuia cu Câlniştea şi cu Argeşul.

a)

b)

c)

d)

Fig. nr. 37. Avansarea penelor de poluare cu originea în lunca Neajlovului, la

diferite intervale de timp: a) după 10 ani; b) după 20 ani; c) după 30

ani; d) după 100 ani, în condiţiile exploatării unui debit suplimentar de

3500 l/s la limita de nord-est a Capitalei.

Pentru a avea o reprezentare a modului în care avansează poluarea în

condiţiile exploatării debitului suplimentar de 3500 l/s la limita de nord-est a

Capitalei, în zona de poluare difuză menţionată mai sus am amplasat două surse

punctuale de poluare (vezi Fig.nr. 38). Se observă că supraexploatarea Sistemului

acvifer al Stratelor de Frăteşti-Cândeşti printr-un font de captare situat la limita de

nord-est a Municipiului Bucureşti nu influenţează, chiar la debitul suplimentar

limită de 3500 l/s, penele de poluare cu originea în lunca Neajlovului, care

avansează spre limita domeniului modelat, pe direcţia naturală de curgere a

sistemului acvifer. Astfel, după 10 ani poluantul se deplasează în aval cca. 5-6

km. în cazul ambelor surse, după 20 ani penele de poluare se extind în aval cca. 9-

99

10 km., iar după 30 ani ajung la limita domeniului modelat (12-13 km.), după

această perioadă extinzându-se doar transversal, pe o distanţă maximă de 2-5 km.

Analizând comparativ scenariile de debit şi cele de transport reiese clar

legătura dintre alura hidroizopiezelor şi extinderea penelor de poluare. Având în

vedere că realizarea unui scenariu de transport e mult mai laborioasă şi dificilă

comparativ cu cea a unui scenariu de debit, am ajuns la concluzia că metoda

optimă de lucru constă în efectuarea unor scenarii succesive de debit urmate de

efectuarea de scenarii de transport numai în situaţiile relevate ca fiind critice de

către scenariile de debit, adică numai atunci când spectrul hidrodinamic indică

modificări semnificative ale direcţiilor de curgere.

In sensul celor afirmate mai sus, în continuare am încercat să aflu în ce

condiţii o contaminare a Sistemului acvifer al Stratelor de Frăteşti-Cândeşti în

lunca Neajlovului se poate propaga către Bucureşti, reprezentând o ameninţare

gravă pentru toţi utilizatorii de apă subterană din acest sistem.

Din toate scenariile de debit prezentate anterior se poate vedea că

deformarea hidroizopiezelor nu ajunge până la frontiera de sud a domeniului

modelat, astfel încât să conducă la atragerea liniilor de curent către conul format şi

să transforme această frontieră de descărcare naturală într-una de realimentare

artificială a sistemului acvifer. De aceea, în continuare am mărit debitele extrase în

varianta amplasării frontului de foraje în nord-vestul Capitalei, prezentată anterior,

de la 3500 l/s, la 4000 l/s, 4500 l/s, 5000 l/s şi în final la 5500 l/s. Din aceste

scenarii a rezultat că numai începând cu exploatarea unui debit suplimentar de

4500 l/s , din frontul de foraje astfel amplasat , cele două surse de poluare ipotetice

de pe Valea Neajlovului intră în zona de inversare a direcţiilor de curgere iar

poluarea va fi atrasă către Bucureşti (la debitul suplimentar de 4500 l/s doar sursa

situată la confluenţa Neajlovului cu Argeşul, iar la cel de 5500 l/s şi cea de-a doua,

vezi Fig. nr. 39). La aceste debite denivelările suplimentare în forajele frontului

sunt de cca. 90-95 m., respectiv 105-110m., iar cele calculate de model în forajele

martor de 29,36 m (N) şi 36,66 m. (S) în scenariul a), respectiv de 35,74 m (N) şi

45,01 m. (S) în scenariul b). Din considerentele expuse la stabilirea debitului

suplimentar maxim care poate fi extras din zona de nord-est a Capitalei la 3500 l/s,

la care se adaugă şi coborârea nivelelor hidrodinamice sub limita superioară a

filtrelor forajelor din zonă, aceste ultime două scenarii sunt nesustenabile şi e greu

de presupus că au corespuns vreodată cu realitatea, chiar dacă până în anul 1989,

ca şi în prezent, consumul de apă era mai mare decât cel raportat.

În pofida rezultatelor prezentate mai sus, degradarea progresivă a calităţii

apei subterane din sistemul acvifer pe teritoriul Municipiului Bucureşti, care

100

coincide cu previziunile pesimiste din trecut (Bretotean, 1996), a constituit

motivul pentru care ipoteza aportului de poluanţi din lunca Neajlovului nu a fost

abandonată, ci cercetată în continuare, pe baza unor scenarii de debit diferite.

a)

b)

Fig. nr.39. Influenţa exploatării prin frontul de foraje amplasat la limita de NV a

Capitalei a unor debite suplimentare de: a) 4500 l/s; b) 5500 l/s.

Pentru a reconstitui mai bine situaţia reală din trecut, în locul frontului de

foraje cu ajutorul căruia s-au efectuat simulările anterioare, fiind amplasat succesiv

la limita de sud-est, apoi la cea de nord-vest a Capitalei, s-au folosit două fronturi

echivalente ca număr de foraje (forajele din primul front au fost distribuite în mod

egal în două noi fronturi) care apoi au fost amplasate la periferie perpendicular pe

direcţia de curgere a apelor subterne din sistemul acvifer, în partea de vest şi în

partea de est a Municipiului Bucureşti, aproximativ corespunzător vechilor platforme

industriale Vulcan - Electromagnetica - Măgurele şi IMGB - Pipera. Cu cele două

fronturi astfel amplasate am rulat scenarii constând în extragerea treptată a unor

diferite debite suplimentare.

101

Rezultatele au arătat că încă începând cu extragerea unui debit suplimentar

total de 3200 l/s, perfect plauzibil pentru anii '80-'90 ai secolului trecut, se formează

o zonă depresionară neregulată, corespunzătoare jumătăţii de sud-est a Capitalei,

modificările spectrului hidrodinamic conducând la atragerea oricărei poluări

existente la confluenţa Neajlovului cu Argeşul către Bucureşti (vezi Fig.nr. 40). In

cadrul zonei depresionare neregulate mărginită de hidroizopieza de 25 m. se distinge

în partea de nord-est un con de depresiune de formă clasică, generat de

hidroizopiezele de 20,15 şi 10 m., explicaţia fiind că debitul suplimentar extras în

cadrul acestui scenariu se suprapune cu extrageri existente în prezent. La acest debit,

denivelările suplimentare în forajele celor două fronturi sunt de cca. 55 m. (SV),

respectiv cca.75 m. (NE), iar cele calculate de model în forajele martor de 16,19 m

(N) şi 44,96 m. (S).

Fig. nr.40. Influenţa exploatării, prin două fronturi de foraje amplasate în vestul şi în

estul Capitalei, a unui debit suplimentar de 3200 l/s.

Odată cu creşterea debitelor suplimentare extrase la 3500 l/s, apoi la 4000 l/s

(vezi Fig.nr. 41) poluarea provenită din cea de-a doua sursă punctuală din ultimul

scenariu de transport, apoi orice poluare din lunca Neajlovului între confluenţele cu

Câlniştea şi Argeşul, se vor îndrepta către Bucureşti. Aceasta dovedeşte că

cercetările efectuate anterior sunt corecte şi că debitele ce pot fi exploatate în zona

Bucureşti nu sunt limitate doar de considerentele menţinerii în bună stare de

funcţionare a forajelor de exploatare, ci şi de considerentele protejării calităţii apelor

din sistemul acvifer.

102

Având în vedere că debitele exploatate din Sistemul acvifer al Stratelor de

Frăteşti-Cândeşti în zona Bucureşti au scăzut continuu din anii '90 până în prezent,

degradarea calităţii apelor acestuia în unele zone din Capitală şi împrejurimi nu

poate fi totuşi explicată prin antrenarea către nord a poluanţilor din lunca

Neajlovului, ci doar prin execuţia defectuoasă a unor foraje sau prin descărcări

ilegale în foraje abandonate şi neînchise corespunzător. In ambele cazuri, forajele

constituie calea de pătrundere a poluanţilor în sistemul acvifer, iar propagarea

poluării se face în principal pe direcţia naturală de curgere către limita de sud şi sud-

est a sistemului iar în secundar spre zonele mai intens exploatate, asemănător

primelor două scenarii de transport prezentate.

a)

b)

Fig. nr.41. Influenţa exploatării, prin două fronturi de foraje amplasate în vestul şi în

estul Capitalei, a unor debite suplimentare de: a) 3500 l/s; b) 4000 l/s.

În concluzie, aşa cum a reieşit din simulările realizate cu ajutorul modelului,

din Sistemul acvifer al Stratelor de Frăteşti-Cândeşti, în zona Bucureşti, se mai

poate extrage un debit suplimentar maxim de 1600 l/s, dacă noile foraje sunt

amplasate la limita de sud-est a Capitalei, şi de 3500 l/s, dacă noile foraje sunt

103

amplasate la limita de nord-vest. Chiar dacă aceste debite sunt disponibile

conform bilanţului calculat de model şi pot fi exploatabile pe termen lung fără a

conduce la degradarea forajelor sau la antrenarea poluanţilor în contact direct cu

sistemul acvifer la limita de sud a domeniului modelat, autorul nu recomandă

atingerea acestor debite maxim exploatabile datorită amplificării riscului de

poluare a sistemului acvifer prin foraje executate defectuos sau abandonate (vezi

primele două scenarii de transport). În condiţiile în care nu s-ar mai autoriza nici o

suplimentare de debit pentru activităţile industriale, o parte a acestui debit

suplimentar disponibil ar putea fi alocat alimentării cu apă a populaţiei, prin

repunerea în funcţiune a celor 250 de foraje administrate de APANOVA. Chiar şi

în amestec cu apa de suprafaţă tratată, apa subterană provenită din sistemul acvifer

studiat reprezintă o alternativă mai sănătoasă decât cea actuală, când apa potabilă

distribuită populaţiei are ca sursă R. Argeş. În plus, prin utilizarea regulată la

debitele recomandate în urma pompărilor experimentale, forajele s-ar menţine

într-o stare mult mai bună decât prin nefolosire şi conservare, deci aceste 250 de

foraje ar fi permanent pregătite pentru a trece la o alimentare cu apă a populaţiei

exclusiv din subteran, într-un eventual caz de calamitate.

Cu modelul matematic construit în cadrul prezentei teze de doctorat se pot

realiza diferite alte scenarii în diferite amplasamente pe toată suprafaţa de 33537 km2

a zonei modelate. Simulările efectuate s-au focalizat pe zona Bucureşti datorită

importanţei deosebite a sistemului acvifer ca sursă strategică de alimentare cu apă a

Capitalei şi au avut la bază trei obiective esenţiale: stabilirea debitului maxim

exploatabil suplimentar, găsirea cauzei pentru degradarea în timp a calităţii apei

subterane în unele foraje de pe teritoriul Municipiului Bucureşti şi din împrejurimi şi

validarea modelului construit cu ajutorul cercetărilor anterioare, de asemenea

focalizate pe zona de maxim interes a Capitalei.

Realizarea modelului matematic al curgerii apelor subterane din Sistemul

acvifer al Stratelor de Frăteşti-Cândeşti reprezintă o performanţă ştiinţifică în ceea ce

priveşte atât mărimea zonei modelate, cât şi caracterul unitar al reprezentării acestei

hidrostructuri. Acest model poate fi folosit ca un bun instrument de lucru în

activitatea de management al apelor subterane, fapt dovedit şi de cele prezentate mai

sus. Totuşi, insuficienţa datelor a făcut ca acest model să aibă nu numai calităţi ci şi

limite. În opinia doctorandei, limitările modelului sunt generate în principal de

caracterul monostrat al modelului (hidrostructura este în realitate multistrat în

jumătatea amonte, iar din jumătatea aval partea de sud este mono-, bi- sau tristrat,

iar partea de est monostrat, aşa cum arată în detaliu secţiunile hidrogeologice

anexate), precum şi de imposibilitatea luării în calcul a aporturilor sau pierderilor

104

prin drenanţă. Aceste limitări vor fi înlăturate în timp prin creşterea gradului de

cunoaştere a sistemului acvifer, pe baza acumulării şi analizării datelor obţinute din

construcţia de noi foraje, din măsurători de nivel şi analize chimice ale probelor de

apă prelevate în acestea şi în forajele existente. Chiar şi cu limitările menţionate,

modelul construit şi primele sale utilizări prezentate în acest capitol constituie un

fundament solid pentru măsurile de îmbunătăţire a managementului apelor subterane

propuse în capitolul următor.

II.B.3. PROPUNERI PENTRU ÎMBUNĂTĂŢIREA

MANAGEMENTULUI APELOR SUBTERANE

Aşa cum reiese din capitolul precedent, pericolul principal la care este

expus în prezent Sistemul acvifer al Stratelor de Frăteşti - Cândeşti este poluarea

prin intermediul forajelor executate defectuos sau abandonate şi nesupravegheate.

Acest pericol este foarte mare mai ales pe teritoriul Municipiului Bucureşti, unde

calitatea acviferului freatic, cantonat în Pietrişurile de Colentina, este deja

compromisă datorită activităţilor desfăşurate în trecut pe marile platforme

industriale şi pierderilor continue din reţeaua de canalizare. De curând, a fost

depistată în nord-estul Capitalei o zonă în care şi orizontul acvifer următor situat

deasupra sistemului acvifer studiat, cel al Nisipurilor de Mostiştea, începe să fie

poluat cu substanţe organice greu volatile (tricloretilenă, tetracloretilenă). De

asemenea, unele foraje care captează sistemul acvifer studiat în sudul Capitalei au

început să prezinte depăşiri la amoniu (NH4+). Pentru a preveni sau a stopa

fenomene cum sunt cele prezentate mai sus este necesară în primul rând o mai

bună cunoaştere şi gestionare a situaţiei forajelor. Aceasta ar contribui şi la

stabilirea mai precisă a debitelor exploatate şi implicit la creşterea veniturilor

Administraţiei Naţionale "Apele Române".

De aceea prima propunere este inventarierea pe teren a forajelor care

deschid Sistemul acvifer al Stratelor de Frăteşti - Cândeşti, cu identificarea

deţinătorilor actuali şi controlul documentaţiei de execuţie.

Odată identificaţi deţinătorii, este necesar ca forajele în funcţiune să fie

contorizate, iar cele nefolosite să fie trecute în conservare cu montarea unor

capace sudate, prevăzute cu sigiliu (a doua propunere). Numai astfel vom avea

siguranţa că volumele de apă consumate anual, înregistrate în evidenţele

Administraţiei Naţionale "Apele Române", reflectă într-adevăr realitatea, iar

resursa disponibilă poate fi evaluată cu precizie.

105

A treia propunere este cea ca forajele abandonate şi cele defectuos executate

să fie casate conform unei metodologii specifice, astfel încât să fie reconstituită

continuitatea stratelor acvifere captate, dar mai ales, pe cât posibil, izolarea

naturală între ele (o propunere de metodologie se găseşte în anexă).

A patra propunere se referă la avizarea şi autorizarea de noi foraje care să

capteze sistemul acvifer studiat, procedură care ar trebui să fie mult mai restrictivă

decât în prezent. Incă din anii '80, autorităţile de gospodărirea apelor au interzis

captarea Sistemului acvifer al Stratelor de Frăteşti - Cândeşti în scopuri

industriale, cu excepţia industriei alimentare şi farmaceutice, rezervând această

sursă de calitate superioară alimentării cu apă a populaţiei. Însă şi alimentarea cu

apă a populaţiei poate crea probleme, atunci când ea nu se face în sistem

centralizat, ci printr-o multitudine de surse individuale. Pentru limitarea numărului

de foraje, captarea Sistemului acvifer al Stratelor de Frăteşti - Cândeşti pentru

alimentarea cu apă a populaţiei ar trebui permisă doar prin fronturi de captare care

să constituie surse ale sistemelor centralizate de alimentare cu apă a localităţilor

sau a unor părţi din acestea, pentru sursele gospodăriilor individuale autorizându-

se doar captarea acviferelor superioare.

A cincea propunere este ca normativul de conţinut al documentaţiilor pentru

obţinerea avizului de gospodărire a apelor să fie modificat, astfel încât să solicite

nu numai studiul hidrogeologic, ci şi proiectul de foraj. Astfel, corelarea dintre

acestea va putea fi controlată, vor fi avizate doar soluţiile constructive corecte şi

vor fi respinse proiectele de foraj care nu prevăd izolarea acviferelor traversate

prin cimentări în spatele coloanei de tubare, sau proiectele care prevăd captarea

mai multor acvifere în acelaşi foraj.

A şasea propunere se referă la certificarea firmelor de foraj de către

Ministerul Mediului şi Schimbărilor Climatice şi la urmărirea activităţii acestora

de către autorităţile de gospodărirea apelor. În prezent, spre deosebire de alte

activităţi unde se cere calificare în meseria respectivă, pentru firmele de foraj se

cere numai să aibă înregistrat acest obiect de activitate la Registrul comerţului,

ceea ce explică şi calitatea din ce în ce mai scăzută a forajelor executate în ultima

perioadă.

Cu excepţia propunerii nr. 4, care este indicată doar pentru acviferele de

adâncime sub presiune, acţiunile propuse mai sus ar avea efecte benefice pentru

toate apele subterane din România. Ele sunt costisitoare şi necesită specialişti şi

eforturi organizatorice din partea autorităţilor, însă, aşa cum rezultă din capitolele

precedente, previn probleme a căror soluţionare este cu mult mai costisitoare.

106

Referitor exclusiv la Sistemul acvifer al Stratelor de Frăteşti - Cândeşti, o

primă măsură de management fundamentată de prezenta teză este extinderea

Corpului de ape subterane ROAG12 până la Râul Olt, deoarece, aşa cum

demonstrează modelul matematic realizat, sectorul care în prezent este gestionat

separat de Administraţia Bazinală a Apelor Olt este parte intrinsecă a sistemului

acvifer şi contribuie la curgerea generală din toată partea de sud-vest a sistemului

acvifer. De asemenea, Corpul de ape subterane ROAG13 ar trebui unificat cu

Corpul de ape subterane ROAG12, având în vedere că argumentele pe baza cărora

a fost artificial separat au fost infirmate ca urmare a rezultatelor evaluării stării

chimice şi cantitative a ambelor corpuri de ape subterane.

Având în vedere limitările prezentului studiu, consider că studierea

Sistemului acvifer al Stratelor de Frăteşti - Cândeşti trebuie aprofundată în viitor,

pe măsura acumulării de noi date. Pentru aceasta ar fi necesară execuţia câtorva

foraje hidrogeologice de studiu de adâncime în zona de contact a celor două

formaţiuni componente, în primul rând a unui foraj de studiu de cca. 700 m.

adâncime în zona Batogu - Bordei Verde. Este necesar ca cercetările să fie

continuate, în principal în direcţia clarificării relaţiilor cu acviferele situate

deasupra şi dedesubtul Sistemului acvifer al Stratelor de Frăteşti - Cândeşti, din

care, în cazul creşterii debitelor exploatate, s-ar putea atrage prin drenanţă ape cu

chimism necorespunzător. O altă direcţie de cercetare, cerută de altfel şi de

Directiva-cadru a Apelor, ar fi determinarea aportului sistemului acvifer la

curgerea de bază în zonele de vărsare ale Oltului, Vedei, Teleormanului, Câlniştei,

Neajlovului şi Argeşului, unde aluviunile acestor râuri intră în contact cu stratele

acvifere ale sistemului studiat. De asemenea, ar trebui evaluată influenţa asupra

ecosistemelor acvatice şi terestre din aceste zone a reducerii aportului sistemului

acvifer şi chiar a atragerii în sistemul acvifer a apei din râurile menţionate, pe

măsura creşterii debitelor exploatate.

Studierea în cadrul prezentei teze de doctorat a prevederilor directivelor

europene şi a aplicării lor a contribuit la formularea unor propuneri generale legate

de implementarea cerinţelor europene, cu efect pozitiv asupra managementului

apelor subterane.

Astfel, realizarea etapizată a modelelor numerice ale curgerii şi

transportului de poluanţi în toate corpurile de ape subterane delimitate în România

este necesară în alegerea măsurilor pentru menţinerea/restabilirea stării bune,

având în vedere că astfel se pot simula efectele diferitelor măsuri. Indeosebi

evaluarea efectelor schimbărilor climatice asupra apelor subterane şi includerea

măsurilor de atenuare a acestor efecte în programele asociate următoarelor planuri

107

de management pe bazine hidrografice, cerinţă a Directivei-cadru a Apelor

neîndeplinită încă de statele membre, este imposibil de realizat fără a dispune de

astfel de modele.

O altă propunere ar fi identificarea tendinţelor crescătoare în concentraţia

poluanţilor pentru toate corpurile de ape subterane unde au fost înregistrate

depăşiri ale standardelor de calitate şi ale valorilor de prag, şi nu numai pentru

corpurile declarate în stare chimică slabă, tocmai pentru a împiedica şi alte corpuri

de ape subterane să se deterioreze. Pentru calculul acestor tendinţe, este necesară

păstrarea tuturor forajelor de monitorizare în Manualul anual de operare al

Programului de monitoring, pentru a putea dispune de serii de timp cât mai lungi.

108

CONCLUZII ŞI CONTRIBUŢII PERSONALE

Sistemul acvifer al Stratelor de Frăteşti - Cândeşti este cea mai mare şi mai

complexă structură hidrogeologică din România şi constituie principala rezervă

strategică pentru alimentarea cu apă potabilă a localităţilor situate în Câmpia

Română şi în sudul Moldovei. Teza de doctorat trece în revistă cercetările

anterioare şi aduce noi contribuţii la delimitarea spaţială şi la caracterizarea

geologică, hidrogeologică şi hidrochimică a acestui sistem acvifer. Totodată, teza

prezintă principalele aspecte ale managementului sistemului acvifer în contextul

implementării prevederilor directivelor europene în domeniul apelor subterane şi

contribuie la îmbunătăţirea acestuia prin realizarea unui model matematic al

curgerii apelor subterane pentru întregul sistem acvifer sub presiune şi a unui

model al transportului de poluanţi, precum şi prin formularea unor propuneri de

acţiune concretă şi a unor noi direcţii de cercetare a sistemului acvifer.

"Stratele de Frătești” şi “Stratele de Cândeşti” sunt formaţiuni geologice

aproximativ sincrone, constituite în general din pietrişuri şi nisipuri cu intercalaţii de

argile, care au luat naştere prin sedimentarea în Bazinul Dacic a materialului detritic

de origine carpatică, balcanică şi nord-dobrogeană. Ele aflorează pe marginile

acestui bazin şi se afundă sub depozite mai noi către linia pericarpatică. Încadrarea

cronostratigrafică a acestor formaţiuni variază între Romanian și Pleistocen inferior,

în funcție de diferiți autori și de elementele de datare. Materialul fosilifer care poate

fi luat în considerare pentru datare este destul de redus, mai ales în cazul Stratelor de

Cândeşti, care sunt foarte sărace în fosile. In ciuda diferențelor de poziționare pe

scara geologică, toți autorii ajung la o concluzie comună, și anume că atât “Stratele

de Cândeşti” cât şi “Stratele de Frătești” reprezintă pragul de trecere între Neogen și

Cuaternar în Câmpia Română şi partea sudică a Podişului Moldovenesc, formând

un sistem acvifer cu dezvoltare regională.

Acest sistem acvifer, identificat şi delimitat prin lucrări ştiinţifice anterioare

între V. Oltului şi V. Buzăului, pe o suprafaţă de 32000 km2, a fost extins şi cercetat

amănunţit pentru prima oară în cadrul prezentei teze de doctorat până la V.

Trotuşului şi V. Prutului, limita nordică a extinderii fiind fixată pe criterii geologice

şi hidrogeologice pe traseul Faliei Oancea-Adjud, care separă Platforma Covurlui de

Depresiunea Bârladului. Această nouă delimitare a sistemului acvifer corespunde

ariei de dezvoltare a formaţiunilor geologice care îl compun, din care a fost

exceptată zona de la vest de râul Olt (corespunzătoare câmpiei şi zonei colinare din

Oltenia), unde ambele formațiuni se ridică deasupra nivelului de eroziune regional,

determinat de rîurile Olt și Jiu, cantonând doar acvifere freatice de importanță locală.

109

Redenumit convenţional după stratotipurile formaţiunilor componente,

Sistem acvifer al Stratelor de Frăteşti-Cândeşti este o structură hidrogeologică

unitară, cu suprafaţa de 42.493 km2, care se alimentează natural din precipitaţii şi

din cursurile de apă în zona marginală de la nord şi nord-vest unde aflorează

Stratele de Cândeşti, şi se descarcă artificial pe întreg arealul de dezvoltare, prin

cele peste 6000 de foraje de exploatare, iar natural în zona marginală de la sud,

fiind drenată de unele râuri (Olt, Vedea, Teleorman, Cîlniştea, Neajlov şi Argeş, în

partea inferioară a acestor cursuri de apă) şi de terasele Dunării. In cea mai mare

parte a sistemului acvifer curgerea este sub presiune, iar în zonele marginale de

alimentare şi descărcare naturală, apele subterane au nivel liber. La scară

regională, sistemul acvifer funcționează în regim cvasistaționar, fapt confirmat de

nivelurile piezometrice constante sau cu variaţii foarte mici în timp înregistrate în

forajele Reţelei hidrogeologice naţionale. Apa furnizată de forajele de exploatare

este, în general, potabilă, de cea mai bună calitate. Există zone în care se

înregistrează depăşiri la anumiţi parametri (amoniu, cloruri, fosfaţi, sulfaţi) în

principal datorate variaţiei fondului geochimic natural, dar şi, în unele cazuri,

drenării apelor poluate din alte structuri, direct sau prin foraje incorect realizate.

În cadrul tezei de doctorat au fost prelucrate, corelate şi interpretate datele

de execuţie a 313 foraje reprezentative (dintre care 49 foraje de prospecţiune şi

explorare pentru hidrocarburi, 148 foraje de studiu pentru acviferele de adâncime,

18 foraje din reţeaua hidrogeologică de stat pentru acviferele freatice şi 98 de

foraje la diferiţi utilizatori de apă). Pe baza acestor date şi a foilor corespunzătoare

ale Hărţii geologice 1:200.000, au fost realizate 19 secţiuni hidrogeologice

orientative având scara orizontală 1:400.000 şi scara verticală 1:4000, care oferă

imaginea dezvoltării spaţiale a sistemului acvifer şi care au detaliat modelul

conceptual conturat prin caracterizarea geologică, hidrogeologică şi hidrochimică

realizată în primul capitol.

Cadrul legislativ european specific apelor subterane, care constituie baza

managementului acestor resurse, a fost prezentat sistematizâdu-se obligaţiile

României în acest domeniu, în calitatea sa de stat membru al Uniunii Europene.

Acest cadru legislativ, reprezentat în principal prin Directiva 80/68/EEC privind

protectia apelor subterane împotriva poluării cu anumite substanţe periculoase,

Directiva - cadru a Apelor 2000/60/EC şi prin Directiva fiică 2006/118/EC privind

protecţia apelor subterane împotriva poluării şi deteriorării, stabileşte obiectivele

de mediu obligatoriu de atins la nivel european şi principalele repere care trebuie

urmărite, însă lasă la latitudinea statelor membre modul în care ajung la rezultatele

cerute. De aceea, implementarea prevederilor europene în activitatea de management

110

a apelor subterane a implicat alegerea celor mai adecvate soluţii specifice situaţiei

din România. Teza de doctorat prezintă atât problemele teoretice ale implementării

prevederilor europene în domeniul apelor subterane, cât şi aspectele practice,

exemplificate prin aplicarea lor în cazul celor mai importante corpuri de apă

subterană raportate de România, şi anume ROAG12 - Depresiunea Valahă de Est şi

ROAG13 - Bucureşti, ambele cantonate în Sistemul acvifer al Stratelor de Frăteşti -

Cândeşti. Astfel, teza prezintă succint delimitarea și caracterizarea corpurilor de ape

subterane corespunzătoare Sistemului acvifer al Stratelor de Frătești - Cândești și

alocarea lor în scopuri manageriale, realizarea bazelor de date privind calitatea

apelor subterane, stabilirea valorilor de prag și evaluarea stării corpurilor de ape

subterane, acţiuni la care doctoranda a contribuit în calitate de coordonator în cadrul

activităţii de la locul de muncă.

Contribuţia originală pricipală a doctorandei, realizată în cadrul programului

de pregătire doctorală, este reprezentată de modelul numeric bidimensional al

curgerii şi al transportului masic pentru întregul Sistem acvifer al Stratelor de

Frătești-Cândești. Teza ilustrează realizarea pe etape a acestui model matematic

începând de la fundamentarea matematică şi modelul conceptual, continuând cu

construirea hărţilor cu hidroizopieze şi cu izobate la coperişul şi culcuşul sistemului

acvifer şi cu calibrarea modelului şi terminând cu simulările de curgere şi transport

al poluanţilor efectuate cu modelul realizat. Pentru construcţia modelului a fost

utilizat software-ul GMS 4.0 - modulele MODFLOW şi MODPATH.

Pentru realizarea modelului, s-a ţinut cont de datele forajelor de referinţă şi de

harta suprafeţei piezometrice, din hidrostructura studiată fiind excluse porţiunile din

extremităţile amonte şi aval, în care aceasta aflorează sau a fost parţial erodată de

cursurile de apă, deci curgerea este cu nivel liber. Astfel, limitele zonei modelate au

fost fixate în amonte pe hidroizopiezele de 320 m., respectiv 160 m., iar în aval pe

pe hidroizopiezele de 60 m., respectiv 10 m. Din suprafaţa totală de 42500 km2 a

hidrostructurii, zona modelată cuprinde 33537 km2 şi a fost discretizată printr-un un

caroiaj format din 33537 celule pătrate, cu latura de 1000 m. Geometria modelului

arată că frontierele de la V şi N sunt paralele cu liniile de curent iar cele de la NV, S

şi E sunt paralele cu hidroizopiezele.

Din hărţile cu izobate rezultă că zona de maximă afundare a sistemului acvifer

este cea centrală, corespunzătoare părţii central-estice a Câmpiei Române, mai precis

interfluviului Ialomiţa - Buzău, unde cotele absolute (sistem de referinţă M.N.) ale

culcuşului sistemului acvifer sunt cuprinse între - 520 m. şi - 350 m., iar cele ale

coperişului între - 400 m. şi - 150 m. In ceea ce priveşte culcuşul sistemului acvifer,

această concluzie este parţial corectă deoarece, aşa cum apare şi pe secţiunile

111

hidrogeologice orientative, zona de maximă grosime şi afundare a sistemului acvifer

corespunde avanfosei părţii sudice a Carpaţilor Orientali, şi anume zonei Coţofeneşti

- Odobeşti - Râmnicu Sărat, însă nu am dispus de date din foraje suficient de adânci

încât să intercepteze culcuşul sistemului acvifer, astfel încât cotele acestuia să poată

fi prelucrate numeric şi vizualizate pe harta cu izobate.

Valorile pentru conductivităţile hidraulice echivalente Ke rezultate din

calibrare s-au situat între 1,5 şi 20 m/zi, ceea ce reflectă structura litologică a

sistemului acvifer în ansamblul său, aşa cum a constituit ea subiectul modelării

(faptul că stratele slab permeabile de argile nisipoase au fost luate în considerare

laolaltă cu stratele de pietrişuri şi nisipuri cu permeabilitate ridicată, sistemul

acvifer multistrat fiind aproximat cu o structură monostrat de conductivitate

hidraulică echivalentă). A rezultat astfel că zona cu conductivitatea hidraulică

echivalentă cea mai mică este situată la limita de NV a modelului, şi anume în

zona Caragiale - Dărmăneşti - Târgşoru Nou, iar cea cu conductivitatea hidraulică

echivalentă cea mai mare este situată în centrul părţii de nord-est a modelului, şi

anume în patrulaterul Tecuci - Corni - Pechea - Vadu Roşca, rezultate în

concordanţă cu cele obţinute din pompările experimentale efectuate în forajele de

adâncime din Reţeaua hidrogeologică naţională.

Potrivit modelului matematic de curgere creat, acviferul este alimentat din

zona subcarpatică, afluxul de apă subterană (alimentarea naturală) în zona

modelată fiind de 12 595 l/s, debitul total extras prin foraje de 2600 l/s iar

descărcările naturale de 9 990 l/s.

Cu ajutorul modelului de curgere realizat s-au rulat în zona Municipiului

Bucureşti diferite scenarii constând în extragerea unor debite suplimentare diferite cu

noi fronturi de foraje amplasate în diferite locaţii, evaluându-se efectele asupra

sistemului acvifer.

Pentru simularea evoluţiei poluării în zona de maxim interes, s-au amplasat

sursele ipotetice de poluare atât în foraje existente în zonele de la sud şi de la vest de

Municipiul Bucureşti, cât şi la suprafaţa terenului, în extremitatea de sud a zonei

modelate, acolo unde râurile Neajlov şi Argeş au erodat parţial sistemul acvifer, iar

aluviunile acestora intră în contact direct cu stratele permeabile.

Rezultatele au arătat că încă începând cu extragerea unui debit suplimentar

total de 3200 l/s, prin două fronturi de foraje amplasate în sud-estul şi nord-vestul

Capitalei în zona fostelor mari platforme industriale, scenariu care reconstituie

aproximativ situaţia anilor 1980-1990, se formează o zonă depresionară neregulată

care conduce la atragerea oricărei poluări existente la confluenţa Neajlovului cu

Argeşul către Bucureşti. Aceasta dovedeşte că cercetările efectuate anterior sunt

112

corecte şi că debitele ce pot fi exploatate în zona Bucureşti nu sunt limitate doar de

considerentele menţinerii în bună stare de funcţionare a forajelor de exploatare, ci şi

de considerentele protejării calităţii apelor din sistemul acvifer.

Având în vedere că debitele exploatate din Sistemul acvifer al Stratelor de

Frăteşti-Cândeşti în zona Bucureşti au scăzut continuu din anii '90 până în prezent,

degradarea calităţii apelor acestuia în unele zone din Capitală şi împrejurimi nu

poate fi totuşi explicată prin antrenarea către nord a poluanţilor din lunca

Neajlovului, ci doar prin execuţia defectuoasă a unor foraje sau prin descărcări

ilegale în foraje abandonate şi neînchise corespunzător. In ambele cazuri, forajele

constituie calea de pătrundere a poluanţilor în sistemul acvifer, iar propagarea

poluării, simulată prin scenariile de transport prezentate în cadrul tezei, se face în

principal pe direcţia naturală de curgere către limita de sud şi sud-est a sistemului

acvifer iar în secundar spre zonele mai intens exploatate.

In final, pe baza analizei managementului apelor subterane din Sistemul

acvifer al Stratelor de Frătești-Cândești în contextul implementării prevederilor

europene, pe baza cercetării aprofundate a sistemului, inclusiv prin modelarea

matematică, şi nu în ultimul rând pe baza experienţei profesionale acumulate,

doctoranda formulează propuneri concrete pentru îmbunătăţirea activităţii de

management a apelor subterane şi pentru continuarea cercetărilor, atât la nivelul

sistemului acvifer cât şi la nivel naţional.

113

Bibliografie

A. Articole, lucrări, rapoarte

1. Alexeeva L., Andreescu I., Bandrabur T., Cepaliga A., Ghenea C., Mihăilă N.,

Trubihin V., 1983. Correlation of the Pliocene and Lower Pleistocene Deposits

in the Dacic and Euxinic Basins. Anuarul Inst.Geol. Rom., 59, p. 143-151,

Bucureşti.

2. Administraţia Naţională “Apele Române”, 2010. Planul naţional de

management al apelor.

3. Administraţia Naţională “Apele Române”, 2012. Balanţa apei pe anul 2011.

4. Administraţia Naţională “Apele Române”, 2012. Sinteza calităţii apelor pe anul

2011.

5. Administraţia Bazinală a Apelor Argeş – Vedea, 2009 Planul de management

al districtului de bazin hidrografic Argeş – Vedea.

6. Ambrose R.B, Wool T.A., Bartnwell T.O., 2009. Development of Water

Quality Modeling in the United States. Environmental Engineering Research

Journal, December 2009, p. 200-214.

7. Bălăeţ Ruxandra, Adler Mary-Jeanne, 2011. Apele subterane, resurse strategice

în condiţiile schimbărilor climatice - bune practici rezultate din Proiectul

Water CoRe. Volumul Conferinţei Ştiinţifice INHGA "Fenomene extreme,

reducerea riscului la inundaţii, secetă şi poluare, adaptarea la impactul

schimbărilor climatice", p. 99-100, 2011 Bucureşti.

8. Bălteanu D., Enciu P., Niculescu Gh., Popescu D.C., Micu M., 2002, The

Relief and the Upper Pleistocene Formations within Bucharest City.

Proceedings of the. International Conference “Earthquake Loss Estimation and

Risk Reduction”, ed. Lungu D. et al., p. 295-301, Bucharest.

9. Bica, I; Mocanu, V.D. (1999) Case study concerning the management of a

groundwater source. Proceed. XXIX I. A. H. Congress, 1999, Bratislava,

Slovak Republic.

10. Bretotean M., Wagstaff Susan, Zamfirescu F., Burgess W., Albu M., 1994.

Risque de la deterioration de la qualite des ressources en eau du systeme

aquifere des couches de Fratesti dans la zone de Bucharest. Volumul

Simpozionului de la Constanta al Asociatiei Hidrogeologilor din Romania,

p.26-36

114

11. Bretotean M., 1996. Analiza sistemelor acvifere subterane prin modelare

matematică în scopul evaluării resurselor de apă. Teza de doctorat,

Universitatea din Bucureşti – Facultatea de Geologie şi Geofizică.

12. Bretotean M., Macaleţ Rodica, Ţenu A., Tomescu G., Munteanu T., Radu E.,

Drăguşin D., Radu Catalina, 2006. Delimitarea şi caracterizarea corpurilor de

apă subterană din România. Revista Hidrotehnica, Vol.50, nr. 10, p.33-39,

Bucureşti.

13. Burcea C., Cornea I., Ţugui G., Ionescu E., Trâmbiţaş M., Leafu I., 1963.

Contribuţiile prospecţiunii seismice de reflecţie la crearea unei imagini

tectonice în zona centrală a Platformei Moesice. Studii şi cercetări geofizice,

4.2, Bucureşti.

14. Castany, G., 1982. Principes et méthodes de l'hydrogéologie. Dunod, Paris.

15. Cineti, F. A. (1990) Resursele de ape subterane ale României. Edit. Tehnică,

Bucureşti.

16. Cobălcescu, G., 1883. Studii geologice şi paleontologice asupra unor tărâmuri

terţiare din unele părţi ale României, Bucureşti

17. Constantinescu, T. (1972) Datarea apelor subterane cu ajutorul izotopilor

naturali, cu aplicare în cercetarea apelor subterane din zona Bucureşti şi

Câmpia Română. Studii de Hidrogeologie IX, INMH, Bucureşti, p. 1 – 228.

18. Coteţ, P., 1963. Unele date privind geomorfologia zonei oraşului Bucureşti.

Probleme de geografie, X, p. 69-92, Bucureşti.

19. Danchiv, Al., Stematiu, D. (1997) Metode numerice în hidrogeologie Edit.

Didactică şi Pedagogică, Bucureşti.

20. Dassargues, A., 1995. Modeles mathematiques en hydrogeologie. Ed.

Didactică şi Pedagogică, Bucureşti.

21. Drăghiceanu, M., 1895. Studii asupra idrologiei subterane din punctul de

vedere al alimentarei oraşelor din România Mare, cu privire specială asupra

alimentarei Bucurescilor. Imprimeria Curţii Regale F. Gobl, Bucureşti.

22. Drăghiceanu, M., 1895. Coup d’oeil sommaire sur l’hydrologie souterraine de

la Plaine Roumaine au point de vue de l’alimentation de Bucarest. Imprimeria

Curţii Regale F. Gobl, Bucureşti.

23. Drobot, R., Bica, I., Păunescu, D., Dinu, C., Albu, M., Danchiv, A.,

Zamfirescu, F., (2002) Groundwater Hydrology, Module 3 of VICAIRE

Project (Virtual Campus In hydrology and water Resources management).

24. Drobot, R. (1982) Groundwater Resources Management by Mathematical

Models. 4-th Intern Conf. on Water Resources, Planning and

Management v. I., Marseille.

115

25. Drobot, R. (1982) Utilizarea modelării matematice în gospodărirea apelor

subterane, Hidrotehnica vol. 27, nr. 8, Bucureşti.

26. Drobot, R., Caravia, S., Popa, Şt., Rădescu, M., Tomescu, G., Simionaş, Şt.,

Pârvulescu E. (1987) Perfecţionarea metodelor de calcul pentru gospodărirea

apelor subterane prin utilizarea tehnicii modelării. I. N. M. H., Bucureşti

27. Enciu P., (2003) Principalele unităţi structurale din România şi trăsăturile lor

hidrogeologice. Hidrogeologia, Vol. 5, p.50-62, Bucureşti.

28. Enciu P., Popescu D., (2004) Despre stratigrafia şi hidrogeologia formaţiunilor

pliocen superioare–cuaternare din NV Câmpiei Bucureştiului. Hidrogeologia,

Vol. 6, p.23-32, Bucureşti.

29. Enea, I., Isopescu, G. (1976) Unele consideraţii privind interdependenţa dintre

apele de suprafaţă şi apele subterane (aplicaţii privind calculul afluxului şi

curgerea prin patul albiei), Probleme de hidrometrie, Bucureşti.

30. Gheorghe, Al., Zamfirescu, Fl., Scrădeanu, D., Albu, M. (1988) Aplicaţii şi

probleme de hidrogeologie, Edit. Univ. Bucureşti.

31. Liteanu E., (1952) Geologia zonei oraşului Bucureşti. Studii Tehnice si

Economice, E/1, p. 3-80, Bucureşti.

32. Liteanu E., Ghenea, C. (1966) Cuaternarul din România. Studii Tehnice si

Economice, H/1, 119 p., Bucureşti.

33. Macaleţ Rodica, Munteanu T., Minciună M., 2009. Consideraţii

hidrogeologice privind corpurile de apă subterană din spaţiul hidrografic

Ialomiţa – Buzău. Vol. Sesiunii de comunicări ştiinţifuce GeoEcoMar, p. 151-

162, Bucureşti.

34. Maeru M., Căpraru E., Pavnotescu V., Nan C., Radu R., Maeru Cornelia,

1991. Prospecţiuni hidrogeologice pentru ape potabile în zona Bulbucata-

Găujani-Greaca, jud.Giurgiu. Lucr. nepubl. S.C. Prospecţiuni S.A., Bucureşti.

35. Melinte Mihaela, Macaleţ Rodica, Dinu Irina, Palcu M. et al., 2010. Raport

final al Proiectului PNCID nr. 31083/2007 AQUA SUD “Fundamentarea

ştiinţifică, modelarea conceptuală şi numerică a structurilor acuvifere în

vederea protecţiei şi utilizării durabile a resurselor de apă subterană din partea

sudică a României“, p.18-19, 59-72.

36. Munteanu M.T., 2006. Geologia părţii de sud a Platformei Covurlui. Teza de

doctorat, Universitatea "Al. I. Cuza" din Iaşi – Facultatea de Geografie şi

Geologie.

37. Murgoci-Munteanu Gh.,1907. La Plaine Romaine et la Balta du Danube. III-

eme Congres International du Petrole, Guide des excursions., 1, 223-240.

Inst.Geol.Rom., Bucureşti.

116

38. Mutihac V., Ionesi L., 1974. Geologia României. Ed. Tehnică Bucureşti.

39. Mrazec L., 1896. Câteva observaţiuni asupra cursului râurilor în Valachia.

Anuar Muz. Geologie, Bucureşti

40. Niculescu Gh., Coteţ P., Badea L., Roşu Al., Alexandru Madeleine, 1969.

Regionarea geomorfologică a câmpiei din jurul Capitalei şi microregiunile de

interes special. Lucrări de geografie aplicată, Institutul de Geologie-

Geografie, p. 113-127, Bucureşti.

41. Paraschiv D., 1979. Platforma Moesică şi zăcămintele de hidrocarburi. Ed.

Academiei, Bucureşti.

42. Pop N., 1946. Harta Câmpiei Române. Revista de Geografie, 58-64, Bucureşti.

43. Posea Gr., 1984. Aspecte ale evoluţiei Dunării şi Câmpiei Române. Terra, 1,

p.3-9, Bucureşti.

44. Radu E., Bălăeţ Ruxandra, 2009. Determinarea fondului natural si a valorilor

de prag pentru apele subterane din Romania, Revista Hidrogeologia 2009

45. Radu E., Bălăeţ Ruxandra, Vliegenthart F., Schipper P., 2010. Derivation of

Threshold Values for Groundwater in Romania, in order to Distinguish Point

&Diffuse Pollution from Natural Background Levels, Environmental

Engineering Research - Journal of the Korean Society of Environmental

Engineers – Volume 15 Number 2, June 2010, p. 85-91, Seul.

46. Răbăgia T., Tărăpoancă M., Dinu C., Smith R., 2000. Neotectonics on the

Moesian Platform. Seismic Implications. Abstracts. Proceedings of the

International Conference of Geophysics, Bucharest.

47. Scrădeanu D. (1997) Modele geostatistice în hidrogeologie, Editura Didactică

şi Pedagogică, Bucureşti.

48. Scrădeanu D., Gheorghe A., (2007) Hidrogeologie generală, Editura

Universitaţii din Bucureşti.

49. Slăvoacă, Ruxandra, Slăvoacă D. C. (1998) Etape generale în modelarea

hidrogeochimică. Hidrogeologia A. H. R. Bucureşti, v. IV, nr. 1, p. 52-62.

50. Ştefănescu S., 1897. Contribution a l’etude des faunes eogene et neogene de

Roumanie. Bulletin de la Société géologique de France, Paris.

51. Tomescu G., Neagu D., Stoichiţă D. (1995) Modelarea matematică a condiţiilor

hidrodinamice şi hidrochimice regionale ale sistemelor acvifere din bazinele

hidrografice Argeş-Dâmboviţa-Ialomiţa ( Program ARDI) - Institutul Naţional

de Meteorologie şi Hidrologie - T57/1995

52. Ţenu, A. (1992) Contribution des isotopes du milieu dans la modélisation

mathématique des eaux souterraines, pp. 87 – 98. Rencontres Hydrol. Franco-

Roumaine, 1, UNESCO, Paris

117

53. Wen-Hsing Chiang, W. Kinzelbach, 1993 – Processing Modflow: Pre – and

Post processors for Simulation of Flow and Contaminants Transport in

Groundwater Systems with MODFLOW, MODPATH and MT3D.

54. Zamfirescu, Fl. (1995) Hidrogeologie. Dinamica apelor subterane. Edit. Univ.

Buc., Bucureşti

XXXXX

B. Directive, ghiduri, rapoarte și manuale din Uniunea Europeană

şi Statele Unite ale Americii

1. Directive 2000/60/EC establishing a framework for Community action in the

field of water policy (Official Journal of European Communities OJ L 327,

22/12/2000, ) as amended by Decision 2455/ 2001/EC (OJ L 331, 15/12/2001)

2. Groundwater Directive 2006/118/EC on the protection of groundwater against

pollution and deterioration – Official Journal of European Communities no.

3. Guidance Document No.2 on the Identification of Water Bodies (2003)-

Luxembourg Office for Official Publications of the European Communities,

2003

4. Guidance Document No. 12 on the Role of Wetlands in the Water Framework

Directive (2003)

5. Guidance Document No. 15: Groundwater Monitoring (2007) Luxembourg

Office for Official Publications of the European Communities, 2007

6. Guidance Document No. 16 - Guidance on Groundwater in Drinking Water

Protected Areas, Luxembourg Office for Official Publications of the European

Communities, 2007

7. Guidance Document No. 17 - Guidance on preventing or limiting direct and

indirect inputs in the context of the Groundwater Directive 2006/118/EC,

Luxembourg Office for Official Publications of the European Communities,

2007

8. Guidance Document No. 18 - Guidance on groundwater status and trend

assessment, Luxembourg Office for Official Publications of the European

Communities, 2009

9. Guidance Document No. 22 - Updated Guidance on Implementing the

Geographical Information System (GIS) Elements of the EU Water policy,

118

Luxembourg Office for Official Publications of the European Communities,

2009

10. Guidance Document No. 24- Guidance on river basin management in a

changing climate, Luxembourg Office for Official Publications of the

European Communities, 2010

11. Guidance Document No. 26- Guidance on risk assessment and the use of

conceptual models for groundwater, Luxembourg Office for Official

Publications of the European Communities, (2010)

12. Technical Report No. 1- Statistical aspects of the identification of groundwater

pollution trends and aggregation of monitoring results – WG 2.8 Statistics

(2001), http://circa.europa.eu/Public/irc/env/wfd/library

13. Technical Report No.2: Groundwater characterization (2004),

http://circa.europa.eu/Public/irc/env/wfd/library

14. Technical Report No. 3: Groundwater monitoring (2004),

http://circa.europa.eu/Public/irc/env/wfd/library

15. Technical Report No. 4: Technical report on groundwater risk assessment

issues (2004) http:// circa.europa.eu /Public/irc/env/wfd/library

16. Technical Report No. 5: Technical report on groundwater management in the

Mediterranean (2007) http:// circa.europa.eu /Public/irc/env/wfd/library

17. Technical Report No. 6: Groundwater Dependent Terrestrial Ecosystems

(GWDTEs), WG C Groundwater (2011) http:// circa.europa.eu

/Public/irc/env/wfd/library

18. Technical Report No. 7: Recommendations for the review of annex I and II of

the Groundwater Directive 2006/118/EC (2012) http:// circa.europa.eu

/Public/irc/env/wfd/library

19. Models in environmental regulatory decision making - US National research

Council, National Academies Press, Washington D.C.(2007)

20. Guidance on the development, evaluation and application of environmental

models, EPA/100/K-09/003, US Environmental Protection Agency,

Washington D.C.(2009)

21. CLIWAT Handbook - Groundwater in a future climate, Cliwat Interreg IV B

North Sea Region Programme - Central Denmark Region (2011)

22. Handbook for Integrated Water Resources Management in the Transboundary

Basins / UNESCO /IHP, 2012, Marsilia

XXXXX

119

C. Hărți

I . Atlasul Geologic al Republicii Socialiste România:

1. Harta hidrogeologică scara 1 :1 000 000 – Institutul Geologic 1969

2. Harta Cuaternarului scara 1 :1 000 000 – Institutul Geologic 1971

3. Harta geologică scara 1 :1 000 000 – Institutul de Geologie şi Geofizică 1978

II Hărţi geologice scara 1 : 200 000 – Institutul Geologic 1968-1983

1. Bacău 21

2. Bârlad 22

3. Covasna 29

4. Focşani 34

5. Târgovişte 35

6. Ploieşti 36

7. Brăila 37

8. Slatina 42

9. Neajlov43

10. Bucureşti 44

11. Călăraşi 45

12. Calafat Bechet 47

13. Turnu Măgurele 48

14. Giurgiu 49

III. Hărţi hidrogeologice scara 1 : 100 000 – Institutul Geologic 1970-1985

1. Focşani 30a L-35-079

2. Piteşti 34d L-35-110

3. Târgovişte 35c L-35-111-C

4. Moreni 35d L-35-112

5. Ploieşti 36c L-35-113

6. Urziceni 36d L-35-114

7. Făurei 37a L-35-103

8. Reviga 37c L-35-115

9. Hârşova 37d L-35-116

10. Drobeta-Tr.Severin 40b L-34-130

11. Cujmir 40d L-34-142

12. Pleniţa 41c L-34-143

13. Craiova 41d L-34-144

14. Slatina 42a L-35-121

15. Potcoava 42b L-35-122

16. Caracal 42c L-35-133

120

17. Roşiori 42d L-35-134

18. Morteni 43a L-35-123

19. Vîrtoapele 43c L-35-135

20. Videle 43d L-35-136

21. Vidra 44c L-35-137

22. Feteşti 45b L-35-128

23. Calafat-Poiana Mare 47a K-34-010/K-34-011

24. Bechet 47b K-34-012

25. Corabia 48a K-35-001

26. Turnu Măgurele 48b K-35-002

27. Alexandria-Zimnicea 49ac K-35-003/K-35-015

28. Giurgiu 49b K-35-004

IV. Hărţi hidrogeologice scara 1 : 50 000 – Institutul Geologic 1972

1. Domneşti 43b L-35-124-B

V. Harta tectono-structurală a României, scara 1 :1 000 000 – M. Săndulescu

VI. Scara Geocronologică a Cuaternarului, publicată la cel de-al 33-lea Congres

Geologic Mondial, 2008, Oslo, Norvegia.

121

ANEXA – PIESE DESENATE

122

CENTRALIZATOR ANEXA

1. Plan de situație cu localizarea forajelor și orientarea secțiunilor

hidrogeologice

2. Legenda secțiunilor hidrogeologice

3. Secțiuni hidrogeologice orientative

A. Secțiuni N-S: 1 – 2 Căzănești-Gura Padinei

3 – 4 Goleşti-Corabia

5 – 6 Mălureni-Turnu Măgurele

7 – 8 Buneşti-Traian

9 -10 Micloşani-Suhaia

11 -12 Gorgota-Ostrov Yadim

13 -14 Măgureni-Găujani

15 -16 Coţofeneşti-Giurgiu

17 -18 Iordăcheanu-Prundu

19 -20 Năeni-Căscioarele

21 -22 Aldeni-Valea Roşie

23 -24 Odobeşti-Ciocăneşti

25 -26 Adjud-Cuza Vodă

27 -28 Docani-Borcea

B. Secțiuni V-E: I - I’ Mahriu–Frumuşiţa

II-II’ Aldeni-Baldovineşti

III-III’ Băbeni-Tufeşti

IV-IV’ Drăgăşani-Lunca

V-V’ Balş-Borcea

4. Tabel centralizator foraje reprezentative.