Conduc ător de doctorat: [611039]
UNIVERSITATEA TEHNIC Ă
“GHEORGHE ASACHI” DIN IA ȘI
Facultatea de Construc ții și Instala ții
TEHNICI DE GESTIONARE ȘI
DEPOZITARE A DE ȘEURILOR
– TEZ Ă DE DOCTORAT –
Conduc ător de doctorat:
Prof. univ. dr. Vasile Mu șat
Doctorand: [anonimizat] 2013
UNIVERSITATEA TEHNIC Ă
“GHEORGHE ASACHI” DIN IA ȘI
Facultatea de
Facultatea de Construc ții și Instala ții
Tehnici de gestionare și depozitare
a de șeurilor
– TEZ Ă DE DOCTORAT –
Conduc ător de doctorat:
Prof. univ. dr. Vasile Mu șat
Doctorand: [anonimizat] 2013
Teza de doctorat a fost realizat ă cu sprijinul financiar al proiectului
“STUDII DOCTORALE PENTRU PERFORMAN ȚE EUROPENE ÎN CERCETARE ȘI
INOVARE (CUANTUMDOC)” POSDRU/107/1.5/S/79407 .
Proiectul “STUDII DOCTORALE PENTRU PERFORMAN ȚE EUROPENE ÎN
CERCETARE ȘI INOVARE (CUANTUMDOC)” POSDRU/107/1.5/S/79407 , este un
proiect strategic care are ca obiectiv general „ Aplicarea de strategii
manageriale, de cercetare și didactice destinate îmbun ătățirii form ării inițiale
a viitorilor cercet ători prin programul de studii universitare de docto rat,
conform procesului de la Bologna, prin dezvoltarea unor competen țe
specifice cercet ării știin țifice, dar și a unor competen țe generale:
managementul cercet ării, competen țe lingvistice și de comunicare, abilit ăți de
documentare, redactare, publicare și comunicare știin țific ă, utilizarea
mijloacelor moderne oferite de TIC, spiritul antrep renorial de transfer al
rezultatelor cercet ării. Dezvoltarea capitalului uman pentru cercetare și
inovare va contribui pe termen lung la formarea doc toranzilor la nivel
european cu preocup ări interdisciplinare. Sprijinul financiar oferit
doctoranzilor va asigura participarea la programe d octorale în țara și la stagii
de cercetare în centre de cercetare sau universit ăți din UE. Misiunea
proiectului este formarea unui tân ăr cercetator adaptat economiei de pia ță și
noilor tehnologii, având cuno știn țe teoretice, practice, economice și
manageriale la nivel interna țional, ce va promova principiile dezvolt ării
durabile și de protec ție a mediului înconjur ător .”
Proiect finan țat în perioada 2010 – 2013
Finan țare proiect: 16.810.100,00 RON
Beneficiar: Universitatea Tehnic ă “Gheorghe Asachi” din Ia și
Partener: Universitatea „Babe ș Bolyai” din Cluj-Napoca
Director proiect: Prof. univ. dr. ing. Mihai BUDESCU
Responsabil proiect partener: Prof. univ. dr. ing. Alexandru OZUNU
Mul țumiri
Doresc s ă adresez sincere mul țumiri domnului Prof. univ. dr. Antonio Domenico de Luca de
la Universita degli Studi di Torino, Italia care a avut amabilitatea de a m ă sprijini și îndruma pe
durata stagiului extern de cercetare de 3 luni, Apr ilie – iulie 2012.
Tehnici de gestionare și depozitare a de șeurilor 2013
1
Capitolul I
Introducere
Depozitele ecologice de de șeuri reprezint ă principala metod ă de eliminare a de șeurilor.
Pentru a elimina sau limita efectele nocive asupra mediului înconjur ător, acestea trebuie proiectate și
executate astfel încât s ă r ăspund ă unor obiective principale care reprezint ă limitarea polu ării aerului,
solului (mediul geologico-geotehnic) și apei subterane.
Prima etap ă ( și una din cele mai importante datorit ă efectelor ulterioare) în proiectarea unui
depozit ecologic de de șeuri este alegerea amplasamentului. Criteriile de a legere a amplasamentului,
dincolo de cele legate de exploatarea depozitului, sunt legate în principal de geologia si
hidrogeologia amplasamentului. La ora actual depozi tele de de șeuri sunt construite în zone care nu
afecteaz ă mediul economic, social și cultural. Nu se vor amplasa depozitele de de șeuri pe terenuri
care sunt alocate agriculturii, nu se vor amplasa î n apropierea ora șelor sau în preajma unor obiective
istorice sau culturale. În alegerea amplasamentului se va mai tine cont de caracteristicile fizice si
mecanice ale p ământului pe care sunt amplasate.
Materialele utilizate pentru execu ția și exploatarea unui depozit de de șeuri sunt cu atât mai
eficiente cu cât r ăspund mai bine la solicit ările la care vor fi supuse. Nu întotdeauna este be nefic ă
utilizarea unui material cu o permeabilitate foarte sc ăzut ă pentru exploatare în condi ții de siguran ță
a unui depozit de de șeuri pe toat ă durata de via ță a acestuia. Unul dintre exemple este utilizarea
argilei grase, care cu toate c ă are o permeabilitate foarte mic ă, prezint ă câteva dezavantaje: punerea
în oper ă este dificil ă, expunerea la soare conduce la reduceri de volum și apari ția de cr ăpături – pe
unde se va infiltra cu u șurin ță levigatul în p ământ; un alt dezavantaj îl reprezint ă excesul de
umiditate care conduce la cre șteri de volum și reducerea parametrilor rezisten ței la forfecare și de
compresibilitate, etc.
Proiectarea sistemelor de etan șare de baz ă ale depozitelor ecologice de de șeuri, la ora
actual ă, respect ă cu stricte țe sistemului de etan șare propus de legisla ția na țional ă în vigoare, alc ătuit
din bariera geologic ă și bariera construit ă cu materiale geosintetice.
Bariera geologic ă trebuie s ă respecte o serie de condi ții dintre care cea mai vizat ă proprietate
este permeabilitatea. Bariera construit ă trebuie s ă aib ă în componen ța ei o geomembran ă din
polietilen ă de înalt ă densitate dar „Se accept ă solu ții tehnice alternative de etan șare cu ajutorul altor
materiale, numai dac ă acestea respect ă condi țiile necesare privind protec ția subsolului și apei
subterane, în mod echivalent cu etan șările cu geomembrane” conform OM 757 din 2004 – Norm ativ
tehnic privind depozitarea de șeurilor.
Construire de bariere de tip multistrat pentru izol area depozitelor de de șeuri ecologice, s-a
bazat pe faptul c ă s-a presupus c ă conductivitatea hidraulic ă controleaz ă rata de migrare a
levigatului. Ulterior s-a demonstrate prin studii r ecente de teren, faptul c ă difuzia este mecanismul
guverneaz ă transportul de solut în multe soluri cu granula ție fin ă. Prin urmare, devine o necesitate
evaluarea migr ării de produse chimice prin barierele p ământ datorate difuziei.
Tehnici de gestionare și depozitare a de șeurilor 2013
2
Pentru inginerii geotehnicieni m ăsurarea conductivit ății hidraulice este o practic ă destul de
comun ă, in timp ce m ăsurarea difuziei, este o practic ă relative necunoscut ă. Uneori, conceptul de
difuzie este necunoscut pentru mul ți ingineri geotehnicieni. Literatura de specialitat e abund ă cu o
varia ție larg ă în terminologia asociat ă cu studiul difuziei în p ământ. Aceast ă variabilitate de
terminologie poate duce la confuzii considerabile, și o perioad ă mare de timp poate fi cheltuit ă în
încercarea de a rezolva aceste detaliile.
Aceast ă lucrare î și propune s ă descrie procesul de difuzie prin p ământ. Obiectivele specifice
ale acestei lucr ări este de a prezenta ecua țiile utilizate pentru a descrie difuzia substan țelor dizolvate
în sol. Un alt obiectiv este cel de a monitoriza vi teza de curgere a levigatului și volumul de levigat
desc ărcat în structura geologic ă.
Con ținutul tezei de doctorat a fost stabilit în urma st udierii literaturii de specialitate cu
caracter de mare actualitate în domeniu, confirmat ă prin lista referin țelor bibliografice. Lucrarea este
alc ătuit ă din 7 capitole dup ă cum urmeaz ă.
Capitolul I – Introducere, face o scurt ă prezentare a premiselor care au determinat
necesitatea studiului tehnicilor de gestionare și depozitare a de șeurilor menajere.
Capitolul II – Cadru legislativ privind principalel e tipuri de de șeuri, este dedicate prezent ării
cadrului legislativ na țional și European în ceea ce prive ște eliminarea de șeurilor. Tot în acest capitol
este realizat ă o clasificare a de șeurilor, cât și o clasificare a tipurilor de depozite de de șeuri.
Capitolul III – Condi ții de amplasare, amenajarea depozitelor de de șeuri, sisteme de
impermeabilizare, natura poluan ților. Se analizeaz ă condi țiile de amplasare a depozitelor de de șeuri,
modul lor de organizare și amenajare și sistemele de impermeabilizare. Tot aici se prezin t ă și natura
poluan ților genera ți de astfel de depozite.
Capitolul IV – Principalele procese de transport al poluan ților, În acest capitol va fi tratat
transportul substan țelor dizolvate în subsolul geologic cunoscut ca tra nzit în mas ă. Principalele
procese fizice și chimice de transport al poluan ților sunt: advec ția, difuzia, dispersia și sorb ția.
Capitolul V –Condi ții geologice specifice amplasamentelor situate în z ona Moldovei, aici
sunt eviden țiate condi țiile de teren ale depozitelor din regiunea Moldovei , condi țiile hidrologice,
climatice și seismice. Tot în acest capitol sunt sintetizate c ondi țiile de teren și modul de amenajare a
depozitului de de șeuri Țuțora, jude țul Ia și.
Capitolul VI – Modelarea curgerii levigatului în s ubstratul geologic. Pentru modelarea
curgerii levigatului în substratul geologic s-a fol osit programul de calcul Plaxis Flow. În aceast ă
modelare s-a luat în calcul mai multe ipoteze de lu cru, care s-au analizat pentru perioade diferite de
timp. Prin programul Plaxis a fost evaluat ă și starea de efort și deforma ții ale terenului de fundare,
considerându-se cazul cel mai favorabil din teren și cazul cel mai nefavorabil din teren. Tot în acest
capitol s-a analizat, prin programul GeoSlope, tran sportul particulelor prin mediul geologic.
Capitolul VII – Concluzii generale. Contribu ții. Valorificarea rezultatelor ob ținute pe
parcursul programului de doctorat, puncteaz ă concluziile generale, contribu țiile autoarei cât și
modul de valorificare a rezultatelor ob ținute în cadrul programului de cercetare doctoral ă.
Tehnici de gestionare și depozitare a de șeurilor 2013
3
Capitolul II
Cadru legislativ privind principalele tipuri de de șeuri
II.1. Cadru legislativ și clasificarea de șeurilor
II.1.1.Cadru legislativ european și na țional
Obiectivele politicii de mediu a Comunit ății sunt, în special, conservarea, protec ția și
îmbun ătățirea calit ății mediului, protec ția s ănătății umane și utilizarea prudent ă și ra țional ă a
resurselor naturale. Aceast ă politic ă se bazeaz ă pe principiul precau ției, precum și pe principiul
ac țiunii preventive, pe principiul remedierii cu prior itate la surs ă a daunelor aduse mediului și pe
principiul „poluatorul pl ăte ște” (Directiva 2002/96).
Cadrul legislativ european în domeniul gestion ării de șeurilor poate fi structurat în patru
grupe principale:
– legisla ția cadru privind de șeurile;
– legisla ția privind fluxurile de de șeuri;
– legisla ția privind tratarea de șeurilor;
– legisla ția privind transportul, importul și exportul de șeurilor.
În Rezolu ția din 24 februarie 1997 privind o strategie comuni tar ă de gestionare a de șeurilor,
Consiliul insist ă asupra necesit ății de a încuraja valorificarea de șeurilor în vederea reducerii
cantit ății de de șeuri eliminate și a economisirii resurselor naturale, în special pr in refolosirea,
reciclarea, compostarea și valorificarea energetic ă a de șeurilor, și a recunoscut faptul c ă alegerea
solu țiilor în fiecare caz în parte trebuie s ă țin ă seama de efectele de mediu și economice, dar c ă, pân ă
la realizarea de progrese știin țifice și tehnice și dezvoltarea de analize ale ciclului de via ță, sunt de
preferat refolosirea și valorificarea materialelor, deoarece acestea repr ezint ă cele mai bune solu ții
din punct de vedere ecologic. De asemenea, Consiliu l a invitat Comisia s ă instituie, de îndat ă ce este
Tehnici de gestionare și depozitare a de șeurilor 2013
4
posibil, continu ările necesare ale proiectelor din cadrul programulu i privind fluxurile prioritare de
de șeuri.
Conform Directivei 2006/12/CE a parlamentului Euro pean și a consiliului din 5 aprilie
2006 privind de șeurile, principalul obiectiv al dispozi țiilor referitoare la gestionarea de șeurilor
trebuie s ă fie protec ția s ănătății oamenilor și a mediului împotriva efectelor nocive cauzate de
colectarea, transportul, tratarea, stocarea și depozitarea de șeurilor. Astfel pentru îndeplinirea acestor
obiective unele dintre activit ățile Agen ției Na ționale de Protec ția Mediului (A.N.P.M.) sunt:
– Urm ărirea implement ării legisla ției din domeniul de șeurilor la nivel na țional;
– Asigurarea unui sistem func țional de colectare, validare și prelucrare a datelor și informa țiilor
privind implementarea legisla ției na ționale și europene din domeniul de șeurilor;
– Asigurarea accesului publicului la informa țiile privind gestionarea de șeurilor în conformitate
cu prevederile legisla ției în vigoare;
– Fundamentarea tehnic ă a politicilor, strategiilor și planurilor de ac țiune în domeniul
gestion ării de șeurilor, prin asigurarea documenta ției specifice;
– Elaborarea rapoartelor de sintez ă privind starea mediului pentru domeniul gestion ării
de șeurilor;
– Colaborarea cu institu ții europene sau din statele membre sau asociate la UE și alte
organisme de specialitate din domeniu, din țar ă și str ăin ătate, în baza mandatului
Pre ședintelui Agen ției Na ționale pentru Protec ția Mediului, cu avizul autorit ății publice
centrale pentru protec ția mediului
Conform HG num ărul 347 din 2005, în depozitele de de șeuri nepericuloase este permis ă a
depozitarea urm ătoarelor tipuri de de șeuri:
a) de șeuri municipale;
b) de șeuri nepericuloase de orice alta origine, care sati sfac criteriile de acceptare a de șeurilor la
depozitul pentru de șeuri nepericuloase;
c) de șeuri periculoase stabile, nereactive, cum sunt cele solidificate, vitrificate, care la levigare au
o comportare echivalent ă cu a celor prev ăzute la lit. b) si care satisfac criteriile relevan te de
acceptare; aceste de șeuri periculoase nu se depoziteaz ă în celule destinate de șeurilor biodegradabile
nepericuloase, ci în celule separate.
Planurile de gestionare a de șeurilor la nivel na țional, regional, jude țean con țin informa ții
referitoare la (A.R.P.P.M.S, 2005):
– tipurile, cantit ățile, originea de șeurilor care urmeaz ă s ă fie valorificate sau eliminate;
– cerin țele tehnice generale;
– prevederi speciale pentru anumite categorii de de șeuri;
– amplasamente și instala ții adecvate pentru valorificarea, eliminarea sau de pozitarea final ă a
de șeurilor.
– persoanele fizice și juridice cu responsabilit ăți în gestionarea de șeurilor;
Tehnici de gestionare și depozitare a de șeurilor 2013
5
– estimarea costurilor pentru investi țiile privind opera țiile de valorificare și eliminare;
măsurile de încurajare a ra ționaliz ării opera țiilor de colectare, sortare și tratare a de șeurilor.
Pentru de șeurile periculoase, A.N.P.M. a elaborat o lista cu aceste de șeuri, care le grupeaz ă
în mai multe categorii. Astfel, ”orice de șeu care figureaz ă pe lista de șeurilor periculoase trebuie s ă
figureze, de asemenea, în catalogul european al de șeurilor stabilit prin Decizia 94/3/CE a Comisiei
5. Este oportun, pentru a îmbun ătăți transparen ța clasific ării și a simplifica dispozi țiile existente, s ă
se stabileasc ă o list ă comunitar ă unic ă, con ținând lista de șeurilor stabilit ă prin Decizia 94/3/CE și
lista de șeurilor periculoase stabilit ă prin Decizia 94/904/CE. (Decizia 2000/532/CE).
De șeurile care nu se accepta la depozitare într-un dep ozit sunt (HG 347 din 2005 ):
a) de șeuri lichide;
b) de șeuri explozive, corozive, oxidante, foarte inflamab ile sau inflamabile;
c) de șeuri periculoase medicale sau alte de șeuri clinice periculoase de la unit ăți medicale sau
veterinare;
d) toate tipurile de anvelope uzate, întregi sau t ăiate, excluzând anvelopele folosite ca
material în construc ții într-un depozit;
e) orice alt tip de de șeu care nu satisface criteriile de acceptare.
Parlamentul European a adoptat unele legi și directive privind ambalajele. Aici se specific ă
ambalajul are o func ție social ă și economic ă vital ă și prin urmare,m ăsurile prev ăzute în prezentele
directive ar trebui s ă se aplice fără a aduce atingere altor cerin țe legislative relevante care afecteaz ă
calitatea și transportului ambalajelor sau bunurilor ambalate, întrucât cel mai bun mijloc de a
preveni producerea de șeurilor de ambalaje este cel de a reduce volumul ge neral al ambalajelor
(Directiva 94/62).
Sunt supuse prevederilor acestor hot ărâri toate ambalajele introduse pe pia ță , indiferent de
materialul din care au fost realizate și de modul lor de utilizare în activit ățile economice, comerciale,
în gospod ăriile popula ției sau în orice alte activit ăți, precum și toate de șeurile de ambalaje,
indiferent de modul de generare (Hot ărârea Guvernului 621/2005).
Directiva 2002/96 privind de șeurile de echipamente electrice și electronice prevede “Statele
membre ar trebui s ă încurajeze proiectarea și producerea de echipamente electrice și electronice care
să țin ă cont de demontarea și valorificarea lor și care s ă faciliteze aceste opera țiuni, în special
refolosirea și reciclarea, a componentelor și materialelor lor. Produc ătorii nu trebuie s ă împiedice,
prin caracteristici specifice de proiectare sau pri n procedee specifice de fabricare, cu excep ția
cazului în care aceste caracteristici specifice de proiectare sau procedee specifice de fabricare
prezint ă avantaje determinante, de exemplu în ceea ce prive ște protec ția mediului și/sau cerin țele de
securitate.”
Rezolu ția Consiliului din 25 ianuarie 1988 privind un prog ram de ac țiune comunitar de
combatere a polu ării mediului cu cadmiu a subliniat limitarea folosi rii cadmiului la cazurile în care
Tehnici de gestionare și depozitare a de șeurilor 2013
6
nu exist ă alternative convenabile și colectarea și reciclarea bateriilor care con țin cadmiu ca elemente
majore ale strategiei pentru controlul cadmiului în interesul protec ției s ănătății umane și a mediului.
Pentru a-și îndeplini obiectivele privind mediul,Directiva 20 06/66 privind bateriile și
acumulatorii și de șeurile de baterii și acumulatori directiv ă interzice introducerea pe pia ță a
anumitor baterii și acumulatori care con țin mercur sau cadmiu. Aceasta încurajeaz ă, de asemenea,
un nivel ridicat de colectare și reciclare a de șeurilor de baterii și acumulatori, precum și o
îmbun ătățire a performan ței privind mediul a tuturor agen ților implica ți în ciclul de via ță al bateriilor
și acumulatorilor, de exemplu produc ătorii, distribuitorii și utilizatorii finali, în special agen ții
implica ți direct în tratarea și reciclarea de de șeuri de baterii și acumulatori. Normele specifice
necesare în acest scop completeaz ă legisla ția comunitar ă în vigoare privind de șeurile, în special
Directiva 2006/12/CE a Parlamentului European și a Consiliului din 5 aprilie 2006 privind de șeurile,
Directiva 1999/31/CE a Consiliului din 26 aprilie 1 999 privind depozitele de de șeuri și Directiva
2000/76/CE a Parlamentului European și a Consiliului din 4 decembrie 2000 privind incine rarea
de șeurilor.
În ceea ce prive ște vehiculele scoase din uz, este important ca m ăsurile preventive s ă se
aplice cu începere din faza de proiectare a vehicul ului si s ă se concretizeze în special în reducerea și
controlul substan țelor periculoase provenind de la vehicule, pentru a preveni eliberarea acestora în
mediu, pentru a facilita reciclarea și pentru a evita eliminarea de șeurilor periculoase. Trebuie
interzis ă în special utilizarea plumbului, mercurului, cadmi ului și cromului hexavalent. Aceste
metale grele trebuie utilizate în anumite aplica ții în conformitate cu o list ă revizuit ă regulat. Astfel,
se poate evita prezen ța anumitor materiale și compu și printre reziduurile provenind de la ma șina de
tăiat și incinerarea sau eliminarea acestora la rampele de gunoi (Directiva 2000/53).
În vederea evit ării efectelor negative asupra s ănătății umane, bunurilor și asupra mediului,
bifenilii policlorura ți și compu șii similari, denumi ți în continuare compu și desemna ți, sunt supu și
unui regim special de gestiune și control, în vederea elimin ării lor, stabilit prin hot ărârea de Guvern
173/2000.
II.1.2. Clasificarea de șeurilor
Diversele categorii de de șeuri se clasific ă dup ă o serie de criterii:sursa generatoare; starea de
agregare; propriet ățile fizico-chimice; origine.
I. Sursa generatoare (provenien ța)
1 de șeuri industriale (de șeuri provenite din industriile alimentar ă, minier ă, energetic ă, chimic ă,
metalurgic ă, petrolier ă, chimic ă etc.);
2 de șeuri din construc ții (beton, mortar, moloz p ământ etc.);
3. de șeuri agrozootehnice (dejec ții animale, resturi de furaje, diverse resturi vege tale, ierbicide,
îngr ășă minte, fungicide etc.);
4. de șeuri urbane. de șeuri menajere – rezultate din activitatea casnic ă zilnic ă: comercial ă,
restaurante, hoteluri, institu ții de înv ăță mânt etc.
Tehnici de gestionare și depozitare a de șeurilor 2013
7
De șeurile menajere sunt generate de c ătre popula ție, dar cuprind și de șeuri similare generate de
agen ții economici industriali sau agen ții comerciali: obiecte vechi și deteriorate, carton, hârtie,
țes ături, sticl ă, resturi alimentare, cenu șă , materiale plastice, ambalaje etc.
– De șeuri stradale: gunoiul m ăturat de pe str ăzi, gunoiul din parcuri, locuri publice,
depunerile stradale, etc.
– De șeuri comerciale provenite din activitatea comercial ă de orice fel, mai ales: produse
perisabile, ambalaje din plastic, hârtie, carton
– De șeuri sanitare provenite din institu țiile de s ănătate: spitale, policlinici, dispensare,
cabinete stomatologice, cabinete medicale particula re; ele au un poten țial infec țios
ridicat, prezentând din acest motiv un grad de ris c mare; manipularea, transportul și
tratarea lor se realizeaz ă cu mijloace și metode specifice.
Tab.II.1. Substan țe periculoase prezente în de șeurile menajere
Nr.
Crt. Denumirea produsului Tipul substan țelor întâmpl ătoare con ținute
1. Plastic Compu și organoleptici, solven ți organici, PVC
2 Pesticide Compu și clorura ți, compu și cu fosfor
3 Medicamente expirate Solven ți și reziduuri organice, urme de metale grele
4 Picturi Metale grele, pigmen ți, solven ți, reziduuri organice
5 Baterii Metale grele, acizi, alte substan țe chimice
6 Produse petroliere Ulei, metale grele, urme cataliz atori, fenoli, acizi,
solven ți etc.
7 Metale Metale grele
II. De șeuri de produc ție , rezultate din procesele tehnologice industriale s au agricole.
• C1 De șeuri industriale stocabile , pe care normele europene le clasific ă în:
o Clasa 1 Deșeuri industriale periculoase, dar netoxice, de exem plu azbest.
Tehnici de gestionare și depozitare a de șeurilor 2013
8
o Clasa 2 De șeuri industriale nepericuloase și netoxice.
o Clasa 3 De șeuri inerte, de exemplu cele provenite din construc ții.
o Clasa 4 De șeuri toxice, de exemplu cele medicale, radioactive.
o Clasa 5 De șeuri industriale produse în cantit ăți foarte mari, de exemplu cenu șile
produse de termocentralele care func ționeaz ă pe cărbune.
• C2 De șeuri agro-zootehnice , provenite din agricultur ă și, în special, din zootehnie.
• C3 De șeuri speciale , categorie în care intr ă explozibilii și substan țele radioactive.
III. Din punct de vedere al naturii și locurilor de producere, de șeurile se clasific ă astfel
(Burlacu G. et all. 2003):
1 de șeuri din industria minier ă – sunt reprezentate de fragmente de roci și minereuri s ărace
și minerale. Acestea sunt depuse la gura exploat ării miniere, în zone neamenajate expuse periodic
eroziunii și eluvierii de c ătre apele de suprafa ță
2 de șeuri din industria energetic ă – pot fi zguri, pulberi, cenu și. Zgura și cenu șa de centrale
termoelectrice reprezint ă o mare cantitate de de șeuri în România, unde industria energetic ă
utilizeaz ă cu predilec ție c ărbuni inferiori (turb ă sau lignit ± șisturi bituminoase).
3 de șeuri industriale – provin în general din industria prelucr ătoare (textil ă, lemnului,
alimentar ă) și îndeosebi din prelucrarea metalelor și aliajelor
4 de șeuri din construc ții – reprezint ă materiale provenite din demolarea construc țiilor și din
resturile de materiale r ămase de la șantierele de construc ții civile și industriale.
5 de șeuri stradale – sunt reprezentate de: hârtie, plast ic, resturi ceramice și sticle, moloz,
resturi alimentare, resturi vegetale, praf, acumula te în zonele stradale din activit ăți cotidiene.
6 de șeuri menajere – sunt reziduurile solide colectate d e la locuin țele popula ției și sunt
reprezentate prin: hârtie, plastic, material textil , material vegetal (brad, molid), ceramic ă, metal,
sticl ă, ambalaje, diverse substan țe chimice, bacterii, anvelope, uleiuri și nu în ultimul rând resturi
alimentare.
7 de șeuri agricole – sunt alc ătuite din resturi vegetale, precum cocenii și paiele
8 de șeuri periculoase – de șeu toxic, inflamabil, explozibil, infec țios, corosiv, radioactiv sau
de alt ă natur ă care dac ă nu este gestionat corespunz ător afecteaz ă echilibrul ecosistemelor.
Anexele 1 D și 1 E din Ordonan ța de Urgen ță a Guvernului României nr. 78/2000 cu
modificările și complet ările ulterioare – concretizeaz ă denumirea de „de șeu periculos” prin
furnizarea compozi țiilor și poten țialului reactiv. Ele provin în majoritate din indus tria chimic ă,
metalurgic ă, a rafin ării petrolului sau petrochimiei, ateliere auto și sta ții de carburan ți. Aceste
substan țe nu se utilizeaz ă direct de c ătre om, îns ă cele mai numeroase sunt folosite la ob ținerea unor
Tehnici de gestionare și depozitare a de șeurilor 2013
9
produse finite necesare omului. Dintre acestea amin tim: vopsele, solven ți, insecticide, pesticide,
acizi, compu și metalici etc.
9 de șeuri din industria metalurgic ă – pot fi zguri, n ămoluri, pulberi, ce rezult ă din procese
tehnologice de ob ținere a unor metale: Fe (siderurgie), Cu, Pb, Zn, A u, Ag (metale neferoase), Cr,
Ni, Co, Mo, W, B (o țeluri aliate și speciale), Al (aluminiu și aliaje).
10 de șeuri viticole – sunt alc ătuite din resturi de la procesarea strugurilor, dro jdie etc, care
pot fi valorificate economic și compostate ulterior
11 de șeuri zootehnice – sunt alc ătuite din gunoi de grajd și dejec ții animaliere, cantitatea cea
mai mare de astfel de de șeuri apare în jurul complexelor zootehnice (porcine , ovine, caprine,
cabaline, bovine, p ăsări, curcani, stru ți, fazani) sau în cur țile fermierilor.
12 de șeuri forestiere – sunt formate din resturi vegetale ce rezult ă din prelucrarea p ădurilor,
conifere sau foioase, coaj ă, rumegu ș, frunze, cetin ă care în parte sunt revalorificabile
13 de șeuri spitalice ști – sunt formate din resturi organice, sticl ă, pansamente, dezinfectan ți,
care trebuie supuse procesului de incinerare
14 de șeuri organice – de șeuri cu con ținut de substan țe organice care pot fi degradate
biologic (de exemplu, resturile organice de la buc ătărie sau gr ădin ă) al de șeului urban. Pot fi
valorificate prin compostare.
15 de șeuri toxice – reziduuri înc ărcate cu substan țe toxice, care ar putea crea probleme în
procesul de îndep ărtare, salubrizare.
16 de șeuri din procesul de produc ție – de șeuri generate în industrie, întreprinderi sau alte
instala ții, care nu sunt de șeuri urbane, dar care totu și pot fi salubrizate ca și de șeurile urbane,
conform tipului, poten țialului periculos și comportamentului reactiv.
17 de șeuri urbane– de șeu de orice natur ă sau de orice provenien ță (menajer, asimilabil cu cel
menajer, comercial) care se produce sau se gestione az ă în intravilanul unei localit ăți urbane.
Nou introduse: 9– industria metalurgic ă; 10 – viticole; 11 – zootehnice; 12 – forestiere; 13 –
spitalice ști; 14 – de șeuri organice; 15 – de șeuri toxice; 16 – de șeuri procese produc ție; 17 –
de șeuri urbane ( Șabliovschi, 2007)
18 de șeuri radioactive – sunt rezultate din activit ăți industriale, medicale, înv ăță mânt și
cercetare. Cele mai mari cantit ăți provin din activitatea de producere a energiei el ectrice (Bulgariu
D, 2007).
Tehnici de gestionare și depozitare a de șeurilor 2013
10
II.2.Clasificarea depozitelor de de șeuri
Depozitul de de șeuri este definit drept un amplasament pentru elimi narea final ă a de șeurilor
prin depozitare pe teren sau în subteran, inclusiv (Agen ția Regional ă Pentru Protec ția Mediului
Sibiu):
– spa ții interne de depozitare a de șeurilor, adic ă depozite în care un produc ător de de șeuri
execut ă propria eliminare a de șeurilor la locul de producere,
– o suprafa ță permanent amenajat ă (adic ă pentru o perioad ă de peste un an) pentru stocarea
temporar ă a de șeurilor, dar exclusiv:
– instala ții unde de șeurile sunt desc ărcate pentru a permite preg ătirea lor în vederea efectu ării
unui transport ulterior în scopul recuper ării, trat ării sau elimin ării finale în alt ă parte,
– stocarea de șeurilor înainte de valorificare sau tratare pentru o perioad ă mai mic ă de 3 ani,
ca regul ă general ă, sau stocarea de șeurilor înainte de eliminare, pentru o perioad ă mai mic ă de un
an.
Depozitele se clasific ă în func ție de natura de șeurilor depozitate, astfel:
a) depozite pentru de șeuri periculoase (clasa a);
b) depozite pentru de șeuri nepericuloase (clasa b);
c) depozite pentru de șeuri inerte (clasa c);.
Depozitele de de șeuri menajere sunt cuprinse în categoria depozitelo r de de șeuri
nepericuloase fiind clasificate ca depozite clasa b .
II.3. Tehnici de gestionare și depozitare a de șeurilor
II.3.1.Depozite ecologice de de șeuri menajere
Depozitarea de șeurilor menajere se face în spa ții special destinate numite rampe sanitare care
protejeaz ă mediul împotriva polu ării provocate de substan țe nocive din de șeurile menajere
(Mih ăilescu R., 2010). Depozitul de de șeuri este o construc ție special ă care trebuie s ă îndeplineasc ă
urm ătoarele condi ții :
Tehnici de gestionare și depozitare a de șeurilor 2013
11
– să aib ă capacitate suficient ă pentru volumul de de șeuri propus pentru depozitare și s ă se
depoziteze pe întreaga perioad ă de func ționare a depozitului ;
– să ocupe o suprafa ță minim ă pentru un volum de de șeuri maxim ;
– să fie o construc ție stabil ă,s ă nu prezinte surp ări,alunec ări,ruperi,pr ăbu șiri ;
– sa nu permit ă pătrunderea substan țelor nocive în sol și în pânza freatic ă ;
– să nu permit ă răspândirea în jur a fumului,mirosurilor și a de șeurilor u șoare ;
– să limiteze înmul țirea roz ătoarelor și a insectelor ;
– să favorizeze descompunerea aeroba a p ărții organice din de șeuri ;
– să asigure colectarea și evacuarea gazelor astfel încât s ă nu se formeze în depozit acumul ări
sau pungi de gaze ce pot crea explozii;
– pe perioada de exploatare nu trebuie s ă aib ă un impact vizual negativ ;
– o ramp ă sanitar ă trebuie s ă creeze facilit ăți pentru recuperarea și valorificarea unor de șeuri;
– apele meteorice din zona depozitului se colecteaz ă prin re țeaua de drenaj a
compartimentului depozitului, prin canale de centur ă din zona limitrof ă, canale de scurgere în cazul
platformei tehnologice. Apa evacuat ă din depozitul propriu-zis este epurat ă în sta ții proprii sau la
sta țiile de epurare or ăș ene ști. Proiectarea unei rampe sanitare presupune parcu rgerea unei etape
specifice oric ăror construc ții.
Acoperirea final ă a depozitului trebuie s ă asigure 3probleme:
– să împiedice ie șirea gazelor din depozit;
– să împiedice p ătrunderea apelor din precipita ții în depozit;
– să asigure colectarea și evacuarea apelor din depozit provenite din precip ita ții dup ă
închiderea depozitului.
Evacuarea gazelor presupune un strat foarte poros de natur ă mineral ă pentru colectarea
gazelor, care sunt transferate în atmosfer ă sau sunt conduse la o conduct ă colectoare. Împiedicarea
pătrunderii apei din precipita ții se face printr-un strat impermeabil care poate f i mineral (argil ă) sau
din geosintetice sau chiar combinate. Drenarea apel or din precipita ții se face printr-un strat drenant
putând fi din geotextil sau strat mineral (pietri ș) unde:
1) stratul de colectare gaze dac ă din materialele minerale sau de șeuri inerte (zguri,cenu și
sintetizante);
2) geotextil de protec ție a geomembranei sau geotextil de separare a imper meabiliz ării din
argil ă.
3) geomembran ă de impermeabilizare (stratul 3 poate sa fie si din argil ă=40-50 cm);
4) stratul drenant evacueaz ă apa din precipita ții c ăzute pe depozit;
Tehnici de gestionare și depozitare a de șeurilor 2013
12
5) geotextil de separare;
6) pământ vegetal.
II.3.2. Depozitarea de șeurilor radioactive în galerii de min ă închis ă
În perioada 1950-1964 în zona Stei – B ăița, s-a f ăcut o intens ă exploatare de uraniu de c ătre
fosta URSS. Roca extras ă avea pân ă la 70 % uraniu și prin concasare s-a extras minereu de uraniu,
în valoare estimat ă de actualele servicii de exploatare, la 22 mld. $. Roca a fost separat ă în func ție
de con ținutul de uraniu și buc ăți de roc ă se v ăd în noii mun ți crea ți în zon ă.
. De șeurile nucleare rezultate din industria nuclear ă se depoziteaz ă în aceast ă zon ă în
galeriile r ămase de la extrac ție. Acestea sunt depozitate în butoaie de plumb, ia r spa țul dintre ele
fiind betonat, astfel se creeaz ă ni ște celule de depozitare.
Fig.II.1. Schema depozit ării de șeurilor radioactive la Ștei-Băița jud. Bihor
În fig.II.1. se poate vedea un butoi de 200 l unde de șeul radioactiv are câ țiva cm și restul este
beton. Butoaiele se a șeaz ă pe orizontal ă, la cap ăt se realizeaz ă un cofraj de lemn și între butoaie se
introduce praf de bentonit ă, care datorit ă umezelii se transform ă într-o past ă etan șă .
Depozitele subterane se realizeaz ă în mine abandonate și constau în betonarea matricelor de
înglobare a de șeurilor și apoi betonarea galeriilor. Straturile de beton pe ntru închiderea galeriei sau a
pu țurilor cu grosime de 1m. Pentru asemenea depozite s e recomanda folosirea betonului foarte greu.
De șeurile radioactive urmeaz ă a fi stocate in galerie de min ă, solu ția lor de depozitare fiind
în celule betonate, cu armatur ă din bare de plumb, cu dublu rol, de a prelua efort urile de întindere și
de a crea un ecran de protec ție împotriva radioactivit ății generate de depozitul de de șeuri
radioactive.
Tehnici de gestionare și depozitare a de șeurilor 2013
13
Fig. II.2. Depozitul de de șeuri radioactive de la Yucca Mountain
Prin studiul acestui tip de armare, cu bare de plum b, s-a constatat c ă prin utilizarea lor se
poate reduce grosimea peretelui de beton, de la 25 cm la 15 cm, creându-se acela și efect asupra
fluxului de radioactivitate precedent.
II.3.3. Depozite de de șeuri în pu țuri forate-betonate
Acest tip de depozit se folose ște pentru stocarea de șeurilor industriale. Adâncimea și
diametrul pu țului se dimensioneaz ă în func ție de condi țiile geologice, hidrogeologice și geotehnice,
dar și de volumul de de șeu depozitat. Acest pu ț se execut ă astfel: se foreaz ă pân ă la adâncimea
stabilit ă dup ă care se introduce blocul de beton prefabricat în f orajul existent asemenea unui cheson
(Alexander W,2007). La partea inferioar ă se izoleaz ă de mediul geologic cu un capac tot din beton.
Acest tip de depozit se folose ște cu prec ădere în SUA, in zonele puternic industrializate.
Fig. II.3 Depozit de de șeuri de tip pu țuri forate-betonate
Tehnici de gestionare și depozitare a de șeurilor 2013
14
III.3.4. Depozitarea haldelor de steril
În industria extractiv ă de aur, cupru etc. roca excavat ă se concaseaz ă și apoi se macin ă. Se
separ ă metalele și praful de roc ă r ămas se transport ă cu ajutorul apei (hidrotransport) prin conducte
la zona de depozitare . Se realizeaz ă un depozit cu acest praf, de obicei în rambleu cu taluzuri
înierbate și protejate. În partea superioar ă o estacad ă de lemn sus ține aceast ă conduct ă de refulare
pentru hidrotransport, se tot înal ță cu cre șterea depozitului. Se realizeaz ă o decantare a prafului de
minereu și apa este evacuat ă-drenat ă cu o conduct ă în sifon. Protec ția taluzurilor prin înierbare este
necesar ă ca vântul s ă nu spulbere acest praf. în zona
Fig.II.4 Schema unui depozit de halde de steril
Descrierea substratului geologic din profunzime s-a realizat în scopul determin ării tipurilor
de steril care împreun ă cu substan ța util ă au fost exploatate în vederea valorific ării. Sterilul f ără
valoare economic ă, într-o anumit ă perioad ă de timp, a fost depus la suprafa ța terenului sub form ă de
depozite de de șeuri, fie provenite direct din explorare și / sau exploatare, fie în urma proceselor de
valorificare din uzinele de preparare (Alexander W, 2007).
Evaluarea polu ării solului și subsolului, în vederea determin ării posibilit ăților de migrare a
poluan ților în mediul geologic și ap ă, se realizeaz ă prin investigarea terenului, cu prec ădere a
litologiei p ământului, pentru a-i determina structura, textura, permeabilitatea, caracteristicile geo-
chimice, respectiv posibilitatea de a interac ționa cu poluan ții genera ți din depozitele de de șeuri
miniere. Cunoscând litologia terenului se poate, as tfel, preveni capacitatea acestuia de a re ține
poluan ților sau a le permite migrarea în adâncime, spre pâ nza freatic ă precum și caracteristicile de
drenaj, cu influen ță direct ă asupra stabilit ății depozitului.
III.3.5. Inject ări de de șeuri în falii
Aceast ă tehnic ă se folose ște cu prec ădere in S.U.A.,in zona Mun ților Stânco și, pentru
depozite de de șeuri lichide. De șeurile lichide sunt de regul ă reziduuri industriale, care nu mai pot fi
tratate și recuperate. Acele de șeuri se elimin ă prin injectarea lor la o presiune ridicat ă în faliile
existente. Rocile din zona faliilor trebuie s ă îndeplineasc ă o proprietate important ă, iar aceea e cea
că trebuie s ă aib ă o permeabilitate de cel mult 10 -9 , astfel împiedecându-se o dinamic ă a poluan ților
în mediul geologic (Lehr J, 2005), .
Tehnici de gestionare și depozitare a de șeurilor 2013
15
Fig.II.5 Falii injectate cu de șeuri lichide(Lehr J, 2005)
III.3.6. Depozite ecologice construite pe șlamuri
În industria extractiv ă de c ărbune din cariere de suprafa ță sau alte minerale, în procesul
tehnologic apare flota ția (sp ălarea cu ap ă), rezultând un lichid rezidual care se depoziteaz ă în
bazine de pământ natural.
În regiunea Ruhr din Germania, s-a folosit o solu ție de utilizarea a materialelor geosintetice
pentru amenajarea unui astfel de iaz, cu consolid ările necesare și utilizarea lui pentru construirea
unui depozit de de șeuri.
Peste oglinda de șlam se deruleaz ă un sulul de geogril Tensar SS2, iar peste el calc ă un
muncitor f ără s ă se afunde. Apoi se deruleaz ă un geotextil (Secutex 351-4) și în final înc ă o
geogril ă Tensar SS2. Peste acest strat elastic se construie ște o re țea de geocelule de 1 m în ălțime
umplute cu piatr ă (care s ă nu treac ă prin golurile geogrilului Tensar SS2). Cu un utila j pe șenile se
înfig la 18 m adâncime drenuri verticale din fibre verticale , protejate, de un geotextil, drenurile î n
plan orizontal sunt la 1 m distan ță pe ambele direc ții. Se ob ține o drenare vertical ă a apei filtrat ă
concomitent cu coborârea stratului de geocelule.
Se ob ține astfel o funda ție de structur ă elastic ă de 1m, din aceste geocelule umplute cu
piatr ă. În acest debleu se poate construi un depozit ecol ogic de de șeuri, concomitent cu amenajarea
iazului de șlam, încadrându-se estetic în natur ă dup ă închiderea depozitului de de șeuri.
Tehnici de gestionare și depozitare a de șeurilor 2013
16
Fig. II.6. Schema amenaj ării unui iaz de șlam în vederea construirii
pe acela și loc a unui depozit de de șeuri
Tehnici de gestionare și depozitare a de șeurilor 2013
17
Capitolul III
Condi ții de amplasare, amenajarea depozitelor de de șeuri,
sisteme de impermeabilizare, natura poluan ților
Depozitele de de șeuri solide afecteaz ă mediul geologic, hidrologic și atmosferic într-o
multitudine de moduri, în func ție de locul unde este amplasat depozitul de de șeuri, precum și de
cantitatea si calitatea de șeurilor solide care urmeaz ă s ă fie depozitate. Efectele cele mai importante
sunt legate de p ământ, ap ă de suprafa ță,mediul hidrogeologic și atmosferic. Deoarece poten țialul
pentru reac ții adverse este mare, este foarte important ca admi nistratorii unui depozit de de șeuri s ă ia
decizii pertinente atunci când se analizeaz ă locuri pentru amplasarea acelui depozit. O problem ă mai
important ă const ă în evaluarea costurilor foarte mari ale dezvolt ării și exploat ării unui depozit de
de șeuri. Un studiu de amplasare este un proces foarte dificil, care necesit ă foarte mult timp și este
foarte costisitor. Cu toate acestea, aceast ă evaluare este necesar ă pentru a se asigura c ă s ănătatea și
siguran ța public ă sunt protejate.
III.1. Alegere amplasamentului
Reglement ările na ționale cât și cele europene, sunt a proteja mediul geologic, ap ele de
suprafa ță și mediul hidrogeologic de poluarea cu levigat conta minat. Alte aspecte de mediu de mare
interes sunt: s ănătatea și riscurile asociate cu depozitele de de șeuri prin generarea de biogaz,
calitatea atmosferei care este influen țat ă de praf, pulberi, miros și poten țial zgomot generate de
amplasarea unui depozit ecologic de de șeuri.
Tehnici de gestionare și depozitare a de șeurilor 2013
18
Criteriile de amplasare a unui depozit sunt evaluat e pentru a ajuta la selectarea celei mai
bune solu ții de amenajare a unui depozit de de șeuri. Scopul criteriilor de amplasare este multiplu :
protejarea s ănătății publice, siguran ței publice, a mediului, precum și minimizarea costurilor de
dezvoltare a unui astfel de depozit și impactul asupra terenurilor pe care este amplasat depozitul,
cre șterea economic ă și estetic ă. Criteriile sunt stabilite, de asemenea, pentru a asigura conformitatea
cu legile și reglement ările atât na ționale cât și europene (Bonaparte R., 1995) . Câteva criterii d e
amplasare a unui depozit de de șeuri ecologic sunt prezentate în figura urm ătoare.
Fig. III.1.Criterii de amplasare a unui depozit de de șeuri
Pentru alegerea amplasamentului unui depozit de de șeuri trebuie îndeplinite mai multe
criterii dup ă cum urmeaz ă:
1. Geomorfologic: se refer ă la terenurile care reprezint ă cariere sau gropi de p ământ, zonele
care sunt neinundabile pe care nu prezint ă cursuri de ap ă. Zona care prezint ă un relief uniform fiind
neaccidentat. Nu se recomanda amplasarea depozitulu i în zonele cu relief accidentat și nici în
spatele unor zone de baraje.
2. Geologic: se refer ă la eliminarea unor amplasamente sunt alc ătuite din straturi litologice
care au o permeabilitate foarte mare, zone au fluct ua ții foarte mari ale nivelului apei freatice, zone
carstice cu pr ăbu șiri, zone cu roci, teren cu compresibilitate foart e mare, cum sunt p ământurile
Tehnici de gestionare și depozitare a de șeurilor 2013
19
nisipoase slab îndesate, zone cu terenuri cu capaci tate portant ă lips ă sau redus ă cum sunt zonele de
nămol și mla știn ă.
3. Geotehnic: Terenul trebuie s ă îndeplineasc ă urm ătoarele condi ții: – capacitate portant ă
ridicat ă; – să nu prezinte alunec ări de teren active; – tas ările s ă fie cât mai mici și s ă nu fie
diferen țiate; p ământurile s ă fie cât mai impermeabile; s ă fie p ământuri cât mai coezive; iar indice de
plasticitate cât mai ridicat, etc.
4. Hidrogeologic: s ă nu existe izvoare, s ă nu prezinte ap ă mineralizat ă cu poten țial de
exploatare, s ă nu fie amplasat depozitul peste pânza freatic ă unde alimentarea localit ăților se face
din acea pânz ă freatic ă, se recomand ă ca zona unde se amplaseaz ă depozitele s ă nu fie pe un teren
care are pânza freatic ă de suprafa ță.
Tab.III.1. Factori hidrologici
Factori Impact Atenuare
Sistem de debit Ape subterane contaminate Sistem de management al levigatului
Acvifer S ănătate public ă Surs ă alternativ ă de ap ă
5.Hidrologic: trebuie ca depozitul s ă nu fie în vecin ătatea unui curs de ap ă cu poten țial de
inundabilitate. La depozitele realizate cu diguri de contur amplasate în vecin ătatea cursurilor de ap ă,
principalele probleme sunt cele legate de stabilita tea depozitelor în condi țiile variabilit ății debitelor
de ap ă. Studiile hidrologice vor stabili debitele și nivelele minime și maxime ale râului la diferite
grade siguran ță , care vor folosi la stabilirea m ăsurilor antipoluante și de ap ărare împotriva
inunda țiilor. (Aumônier, S,1997).
În cadrul sistemului hidrologic este necesar a fi p recizate și urm ătoarele elemente: – Regimul
hidrologic; – Morfologia zonei; – Regimul viiturilo r;- Regimul debitelor și nivelelor; – Existen ța unor
lacuri de acumulare în zon ă; – Chimismul apelor;
6.Climatic: direc ția dominant ă a vântului ,vântul nu trebuie s ă bat ă dinspre depozit spre ora ș.
La proiectarea depozitelor se fac și studii climatice privind regimul temperaturilor și al
precipita țiile.
Tehnici de gestionare și depozitare a de șeurilor 2013
20
Tab.III.2. Factori climatici
Factori Impact Atenuarea
Precipita ții Producere de levigat
Producere de gaz
Probleme opera ționale
Zona de scurgere Acoperirea solului și opera țiuni progresive
Controlul gazului/sistem de recuperare
Func ționare/modific ări de proiectare
Drenaj și eroziuni controlate
Vânt Gunoi
Miros
Praf Plan de operare
Controlul gazului
Acoperire zilnic ă
7.Pedologice si agro-economice: se refer ă la utilizarea pentru depozite, a suprafe ței cu
poten țial agro-economic sc ăzut, a suprafe ței nefertile
8. Criterii economice: capacitate maxim ă de valorificare și exploatare a depozitului; distan țe
și costurile de transport a de șeurilor de la sursa de producere al lor la locul de depozitare; necesitatea
unor amenaj ări secundare pentru depozit (drumuri de acces, util it ăți).
9. P ământul netulburat din zona înconjur ătoare și de sub poten țialul amplasament va exercita
o influen ță puternic ă asupra poten țialul de circula ție a levigatului dincolo de grani țele
amplasamentului. P ământurile cu conductivitate hidraulic ă foarte sc ăzut ă (10 -7 cm/sec sau mai
pu țin) sunt de dorit, deoarece restrâng circula ție levigatului. P ământurile din jur sau de sub o ramp ă
de de șeu cu permeabilit ăți semnificativ mai mari, cum ar fi de 10 -7 m/sec sau mai mult, sunt
considerate cu o calitate sc ăzut ă.
10. Mineralogia terenului de fundare
Bariera natural ă geologic ă, precum și cea construit ă prin compactarea în straturi succesive a
materialelor, trebuie s ă fie constituit ă din p ământuri cu con ținut de argil ă, dup ă cum urmeaz ă:
– barier ă natural ă: con ținut de minimum 15% (mas ă) minerale argiloase cu d < 0,002 mm;
– barier ă construit ă: con ținut de minimum 20% (mas ă) minerale argiloase cu d < 0,002 mm.
Atât bariera natural ă, cât și cea construit ă, trebuie s ă aib ă un con ținut de maximum 40%
nisip și pietri ș cu diametrul particulelor cuprins între 0,06 și 63 mm.
Tehnici de gestionare și depozitare a de șeurilor 2013
21
Argila trebuie s ă con țin ă, în propor ție mai mare de 10%, minerale cu poten țial ridicat de
re ținere a particulelor poluante din levigat și cu capacitate mare de umflare (cum sunt mineralel e
smectice – illit, montmorillonit etc.).
11. Factori biologici
Toate amplasamentele ale depozitelor de de șeuri solide perturb ă mediul biologic. Evalu ări
pentru aceast ă categorie sunt bazate pe o chestiune de grad de pe rturbare și unicitatea resurselor.
Anumite tipuri de habitate sunt mai pu țin abundente decât altele, și amplasamentele care con țin
habitate naturale ar trebui s ă fie evaluate dup ă tabelul urm ător. De asemenea, amplasamentele care
sus țin specii unice de plante și animale ar putea fi evaluate cu punctaj mai mic d ecât amplasamentele
care nu au astfel de habitate. Rutele de migra ție importante, sunt valoroase resurse și acele
amplasamente situate în apropierea acestor rute ar trebui s ă fie evaluate cu punctaj mai mic. (Daniel
D.,1984).
Tab.III.3. Factori biologici de mediu
Factori Impact Atenuare
Habitat
Specii unice
Rute de migra ți Pierderea sau întreruperea Reamplasarea
Compensarea
Zone tampon
Criterii suplimentare pot fi: vizibilitatea amplasa mentului; accesul la amplasament;
asigurarea utilit ăților eferente depozitului.
Ca amplasament pentru depozitele controlate de de șeuri urbane pot fi utilizate: foste cariere
sau depresiuni naturale; zone de mla știni cu nivel redus de ap ă care nu pot fi amenajate pentru a fi
date circuitului lor natural, sau care nu au forme de via ță rare sau importante; zone care permit
dezvoltarea pe vertical ă cu în ălțimi mari pân ă la 50 m a depozitului construit; terenuri degradat e
total sau chiar poluate intens, a c ăror recuperare ecologic ă este foarte costisitoare și foarte greu de
realizat.
Nu sunt indicate amplasarea depozitelor controlate de de șeuri urm ătoarelor situa ții: zone din
apropierea surselor de ap ă potabil ă sau mineral ă cu poten țial de exploatare, a apelor de suprafa ță sau
subterane; zone de produc ție sanitar ă a apelor terapeutice; zone inundabile; zone poten țial turistic,
pentru recreere și/sau pentru s ănătate; zone care nu prezint ă garan ții pentru stabilitate (pante
instabile, cu pericol de alunec ări, etc.); zone în care nu se poate dispune de mate rial necesar pentru
acoperirea zilnic ă a depunerilor intermitente, pentru realizarea celu lei zilnice sau finale cu straturi
inerte;
Tehnici de gestionare și depozitare a de șeurilor 2013
22
Analiza amplasamentelor acceptate
– se define ște clasa de depozit care urmeaz ă s ă se realizeze;
– se identific ă și se inventariaz ă amplasamentele acceptate pentru construirea depozi tului;
– se analizeaz ă amplasamentele, în func ție de clasa de depozit și de tipurile de de șeuri ce vor
fi acceptate la depozitare, pe baza unei compara ții unde se va ține cont de mai multe criterii;
– amplasamentul considerat, în urma analizei, ca fi ind cel mai favorabil pentru realizarea
obiectivului propus trebuie evaluat din punct de ve dere ecologic în conformitate cu prevederile
legisla ției în vigoare prin întocmirea studiului de evaluar e a impactului asupra mediului și a
popula ției, dup ă care solicitantul va parcurge etapele obligatorii pentru ob ținerea acordului de
mediu;
– autoritatea competent ă analizeaz ă raportul privind impactul asupra mediului a solu ției
proiectate și stabile ște, dup ă consultarea publicului, amplasamentul optim, în fu nc ție de care se ia
decizia realiz ării obiectivului.
III.1.1. Condi ții fundamentale de amplasare
Condi țiile fundamentale care trebuiesc îndeplinite de amp lasamentul oric ărui depozit de
de șeuri menajere sunt urm ătoarele:
– Terenul s ă prezinte o structur ă geologic ă favorabil ă, cu straturi impermeabile la
suprafa ță , f ără falii sau forma țiuni carstice subterane;
– Nivelul apelor freatice s ă se afle la adâncime mai mare de 5 m fa ță de cota funda ției
depozitului, astfel încât influen ța depozitului asupra apei subterane s ă fie redus ă;
– Să se poat ă asigura scurgerea liber ă (gravita țional ă) a apelor meteorice care ajung la
suprafa ța depozitului;
– Sa nu necesite lucr ări de mare anvergur ă de terasamente și în acest sens, stratificarea
terenului și caracteristicile geotehnice s ă permit ă execu ția depozitului aproximativ 50% în rambleu
și 50% în debleu;
– Să nu fie traversate de conducte de ap ă potabil ă, de gaz, linii subterane de
electricitate și alte re țele de utilitate;
– Să se afle la distan țe mai mari decât cele minime admise prin legisla ție, fa ță de
așez ările umane din vecin ătate, de c ăi de comunica ții, etc.
– Să nu prezinte riscul a unor eventuale ruperi ale dep ozitului spre a șez ări umane,
lacuri, obiective economice, etc.;
– Să prezinte stabilitate referitoare la condi țiile pentru protec ția mediu;
– Terenul s ă nu prezinte risc de alunecare și s ă aib ă stabilitate la seism.
În urma analizei se stabile ște amplasamentul cel mai bun din toate punctele de vedere.
Acesta trebuie evaluat din punct de vedere ecologic , în conformitate cu prevederile legisla ției
na ționale și europene în vigoare, prin întocmirea studiului d e impact asupra mediului, dup ă care
solicitantul va parcurge etapele obligatorii pentru ob ținerea acordului de mediu.
Tehnici de gestionare și depozitare a de șeurilor 2013
23
Tab.III.4. Ierarhizarea grupurilor prioritare și caracteristicile de evaluare utilizate pentru
selectarea amplasamentului unui depozit de de șeuri (McBean E. et all, 1995)
Nr.
Crt. Grup prioritar Caracteristici de evaluat
1. Sănătate public ă,
factori de risc – Hidrogeologice;
– Hidrologice;
– Siguran ța traficului și asigurarea traficului.
2. Mediul natural – Biofizice;
– Agricole.
3. Mediul social – Impactul asupra popula ției;
– Facilit ăți publice;
– Praf, miros;
– Zgomot;
– Impact vizual;
– Compatibilitatea utiliz ării terenurilor.
4. Mediul cultural – Zone istorice,
– Zone arheologice.
5. Costul economic – Valoare monetara
III.1.2. Probleme geotehnice privind proiectarea și execu ția
depozitelor ecologice de de șeuri
Datorit ă rolului s ău, depozitul de de șeuri este privit ca o construc ție special ă pentru care
principalul aspect în proiectare îl constituie limi tarea sau chiar eliminarea polu ării mediului
înconjur ător cu diferi ți contaminan ți genera ți de descompunerea de șeurilor depozitate. Pentru o
func ționare corect ă și mai ales eficient ă a sistemelor de etan șare și drenaj de baza și de la suprafa ța
depozitului, elementele care rezolv ă acest aspect al polu ării dar și pentru asigurarea integrit ății
depozitului, acesta trebuie tratat ca structur ă geotehnic ă de mare importan ță .
Proiectarea depozitelor ecologice de de șeuri implic ă urm ătoarele mai multe aspecte:
transportul poluan ților prin p ământ, ap ă și aer; stabilitatea general ă și local ă a depozitului;
reutilizarea amplasamentului dup ă ce se încheie exploatarea și monitorizarea depozitului dup ă
închiderea lui (Daniel D1984)..
Tehnici de gestionare și depozitare a de șeurilor 2013
24
Fig. III.2. Principalele aspecte legate de proiecta rea unui depozit ecologic de de șeuri
Înainte de a se ini ția proiectarea este absolut necesar s ă se întocmeasc ă un raport specific
hidrologic și unul geotehnic, realizate în mai multe etape:
– explor ări de teren pentru a evalua în am ănunt condi țiile geologice și geotehnice de teren.
Aceste explor ări pot include in-situ de teren de cu monitorizare geofizic ă, cu foraj cu
carotaj continuu pentru prelevarea de probe tulbura te și netulburate și instalarea de pu țuri
de monitorizare a apei subterane.
– analiza în laborator a probelor de p ământ, este întocmit ă pentru a evalua propriet ățile
pământului în ingineria geotehnic ă.
– în cadrul analizelor de laborator este m ăsurat ă și permeabilitatea p ământurilor.
– analiza chimic ă apelor subterane și de suprafa ță, ofer ă date importante cu privire la
calitatea apei de fond.
– datele sunt compilate și analizate pentru a caracteriza amplasamentul stud iat din punct de
vedere geologic, geotehnic cât și hidrogeologic.
– se analizeaz ă și necesitatea de prelevare de date suplimentare.
În timpul explor ării de teren, probele de p ământ pot fi colectate printr-o varietate de metode.
Cât de reprezentativ este un e șantion depinde de tipul de p ământ, de metoda de prelevare cât și se
acurate țea prelev ării. În unele cazuri, pentru a face o evaluare core spunz ătoare este necesar ă
prelevarea unui num ăr cât mai mare de e șantioane. Evaluarea de teren nu se poate baza doar pe
colectarea de e șantioane, cât și pe observa ții f ăcute în timpul prelev ării, cum ar fi ac țiunile de foraj
și testele de penetrare.
Variabilitatea natural ă a unit ăților de p ământ poate afecta, de asemenea, cât de bine
reprezint ă o prob ă de p ământ condi țiile generale de teren. O variabilitatea mai mare a condi țiilor de
teren presupune recoltarea unui num ăr mai mare de probe, pentru a caracteriza în mod
corespunz ător un amplasament. Num ărul de explor ări și teste trebuie s ă fie în balan ță cu varia ția
natural ă o propriet ăților terenului, dar este necesar ă și o evaluare a costurilor aferente prospect ării.
Tehnici de gestionare și depozitare a de șeurilor 2013
25
III.1.2.1. Con ținutul de ap ă al p ământului
În aplica țiile de inginerie, con ținutul de ap ă este exprimat ca o varia ție procentual ă între
greutatea probei naturale și a probei uscate în etuv ă. Con ținutul de ap ă este important în evaluarea
caracteristicilor p ământului de manipulare (cum ar fi de compactare), î n special a p ământurilor cu
granula ție fin ă. Con ținutul de ap ă este, de asemenea, important în evaluarea gradului în care terenul
de fundare poate fi compactat într-o m ăsur ă specific ă.
În aplica țiile hidrogeologice, în cazul în care circula ția apei sau a levigatului prin teren este
în curs de evaluare, con ținutul de ap ă este adesea exprimat ca procent din volumul porilo r.
Volumetric ap ă con ținutul este important în evaluarea gradului de satu rare a p ământului și va
influen ța conductivitatea hidraulic ă (Giroud, J.P.,1995).
Compactarea terenului este un considerent important în proiectarea depozitelor de de șeuri, în
special pentru selectarea p ământului folosit ca și materiale utilizate ca garnituri de fund sau ca
acoperire final ă. Umiditatea și indicele porilor sunt stabilite în laborator, pe ntru a evalua gradul de
compactare caracteristic ale p ământului. În proiectele de depozitare a de șeurilor, p ământul este
adesea compactat pentru a reduce conductivitatea hi draulic ă a barierei naturale de impermeabilizare.
Conductivitatea hidraulic ă afecteaz ă modul în care se mi șcă de apa sau levigatul prin teren și
este una dintre cele mai importante propriet ăți ale p ământului atunci când este conceput ă o
impermeabilizare natural ă a depozitului de de șeuri.
Capacitatea de schimb cationic a p ământului și pH-ul afecteaz ă caracteristicile de atenuare
chimic ă a pământului. Capacitatea pe termen lung a p ământurilor, pentru a atenua contaminan ții din
levigat este adesea necunoscut ă, dar o compararea condi țiilor de teren între amplasamente poate fi
adesea f ăcut ă pentru a selecta un amplasament favorabil. De obic ei, pământurile care ofer ă o
conductivitatea hidraulic ă mic ă pân ă la moderat ă, con ținutul de argil ă este ridicat, capacitatea de
schimb cationic este mare și pH-ul relativ mare (> 6.0) sunt de preferat în de favoarea p ământurilor
cu conductivitate hidraulic ă de mare și valori sc ăzute ale capacit ății de schimb cationic sc ăzut și pH
sc ăzut.
Forajele realizate în timpul evalu ărilor hidrogeologice / geotehnice sunt de obicei co nvertite
în piezometre sau pu țuri de monitorizare. Aceste pu țuri sunt utilizate pentru a evalua apa subteran ă
direc țiile de curgere, pentru efectuarea de teste hidraul ice in-situ de conductivitate și de a ob ține
probe de ap ă. Piezometre și pu țuri de monitorizare constau dintr-o sec țiune ecran sau cu fante de
carcas ă (pentru a permite apelor subterane s ă intre în mod liber), ata șat la o carcas ă care se extinde
în sus la suprafa ța terenului. Un piezometru are un diametru mic (de obicei, mai pu țin de 2 inci), este
conceput în principal pentru ob ținerea de m ăsur ători hidraulice.
Datele colectate în timpul evalu ărilor hidrogeologice/geotehnice trebuie s ă fie interpretate
pentru a fi incluse într-un raport final de studiu. Datele de fundal din timpul alegerii
amplasamentului trebuie compilate și evaluate împreun ă cu datele de prospec țiune în teren pentru a
preg ăti o analiz ă final ă.
Tehnici de gestionare și depozitare a de șeurilor 2013
26
III.2. Organizarea depozit ării de șeurilor
Pentru exploatarea depozitului de de șeuri, volumul util al acestor depozite se împarte î n
compartimente, care la rândul lor sunt împ ărțite în celule cu acoperire zilnic ă sau periodic ă.
De șeurile m ărun țite, apoi sunt depozitate în straturi compactare de 1,5-2 m în ălțime, separate
între ele prin straturi intermediare de material in ert de 0,2-0,3 m care poate fi moloz sau un oricare
material mineral.
De șeurile sunt desc ărcate din autovehiculele de colectare și transport cât mai aproape de locul
de depozitare, dup ă care sunt împr ăș tiate și compactate cu ajutorul unor buldozere. Aceast ă
compactare poate avea loc zilnic sau la maxim 48 de ore. Cu buldozerul se realizeaz ă straturi de
grosime uniform ă, care vor fi acoperite cu materiale inerte (rezidu uri stradale, moloz etc.).
Suprafa ța unei celule trebuie s ă fie egal ă cu volumul de de șeuri colectat zilnic, în stare compactat ă
raportat la în ălțimea stratului ar ătat ă mai sus (Bold O.,2003).
Fig.III.3. Schema general ă a unui depozit de de șeuri
1- Etan șare de baz ă; 2- acoperire final ă; 3- corpul depozitului; 4- pu țuri pentru
colectarea biogazului; 5- re țele de colectare a biogazului; 6- șan țuri de garda;
7- sistem de drenare a levigatului
În scopul cre șterii capacit ății de depozitare de șeurile sunt compactate cu mijloace tradi ționale
(buldozere; sub greutatea proprie a utilajului) sau cu cilindri compactori "picior de oaie". În acest
ultim caz, compactarea se face în straturi de 0,8 m și asigur ă o densitate mai mare fa șă de metodele
tradi ționale de compactare. În general, prin compactare d ensitatea de șeurilor cre ște de la
aproximativ 400-600 kg/m 3 la aproximativ 850-1000 kg/m 3.
Avantajele compact ării de șeurilor în depozite sunt: cre șterea capacit ății utile a depozitului și
durata de utilizare a lui; favorizarea ferment ării aerobe a bacteriilor; evitarea r ăspândirii mu ștelor și
șobolanilor sau al altor d ăun ători, reducerea riscului de incendii prin explozii ale pungilor de gaz
Tehnici de gestionare și depozitare a de șeurilor 2013
27
acumulate în interiorul depozitului; diminuarea tas ărilor diferen țiate ulterioare; (Koerner R.M.
1993)
O alt ă metod ă este tocarea (m ărun țire) prealabil ă a de șeurilor înainte de a fi depozitate,
înso țit ă de o compactare u șoar ă în straturi cu vehiculele care în prealabil efectu eaz ă transportul și
depozitarea în depozit. Scopul metodei este s ă asigure o bun ă fermentare aerob ă. M ăcinarea nu
trebuie s ă fie foarte fin ă (conduce la reducerea exagerat ă a volumului porilor, ceea ce împiedic ă
aerarea) și nici foarte grosier ă (fermenta ția aerob ă nu se produce decât în frac țiile mici, cele mari
suferind o fermenta ție anaerob ă, cu degajare de gaze având miros nepl ăcut). Dimensiunea optim ă a
frac țiunilor m ărun țite este de 50 mm. Compactarea se face, în acest ca z, în straturi de 0.3-0.4 m,
maxim 0.5 m, care asigur ă o bun ă aerare a depozitului.
În cadrul acestei metode, nu mai este necesar ă acoperirea zilnic ă, îns ă trebuie totu și s ă se aib ă
în vedere evitarea satur ării porilor cu ap ă în urma ploilor, folosind în acest scop acoperiri u șoare.
De asemenea, este necesar s ă se evite trecerea peste straturile de de șeuri a unor utilaje grele care
pot s ă produc ă tas ări mari. Pentru a se evita tas ările excesive, depunerea de șeurilor se va face prin
părțile laterale ale spa țiului de depozitare.
Alte necesit ății
– împrejmuirea depozitelor cu garduri demontabile, ca re s ă limiteze suprafa ța pe care se face
depozitarea;
– administratorii depozitelor trebuie s ă asigure dotarea cu tractoare pe șenile cu lam ă de
buldozer în num ărul necesar pentru opera țiile de împr ăș tiere și compactare a de șeurilor;
– pentru exploatare depozitelor de de șeuri sunt necesare drumuri de acces corespunz ătoare și
cl ădiri anexe pentru exploatare care s ă fie dotate cu: cântar-bascul ă, remiz ă pentru utilaje, depozit
pentru scule, depozit de carburant, grup sanitar cu sp ălător, aparate și materiale de stingerea
poten țialelor incendii.
III.3. Execu ția și exploatarea modulat ă a depozitelor de de șeuri
Execu ția și exploatarea etapizat ă a depozitelor de de șeuri reprezint ă o modalitate de reducere a
costurilor. Pentru aceasta, execu ția modulelor se face e șalonat la intervale de timp func ție de
mărimea lor, în a șa fel încât în intervalul de timp aferent cât s ă se umple un modul se execut ă
modulul urm ător (Olinic E, 2010).
La construc ția unui modul intervin costuri fixe (ex: pentru uti lit ăți, pentru digul perimetral,
pentru colectorul de drenaj și sta ția de epurare a levigatului, pentru sta ția de valorificare sau ardere
a biogazului etc.) și cheltuieli variabile cu raportul între capacitate a depozitului și suprafa ța
impermeabiliz ării de la baza depozitului (costul s ăpăturii, al impermeabiliz ării de la baz ă și al
Tehnici de gestionare și depozitare a de șeurilor 2013
28
acoperirii depozitului, al sistemului de drenaj al levigatului, al sistemului de colectare și evacuare a
biogazului etc.).
Avantajele execu ției și exploat ării modulate sunt:
– cheltuielile totale de execu ție și exploatare a depozitului se reduc fa ță de cazul când
amenajarea lui s-ar face înc ă de la început la capacitatea lui maxim ă;
– ritmul de construc ție poate fi adaptat în e timp, în func ție de varia ția taxelor de colectare și
tratare a de șeurilor și a pre țurilor materialelor utilizate în construc ția lui (geomembrane, drenuri
etc.) și cu eventualele modific ări ale tehnologiilor de exploatare și valorificare a depozitului sau de
tratare a de șeurilor colectate, cât și cu modificarea cantit ății de de șeuri care intr ă în depozit; se
asigur ă mai bine condi țiile de calitate privind, în special, execu ția impermeabiliz ării de la baz ă.
III.3.1.Construc ții de celule și materiale învelitoare
Depozitarea de șeurilor ar trebui s ă fie f ăcut ă prin realizarea unor serii de celule cu acoperire
zilnic ă. În ălțimea unei celule ar trebui s ă fie executat ă în func ție de suprafa ța necesar ă de dispunere
în mod corespunz ător a cantit ății de de șeuri zilnic ă minimizând în acela și timp volumul necesar de
materiale de acoperire a celulelor.
Cerin ța de volum ale materialului de acoperire necesar, d epinde de suprafa ța de stratului de
de șeuri care urmeaz ă s ă fie acoperit și grosimea de material necesar pentru a îndeplini a numite
func ții. Configurarea celulei poate afecta foarte mult v olumul utilizat de material de acoperire.
Suprafa ța care urmeaz ă s ă fie acoperit ă trebuie s ă fie cât mai redus ă. În general, celula este p ătrat ă,
cu laturile înclinate cât s ă poat ă permite punerea ei în oper ă.
Volumul de material pentru acoperirea zilnic ă a celulei este, în general, aproximativ 15 la 30
la sut ă din volumul de șeurilor compactate, în func ție de anumi ți factori, cum ar fi în ălțimea celulei,
forma celulei și grosimea stratului de acoperire. Pentru scopuri d e proiectare, în cazul în care
informa ții specifice care nu sunt disponibile, o valoare de 25 la sut ă este adesea folosit ă. Aceast ă
valoare include acoperirea zilnic ă, cât și acoperirea final ă.
III.3.2.Determinarea volumului și durata de via ță a depozitului de de șeuri
Volumul necesar, a depozitului de de șeuri, pentru o anumit ă durat ă de exploatare, poate fi
calculat pe baza cantit ății de de șeuri solide estimat ă care urmeaz ă s ă fie generate pe toat ă durata lui
Tehnici de gestionare și depozitare a de șeurilor 2013
29
de via ță , densitatea ob ținut ă în urma compact ării de șeurilor, volumul de material de acoperire ce
urmeaz ă a fi utilizat pentru acoperirea zilnic ă și final ă a depozitului de de șeuri, etc.
III.4. Proceduri de acceptare a de șeurilor
La primirea de șeurilor operatorii depozitelor sunt obliga ți s ă respecte unele proceduri de
recep ție dup ă cum urmeaz ă (Bold O.,2003):
– verificarea documenta ției privind cantitatea și caracteristicile de șeurilor, originea și natura
lor, precum și cele privind identitatea produc ătorului de șeurilor;
– inspec ția vizual ă a de șeurilor la intrare și la punctul de depozitare și verificarea conformit ății
cu caracteristicile de șeurilor din documenta ția produc ătorului;
– păstrarea unui registru cu înregistr ări pentru de șeuri municipale privind cantit ăți,
caracteristici, originea, natura, data livr ării, identitatea produc ătorului și a colectorului. În cazul
depozitelor pentru de șeuri periculoase se mai înregistreaz ă și localizarea exact ă a acestora în
depozit. Pentru depozitele zonale sau municipale, d atele se introduc și pe suport informatic cum ar
fi baza de date.
III.5.Proceduri de control și urm ărire a depozitelor
III.5.1.Monitorizarea depozitelor de de șeuri
Operatorul depozitului este obligat s ă adopte un sistem de monitorizare a depozitului,
suportând costurile aferente. Procedurile utilizate în acest scop cuprind: a) automonitorizarea
tehnologic ă și b) automonitorizarea factorilor de mediu.
Tehnici de gestionare și depozitare a de șeurilor 2013
30
III.5.2.Automonitorizarea tehnologic ă
Automonitorizarea tehnologic ă se efectueaz ă în faza de execu ție, în faza de exploatare și dup ă
închiderea depozitului.
În faza de execu ție se urm ăre ște prevenirea defectelor de etan șare cum ar fi compactarea
deficitar ă a stratului de argil ă, a zonelor de goluri sau care prezint ă o permeabilitate mare în
straturile naturale, a defectelor materialelor geos intetice de etan șare, asigurarea stabilit ății
taluzurilor ș.a.
Dup ă închiderea depozitelor, se urm ăresc defectele sistemului de etan șare de la baz ă și de la
suprafa ță , infiltra ții excesive ale apelor provenite din precipita ții prin sistemul de acoperire,
stabilitatea taluzurilor și a corpului depozitului, tas ările excesive, infiltrarea de levigat în mediul
geologic ș.a.
Automonitorizarea tehnologic ă const ă în verificarea permanent ă a st ării și func țion ării a
construc țiilor anexe ale depozitului, respectiv: starea drum urilor de acces și a drumurilor din
incint ă, starea impermeabiliz ării de baz ă și suprafa ță a depozitului, func ționarea sistemelor de
drenaj și colectare a levigatului, comportarea digurilor și taluzurilor acestora, urm ărirea anual ă a
zonelor deja acoperite, func ționarea instala țiilor de epurare a apelor uzate, respectiv a leviga tului,
func ționarea instala țiilor de captare și ardere a biogazului rezultat de la fermentarea de șeurilor,
func ționarea instala țiilor de evacuare a apelor provenite din precipita ții, starea celorlalte utilaje și
echipamente din incint ă.
Aceast ă monitorizare are drept scop reducerea riscurilor d e accidente, cum ar fi incendiile și
exploziile, distrugerea sistemului de impermeabiliz are (etan șare), colmatarea sistemelor de drenaj
și tas ări inegale ale de șeurilor în corpul depozitelor (McBean E. ,1995)
III.5.3. Automonitorizarea factorilor de mediu
Procedurile de control și monitorizare se aplic ă în faza studiului fundament ării proiectului, în
faza de exploatare și în faza de post-închidere a depozitului. Scopul l or este de a garanta c ă
depozitul este realizat conformitate cu proiectului și sistemele de protec ție a mediului func ționeaz ă
în parametri perfec ți, c ă îndepline ște condi țiile prev ăzute legisla ția în vigoare, c ă de șeurile
acceptate la depozitare îndeplinesc criteriile ceru te pentru categoria în care este încadrat depozitul .
Sistemul de control al calit ății factorilor de mediu se aplic ă amplasamentelor viitoarelor
depozite, depozitelor în exploatare și depozitelor dup ă închidere și cuprinde.:
a) date meteorologice (de la sta ția cea mai apropiat ă sau prin monitorizarea depozitului)
referitoare la: cantitatea de precipita ții, temperatura minim ă și maxim ă, viteza și direc ția dominant ă
a vântului, evapotranspira ția și umiditatea atmosferic ă. În faza de exploatare aceste m ăsur ători se
efectueaz ă zilnic iar în faza de post-închidere se folosesc m edii lunare;
b) controlul apei de suprafa ță , al levigatului produs de descompunerea de șeurilor și al
gazului rezultat din depozit
Tehnici de gestionare și depozitare a de șeurilor 2013
31
c) controlul calit ății apei subterane se realizeaz ă prin foraje de control în cel pu țin trei
puncte, unul în amonte și dou ă în aval de depozit, pe direc ția de curgere, înaintea exploat ării a
depozitelor noi se preleveaz ă probe din cel pu țin trei puncte pentru a se stabili valorile de refe rin ță
pentru probele de ap ă prelevate ulterior. Indicatorii care sunt analiza ți în probele prelevate sunt
ale și pe baza calit ății apei freatice din zon ă și a compozi ției prognozate a levigatului. În programul
de prelevare se cere ca nivelul apei subterane s ă fie m ăsurat odat ă la fiecare jum ătate de an, atât în
faza de func ționare, cât și în cea de dup ă, iar a compozi ției apei subterane cu o frecven ță care este
evaluat ă în func ție de viteza de curgere. Alegerea corect ă a indicatorilor analiza ți și compozi ției
apelor subterane din zon ă asigur ă identificarea rapid ă a schimb ării calit ății apei. Pragurile de alert ă
se determin ă ținându-se seama de forma țiunile hidrogeologice specifice zonei pe care este
amplasat depozitul și de calitatea apei subterane.
d) urm ărirea topografiei depozitului care presupune m ăsur ători topografice
pentru a stabili suprafa ța ocupat ă de de șeuri, volumul și compozi ția de șeurilor, metode
de depozitare, tipul și durata depozit ării, calculul capacit ății remanente de depozitare,
precum și comportarea la tasare și urm ărirea nivelului de șeurilor în depozit.
Măsur ătorile se fac anual. Comportarea la tasare și nivelul depozitului se urm ăresc și în
faza post-închidere.
Fenomenele posibile în timpul exploat ării, dar și în faza de post-închidere care trebuie
monitorizate, legate de deforma ții excesive și/sau direc ții de curgere preferen țiale (fie în totalitate,
fie numai a unor compartimente) și de cedarea structural ă a depozitului.
III.6. Solu ții de etan șare a depozitelor de de șeuri
În vederea protec ției mediului geologic suport, hidrogeologic și atmosferic, baza, taluzurile
interioare ale digurilor de protec ție și acoperi șul depozitelor trebuie impermeabilizate. Solu țiile de
impermeabilizare se stabilesc de c ătre proiectan ți ținând seama de cerin țele H.G. nr. 349/2005
privind depozitarea de șeurilor și Normativului tehnic privind depozitarea de șeurilor. Un depozit
trebuie s ă fie amplasat și proiectat respectând condi țiile necesare pentru a preveni poluarea solului,
apei subterane și/sau de suprafa ță și s ă asigure o colectare eficient ă a levigatului generat de
descompunerea de șeurilor. Aceasta se realizeaz ă prin impermeabilizare a bazei depozitului în timpu l
fazei de exploatare/active printr-un strat mineral și prin utilizarea materialelor geosintetice și prin o
impermeabilizare superioar ă în cursul în faza de post-închidere.
Tehnici de gestionare și depozitare a de șeurilor 2013
32
Fig.III.4. Variant ă de impermeabilizare pentru depozitele de de șeuri municipale (Ordin 757/2004)
Sistemele de impermeabilizare a de șeurilor solide sunt proiectate pentru a preveni mi șcarea
poluan ților și poten țialilor d ăun ători dincolo de grani țele depozitului de de șeuri. Bariera de
impermeabilizare trebuie s ă ating ă urm ătoarele obiective:
• împiedicarea curgerii de levigat, având o permea bilitate foarte sc ăzut ă
• atenuare adsorb ției, schimbului ionic și alte reac ții ale poluan ților specifici.
Etan șarea simpl ă practicat ă în urm ă cu câ țiva ani, alc ătuit ă dintr-un strat mineral compactat,
a fost înlocuit ă cu sisteme de etan șare complexe, complexitatea sistemului fiind condi ționat ă de
natura și chimismul de șeurilor depozitate (Moore C.A. 1980).
De la suprafa ța pân ă în adâncimea sistemul de etan șare – drenaj de suprafa ță , se succed mai
multe straturi care trebuie s ă îndeplineasc ă anumite roluri:
– de redare mediului înconjur ător a terenului peste care s-a amenajat depozitul d e de șeuri;
– de drenare a apelor din meteorice;
– de impermeabilizare împotriva infiltr ării apelor provenite din precipita ții și a eliber ării
gazelor din corpul depozitului;
– de drenare și colectare a gazelor din corpul depozitului;
Exceptând straturile prezentate anterior, în func ție de materialele din care sunt realizate, apar
și straturi de protec ție sau separa ție.
În ceea ce prive ște componenta sistemului de etan șare de baz ă, în cazul depozitelor de
de șeuri periculoase și nepericuloase, este necesar ă utilizarea materialelor geosintetice cu rol de
etan șare – geomembran ă din polietilena de înalt ă densitate. Sub aceast ă barier ă artificial ă trebuie s ă
Tehnici de gestionare și depozitare a de șeurilor 2013
33
se g ăseasc ă o barier ă mineral ă natural ă sau construit ă cu grosime și caracteristici de permeabilitate
definite, dar și cu anumite caracteristici privind compozi ția granulometric ă: bariera natural ă va avea
con ținut de minimum 15% (mas ă) de minerale argiloase cu d<0.002 mm în timp ce pe ntru bariera
construit ă con ținutul minim este de 20%.
Nivelul pânzei freatice este obligatoriu s ă se g ăseasc ă cu minimum 1 m sub baza sistemului
de etan șare.
Înainte de proiectarea sistemelor de impermeabiliza re ale depozitelor de de șeuri se stabile ște
tipurile de de șeuri ce urmeaz ă a fi depozitate, cantitatea de de șeuri, etc. În proiectarea sistemelor de
etan șare se include detalii cum ar fi penetr ările de linie, considerentele de ancorare și aerisire de
baz ă, etc.
Alegerea unui material pentru impermeabilizare se b azeaz ă pe o gam ă larg ă de factori.
Principalii factori sunt enumera ți mai jos:
– tipul de șeurilor și compozi ția lor;
– durata de exploatare a depozitului de de șeuri;
– durata de via ța necesar ă a materialelor folosite pentru impermeabilizare du p ă închiderea
depozitului de de șeuri;
– tipul de p ământ al amplasamentului;
– hidrologie și hidrogeologie;
– factori de mediu semnificativi;
– scurgerea acceptabil ă a levigatului;
– permeabilitatea argilei compactate folosite pentru impermeabilizare;
– alegerea materialelor care pot fi compatibile;
– testul de compatibilitate între materiale folosite pentru impermeabilizare și proba de de șeu
ce urmeaz ă a fi depozitat;
– costul materialelor și a punerii lor în oper ă;
– filabilitatea materialelor la cus ături, lipiri, articula ții, etc. când sunt puse în oper ă.
O varietate de materiale de linie sunt disponibile pentru a fi utilizate în depozitele de de șeuri
și includ urm ătoarele: remodelarea natural ă a terenului; materiale amestecate (geocompozite, e tc.);
impermeabilizare sintetic ă; p ământuri cu conductivitate hidraulic ă sc ăzut ă; materiale cu absorb ției
chimic ă (Neag et al. 2001).
Pământurile remodelate utilizate pentru sistemele de impermeabilizare vor avea frac țiuni
semnificative de argil ă. Dac ă terenul natural este nesatisf ăcătoare, aceasta poate fi îmbun ătățit prin
ad ăugare de materiale diverse, cum ar fi bentonita. Be tonul asfaltic a fost folosit la etan șare, dar nu
este recomandat pentru depozitele de de șeuri. O alternativ ă la p ământuri naturale este
impermeabilizarea cu materiale sintetice compuse di n compu și din diferi ți polimeri, care trebuie s ă
fie utilizate cu un strat de p ământ cu permeabilitate sc ăzut ă.
Tehnici de gestionare și depozitare a de șeurilor 2013
34
III.6.1.Remodelarea natural ă a terenului
Utilizarea terenului natural ca o barier ă de etan șare pentru depozitele de de șeuri solide este o
practic ă comun ă. Aceste p ământuri au o permeabilitate redus ă și o mare capacitate de adsorb ție
pentru anumi ți contaminan ți. Aceste p ământuri pot exista uniform pe tot amplasamentul și un cu
grad mare de remodelare și recompactarea. Alte amplasamente nu au aceste p ământuri în mod
continuu ci sunt concentrat ă în o zon ă a depozitului de de șeuri, iar acestea nu sunt potrivite în starea
lor natural ă. Cu remodelare suplimentar ă și compactare, aceste p ământuri pot fi f ăcute
satisf ăcătoare. Atunci când la fa ța locului terenurile nu corespund cu un minim de cr iterii de
proiectare adecvate, p ământurile din amplasament pot fi remodelate și compactate pentru a forma o
bariera natural ă pentru etan șare depozitului de de șeuri . (Pásztai Z.A., 2007)
Coeficien ții de permeabilitate sunt factorii esen țiali în evaluarea comportamentului tipului
pământ, iar argilele sunt folosite ca materiale de im permeabilizare. Permeabilitatea este, un element
important în evaluarea propriet ăților pământului, având o cauza direct ă asupra împiedic ări curgerii
levigatului în subsolul geologic. Valoarea maxim ă de permeabilitate admisibil ă specificat ă de
standarde este de 10 -7cm/sec. Valorile recomandate pentru aceste teste su nt prezentate în tabelul
urm ător.
Tab. III.5. Caracteristici fizice ale p ământului recomandate
Procent de argil ă >50%
Umiditate admis ă 35% – 60%
Permeabilitate 10 -7 cm/s
Caracteristicile chimice ale p ământului, se determin ă în special pentru frac țiunea argiloas ă,
pentru a fi evaluat ă eficien ța în atenuarea poluan ților din levigat. Chimia argilei variaz ă în func ție de
tipul de minerale argiloase, care o formeaz ă. Cele trei minerale argiloase mai importante sunt illit,
caolinit și montmorillonit. Montmorillonitul are capacitatea cea mai mare de schimb cationic iar
caolinitul are cea mai mic ă capacitate de schimb. Este de preferat un p ământ cu un schimb cationic
mai mare, datorit ă capacit ății sale de atenuare a poluan ților mai mare. Cu toate acestea, nici un
pământ nu poate oferi o atenuare de 100%. Prin urmar e, în selectarea amplasamentului, sunt mai
importante propriet ățile sale fizice și mecanice.
O umiditate de peste valoarea optim ă impune limit ări opera ționale care restric ționeaz ă
utilizarea utilajelor. În acest caz, compactarea tr ebuie s ă fie realizat ă prin cre șterea num ărului de
treceri peste strat cu echipamente mai u șoare.
Tehnici de gestionare și depozitare a de șeurilor 2013
35
III.6.2.Bentonita
Bentonita este un p ământ argilos compus în principal din montmorillonit . Exist ă dou ă tipuri
de bentonit ă: bentonit ă de sodic ă și bentonit ă calcic ă. Bentonita de sodiu este preferat ă deoarece are
o capacitate de umflare în ap ă mai mare. Acesta este disponibil ă în comer ț sub form ă de pulbere
uscat ă sau materiale granulare, care poate fi u șor amestecat ă în p ământ. Bentonita este aplicat ă pe
pământ în straturi de obicei 4-6 cm grosime.( Haxo, e t al, 1982)
În starea natural ă, bentonita nu poate fi folosit ă la etan șarea depozitelor de de șeuri, datorit ă
atât a dificult ăților mari de punere în oper ă cât și datorit ă comportamentului extrem de precar în
raport cu apa și al varia țiilor de volum foarte mari la varia țiile de umiditate.
O practic ă r ăspândit ă în utilizarea bentonitei, o constituie realizarea de amestecuri de nisip cu
bentonit ă în anumite dozaje determinate experimental, care s ă asigure acel coeficient permeabilitate
necesar barierei minerale dar și un comportament mecanic bun.
Bentonita folosit ă ca sistem de impermeabilizare este supus ă la mecanismele de defectare
acelea și ca și sistemele de impermeabilizare natural ă. Bentonita sodic ă este deosebit de vulnerabil ă
la reac ții de schimb de ioni cu levigatul, care m ăre ște permeabilitate sa. Au fost dezvolta ți unii
aditivi comerciali pentru a reduce acestui impact.
III.6.3.Compu și asfaltici
Sistemele de impermeabilizare asfaltice includ beto n și asfalt hidraulic. Acest sistem de
impermeabilizare este un amestec controlat de asfal t fierbinte și agregate minerale, care se
compacteaz ă într-un strat dens. Permeabilit ăți mai mici de 10 -7cm/sec sunt realizate cu aceast ă
metod ă.
Permeabilit ățile variaz ă în func ție de compozi ția terenului și compactarea realizat ă. S-au
efectuat teste pe astfel de sisteme de impermeabili zare a depozitelor de de șeuri solide municipale la
o expunere de 56 de luni. Propriet ățile de impermeabilizare s-au schimbat în mod semnif icativ în
aceast ă perioad ă. S-a constatat modificarea permeabilit ății și robuste ții, ap ărând fisuri în stratul de
impermeabilizare. Pe termen mai lung de expunere ar continua s ă provoace schimb ări în
propriet ățile de etan șare care ar putea avea efecte negative asupra capac it ății de func ționare ca un
strat de barier ă. Pe baza acestor rezultate, utilizarea de impermea biliz ări asfaltice în depozite de
de șeuri solide, nu este recomandat ă. (Haxo, et al, 1982)
III.6.4.Cimentul
Cimentul folosit ca barier ă de impermeabilizare este un amestec de ciment Port land, ap ă și
agregate. Permeabilitatea acestui material variaz ă în func ție de compozi ția p ământurilor.
Pământurile cu granula ție fin ă confer ă acestui material permeabilit ăți mai mici, sunt posibile
permeabilit ăți de 10 -6 cm/sec.
Tehnici de gestionare și depozitare a de șeurilor 2013
36
În urma studiilor s-a observat ca a p ăstrat permeabilitatea sa redus ă și de înalt ă rezisten ță. Cu
toate acestea, acest ciment poate dezvolta fisuri p e zone întinse la baza depozitelor de de șeuri solide.
Sistemul de impermeabilizare cu ciment este nepotri vit pentru depozitele de de șeuri solide. (Haxo,
et al, 1982)
III.6.5.Materiale argiloase
Aici sunt analizate p ământurile argiloase care îndeplinesc condi țiile de permeabilitate cerute
de legisla ția na țional ă cât și de cea european ă pentru terenul unde este amplasat un depozit de
de șeuri, coeficientul de permeabilitate recomandat fii nd de 10 −9m/s. În Anexa 2 din STAS 1913/6-
76 sunt ar ătate valori orientative ale coeficientului de perme abilitate în func ție de tipul p ământului,
valori mai mici de 10 -9 m/s putând înregistra, de anumite p ământuri cum ar fi, argila gras ă, argil ă,
argil ă nisipoas ă, argil ă pr ăfoas ă, praful argilos sau chiar loessul sau praful nisip os.
Prin compactare se urm ăre ște îmbun ătățirea caracteristicilor fizice, mecanice și hidraulice ale
terenului. În cazul depozitelor de de șeuri principala caracteristic ă care se dore ște a fi îmbun ătățit ă
fiind coeficientul de permeabilitate. În foarte mul te lucr ări de specialitate s-au eviden țiat reduceri ale
coeficientului de permeabilitate, cu unul sau chiar dou ă ordine de m ărime, ob ținându-se valori de
ordinul a 10 -9÷10 -11 m/s.
Fig. III.5. Depozit de de șeuri impermeabilizat cu argil ă
Tehnici de gestionare și depozitare a de șeurilor 2013
37
III.6.6.Amestecuri de p ământ
Pentru îmbun ătățirea caracteristicilor coeficientului de permeabili tate, ale unui strat mineral se
poate apela la o tehnologie de amestecare a acestui a cu un material cu permeabilitate redus ă și care
are o granula ție foarte fin ă.
Prin amestecarea p ământului cu ciment, tehnologie utilizat ă în special pentru îmbun ătățirea
calit ăților terenului de fundare al construc țiilor rutiere, se ob ține o mai bun ă stabilizare a p ământului
și o cre ștere a rezisten ței la tasare și o reducere a permeabilit ății. Ca o solu ție alternativ ă la bariera
mineral ă natural ă a sistemului de impermeabilizare de baz ă a unui depozit de de șeuri, se apeleaz ă la
realizarea amestecurilor a p ământului cu ciment atunci când terenul natural nu p rezint ă o
permeabilitate corespunz ătoare cu cea din proiect și în plus are caracteristici mecanice care nu îl
claseaz ă ca fiind un teren bun de fundare. În general se ur m ăre ște ob ținerea unui coeficient de
permeabilitate sub valoarea de 10 -9 m/s, impus ă atât de legisla ția na țional ă cât și cât și de cea
european ă pentru bariera mineral ă.
Prin efectuarea de teste de laborator, mai mul ți speciali ști au emis o serie de corela ții între
permeabilitate și caracteristicile fizice ale p ământului. Ernest Olinic (2010) descrie caracteristi cile
minime ale unui material cu un coeficient de permea bilitate mai mic decât 10 -9 m/s (Tab III.6).
Tab.III.6. Caracteristici minime ale unui material cu k = 10 -9 m/s (Olinic E,2010)
Procentajul de particule cu
diametrul, d ≤µm ≥20 ÷30 %
Indicele de plasticitate, I p (%) ≥7÷10 %
Procentajul de particule cu
diametrul, 75 µm ≤d≤4.76 mm ≤30 %
Dimensiunea maxim ă a
particulelor solide 25 ÷50 mm
Prin amestecare cu ciment, p ământul poate ajunge la un coeficient de permeabilit ate foarte
mic (în func ție de cantitatea de ciment folosit ă și de natura terenului) dar, datorit ă reducerii
plasticit ății acestuia, este favorizat ă apari ția de fisuri.
Uneori natura p ământurilor disponibile în amplasament sau în vecin ătatea acestuia nu
corespunde cerin țelor pentru execu ția depozitului și este necesar ă, fie aducerea de p ământ de la
distan țe mari, fie îmbun ătățirea terenului disponibil prin amestec.
În ceea ce prive ște bariera mineral ă construit ă, amestecurile de p ământ pot fi folosite pentru:
– reducerea permeabilit ății, în cazul unor terenuri care au permeabilitate m are sau foarte
mare, prin adaos de material cu o permeabilitate fo arte sc ăzut ă (bentonit ă, argil ă gras ă);
– îmbun ătățirea caracteristicilor mecanice și fizice și reducerea activit ății generate de
prezen ța apei, în cazul p ământurilor cu plasticitate foarte mare, prin adaos de material granular sau
material stabilizator tip var, ciment, r ăș ini, etc.
Tehnici de gestionare și depozitare a de șeurilor 2013
38
III.6.7.Utilizarea loessului ca barier ă mineral ă
Utiliz ării loessului ca barier ă mineral ă construit ă a pornit de la faptul c ă acest material este
mult mai u șor excavabil și compactabil fa ță de p ământurile argiloase. O alt ă caracteristic ă a lui care
favorizeaz ă utilizarea lui ca barier ă mineral ă pentru etan șare o constituie faptul c ă acest material
înregistreaz ă varia ții reduse sau chiar nule de volum la varia ții de umiditate.
În stare natural ă, un material loessoid prezint ă un coeficient de permeabilitate destul de mare,
raportat la valorile unei bariere minerale, de ordi nul a 10 -5…10 -7 m/s. În plus, saturarea acestui
material conduce la tas ări foarte mari. Cum infiltra țiile de levigat din depozitele ecologice de de șeuri
în p ământ sunt locale, în zone cu defecte în geomembrane , aceste tas ări se vor înregistra local si vor
genera tensiuni în materialele geosintetice, care p ot duce la degradarea acestora ( Tatsuoka, F., 2008) .
În practica curent ă, dup ă determinarea parametrilor optimi de compactare, pr oiectantul
solicit ă un grad de compactare minim care trebuie asigurat de perna mineral ă utilizat ă la etan șare.
Acest grad de compactare corespunde unei porozit ăți maxime pentru care prezint ă interes în
cunoa șterea caracteristicilor mecanice și a unui coeficient de permeabilitate și implicit asigurarea ca
aceste caracteristici ofer ă ansamblului deformabilit ăți reduse, stabilitate la alunecare și debit redus
de levigat infiltrat în p ământ respectiv în pânza freatic ă.
III.6.8.Materiale geosintetice cu rol de etan șare
Dintre materialele geosintetice cu rol de etan șare la ora actual ă sunt utilizate trei tipuri:
geomembranele, geocompozitele bentonitice și geotextilele.
Geomembranele au fost primele materiale geosintetic e cu rol de impermeabilizare care au
ap ărut și prezint ă cea mai larg ă dezvoltare și utilizare. Normele na ționale și cele ale comisiei
europene indic ă prezen ța obligatorie a unei geomembrane în componen ța sistemelor de etan șare de
baza și de suprafa ța a depozitelor de de șeuri (Olinic E., 2010).
Geocompozitele bentonitice au o dezvoltare recent ă și sunt în cea mai mare m ăsur ă utilizate
ca alternativ ă la bariera mineral ă natural ă, acolo unde p ământul pe care este amplasat depozitul nu
este alc ătuit dintr-un material care s ă îndeplineasc ă condi țiile impuse de legisla ția na țional ă sau
interna țional ă privind permeabilitatea și grosimea acestuia. Rolul de etan șare este în general asigurat
de bentonit ă aplicat ă pe un geosintetic cu rol de suport, de regul ă, un geotextil.
Geotextilul este utilizat în cazul în care func ția de etan șare a unui depozit este îndeplinit ă de
asfalt in compozi ția căruia este preponderent bitum, geocompozitul ob ținut numindu-se geotextil
impregnat cu asfalt lichid. Rolul geotextilului est e unul de strat suport, în acela și timp asigurând și o
continuitate a materialului ob ținut dar și rezisten ța la solicit ări mecanice. Aceast ă solu ție tehnic ă are
o destul de larg ă dezvoltare în zonele cu climat rece unde se compor t ă foarte bine în raport cu un
material argilos, fie el și un geocompozit bentonitic.
III.6.8.1.Geocompozitele bentonitice
Geocompozitul bentonitic este definit în „Normativu l pentru utilizarea materialelor
geosintetice la lucr ările de construc ții” (NP 075-02) ca produs prefabricat care asociaz ă bentonita, cu
materialele geosintetice, formând o bariera etan șă și eficace, printr-un material u șor de pus în oper ă,
omogen și rezistent la poansonare.
Tehnici de gestionare și depozitare a de șeurilor 2013
39
Func ția de etan șare a geocompozitelor bentonitice este, îndeplinit ă de bentonit ă, materialul
geosintetic cu care este asociat ă îndeplinind practice rolul de suport si protec ție.
Primul produs de etan șare pe baza de bentonit ă a fost realizat din panouri de carton ondulat
în pliurile c ărora era introdus ă bentonita, în timp ce predecesorul geocompozitelor a fost ob ținut prin
așternerea unui geotextil, peste care s-a pres ărat bentonit ă și a fost acoperit cu un al doilea geotextil
care are rol de protec ție.
Aceste geocompozite se împart în doua categorii dup ă modul de asociere al bentonitei cu
materialele geosintetice:
1. bentonita este dispus ă între dou ă geotextile
2. bentonita este asociat ă cu o geomembran ă;
În cazul geocompozitului bentonitic în care bentoni ta este dispus ă între dou ă geotextile
func ția de etan șare este îndeplinit ă de bentonit ă, rolul geotextilelor fiind de protec ție împotriva
solicit ărilor mecanice, uniformizare și uneori de container pentru bentonit ă. Atât geotextilul superior
cât și cel inferior pot fi țesute sau ne țesute, acestea fiind asamblate prin lipire, inter țesere sau
coasere.
Geocompozitele bentonitice cu configura ția geomembran ă – bentonit ă, au stratul de
bentonit ă lipit prin intermediul unui adeziv solubil în ap ă. În acest mod sunt p ăstrate propriet ățile
geomembranei, care perforat ă și-ar fi pierdut rolul de etan șare. În cazul acestui geocompozit
bentonita are rol de bariera doar în cazul unei eve ntuale defec țiuni a geomembranei. Aceasta este din
polietilena de joasa densitate sau înalta densitate , ultima fiind disponibil ă atât în varianta lis ă cât si
texturat ă.
Fig. III.6. Tipuri de geocompozite bentonitice (Oli nic E., 2010)
Exista și alte tipuri de geocompozite bentonitice cu o r ăspândire mai redus ă, care sunt
ob ținute prin procese tehnologice de realizare asem ănătoare cu cele prezentate anterior. Bentonita
pres ărat ă în ochiurile unei geore țele sudat ă termic între doua geotextile sau în golurile unei
geomembrane cu crampoane peste care este dispus un geotextil, sunt exemple de geocompozite care
asigura o mai buna uniformizare a bentonitei și sub ac țiunea unor solicit ări normale locale.
Tehnici de gestionare și depozitare a de șeurilor 2013
40
Bentonita se afla sub forma de pudr ă sau granule, în stare nehidratat ă sau par țial hidratat ă și
este în general sodic ă (cationul existent între foi țe este sodiu), dar poate fi și calcic ă (cu cationi de
calciu).
III.6.8.2.Geomembranele
III.6.8.1.No țiuni generale
Geomembranele sunt materiale geosintetice produse s ub forma de folii sub țiri din polimeri
organici sintetici și sunt utilizate exclusiv pentru func ția de etan șare la depozite de de șeuri,
rezervoare, lacuri artificiale, canale de iriga ții, etc. Sunt folosite de peste 60 de ani și, la ora actual ă,
reprezint ă un element obligatoriu în sistemele de etan șare ale depozitelor de de șeuri.
Fig. II.7. Depozit de de șeuri impermeabilizat cu geomembrane
Tehnici de gestionare și depozitare a de șeurilor 2013
41
În func ție de durata de via ță a geomembranelor și de raportul cost-eficien ță, în compara ție
cu alte metode alternative de impermeabilizare, sun t în prezent, principalele materiale utilizate în
proiectarea și execu ția depozitelor de de șeuri. Datorit ă rezisten ței lor la atacul chimic și temperatura
sc ăzut ă de tranzi ție vitroas ă , la – 50 °C, geomembranele au fost cele mai util izate pe scar ă larg ă în
impermeabilizarea depozitelor de de șeuri. Preocup ările principale de utilizare a acestora sunt
propriet ățile lor fizice, mecanice și compatibilitatea chimic ă cu condi țiile amplasamentului și cu a
materialelor adiacente. Supunerea lor la un stres m ai mic cum ar fi temperaturi mai sc ăzute și
agen ți de oxidare mai pu țini, m ăre ște durata lor de via ță. Durata de via ță este foarte dependent ă de
temperatur ă. S-a constatat c ă geomembrana HDPE are o durat ă de via ță ce poate varia între 67.3-
83.3 ani.
Polimerii din geosintetice sunt supu și degrad ării și prin urmare, durata lor de via ță depinde
de r ășinile lor constitutive și aditivi, precum și de condi țiile de mediu cu care vin în contact.
Polimerii sunt molecule cu lan ț lung construite prin ad ăugarea (polimerizarea) repetitiv ă de
molecule mici, numite monomeri. Lan țurile de polimeri sunt legate între ele prin interm olecule slab
interac ționate, și vor r ămâne intacte, atâta timp cât stresul fizic sau chim ic aplicat este mai mic decât
interac țiunea inter-lan ț. Chimia polimerilor este guvernat ă de legile organico-chimice și este direct
legat ă de tipurile de grup ări moleculare dea lungul lan țurilor sale. Formulele comune ale
geosinteticelor sunt prezentate în tabelul urm ător. Polimerii degrada ți sunt cauza ți de ac țiuni, cum
ar fi oxidarea, temperatura, radia ții UV, atacul chimic, solicit ări mecanice, precum și activitatea
microbiologic ă În general, via ță se scurteaz ă accentuat la expunerea la agen ți de oxidare,
temperaturi mai mari și expunerea mai mare la radia ții ultraviolete. Durata de via ță a geosinteticelor
se extinde de obicei prin ad ăugarea de antioxidan ți sau de stabilizatori UV.
Tabel III.7.Formulele aproximative de geomembrane c omune (Koerner, 2004)
Tip de polimer R ăș in ă Varia ția de
aditiv Carbon negru/
pigment Umplere Plastifiant
Polietilen ă / poliester / polistiren 97% 0,5 – 1 % 2 -3% 0 0
Polipropilena 96% 1 – 2% 2 – 3% 0 0
Policlorur ă de vinil (neplastifiat) 80% 2 -3% 5 – 10% 10% 0
Policlorur ă de vinil (plastifiat) 35% 2 – 3% 5 – 10% 25% 30%
Atunci când sunt expuse la c ăldur ă, se sub țiaz ă segmentele interne de lan țuri de polimeri și
tind s ă se reorganizeze în șiși pentru a ob ține o stare cristalin ă mai stabil ă. Cristalinitatea crescut ă
afecteaz ă propriet ățile și rezult ă o rigiditate crescut ă și reducerea elasticit ății (Kay et all., 2004).
Polimerii pot rezista la expunerea la solven ți, în cazul în care leg ăturile dintre inter-lan țuri
sunt mai puternice decât interac țiunea solventului cu polimerii. Fazele amorfe sunt de obicei mai
vulnerabile la penetrarea solventului decât fazele cristaline. Datorit ă acestui fapt, geomembranele
HDPE sunt mai rezistente la atacul de solven ți decât geomembranele liniare, polietilene de densi tate
sc ăzut ă.
Tehnici de gestionare și depozitare a de șeurilor 2013
42
Geosintetice de polietilen ă sunt foarte rezistente la substan țe chimice și nu se deterioreaz ă cu
ușurin ță atunci când sunt expuse la agen ți alcalini și acizi (cu excep ția oxidan ților acizi), solu ții
saline sau microbi, deoarece acestea sunt de natu r ă nepolar ă. Datorit ă rezisten ței lor la atacul
agen ților chimici și temperatur ă sc ăzut ă de tranzi ție vitroas ă de -50 oC, geosinteticele de polietilen ă
au fost cele mai utilizate pe scar ă larg ă în depozitele de de șeuri. Temperatura de tranzi ție vitroas ă a
polipropilenei este de obicei în jur de -10 oC. Geomembranele de polipropilen ă sunt în general mai
rezistente la fluaj și relaxare, oboseal ă și la temperaturi mai ridicate.
Considerente tehnice cheie pentru instalarea cu suc ces a unei geomembrane:
• Necesitatea de a lua în considerare cracarea la str esul de mediu sau la procesul de degradare.
Geomembranele HDPE sunt mai rezistenta la expunerea la substan țe chimice.
• Trebuie s ă se asigure c ă geomembranele selectate îndeplinesc cerin țele de rezisten ță la
trac țiune necesar ă, rezistenta la poansonare și de rezisten ță la rupere.
• Trebuie s ă se asigure c ă propriet ățile de interfa ță sunt compatibile cu materialele adiacente și
înc ărc ări anticipate. Interfa ța dintre doua materiale poate provoca probleme. Tre buie s ă fie
luate în considerare c ăderi termice induse, mai ales în cazul în care mate rialele vor fi expuse
direct la fluctua țiile termice pe termen lung (de exemplu, în sisteme de acoperire). Unul
dintre elementele esen țiale care trebuie considerat este coeficientul de d ilatare termic ă a
materialelor adiacente .
• Transportul, manipularea și depozitarea trebuie efectuate cu grij ă pentru a preveni
deteriorarea geomembranelor. Produsele deteriorate ar trebui s ă fie eliminate.
• Geomembranele trebuie s ă fie compatibile chimic cu levigatul sau biogazul c u care vor veni
în contact. Materialele selectate ar trebui s ă fie evaluate pentru expunerea la solvent și la alte
solicit ări mecanice sau chimice, mai ales dac ă expunerea este frecvent ă și (de exemplu,
geomembranele din depozitul de de șeuri vor fi expuse la un cocktail de compu și chimici).
Informa țiile generale și tabelele directoare privind compatibilitatea chim ic ă a
geomembranelor sunt disponibile de la produc ătorii de geosintetice sau în literatura de
specialitate. De exemplu, HDPE reac ționeaz ă de obicei satisf ăcător pân ă la 60 oC când este
expus la 10% HCl, 35% HCl, 10% H 2SO 4, 50% H 2SO 4, și cianura de sodiu . Cu toate
acestea, hidrocarburile de halogen pot afecta grav propriet ățile polietilenei.(Rowe, R.K.
1998)
• Geomembranele sunt de obicei instalate de firme spe cializate. Amplasamentul trebuie s ă fie
preg ătit pentru a preveni poansonarea lor. Ridurile din geomembranele instalate trebuie s ă fie
reduse la minimum (cel mai bine prevenite), deoarec e ridurile induc tensiuni interne care pot
reduce durata de via ță a geomembranei. Geomembrana ar putea fi acoperit ă pe deasupra cu
un geotextil cu rol de protec ție (Bonaparte at al.,1994).
Factorii majori de luat în considerare în alegerea geomembranei: rezisten ță la intemperii;
compatibilitatea cu p ământul; rezisten ță la atacuri chimice; compatibilitate cu de șeurile depozitate.
Așezarea geomembranei ca și sistem de impermeabilizare are loc în timpul cons truc ției
depozitului de de șeuri. Geomembrana este supus ă ac țiunii razelor ultraviolete și varia ției de
Tehnici de gestionare și depozitare a de șeurilor 2013
43
temperatur ă, care pot provoca degradarea ei. La selectarea de geomembranei, se ține cont de tipul
de material folosit, pentru a rezista la ac țiunea acestor factori de mediu.
Componentele din sol care pot degrada impermeabiliz area geomembranei sunt: oxizi ai
metalelor; compu și clorhidrici; compu și sulfurici; compu și organici; pH acid; compu și cu produse
petroliere deversate de om. În cazul în care în amp lasament p ământurile con țin ace ști compu și, la
niveluri anormate sau sunt foarte acide (pH <5) ar trebui îndepărtate sau acoperite.
Geomembranele rezistente la aceste efecte ar putea fi, de asemenea, utilizate.
Rezisten ța biologic ă este important ă în aplicarea geomembranelor la execu ția depozitele de
de șeuri. Degradarea principal ă va fi probabil rezultat ă din atacuri microbiene. Alte probleme
biologice pot include insectele, roz ătoarele și plante ale c ăror activit ăți pot provoca rupturi ale
geomembranei. Propriet ățile fizice a unei geomembrane trebuie s ă fie urm ătoarele: rezisten ță
adecvat ă la trac țiune; rezisten ță la perforare; grosime adecvat ă; propriet ăți adecvate de alungire;
rezisten ță adecvat ă la cus ătur ă; permeabilitate sc ăzut ă.
Selec ția geomembranei în func ție de permeabilitatea nu este o problem ă deoarece aceasta poate
fi considerat ă practic impermeabil ă. O valoare sugerat ă este de 10 -11 cm / sec. Principala preocupare
a impermeabiliz ării cu geomembran ă este dac ă aceasta poate men ține o valoare sc ăzut ă
permeabilit ății pe toata durata de via ță a depozitului de de șeuri. Permeabilitatea poate cre ște din
cauza unei rupturi sau degrad ări a geomembranei.
Grosimea minim ă necesar ă pentru geomembran ă este de 5 mm. Geomembranele groase sunt
mai puternice și mai rezistente la degradare chimic ă, dar, de asemenea, mult mai costisitoare.
Deciziile de a utiliza geomembrane mai groase decât minimul necesar, se va face pe anumite criterii,
în func ție de propriet ățile amplasamentului, de la un caz la altul.
Densitatea (STAS 5886-68) – polimerului utilizat da r și a aditivilor ad ăuga ți dicteaz ă masa pe
unitatea de suprafa ță a geomembranelor. Polietilena are densitate cupri ns ă între 0,9 si 0,97 g/cm 3 și
se împarte în patru tipuri dup ă cum sunt ar ătate în tabelul urm ător
Tab.III.8. Clasificarea polietilenei dup ă densitate
Tip de polietilena Densitatea (g/cm 3)
polietilena de înalta densitate (HDPE) 0,941 ÷ 0,965
polietilena de medie densitate (MDPE) 0,926 ÷ 0,940
polietilena de joasa densitate (LDPE) 0,910 ÷ 0,925
polietilena de foarte joasa densitate(VLDPE) 0,900 ÷ 0,909
Tehnici de gestionare și depozitare a de șeurilor 2013
44
Rezisten ța poate fi majorat ă la o geomembran ă sub țire prin ad ăugarea unui geotextil. Cu toate
acestea, datorit ă cerin țelor minime de grosime, un material cu o grosime ma i mic ă de 50 mm ar fi
inacceptabil pentru o impermeabilizare a unui depoz it de de șeuri.
Rezisten ța la întindere– este o caracteristic ă foarte important ă a geomembranelor, care intervine
în cazul dispunerii acestora pe taluz, în amplasame nte în care se estimeaz ă tas ări semnificative (ex:
acoperire de suprafa ță ), etc. rezisten ța la rupere; elonga ția la rupere; rezisten ța la limita de curgere;
elonga ția la limita de curgere; modulul de deforma ție (definit ca panta dreptei ini țiale din curba efort-
deforma ție).
Rezisten ța la sfâ șiere(STAS 6127-87) – este important ă în special în faza de construc ție în
care pot sa apar ă solicit ări (ex: din vânt) care s ă supun ă geomembrana la astfel de eforturi.
Rezisten ța la poansonare– simuleaz ă comportamentul geomembranelor în contact cu
materiale granulare și d ă indica ții asupra sistemului de protec ție alc ătuit în general dintr-un
geotextil.
Rezisten ța la forfecare la interfa ța – Valorile parametrilor rezisten ței la forfecare pe interfa ță ,
unghiul de frecare și adeziunea , sunt ob ținute prin încerc ări de laborator, în condi țiile specifice
amplasamentului, în aparatul de forfecare direct ă.
Adeziunea variaz ă în jurul a 10÷30 kPa și înregistreaz ă valori maxime în variant ă
geomembrana texturat ă – nisip ajungând pân ă la valori de 80 ÷ 90 kPa. În general, adeziunea es te
neglijat ă în calcule, fiind o ipotez ă defavorabil ă. Pentru a utiliza o valoare a adeziunii trebuie av ut ă o
justificare fizic ă clar ă, ca de exemplu în cazul geomembranelor rugoase.
Cus ătura este foarte important ă, deoarece este adesea veriga slab ă pentru impermeabilizarea cu
geomembran ă. Selectarea unui strat trebuie s ă includ ă luarea în considerare a tehnicilor de prindere.
Compatibilitatea materialelor din membran ă cu levigatul generat de depozitul de de șeuri solide
este înc ă în curs de investigare. Astfel de teste, pentru a fi reprezentative trebuie s ă fie în mod
necesar pe termen lung. Unele rezultate au fost ob ținute din ample studii de laborator și de teren.
Pentru proiectarea unei impermeabiliz ări alternative, linie terenului pe care este plasat ă
geomembrana trebuie s ă îndeplineasc ă cerin țele privind grosimea și permeabilitatea. În plus, linia de
la suprafa ța terenului trebuie s ă fie preg ătit ă cu grij ă pentru a preveni eventuale rupturi ale
geomembranei.
În punerea în oper ă a geomembranelor, o problem ă destul de important ă o reprezint ă îmbinarea
lor. Îmbinarea foilor de geomembran ă folosite în sistemele de etan șare este impus ă de urm ătoarele
considerente:
– Dimensiunile la care sunt livrate, respectiv ă lățimi de maximum 10.5 m și lungimi de
maximum 150 – 200m;
– Formele variate ale suprafe ței de etan șare, necesitând clinuri și col țuri la schimb ările de
direc ție sau de nivel;
– Tehnologia de execu ție care impune realizarea unor rosturi de lucru
Tehnici de gestionare și depozitare a de șeurilor 2013
45
– Existen ța unor puncte de trecere obligate prin etan șare pentru sistemele de drenaj a
levigatului și/sau gazelor, racorduri cu diverse construc ții.
– Deterior ări inerente la punerea în oper ă, când folia a fost sfâ șiat ă sau str ăpuns ă și este nevoie
de repara ții.
Îmbinarea foilor constituie principala zon ă sensibil ă a unei etan șă ri, de aceea trebuie acordat ă o
aten ție deosebit ă acestui aspect.
Procedeul de îmbinare a geomembranelor depinde de n atura produsului, de disponibilitatea unei
tehnologii și a aparaturii aferente, de fiabilitatea necesar ă, de condi țiile de șantier.(Tab.II.10)
Procesul tehnologic de îmbinare presupune un aport extern de energie de natur ă termic ă sau
chimic ă, ce reorganizeaz ă temporar structura polimeric ă a geomembranelor ce vin în contact.
Tab. III.9. Procedee de îmbinare a geomembranelor
Rezultatul se apreciaz ă într-o prim ă etap ă prin rezisten ța mecanic ă a îmbin ării.
Pe șantiere se utilizeaz ă dou ă tipuri principale de procedee, pe baz ă de procese termice sau
procese de dizolvare.
Tehnici de gestionare și depozitare a de șeurilor 2013
46
Fig. III. 8. Metode de realizare a îmbin ărilor a geomembranelor
III.6.8.2.Ced ări ale geomembranei
La diferite loca ții, pe pantele laterale ale mai multor depozite, c ăptu șelile de geomembran ă
au suferit fisuri severe în timpul de vreme foarte rece de -30 °C. Fig. II.10. O fisura central ă, cu o
larg ă deschise se produce datorit ă contrac ției geomembranei, rezultat ă din temperaturi sc ăzute. Pe
ambele p ărți ale fisurii centrale, geomembrana este distrus ă.
Tehnici de gestionare și depozitare a de șeurilor 2013
47
Fig.III.9. Ruperea geomembranei datorit ă contrac ției geomembranei, rezultat ă din
temperatur ă sc ăzut ă
Fig. III.10.Sec țiune a geomembranei ar ătând o fisur ă situat ă lâng ă cus ătur ă
O alt ă cauz ă a ced ării geomembranei o reprezint ă poansonarea, care poate fi cauzat ă de
ac țiunea corpurilor t ăioase ale de șeurilor. Pentru a se evita poansonarea, geomembrana este protejat ă
în mod normal, de un geotextil țesut care are rol de protec ție. În figura urm ătoare este schi țat ă o
cedare a geomembranei prin poansonare.
Tehnici de gestionare și depozitare a de șeurilor 2013
48
Fig.III.11. Fisur ă dat ă de poansonare
O alt ă cedare a geomembranei frecvent întâlnit ă, este reprezentat ă de dezlipirea îmbin ării.
Aceasta este cauzat ă de o punere în oper ă neadecvat ă sau de folosirea unui procedeu de îmbinare
neadecvat. În figura III.13. se prezint ă câteva ced ări ale îmbin ării geomembranelor.
Fig. III. 12. Ced ări ale îmbin ărilor
Tehnici de gestionare și depozitare a de șeurilor 2013
49
III.7. Poluan ți rezulta ți din exploatarea unui depozit de de șeuri
III.7.1. Levigatul
III.7.1.1. No țiuni generale
Levigatul se definit ca fiind o ap ă sau un alt lichid care a fost contaminat cu materi i poluante
dizolvate sau suspendate ca urmare a contactului cu de șeuri menajere sau gaze generate de acestea.
De obicei, principala surs ă de ap ă, pentru generarea de levigat este cea rezultat ă din precipita ții. În
timpul precipita țiilor, o parte din apa r ămâne la suprafa ța terenului și alta se va evapora. Apa din
precipita ții rămas ă, o parte se infiltreaz ă pe suprafa ța terenului și va intra în acesta. O mare cantitate
din apa care nu este re ținut ă de suprafa ța terenului și nu se evapor ă, va percola în jos, în de șeurile
organice acoperite. Dup ă ce intr ă în contact cu aceste de șeuri menajere, apa contaminat ă se va
transforma în levigat.
Apa care provine din exteriorul amplasamentului, da r care de asemenea se vars ă în depozitul
de șeuri menajere va produce levigat. Standardele na ționale și europene aflate în vigoare, nu permit
ca apa de suprafa ță să se infiltreze în depozitele de de șeuri municipale. Prin urmare, aceast ă ap ă
trebuie colectat ă cu un sistem de drenaj, în exteriorul depozitului de de șeuri.
Apele subterane care intr ă în contact cu de șeurile solide menajere vor genera levigat.
Standardele func ționale necesit ă impun o separare,format ă de un sistem de etan șare, între apa
subteran ă și de șeurile solide. Aceast ă cerin ță va împiedica contactul apei subterane cu de șeurile și
evitarea ulterioar ă a polu ării acesteia cu levigatul generat de de șeuri.
III.7.1.2.Atenuare
Atenuarea presupune cantit ății de constituen ți chimici în levigat. Tratarea levigatului are loc
prin intermediul unor procese fizice, chimice și biologice, care, unele dintre ele, sunt enumerate în
tabelul III.10.
Tehnici de gestionare și depozitare a de șeurilor 2013
50
Tab.III.10.Procese de atenuare a concentra ției levigatului
Procese fizice Procese chimice Procese biologice
Filtrare
Difuzie molecular ă
Dispersie hidrodinamic ă Precipitare
Schimb de ioni
Reac ții de oxidare
Reac ții de reducere Degradare organic ă
Nitrificare și denitrificare
Oxidarea sau reducerea compu șilor organici
Modificarea compu șilor organici
Producerea de bioxid de carbon
Epuizarea de oxigen
Atenuarea concentra ției elementelor chimice din levigat, reprezint ă o importan ță sc ăzut ă în
proiectarea depozitelor noi de de șeuri, pentru c ă, standardele minime func ționale europene și
na ționale, impun o linie de fund pentru impermeabiliza re și un sistem de colectare a levigatului.
Pentru depozitele de de șeuri existente sau care nu sunt prev ăzute cu un sistem de etan șare, este
absolut necesar s ă se evalueze poten țialul de poluare a apelor subterane cu levigat.
Filtrarea levigatului, prin profilul terenului, pre supune prinderea suspensiilor solide care se pot
sedimenta. Acestea nu se elimin ă, cu excep ția cazului în care sunt absorbite la suprafa ță de anumite
particule de care pot fi prinse. Particule foarte m ici se migra prin spa țiile porilor p ământului, f ără a fi
prinse.
Difuzie molecular ă și dispersia hidrodinamic ă în mediul de curgere a apelor subterane
favorizeaz ă diluarea elementelor chimice constituente în levig at, prin amestecarea cu apa
necontaminat ă din pământ. Difuzia molecular ă este mi șcarea substan țelor dizolvate într-o pant ă de
concentrare mare într-o zon ă de concentra ție mai mic ă. Dispersie hidrodinamic ă este cauzat ă de
gradien ții de vitez ă din pori, diferi ți la de suprafa ța sec țiunii transversale a porilor și de la lungimi
diferite și ramificare diferit ă a porilor. Mai mult,pe lâng ă aceste procese microscopice, procesele
macroscopice dispersive cauzate de eterogeniz ări ale mediului geologic promoveaz ă amestecarea
mecanic ă dintre levigat și apa subteran ă.
Unele reac țiile chimice, cum sunt cele de precipitare elimin ă sau modific ă anumite elemente
constitutive ale levigatului generat de depozitele de de șeuri. Aceast ă schimbarea poate fi permanent ă
sau temporar ă, în func ție de o mare varietate de factori. Fiecare element chimic existent are o
constant ă de solubilitate caracteristic ă. Solubilitatea este influen țat ă de temperatur ă, pH și presiune.
Dintre acestea, pH-ul este una dintre cele mai impo rtante caracteristici (Crump și Malotky, 1978).
Un element care se precipit ă la un moment dat, se poate dizolva iar ăș i în solu ție ca r ăspuns la
schimb ările de condi ții.
Schimbul ionic și adsorb ția sunt recunoscute ca fiind cele mai importante si steme de atenuare
chimic ă. Reac țiile de schimb de ioni substituie un ion cu un altu l pe suprafa ța unei molecule.
Tehnici de gestionare și depozitare a de șeurilor 2013
51
Adsorb ția nu depinde de reac țiile de schimb de ioni. Fenomenele de adsorb ție sunt controlate prin
metode chimice și for țele de energie electric ă, de orientare, de leg ături de hidrogen și de suprafa ță de
tensiune. Cei mai importan ți factori în reac ții de adsorb ție sunt: pH-ul p ământului, con ținutul de
argil ă al p ământului și prezen ța oxizilor.
Reac ții de oxidare și reducere pot influen ța semnificativ starea de oxidare a elementelor
chimice constituente, reac țiile de schimb de ioni și reac ții de adsorb ție. Starea de oxidare a
reactan ților este în func ție de pH și de activitatea biologic ă . Reac ții de oxidare și reducere nu
elimina elemente chimice din solu ție. (Stumm și Morgan, 1981)
Activit ățile biologice sunt semnificative în determinarea gr adului de atenuare la care este
supus levigatul. Activitatea biologic ă afecteaz ă atât compu șii organici cât și pe cei anorganici.
Compu șii organici pot fi considera ți ca o surs ă de energie sau transforma ți în al ți compu și care, la
rândul lor, influen țeaz ă alte procese chimice și reac țiile biologice. Consumul de oxigen și produc ția
de acizi carbonici și organici influen țeaz ă mediul subteran și implicit reac țiile care au loc acolo.
Schimbarea condi țiilor de mediu afecteaz ă, de asemenea, dezvoltarea unor specii microbiene c are, la
rândul s ău, afecteaz ă și reac țiile biologice care au loc.
III.7.1.3.Sisteme de control și gestiune a levigatului
Aceste sisteme vizeaz ă atât depozitele de de șeuri periculoase,cât și pe cele nepericuloase, îns ă
nu se aplic ă la depozitele de de șeuri inerte (Cismaru C, 2004).
În func ție de caracteristicile depozitului și condi țiile meteorologice sunt necesare elemente
corespunz ătoare referitoare la: controlul cantit ății a apei rezultate din precipita țiile care p ătrunde în
corpul depozitului; prevenirea și evitarea migr ării apei de suprafa ță și/sau subterane depozitul de
de șeuri, colectarea apei poluate și a levigatului printr-un sistem de drenaj proiecta t și executat
adecvat și epurarea levigatului rezultat.
Tehnici de gestionare și depozitare a de șeurilor 2013
52
Fig.III.13 Sec țiune transversal ă prin drenurile absorbante
III.7.1.4.Tratarea levigatului în urma colect ării
Problemele legate de levigatul din depozitele de de șeuri sunt legate aspecte cantitative și
calitative diverse, în func ție de (Bold O.,2003):
– condi țiile naturale ale amplasamentului (regimul precipit a țiilor, temperatura, etc.);
– modul de exploatare (tipuri de de șeuri, modul de depozitare: compactate, în balo ți,
etc.);
– fenomene fizice, chimice și biologice corelate cu producerea levigatului.
Reglement ările în privin ța gestiunii sunt specifice fiec ărui amplasament și se refer ă la:
– distan ța fa ță de sta ția de epurare urban ă;
– condi țiile de deversare în receptorul natural;
– spa țiul disponibil pentru amplasarea instala țiilor de tratare a levigatului în cadrul depozitulu i.
În continuare se vor reprezenta unele elemente gene rale ale metodelor de tratare și gestionare a
levigatului. (Bramryd T., 1997)
Procedeele de tratare sunt clasificate în:
– tratare biologic ă (bazine aerate, biofiltre, bireactoare și membrane);
Tehnici de gestionare și depozitare a de șeurilor 2013
53
– tratare chimic ă (oxidare cu ozon, oxidare cu H 2O2,combina ție ozon și H 2O2,oxidare cu
UV);
– tratare fizico-chimic ă (coagulare, floculare, precipitare); separare prin
membrane (osmoz ă invers ă, nanofiltrare);
– prin concentrare (evaporare, evaporare for țat ă, evapo-incinerare);
– alte procedee, de exemplu, cum ar fi cele de trata re în sta ția de epurare urban ă.
Descompunerea de șeurilor solide se produce ca urmare a unor procese chimice, fizice și
biologice. În urma proceselor de descompunere rezul t ă produse solide, lichide și gazoase, care
reprezint ă o problem ă important ă asupra gestiunii depozitelor de de șeuri și a protec ției factorilor de
mediu: mediu geologic, hidrogeologic si atmosferic.
Una dintre cele mai importante probleme o reprezint ă generarea levigatului și de poten țialul
acestuia de poluare a pânzei freatice. Levigatul es te rezultat ca urmare a: migr ării apei de precipita ții
rezultat ă sub forma de ploaie sau z ăpad ă; percol ării unui altui lichid prin de șeuri; tas ării de șeurilor
sub propria greutate.
În timpul migr ării rezult ă o serie de procese fizice, chimice și biologice, care conduc la
contaminarea apei subterane. Levigatul este un lich id contaminat, care con ține o serie de elemente
chimice dizolvate sau în suspensie. Apa care percol eaz ă în corpul depozitului de de șeuri are un rol
important în producerea de levigat, chiar și în condi țiile în care aportul apei din precipita ții este
inexistent, de produce un volum mic de levigat, ca urmare a proceselor chimice și biologice care au
loc în timpul descompunerii de șeurilor. Apa care migreaz ă în de șeuri are genereaz ă levigat, dar are
și rolul de a dilua contaminan ții, și implicit, cantitatea de levigat rezultat cre ște datorit ă percol ării
apei prin de șeuri, dar procentul de substan țe contaminante din compozi ția lui este mai redus. La
proiectarea unui depozit de de șeuri ecologic este important ă atât cunoa șterea calit ății, cât și a
cantit ății levigatului (Björklund, A. ,1998).
III.7.1.5.Factori care influen țeaz ă calitatea levigatului
1. Compozi ția de șeurilor
Datorit ă compozi ției diverse a de șeurilor, calitatea levigatului are o varia ție larg ă. O
variabilitate mare a compozi ției de șeurilor este întâlnit ă în cazul celor municipale, în timp ce
de șeurile industriale au o compozi ție relativ uniform ă. O gam ă larg ă de varia ție a calit ății a
levigatului este în cazul de șeurilor organice.
2. Variabilitatea temporal ă
Calitatea levigatului variaz ă în timp. Concentra țiile substan țelor chimice existente în levigat
au o valoare maxim ă dup ă primii 3-5 ani de la începerea exploat ării depozitului de de șeuri, dup ă
care descre ște gradual în timp. Vitezele de sc ădere a concentra țiilor sunt variabile pentru diferite
elemente chimice. Substan țele ușor solubile și biodegradabile ating concentra ții maxime mai ridicate
în momentul începerii exploat ării depozitului de de șeuri. Dup ă primii ani, levigatul con ține
Tehnici de gestionare și depozitare a de șeurilor 2013
54
substan țe organice u șor biodegradabile, având un pH u șor acid cuprins între 6-7, mai ales datorit ă
prezen ței acizilor gra și volatili. Acest levigat timpuriu se produce ca ur mare a biodegrad ării
substan țelor organice dizolvate. În timp, concentra țiile compu șilor scad, con ținutul acestuia fiind
format din ap ă, gaze dizolvate și biomas ă (Finnveden, G et all, 1995).
3. Temperatura
Temperatura mediului exterior, influen țeaz ă atât procesele biologice, cât și reac țiile chimice
din zona superioar ă depozitului. Temperaturile negative conduc la îngh e țarea unei p ărți din masa
de șeurilor, producând reducerea cantit ății de levigat. De șeurile aflate la adâncimi mai mari de 15 m,
nu sunt influen țate de temperatura aerului.
4. Con ținutul de oxigen disponibil al de șeurilor
Influen ța oxigenului disponibil din interiorul masei de de șeuri este semnificativ ă, în special
în cazul de șeurilor biodegradabile. Substan țele chimice eliberate în urma descompunerii aerobe a
de șeurilor sunt diferite de cele produse în urma a des compunerii anaerobe. Într-un depozit de
de șeuri, condi țiile anaerobe se dezvolt ă, dup ă opera țiunile de acoperire a de șeurilor cu p ământ sau
cu un alt strat de de șeuri. Oxigenul începe s ă fie consumat în urma acestei opera țiuni. În depozitele
cu straturi de de șeuri groase sunt favorizate condi țiile anaerobe.
5. Umiditatea de șeurilor
Apa are un rol important în sp ălarea substan țelor chimice con ținute în de șeuri și implicit în
generarea levigatului, calitatea observat ă a levigatului generat de depozitele de de șeuri amplasate în
zone ploioase este diferit ă fa ță de depozitele de de șeuri amplasate în zonele secetoase. ( Finnveden,
G et all, 1995).
III.7.1.6.Factorii care influen țeaz ă cantitatea levigatului
Principalele surse de generare a levigatului într-u n depozit de de șeuri sunt reprezentate: apa
rezultat ă din umiditatea de șeurilor și apa pătruns ă ulterior în depozitul de de șeuri (Weitz, K et all,
1999).
Cantitatea de ap ă care poate migra într-un depozit de de șeuri poate fi estimat ă prin balan ța
hidrologic ă a apei la suprafa ța depozitului. Diminuarea precipita țiilor existente pe suprafa ța
depozitului are loc datorit ă: scurgerii de suprafa ță , evapor ării sau infiltra ției în straturile de p ământ
folosit pentru acoperirea zilnic ă a de șeurilor. Apa infiltrat ă în zonele de suprafa ță poate fi re ținut ă în
straturile superficiale și ulterior se evapor ă.
Tehnici de gestionare și depozitare a de șeurilor 2013
55
III.7.2.Compozi ția biogazului din depozite și evolu ția în timp
III.8.2.1. No țiuni generale
Produc ția de biogaz într-un depozit de de șeuri, precum și circula ția ulterioar ă a gazului , poate
crea un stres vegeta ție care se dezvolt ă pe depozitul de de șeuri sau în apropierea lui. Biogazul
produce un miros puternic, iar ca urmare poate fi u n poten țial pericol pentru siguran ța public ă. De
aceea, managementul biogazului generat de de șeuri este un aspect important în proiectarea tuturo r
depozitelor de de șeuri menajere.
Metanul este un gaz incolor, inodor și mai u șor decât aerul, care se poate concentra cu u șurin ță
la niveluri ridicate și alarmante în zonele unde nu poate migra. Acesta e ste inflamabil la
concentra ții de la 5 la 15% în volumul de aer la presiune atm osferic ă și temperatur ă normal ă. De-a
lungul timpului au fost semnalate mai multe cazuri de explozii de gaz metan în depozitele de
de șeuri.
Un efect important al migra ției gazului de depozit asupra mediului este semnala t de
deteriorarea vegeta ției pe depozitul de de șeuri sau din zonele învecinate. Produc ția biogazului din
depozit și circula ția lui poate afecta vegeta ția în mai multe moduri, inclusiv: epuizarea oxigenu lui
din zona r ădăcinilor; temperaturi ridicate în p ământ; efectele toxice pe asupra plantelor.
Mirosul este un efect iritant pentru mediul asociat cu produc ția gazelor din depozit, cu toate
ca metanul și dioxidul de carbon, care reprezint ă componentele principale ale biogazului din
depozit, sunt inodore. Altele elemente din compozi ția biogazului din depozit, inclusiv hidrogenul
sulfurat, mercaptani și alte gaze volatile, produse ca urmare a descompun erii organice, dau un miros
de gaz ofensator.
O metod ă eficient ă de gestionare a gazelor naturale generate de depoz it, ini țiat ă la nivel de
proiectare pentru depozitare, este important ă pentru a atenua aceste pericole poten țiale ale
depozitului de de șeuri și pentru a asigura protec ția mediului.
Produc ția de gaz metan este un fenomen general, care apare în urma activit ății
microbiologice generate de depozitarea de șeurilor organice. Estimativ, rata de producere este de
aproximativ 0.04 de metri cubi de gaz metan pe jum ătate de kilogram de de șeuri pe an. Aceast ă rat ă
este destul variabil ă, în func ție de caracteristicile de șeurilor solide și condi țiile de mediu din cadrul
depozitului de de șeuri. Produc ția de metan din depozitele de de șeuri este, de asemenea, dependent ă
de timp, cu patru faze caracteristice:
– Faza aerobic ă
– Faza anaerobic ă non-generatoare de metan
– Faza anaerobic ă puternic generatoare de metan
– Faza anaerobic ă slab generatoare de metan
Atunci când de șeul este recent depozitat, aerul captiv în porii de șeurilor solide ofer ă un
Tehnici de gestionare și depozitare a de șeurilor 2013
56
mediu aerobic. Microorganisme consuma rapid oxigenu l, generând dioxid de carbon, ap ă rezidual ă
organic ă și c ăldur ă. Dup ă ce oxigenul se consuma, depozitul de de șeuri devine anaerob și începe a
doua faz ă, dominat ă de bacterii anaerobe care formeaz ă acizi. Microorganismele anaerobe hidroliz ă
și fermenteaz ă generând complexe organice pentru a forma acizi gr a și, alcooli, dioxid de carbon,
amoniac, hidrogen, etc. Organismele implicate sunt anaerobe și uneori bacterii anaerobe de
fermentare, cum ar fi Bacillus, Clostridium, și Enterobacterii.
Fig.III.14. Etapele digestiei anaerobe
Atunci când din depozit oxigenul este complet elimi nat, începe a treia faz ă în care se formeaz ă
metanul, iar bacteriile anaerobe devin dominante. B acteriile metanogene sunt obligatoriu anaerobe,
iar orice molecul ă oxigen va distruge activitatea lor.
Gazul din depozitele de de șeuri con ține 60-95% biogaz, 5-40% aer, 0,05-0,5% compu și
organici volatili. Biogazul provine din fermentarea materiei organice și este compus din metan,
CO 2și concentra ții mici de alte grupe ca H 2S, NH 4, H 2, mercaptani și/sau produ și intermediari de
fermenta ție sub form ă gazoas ă sau de aerosoli (acid acetic, acizi gra și volatili).
Metanul (CH 4) este incolor și inodor, mai u șor decât aerul, încât se acumuleaz ă în zonele
superioare, pu țin ventilate. Este inflamabil iar în concentra ții între 5-15% în aer, amestecul gazos
este inflamabil. Temperatura de aprindere în prezen ța unei fl ăcări este de 550 °C la presiune
atmosferic ă încât autoaprinderea nu poate fi spontan ă (Cismaru C. 2004).
Tehnici de gestionare și depozitare a de șeurilor 2013
57
Dioxidul de carbon nu este toxic și nici inflamabil. În concentra ții ridicate reduce cantitatea de
oxigen, ap ărând riscul de asfixiere pentru oameni, ca și pentru r ădăcinile plantelor.
Fig.III.15. Sisteme utilizate pentru drenarea gazel or
Acidul sulfuric este toxic și are un miros caracteristic. Se acumuleaz ă în zonele joase, unde nu
este ventila ție. Concentra ția de H 2S în gazul din depozite este variabil ă de la un loc la altul (între
10-1000 ppm) și scade în timp. Se poate detecta cu u șurin ță dup ă miros de la concentra ții de 0,7
ppm; la 2 ppm reprezint ă pragul de semnalizare, la 5 ppm este pragul de ale rt ă, l0 ppm este
valoarea limit ă de expunere (8 ore/zi), 15 ppm este valoarea maxim ă de expunere (15 minute), la
150 ppm nu se mai poate detecta prin miros iar la 7 12 ppm provoac ă moartea (Nielsen, P. H. et all
1998).
Mercaptanii sunt produ și organici sulfuro și si au un miros foarte nepl ăcut și de multe ori sunt
toxici.
Compu șii organici volatili, cum sunt hidrocarburile alifa tice, hidrocarburile aromatice,
compu șii organici halogena ți, au concentra ții ce variaz ă în spa țiu și timp, unii dintre ei fiind toxici.
Compozi ția gazelor difer ă pe faze.
Reac țiile de fermentare influen țeaz ă compozi ția gazului.
În fazele ini țiale (I-III) (de la câteva luni, pân ă la câ țiva ani), când depozitul este deschis iar
stratul de de șeuri este redus și afânat, fermenta ția este aerob ă. Pe m ăsură ce se consum ă tot
oxigenul (faza a IV-a), începe s ă se produc ă fermenta ția anaerob ă, rezultând metan.
Tehnici de gestionare și depozitare a de șeurilor 2013
58
III.7.2.2.Migrarea metanului
O posibil ă limitare migr ării gazului metan la praguri periculoase, ar trebui s ă fie o prioritate
pentru oricare sistem de control al gazelor. Standa rdele minime de func ționare recomandate de
legisla ția na țional ă, impun: concentra țiile de metan s ă fie mai mici de limitele de jos de explozie
(5% din volum) la limita de proprietate depozitul d e de șeuri sau de dincolo, și mai pu țin de 100
părți pe milion pe volum de metan în afara structuri am plasamentului.
Mi șcarea libera de gaze va avea loc în p ământurile cu o porozitate mare , cum sunt nisipuril e,
mâlurile, p ământurile argiloase dac ă exist ă goluri continue (Tatsuoka, F., 2008) .
În absen ța unui sistem de colectare a gazelor, gazul produs într-un depozit de de șeuri trebuie
să se exfiltreze din de șeu, prin ventilare vertical ă sau prin migra ția lateral ă. Fiind mai u șoare decât
aerul, metanul tinde s ă urce. În consecin ță, o mare parte din gazul produs într-un depozit de de șeuri
va ie și prin p ământul permeabil. În cazul în care suprafa ța de deasupra depozitului este acoperit ă
cu ghea ță, de înghe ț, ploaie, sau acoperit ă cu trotuar, sau cu capac de acoperire impermeabil, va
exista o tendin ța mai mare spre migrare a gazului în lateral. Migra ția lateral ă poate duce în cele din
urm ă la riscuri mari, în special în cazul cl ădirilor sau alte structuri au fost construite pe o suprafa ță
învecinată depozitului de de șeuri.
III.7.2.3..Elementele sistemului de gestiune a gaze lor
Sistemul de control și gestiune a biogazului generat de depozit, este co mpus din elemente de
captare, de colectare și de tratare sau ardere, ca și din metode și aparatur ă de m ăsurare și analiz ă
(pentru cantit ăți, compozi ții concentra ții).
Conform HG 162/2002, gazul din depozit se colecteaz ă în toate depozitele în care se afl ă
de șeuri biodegradabile.
Fig.III.16. Sistem de captare a gazelor din depozit ul de de șeuri
Tehnici de gestionare și depozitare a de șeurilor 2013
59
Solu țiile de captare a gazelor au câteva caracteristici. Depozitul de de șeuri este un mediu poros
eterogen, iar permeabilitatea pe direc ția orizontal ă este de cea de 10 ori mai mare decât pe direc ția
vertical ă, astfel încât gazul migreaz ă preponderent în lateral. Migra ția gazului este îns ă
condi ționat ă și de diferen ța de presiune din interiorul depozitului și exterior, iar un sistem de
colectare perfect asigur ă în orice moment și în oricare punct de pe suprafa ța depozitului o presiune
a biogazului egal ă cu cea atmosferic ă.
Depozitele etan șate cu geomembran ă în zona de fund și acoperi ș , cer o gestiune pasiv ă a
biogazului, adic ă indiferent de presiunea din interiorul depozitului sau de cea atmosferic ă, gazul
este evacuat prin sistemul de colectare. Gestiunea activ ă presupune o reglare bazat ă pe diver și
parametri (presiune atmosferic ă, concentra ții de oxigen etc.) și este specific ă depozitelor de de șeuri
cu permeabilitate ridicat ă. Dac ă acoperi șul este impermeabil, debitul de gaz spre p ărțile laterale va
cre ște, ceea ce poate impune fie o re țea de colectare a gazului amplasat ă la periferia depozitului și
folosirea gestiunii dinamice, fie etan șarea pere ților laterali înso țit ă de o gestiune pasiv ă.( Bold
O.,2003).
În practic ă, exist ă dou ă moduri de captare a gazului: active sau pasive. Ac este moduri sunt
folosite concomitent în propor ții diferite. Alegerea sistemului de drenaj al gazel or depinde în mare
măsur ă de cantitatea care se colecteaz ă, permeabilitatea depozitului, a pere ților și a acoperi șului de
modul de gestiune ales, de performan țele dorite (în privin ța nivelului de captare și a concentra ției
de metan).
Fig. III.17.Tipuri de re țele de transport a biogazului din depozitele de de șeuri
a) ramificat ă; b) arterial ă; c) radial ă; d) mixt ă
Tehnici de gestionare și depozitare a de șeurilor 2013
60
Metodele de captare se clasific ă dup ă elementele utilizate: a) captare cu straturi drena nte; b)
captare cu elemente liniare (tran șee sau canaliz ări drenante); c) cu pu țuri (foraje). Dup ă pozi ție ele
pot fi: orizontale sau verticale. Dup ă locul de a șezare-se împart în: a) drenaj în corpul de șeurilor;
b) drenaj situat periferic (la partea inferioar ă sau superioar ă). În raport cu perioada de punere în
func țiune: a) din faza de umplere a depozitului; b) în m omentul acoperirii depozitului sau post-
închidere depozitului. (Nielsen et all, 1998).
III.8. Închiderea depozitelor de de șeuri
Închiderea depozitului de de șeuri se realizeaz ă odat ă cu finalizare sau încetare a opera țiunii de
depozitare. De fapt, activitatea major ă care se opre ște la închidere, este cea de aducere și
depozitare a de șeurilor. Alte activit ăți ale depozitelor de de șeuri menajere merg mai departe,
inclusiv gestiunea și controlul levigatului și gazelor, eroziunea, gestionarea apei de suprafa ță și de
monitorizare a mediului. Durata de timp pentru aces te activit ăți continu ă variaz ă, în func ție de tipul
de depozit și amplasamentul pe care este situat. Managementul b iogazului și levigatului, poate
continua timp de 20 la 30 de ani sau chiar mai mult , dup ă închiderea depozitului de de șeuri.
Procedurile de închidere sunt precizate în HG 162/2 002.
Închiderea se face conform proiectului depozitului de de șeuri și este inclus în autoriza ția de
mediu. Operatorul depozitului este responsabil de î ntre ținerea, supravegherea., monitorizarea și
controlul post-închidere al depozitului,chiar și dup ă închiderea acestuia. Perioada de urm ărire de
dup ă închidere este de minim 30 ani și poate fi prelungit ă, dac ă în aceast ă perioad ă se constat ă c ă
depozitul nu este înc ă stabil și prezint ă o poten țial ă amenin țare pentru factorii de mediu.
Închidere va cuprinde: solu ția tehnic ă pentru acoperirea depozitului, sistemul de control și
gestiune a apelor de suprafa ță și de drenaj în faza de post-închidere, sta ție de epurare a levigatului,
sistemul de control și monitorizare a gazelor din depozit, elemente de m onitorizare a factorilor de
mediu, alte amenaj ări (drumuri de acces, împrejmuire etc.)
Proiectul privind acoperirea final ă a depozitului cuprinde mai multe sec țiuni, respectiv:
configura ția (stratifica ția) acoperi șului, panta acoperi șului și verificarea stabilit ății acesteia, planul
de arhitectur ă peisagistic ă, metodele de uniformizare a tas ărilor etc.
La realizarea acoperirii este necesar, la fel ca și pentru radier s ă se respecte prevederile
programului de asigurare a calit ății. Pentru geomembrane se vor respecta recomand ările
fabrican ților privind punerea lor în oper ă. Drenajul acoperi șului va fi testat atât în privin ța calit ății
elementelor componente, a grosimii stratului drenan t și a evacu ării în canalele de colectare. Pentru
stratul de pământ se va stabili densitatea aparent ă, permeabilitatea, grosimea, iar pentru stratul în
care se dezvolt ă rădăcinile, sunt necesare analize mai extinse ale însu șirilor necesare dezvolt ării
vegeta ției (însu șiri fizice și hidrofizice, elemente fertilizante, microelemente , cantitatea de materie
Tehnici de gestionare și depozitare a de șeurilor 2013
61
organic ă, pH, capacitatea de schimb cationic ș.a.). Func ție de aceste însu șiri se stabilesc și m ăsurile
de îmbun ătățire a propriet ăților pământului.
Suprafe țele depozitelor închise pot fi folosite în multe sc opuri, cele mai frecvente fiind
utilizate pentru amenaj ări de parcuri, zone verzi, gr ădini botanice și chiar utiliz ări comerciale. În
cazul utiliz ării pentru vegetale trebuie alese plante adecvate condi țiilor de dezvoltare de pe
depozitele de de șeuri. Factorii limitativi vor fi: toxicitatea gazel or generate de descompunerea
de șeurilor (CO i, CH 4),reducerea con ținutului de oxigen din sol, capacitatea redus ă de schimb
cationic, fertilitatea redus ă, capacitatea redus ă de re ținere a apei, umiditatea redus ă a pământului,
grad mare de compactare, structur ă nefavorabil ă a pământului, procent redus de materie organic ă.
În vederea evit ării pătrunderii gazelor toxice în zona radicular ă a plantelor pot fi adoptate mai
multe m ăsuri.
Dac ă extrac ția activ ă a gazelor din depozit nu este posibil ă, se vor instala bariere pentru a
limita p ătrunderea gazelor pentru zone mai ample sau în juru l r ădăcinilor fiec ărui arbore. În zonele
de amplasare a pomilor se execut ă gropi cu dimensiuni diferite, în func ție de dezvoltarea maxim ă a
sistemului radicular al arborilor, în care se a șeaz ă o geomembran ă sau un strat de p ământ afânat .
O alt ă m ăsur ă const ă în a șezarea separat ă în depozit a materialelor biodegradabile. În zona cu
materiale nebiodegradabile (unde nu sunt procese de descompunere anaerob ă care genereaz ă gaze
toxice), pot fi planta ți arbori f ără bariere pentru gaze.
O alt ă măsur ă pentru reinstalarea rapid ă a unei vegeta ții de acela și tip cu cea existent ă înainte
de construirea depozitului este decopertarea stratu lui vegetal la începerea construirii depozitului,
men ținerea lui în gr ămezi în apropierea depozitului existent și readucerea p ământului pe suprafa ța
depozitului dup ă închiderea compartimentului respectiv (Finnveden e t all, 1995).
Pământul utilizat pentru acoperirea depozitului este adus din zone apropiate și frecvent are un
con ținut redus de material organic, ceea ce impune inte rven ții de ameliorare (de fertilizare și
amendare).
Peste stratul de p ământ se poate ad ăuga un strat de mic ă grosime, de de șeuri tocate de lemn,
care posed ă multiple func ții. Acesta controleaz ă eroziunea terenului (produs ă de ap ă și/sau vânt), și
în acest caz, cu cât panta taluzurilor este mai mar e, cu atât materialul va fi mai grosier. Acest stra t
mai are rol de fertilizare a p ământului, de m ărire a capacit ății de reten ției a apei, de reducerea a
evapora ției de la suprafa ța terenului, asigurându-se con ținutul necesar de ap ă pentru plante pe
perioade mai lungi. Stratul de lemn tocat regleaz ă temperatura p ământului și creeaz ă un mediu
favorabil pentru dezvoltarea r ădăcinilor, mai ales în zone cu climat excesiv de cald sau rece.
Depozitele de de șeuri închise, sunt folosite pentru o varietate de func ții. Utiliz ări majore ale
terenurilor sunt: dezvolt ări reziden țiale; dezvolt ări comerciale; zone de activit ăți recreative și
parcuri.
Dezvoltarea reziden țial ă a inclus locuin țe conven ționale și apartamente, locuri de parcare
pentru vehicule, cl ădiri metalice u șoare, etc. S-a observat c ă o astfel de dezvoltare este supus ă la
probleme grave, din cauza pericolului de explozie a sociat cu metanul acumulat în spa ții închise.
Tehnici de gestionare și depozitare a de șeurilor 2013
62
Utiliz ări comune activit ăți de recreere au fost construc ția de terenuri de sport si terenuri de
golf.
Tehnici de gestionare și depozitare a de șeurilor 2013
63
Capitolul IV
Principalele procese de transport al poluan ților
IV.1. Procese de transport a poluan ților
În acest capitol va fi prezentat transportul substa n țelor poluante în subsolul geologic
cunoscut ca tranzit în mas ă.
Rolul sistemelor de etan șare de baz ă ale depozitelor de de șeuri este de a reduce sau chiar
elimina transportul de poluan ți din depozit c ătre mediul geologic, respectiv pânza freatic ă, în
condi țiile în care un sistem de impermeabilizare perfect nu poate fi realizat. În practica curent ă
sistemele de etan șare sunt complexe, iar materialele utilizate fiind argila natural ă, argila compactat ă,
geocompozitele bentonitice și geomembranele (Ruhl, J. L, 1997)
Fig. IV. 1. Schema de calcul a concentra ției de poluant în acvifer;
vedere în plan și sec țiune (E. Olinic, 2010)
Tehnici de gestionare și depozitare a de șeurilor 2013
64
Modelele de calcul ale concentra ției și ale debitului de levigat care str ăbat sistemul de
etan șare au în vedere, procese fizice, chimice și biologice de transport. Principalele procese fizi ce și
chimice de transport al poluan ților sunt: advec ția, difuzia, dispersia și sorb ția. Advec ția este
semnificativ ă în cazul curgerii prin medii poroase permeabile, î n timp ce difuzia poate avea un rol
important în cazul materialelor cu permeabilitate s c ăzut ă (cazul materialelor geosintetice). Aportul
dispersiei este mic și poate fi chiar neglijat atunci când curgerea are loc prin medii cu permeabilitate
mic ă, ceea ce conduce la viteze de transport reduse. So rb ția poate juca un rol foarte important în
regim nesaturat, dar este inexistent ă în regim saturat. (Olinic E., 2010)
O solu ție în ap ă se va muta de la o zon ă cu cea mai mare concentra ție într-o zon ă în care
concentra ția este mai mic ă. Acest fenomen este cunoscut sub numele de difuzie molecular ă sau
difuzie.
Fig. IV 2 Fenomenul de difuzie in apa
În plus fa ță de factorii descri și anterior, valoarea coeficientului de difuzie D 0 depinde tipul de
difuzie. În esen ță, exist ă patru tipuri diferite de difuzie: (1) auto-difuzie ; (2) difuzie de tip trasor; (3)
difuzarea de tip sare; și (4) interdifuzie. Cele patru tipuri diferite de d ifuzare sunt reprezentate
schematic în Fig. IV. 3.
În adev ărata auto-difuzie, sistemul ini țial ar con ține dou ă jum ătăți de celule, fiecare cu
concentra ții egale de NaCl. Într-un astfel de sistem, mi șcarea moleculelor ar fi cu adev ărat aleatoare,
mi șcare moleculelor nu putea fi urm ărit ă. În consecin ță, adev ăratul sistem de auto-difuzie este
aproximat prin introducerea tipului trasor descris schematic în Fig.IV.3. (a). În acest caz, fiecare
jum ătate de celul ă din sistemul con ține ini țial o concentra ție egal ă de clorur ă de sodiu (NaCl). Cu
toate acestea, într-o jum ătate de celul ă, o cantitate mic ă de sodiu, Na +, a fost înlocuit ă cu izotopul
său, 22 Na +. Când cele dou ă jum ătăți de celule sunt conectate, difuzia, atât a Na +, cât și a izotopului
său, 22 Na +, are loc, dar în sens opus, datorit ă pantelor de concentrare mic ă din fiecare specie.
Deoarece gradientul de concentrare este extrem de m ic, mi șcările radioactive "trasoare" de ioni
(22 Na +) și ioni Na + nu sunt legate de faptul c ă sunt ioni de semne opuse (de exemplu, Cl -), iar ionii
de depistare pot fi considera ți mobili în raport cu un fundal sta ționar de ioni de nondifuzivi. Aceast ă
Tehnici de gestionare și depozitare a de șeurilor 2013
65
mi șcare a ionilor de depistare se nume ște "auto-difuzie," și coeficientul de difuzie care descrie
aceasta se nume ște coeficient de "auto-difuzie " (Sharma H, 1994).
Difuzia trasor este aceea și ca și auto-difuzia, cu excep ția speciilor izotopice care sunt de la
un element diferit. De exemplu, s ă consider ăm un sistem de dou ă jum ătăți de celule, fiecare
con ținând concentra ții egale de NaCl. În cazul în care o cantitate mic ă de Na + în una dintre celulele
jum ătate se înlocuie ște cu o cantitate egal ă de o radioizotopi a unui element diferit, cum ar f i 42 K+,
iar cele dou ă jum ătăți de celule sunt conectate, atunci se produce o di fuzie a 42 K+ care poate fi
urm ărit ă în Fig. IV.3. În acest caz, difuzia de 42 K+ este numit ă "difuzie trasor" pentru a se distinge de
auto-difuzie. La dilu ție infinit ă, coeficien ții difuziei de tip trasor și a auto-difuziei sunt aceea și.
Fig. IV. 3. Celule de difuzie: (a) autodifuzie, (b) difuzie de tip trasor,
(c) difuzie de tip sare (d) contradifuzie
IV.2. Estimarea gradului de poluare a acviferului
în regim permanent saturat
În modelul matematic prezentat se utilizeaz ă, principalele procese de transport care sunt cel
advectiv și cel difuziv, calculul f ăcându-se în regim permanent, saturat.
Tehnici de gestionare și depozitare a de șeurilor 2013
66
Pentru dimensionarea și verificarea sistemelor de etan șare ale depozitelor de de șeuri este
prezentat ă o metod ă de estimare a concentra ției poluan ților în pânza freatic ă, în aval de depozit.
Calculul se face pe lungimea maxim ă a depozitului, paralel ă cu direc ția de curgere a apei subterane.
Comparând concentra ția de poluant din aval de depozit cu concentra ția admisibil ă în apa subteran ă
se verific ă dac ă sistemul de etan șare propus este eficient din punct de vedere al red ucerii sau
elimin ării polu ării acviferului (Moore C.A. 1980).
/g∑836/g3049=/g∑869/g3030/g3∑∑6/g3032/g329∑/g2879/g3030/g3∑∑7
/g3032/g329∑/g2879/g2869 (1)
Unde:
q = k . i – viteza de infiltra ție dup ă legea lui Darcy;
co – concentra ția de poluant în levigat;
c1 – concentra ția de poluant în acvifer aval de depozit.
/g∑842=/g3044/g3293/g30∑3
/g3005=/g3044./g30∑3
/g304∑/g3005 =/g3038∆/g3035
/g304∑/g3005 (2)
P – num ărul lui Peclet
L – grosimea sistemului de etan șare și a terenului de fundare deasupra nivelului apei su bterane.
Scrierea unei ecua ții de bilan ț aval de depozit conduce la determinarea concentra ției de
poluant în acvifer.
/g∑855/g2869/g4666/g∑843+/g∑869./g∑864/g4667=/g∑836/g3049/g∑864⇒/g∑844/g3030=/g3044/g3039/g3032/g329∑
/g4666/g30∑8/g2878/g3044./g3039/g4667/g4666/g3032/g329∑/g2879/g2869/g4667/g2878/g3044./g3039 (3)
În care:
Q=k aiataq(eq) – debitul de ap ă din acvifer determinat pe metrul liniar în sec țiunea amonte de
depozitul de de șeuri;
Tehnici de gestionare și depozitare a de șeurilor 2013
67
/g∑844/g3030=/g3004/g3∑∑7
/g3004/g3∑∑6 (4)
l – lungimea maxim ă a depozitului de de șeuri paralel ă cu direc ția de curgere a apei
subterane.
Pentru determinarea concentra ției relative, respectiv, a concentra ției c 1 de poluant în acvifer,
sistemul de etan șare și mediul geologic, vor fi înlocuite cu un strat ech ivalent cu propriet ățile:
– grosimea echivalent ă: /g∑838/g3032=∑/g∑838/g3036
– porozitatea echivalent ă: /g∑866/g3032=∑/g30∑3/g3258
∑/g326∑/g3284
/g3289/g3284
– coeficient de permeabilitate echivalent: /g∑863/g3032= ∑/g30∑3/g3284
∑/g326∑/g3284
/g3286/g3284
– coeficient de difuzie echivalent: /g∑830/g3032= ∑/g326∑/g3284
/g3289/g3284
∑/g326∑/g3284
/g3289/g3284/g3253/g3284
– num ărul lui Peclet: /g∑842=/g3038/g3280.∆/g3035
/g304∑/g3280/g3005/g3280
IV.3. Calculul numeric al difuziei levigatului dup ă legile lui Fick
IV.3.1. Transportul de poluan ți ținând seama de legile lui Fick
Fenomenele de transport și difuzie a poluan ților sunt cuantificate prin prima lege a lui Fick.
În cazul difuziei sta ționare, atunci când exist ă for țe care men țin gradientul de concentra ție
constant în timp. Prima lege a lui Fick permite cal cularea valorii fluxului (molar sau masic) de
substan ță J.
Difuzia în solu ție a unei specii chimice, de obicei, se presupune s ă apar ă ca r ăspuns la o
pant ă de concentra ție, în conformitate cu prima lege a lui Fick, care, pentru o singur ă dimensiune,
poate fi scrisă sub forma:
Tehnici de gestionare și depozitare a de șeurilor 2013
68
/g∑836=−/g∑830/g2868/g3∑05/g3030
/g3∑05/g305∑ (5)
unde:
J = fluxul masic,
c = concentra ția de solut în faz ă lichid ă,
x = direc ția de transport,
D0 = coeficient de difuzie
Cu toate acestea, mai mul ți cercet ători au constatat c ă nu exist ă o baz ă fundamental ă pentru
transport difuziv decât prima lege a lui Fick empir ic ă (Giroud J.P.,2000). Aceast ă baz ă
fundamental ă, care ia for ța motrica pentru ionii solu ției sau molecule ca gradient de poten țial chimic
al speciilor chimice, const ă într-un num ăr de expresii, ca ajutor pentru a oferi o perspecti v ă asupra
factorilor care afecteaz ă difuzie în solu ția liber ă, cu coeficient D 0. Una dintre aceste expresii este
ecua ția lui Nernst-Einstein unde:
/g∑836=−/g3048/g30∑9/g302∑
/g30∑5/g3∑05/g3004
/g3∑05/g305∑ (6)
și, prin compara ție cu ecua ția 1, expresia de difuzie în solu ție liber ă, coeficientul de dilu ție devine
/g∑830/g3042=/g3048/g30∑9/g302∑
/g30∑5 (7)
unde:
R = constanta universal ă a gazelor ,
T = temperatur ă absolut ă,
N = num ărul lui Avogadro (6.022 x 1023 mol -1)
u = mobilitate absolut ă a unei particule.
Mobilitatea absolut ă a unei particule este viteza atins ă la o unitate de for ță care, în cazul de
sus, este gradientul de poten țial chimic a speciilor chimice difuzate (Giroud J.P .,2000) .
Când ecua ția anterioar ă este combinat ă cu expresii referitoare la mobilitatea absolut ă pentru
conductivitate ionic ă și cu rezisten ța vâscoas ă a moleculelor de solvent, rezult ă dou ă expresii
suplimentare pentru D 0:
/g∑830/g2868=/g30∑9/g302∑/g3090/g3∑∑6
/g3007/g3∑∑8|/g3053| (8)
și
/g∑830/g2868=/g30∑9/g302∑/g3090/g3∑∑6
/g2874/g3095/g30∑5/g3086/g3045 (9)
Tehnici de gestionare și depozitare a de șeurilor 2013
69
Tab.IV.1. Coeficien ții de autodifuzie pentru ioni reprezentativi la o d ilu ție
infinit ă în ap ă la 25 ° C
Anioni D 0 x 10 10
(m/s) Cationi D 0 x 10 10
(m/s)
OH –
F-
Cl –
Br –
I-
HCO 3-
NO 3-
/g∑845/g∑84∑ /g2872/g2870/g2879
/g∑829/g∑84∑ /g287∑/g2870/g2879 52,8
14,7
20,3
20,8
20,4
11,8
19,0
10,6
9,22 H+
Li +
Na +
K+
Rb +
Cs +
Be 2+
Mg 2+
Ca 2+
Sr 2+
Ba 2+
Pb 2+
Cu 2+
Fe 2+
Cd 2+
Zn 2+
Ni 2+
Fe 3+
Cr 3+
Al 3+ 93.1
10.3
13.3
19.6
20.7
20.5
5.98
7.05
7.92
7.90
8.46
9.25
7.13
7.19
7.17
7.02
6.79
6.07
5.94
5.95
Tehnici de gestionare și depozitare a de șeurilor 2013
70
unde: F = num ărul lui Faraday, |/g∑878| = valen ța ionic ă, λ0 = conductivitatea ionic ă, T = vâscozitatea
absolut ă a solu ției și r = raz ă molecular ă sau ionic ă. Conductivitatea ionic ă este conductivitatea unei
solu ții apoase care con ține ioni specifici la o dilu ție infinit ă. Ecua țiile 4 și 5 de obicei sunt denumite
ecua țiile lui Nernst și respectiv, Einstein-Stokes, și indic ă faptul c ă D 0 este afectat ă de mai mul ți
factori, printre care temperatura și vâscozitatea solu ției, precum și raza de valen ță a speciei chimice
difuzate.
Valorile raportate caracteristice lui D 0 din Tab.IV.1 ar trebui s ă fie considerate a fi maxime
pentru c ă sunt valori realizabile în condi ții ideale (de exemplu, la scar ă molecular ă, infinit diluat ă).
În condi ții nedefinite (de exemplu, solu ții concentrate la scar ă macroscopic ă), un num ăr de efecte
neglijabile, pentru condi ții ideale, devin importante. De exemplu, atunci cân d doi ioni înc ărca ți opus
sunt în difuziune în solu ție, un gradient cu poten țial electric este stabilit între ioni (Giroud
J.P.,2000). Datorit ă acestui gradient de poten țial electric, ionii care sunt în mi șcare mai lent ă vor
intra în timp, în mi șcare mai rapid ă, efect invers în caz contrar, rezultatul global fi ind faptul c ă
ambele p ărți de ioni migreaz ă la aceea și vitez ă. Datorit ă acestui efect, poten țialul electric, este
responsabil, în parte, de diferen țele, pentru electrolitul simplu a valorilor de difu zie prezentate în
tabelul 2 și valorile coeficien ților de auto-difuzie indica ți în Tab.IV.1. Alte efecte sunt responsabile
pentru diferen ța între valorile lui D 0.
Tab. IV. 2. Coeficien ții de difuzie pentru solu ția simpl ă (Electroli ții la 25 ° C)
Electrolit D 0 x 10 10
(m/s)
HC1
HBr
LiCl
LiBr
NaCl
NaBr
NaCl
KC1
KBr
KI
CsCl
CaCl2
BaCl2 33.36
34.00
13.66
13.77
16.10
16.25
16.14
19.93
20.16
19.99
20.44
13.35
13.85
Tehnici de gestionare și depozitare a de șeurilor 2013
71
IV.3.2. Difuzia în p ământ
Substan țele dizolvate difuzeaz ă mai lent în pământ decât în solu țiile libere, deoarece c ăile de
migra ție în p ământ sunt mai întortocheate. Fluxurile de difuzie d e mas ă sunt mai reduse în p ământ
decât în solu țiile libere, deoarece particulele solide din acesta ocup ă unele spa ții ale sec țiunii
transversale ale canalelor de interconectare a pori lor (Bramryd T., 1997).
Fig. IV.4. Distan ța real ă și distan ța în linie dreapt ă de transport a unei solu ții
Datorit ă suprafe ței reduse a sec țiunii transversale de curgere prin p ământ, concentra ția din
specia de difuzie, c, este concentra ția din faza lichid ă din spa țiul porilor. Deoarece fluxurile sunt
definite în ceea ce prive ște zona total ă transversal ă, ecua ția 5 trebuie s ă fie modificat ă, dup ă cum
urmeaz ă
/g∑836=−/g∑830/g2868/g20∑6/g3083/g3030
/g3083/g305∑ (10)
în cazul în care
/g20∑6 = con ținutul de ap ă, definit dup ă cum urmeaz ă
/g20∑6=/g∑866/g∑845/g3045 (11)
în cazul în care
n = porozitatea total ă pământului,
Sr = gradul de satura ție a pământului, exprimat ca zecimal ă.
Prin urmare, difuzia prin faza lichid ă este maxim ă atunci când pământul este saturat, fluxul
masic prin pământ fiind dat de rela ția (S r = 1,0).
/g∑836=−/g∑830/g2868/g2028/g20∑6 /g3083/g3030
/g3083/g3030 (12)
Tehnici de gestionare și depozitare a de șeurilor 2013
72
Valorile tipice ale τ sunt de regul ă <1.
Reac țiile chimice de transport prin nisipuri sunt domina te de advec ție, speciile dizolvate și în
suspensie, transportul fiind efectuat de ap ă. Cu toate acestea, în p ământuri cu granula ție fin ă, în care
viteza de curgere a apei este foarte mic ă, de exemplu, pentru k h mai mic de aproximativ 1×10 -9m/s,
difuzia chimic ă joac ă un rol semnificativ și poate deveni dominant ă atunci când k h se reduce la
aproximativ 1x 10 -10 m/s. Prima lege a lui Fick, este o rela ție de control, iar coeficientului de difuzie,
poate fi considerat un parametrul de verificare. R eac țiile chimice de transport difuziv sunt
importante în argil ă, bariere de izolare a de șeurilor, în unele procese geologice, precum și în unele
forme de stabilizare chimic ă a pământului. Tratamente complete de procese de difuzie , valorile
coeficien ților de difuzie și metode de determinare a acestora, precum și aplica țiile, în special în ceea
ce prive ște transportul chimic al levigatului generat de de șeuri în sisteme de bariere de izolare sunt
date de ecua ția lui Fick.
Fluxul difuziv este condus de pante de poten țiale chimice pentru cele mai multe aplica ții
chimice de concentrare a gradien ților, și pot fi folosite pentru analiz ă. Coeficientul de difuzie este
măsurat și exprimat în termeni de pante chimice. Valorile ma xime ale coeficientul de difuzie D 0 se
găsesc în solu țiile apoase diluate la infinit. Coeficien ții de auto-difuzie pentru un num ăr de tipuri de
ioni în ap ă sunt prezenta ți în Tab. IV, care con ține valorile unor coeficien ți de limitare a difuziei în
solu ție pentru unii electroli ți simpli.
Difuzia prin pământ este mai lent ă și mai complex ă decât difuzia printr-o solu ție diluat ă, în
special atunci când particulele de argil ă prezint ă complex de adsorb ție. Exist ă mai multe motive
pentru acest lucru:
1. suprafa ța sec țiunii transversale este redus ă pentru fluxul de lichid din cauza prezen ței
particulelor solide;
2. c ăile întortocheate ale fluxului de lichid cauzate de particulele din jur;
3. influen țele câmpurilor de for ță electric ă cauzate prin structurarea în dublu strat;
4. întârzierea unor specii, ca urmare a schimbului de ioni și adsorb ția de minerale prezente în
argil ă organic ă sau de precipitare;
5. biodegradarea organic ă;
6. presiunea osmotic ă de contracuren ți;
7. dezechilibru electric, eventual prin excludere d e anioni.
Tehnici de gestionare și depozitare a de șeurilor 2013
73
Tab.IV.3 Coeficien ți de autodifuzie pentru ioni în ap ă diluat ă la infinit
Anioni D0 x 10 10
(m/s) Cationi D0x10 10
(m/s)
OH – 52.8 H+ 93.1
F- 14.7 Li + 10.3
Cl- 20.3 Na + 13.3
Br – 20.8 K+ 19.6
I- 20.4 Rb + 20.7
HCO 3- 11.8 Cs + 20.5
NO 3- 19.0 Be 2+ 5.98
SO 42- 10.6 Mg 2+ 7.05
CO 32- 9.22 Ca 2+ 7.92
Sr 2+ 7.90
Ba 2+ 8.46
Pb 2+ 9.25
Cu 2+ 7.13
Fe 2+a 7.19
Cd 2+a 1.17
Zn 2+ 7.02
Ni 2+a 6.79
Fe 3+a 6.07
Cr 3+a 5.94
Al 3+a 5.95
Coeficientul de difuzie printr-un p ământ ar putea cre ște în timp, prin urmare fluxul masic, ca
urmare a proceselor, cum ar fi:
Tehnici de gestionare și depozitare a de șeurilor 2013
74
1. Fixarea K + prin vermiculit ă, ceea ce ar reduce capacitatea de schimb cationic și de a cre ște
presiunea apei din spa țiul porilor
2. Dezechilibrelor electrice care ac ționeaz ă pentru a trage cationi sau anioni
3.Atingerea echilibrului de adsorb ție, astfel eliminarea întârzierii unor specii
Într-o încercare de a încorpora o parte din ace ști factori, în special modific ările geometrice a
porilor interconecta ți ca trasee pe care le formeaz ă (tortuozitate), se ia în considerare, un sistem
echivalent de difuzie prin utilizarea unui coeficie nt de difuziune modificat – D*. Mai multe defini ții
au fost propuse pentru acesta prin care diver și factori sunt lua ți în considerare. De și aceste rela ții
pot fi utile pentru a analiza importan ța acestor factorilor considera ți, s-a constatat c ă este suficient,
de a se utiliza rela ția: (Shackelford și Daniel, 1991a),
/g∑830∗=/g2028/g3028/g∑830/g3042 (13)
în care τa este un factor de “tortuozitate aparent ă” ia valori în func ție factorii lua ți în
considerare, stabilite prin controlul m ărimii D* prin m ăsur ători asupra unor situa ții de teren cu
condi ții reprezentative sau ca rezultate ale unor studii de laborator. Coeficientul de difuzie
echivalent pentru diferite substan țe chimice, prin p ământ saturat este, de obicei, cu valori în
intervalul de aproximativ 2×10 -10 la 2×10 -9 m/s, de și valorile pot s ă fie cu unul sau mai multe ordine
de m ărime mai reduse, în cazul argilelor compactate și a bentonitei, care sunt utilizate ca straturi în
formare barierei de impermeabilizare. Valorile de d ifuziei pentru argile compactate sunt pu țin
influen țate de varia ția con ținutului de ap ă necesar ă compact ării în contrast evident cu
conductivitatea hidraulic ă, care poate s ă varieze cu câteva ordine de m ărime, urmare a schimb ării
tortuozit ății și a altor factori. Acest lucru sugereaz ă faptul c ă natura pământului din formarea
stratului mineral are o influen ță relativ redus ă asupra coeficientul de difuzie efectiv.
Tehnici de gestionare și depozitare a de șeurilor 2013
75
Tab. IV. 4 Limite ale coeficien ților de difuzie în solu ție diluat ă pentru unii electroli ți simpli
Electroli ți D 0X10 10
(m/s)
HCl 33.36
HBr 34.00
LiCl 13.66
LiBr 13.77
NaCl 16.10
NaBr 16.25
NaCI 16.14
KCl 19.93
KBr 20.16
KI 19.99
CsCl 20.44
CaCl 2 13.35
Întrucât prima lege a lui Fick, ecua ția (5), se aplic ă pentru starea de difuzie sta ționar ă, legea
a doua a lui Fick descrie difuzia tranzitorie, care ia în considerare varia ția concentra ției în timp și de
traseul migr ării:
/g3∑05/g3030
/g3∑05/g3047 =/g∑830∗/g3∑05/g3∑∑8/g3030
/g3∑05/g305∑/g3∑∑8 (14)
O solu ție a ecua ției anterioare (Ogata, 1970; Freeze, 1979), în cazu l unidimensional, este
data de ecua ția:
/g3030
/g3030/g3∑∑6=/g∑857/g∑870/g∑858/g∑855 /g305∑
/g2870√/g3005∗/g3047=1−/g∑857/g∑870/g∑858 /g305∑
/g2870√/g3005∗/g3047 (15)
unde c este concentra ția în orice moment, la distan ța x de la surs ă, erf c – eroare efectiv ă.
Curbe de concentrare relativ ă, în func ție de adâncime pentru momente diferite, dup ă
începerea difuziei clorului sunt prezentate în figu rile urm ătoare. Coeficientului de difuzie efectiv ă,
Tehnici de gestionare și depozitare a de șeurilor 2013
76
pentru clorur ă, de 6,47 X 10 -10 m2/s a fost considerat ă. De asemenea (Fig. IV. 5 ) este indicat ă viteza
de migrare în teren ca dependen ță c/c 0 și timp. Clorul este una dintre cele mai rapide spec ii ionice
difuzive, figura urm ătoare ofer ă o baz ă de estimare a distan țelor de migrare maxime probabile și
concentra țiile ca o func ție de timp în care rezult ă exclusiv din difuzie.
Fig.IV.5 Varia ția vitezei de migrare a clorului în timp.
(a) concentra ția relativ ă în func ție de adâncime, dup ă momente diferite și
(b) viteza de modificare a concentra ției relative c/c 0
Când exist ă reac ții de adsorb ție-desorb ție, reac ții chimice, cum ar fi precipitarea solu ție,
degradare radioactiv ă și/sau procese biologice care apar în timpul difuzie i, analiza devine mai
complex ă decât cea dat ă de ecua țiile precedente. Pentru reac țiile de adsorb ție-desorb ție și
presupunerea c ă nu exist ă liniaritate între valoarea adsorbit ă și echilibru de concentrare, ecua ția. (14)
este adesea scris ă ca:
/g3∑05/g3030
/g3∑05/g3047 =/g3005∗
/g30∑9/g3279/g3∑05/g3∑∑8/g3030
/g3∑05/g305∑/g3∑∑8 (16)
în care R d este numit factor de întârziere și este definit de:
Tehnici de gestionare și depozitare a de șeurilor 2013
77
/g∑844/g303∑=1+/g3096/g3279
/g3087/g∑837/g303∑ (17)
unde /g4439d este densitatea p ământului în stare, iar θ este con ținutul volumic de ap ă, definit ca,
volumul de ap ă împ ărțit la volumul total (porozitate, în cazul unui tere n saturat) și K d este
coeficientul de distribu ție. Coeficientul de distribu ție define ște o valoare constitutiv ă ce are în
vedere procesul de adsorb ție sau desorb ție a pământului pentru o cre ștere sau o descre ștere unitar ă a
concentra ției de echilibru în solu ție. Alte reac ții care influen țeaz ă concentra ția în solu ții libere, în
raport cu cea stabilit ă în pământ, de exemplu prin precipitare, pot fi incluse î n K d, în func ție de
metoda de m ăsurare și condi țiile modelate. Coeficien ții de distribu ție sunt de obicei determina ți din
izoterme de adsorb ție, iar acestea pot fi constante pentru o anumit ă substan ță chimic ă din pământ
sau variaz ă în func ție de concentra ție, pH și de temperatur ă.
IV.4. Intervale tipice ale fluxului
Intervalele obi șnuite pentru valorile conductivit ății pentru curgerile directe hidraulice,
electrice, termice, difuzive și fluxurile chimice sunt prezentate în tabelul Tab. IV.5. Aceste intervale
sunt pentru pământuri cu granula ție fin ă, din care fac parte n ămoluri, argile pr ăfoase, n ămoluri
argiloase și argile. Valorile sunt pentru saturarea complet ă; pentru pământurile par țial saturate
acestea pot fi mult mai mici.
De asemenea, sunt enumerate în tabelul urm ător și valori pentru conductivitatea
electroosmotic ă, eficien ța osmotic ă și de mobilitate ionic ă.
Tab. IV. 5 Gama tipic ă a parametrilor de debit pentru soluri cu granula ție fin ă
Parametru Simbol Unitate Minim Maxim
Porozitate n – 0.1 0.7
Conductivitate hidraulic ă k h m s -1 1×10 -11 1×10 -6
Conductivitate electric ă σe m-1 0.01 1.0
Conductivitate Electro-osmotic ă k e m2s-1V-1 1×10 -9 1×10 -8
Coeficient de difuzie D m2s-1 2×10 -10 2×10 -9
Mobilitate ionic ă u m2s-1V-1 3×10 -9 1×10 -8
Tehnici de gestionare și depozitare a de șeurilor 2013
78
IV.5. Modelarea matematic ă a mi șcării apei subterane
IV.5.1. Legea lui Darcy
În conformitate cu legea lui Darcy debitul filtrat printr-un mediu permeabil saturat se
determin ă conform rela ției:
/g∑843=/g∑827/g∑863/g∑86∑ (18)
în care:
Q – reprezint ă debitul filtrat;
A – suprafa ța sec țiunii de curgere;
k – conductivitatea hidraulic ă a mediului permeabil;
i – gradientul hidraulic.
IV.5.2. Legea lui Darcy generalizat ă
Pentru a putea scrie legea lui Darcy în form ă matricial ă se consider ă viteza de filtra ție ca o
mărime vectorial ă și mediul permeabil anizotrop, rezultând urm ătoarea ecua ție:
/g4668/g∑874/g4669=−/g4670/g∑837/g467∑/g4668/g∑859/g∑870/g∑853/g∑856/g∑834 /g4669 (19)
În care:
/g4668v/g4669- vectorul coloana care cuprinde componentele vitez ei pe cele trei direc ții ale spa țiului x, y, z:
/g4668v/g4669=/g34∑9v/g2934,v/g2935,v/g2936/g3423 (20)
/g4670/g∑837/g467∑- matricea de conductivitate hidraulic ă:
/g4670/g∑837/g467∑=/g4684/g∑863/g305∑/g305∑ /g∑863/g305∑/g3052 /g∑863/g305∑/g3053
/g∑863/g3052/g305∑ /g∑863/g3052/g3052 /g∑863/g3052/g3053
/g∑863/g3053/g305∑ /g∑863/g3053/g3052 /g∑863/g3053/g3053 /g4685 ( 21)
/g4668gradH /g4669- vectorul coloan ă cuprinzând componentele gradientului hidraulic pe cele trei direc ții din
spa țiu x, y, z :
Tehnici de gestionare și depozitare a de șeurilor 2013
79
/g4668/g∑859/g∑870/g∑853/g∑856/g∑834 /g4669=
/g∑749/g∑750/g∑748/g∑750/g∑747/g3∑05/g3009
/g3∑05/g3025
/g3∑05/g3009
/g3∑05/g3052
/g3∑05/g3009
/g3∑05/g3053 /g∑ (22)
H – cota piezometric ă în punctul considerat.
IV.5.3. Ecua ția de continuitate
Legea de continuitate în regim permanent pentru lic hide incompresibile, în cazul aliment ării
cu un debit ɛ este:
/g∑856/g∑86∑/g∑874 /g4666/g∑874/g4667+/g20∑3=/g3∑05/g3049/g3299
/g3∑05/g305∑ +/g3∑05/g3049/g3300
/g3∑05/g3052 +/g3∑05/g3049/g330∑
/g3∑05/g3053 +/g20∑3=0 (23)
Ecua ția general ă de mi șcare a apei în medii permeabile saturate se ob ține din legea lui Darcy
generalizat ă și din ecua ția de continuitate:
/g3∑05
/g3∑05/g305∑ /g4672/g∑863/g305∑/g305∑ /g3∑05/g3009
/g3∑05/g305∑ +/g∑863/g305∑/g3052 /g3∑05/g3009
/g3∑05/g3052 +/g∑863/g305∑/g3053 /g3∑05/g3009
/g3∑05/g3053 /g4673+/g3∑05
/g3∑05/g3052 /g4672/g∑863/g3052/g305∑ /g3∑05/g3009
/g3∑05/g305∑ +/g∑863/g3052/g3052 /g3∑05/g3009
/g3∑05/g3052 +/g∑863/g3052/g3053 /g3∑05/g3009
/g3∑05/g3053 /g4673+/g3∑05
/g3∑05/g3053 /g4672/g∑863/g3053/g305∑ /g3∑05/g3009
/g3∑05/g305∑ +/g∑863/g3053/g3052 /g3∑05/g3009
/g3∑05/g3052 +/g∑863/g3053/g3053 /g3∑05/g3009
/g3∑05/g3053 /g4673−
/g20∑3=0 (24)
IV.5.4. Mi șcarea plan orizontal ă
Studiul mi șcării apei în acvifere subterane caracterizate printr -o extindere mare în suprafa ță
și cu o mare variabilitate a condi țiilor de margine se poate face admi țând ipoteza simplificatoare de
calcul a mi șcării orizontale (Bulgariu D. ,2007). În acest caz co nductivitatea se înlocuie ște cu
transmisivitatea hidraulic ă a stratului acvifer:
T= k . a (25)
în care a este grosimea stratului acvifer. Astfel matricea d e conductivitate este înlocuit ă de
matricea de transmisivitate /g4670/g∑846/g467∑ , având componente doar pe cele dou ă direc ții ale planului orizontal
xOy :
/g4670/g∑846/g467∑=/g3436/g∑846/g305∑/g305∑ /g∑846/g305∑/g3052
/g∑846/g3052/g305∑ /g∑846/g3052/g3052 /g3440 (26)
Tehnici de gestionare și depozitare a de șeurilor 2013
80
Ecua ția general ă a mi șcării, în acest caz, este:
/g3∑05
/g3∑05/g305∑ /g4672/g∑846/g305∑/g305∑ /g3∑05/g3009
/g3∑05/g305∑ +/g∑846/g305∑/g3052 /g3∑05/g3009
/g3∑05/g3052 /g4673+/g3∑05
/g3∑05/g3052 /g4672/g∑863/g3052/g305∑ /g3∑05/g3009
/g3∑05/g305∑ +/g∑863/g3052/g3052 /g3∑05/g3009
/g3∑05/g3052 /g4673−/g20∑3/g2009=0 (27)
IV.5.5. Valabilitatea legii lui Darcy
O premiz ă de baz ă a legii lui Darcy este faptul c ă fluxul este laminar constant și prin
intermediul mediilor poroase saturate. Dac ă în mod particular dimensiunile porilor și debitele sunt
suficient de mari, atunci este curgere turbulent ă și legea lui Darcy nu se mai aplic ă. Condi țiile de
curgere turbulent ă este prin pietri ș și roci fisurate. Unele modific ări a legii lui Darcy sunt necesare,
de asemenea, s ă contabilizeze fluxurilor prin nisipuri, argile și n ămoluri.
Trecerea de la curgerea laminar ă la cea turbulent ă are loc când num ărul Reynolds (R e),
dep ășește o valoare critic ă. Pentru curgerea prin p ământ a apei intersti țiale, valoarea critic ă a lui R e
este în intervalul 1 – 10, iar R e fiind definit de urm ătoarea ecua ție: (Khalifa et al., 2002)
/g∑844/g∑857=/g2872/g3096/g3045/g3∑00
µ/g4666/g2869/g2879/g304∑/g4667/g3002/g3348/g3279 (28)
în care /g4439 este densitatea fluidului, r este tortuozitatea (c alea de curgere medie, raportul dintre
lungime și grosime), υ este viteza de curgere, n este porozitatea, iar A υd este raportul dintre suprafa ța
porilor expus ă la fluxul la volumul de lichide.
Abaterile de la liniaritatea dintre viteza de curge re și gradientul hidraulic sunt cele mai
semnificative în gama inferioar ă a intervalelor de curgere. Gradientul hidraulic pe ntru curgerea prin
mediul poros este rareori mai mare decât unu. Astfe l, abaterile de la legea lui Darcy, ar putea avea
implica ții importante pentru aplicabilitatea ei la starea p ermanent ă și tranzitorie a curgerii, inclusiv
de consolidare, ce se bazeaz ă pe aceast ă lege. În plus, intervalele folosite în testele de laborator sunt
mari, de obicei cu mult peste zece, uneori de ordin ul a câtorva sute.
Trei ipoteze au fost propuse pentru a ține seama de neliniaritatea între viteza de curgere și
gradientul hidraulic, acestea f ăcând referire la: (1) propriet ățile de curgere a apei non-newtoniene,
(2) migra ția particulelor care provoac ă blocarea și deblocarea curgerii, și (3) consolidarea și
umflarea local ă care sunt caracteristice curgerii hidraulice prin pământuri compresibile. Aparenta
existen ță a unui gradient prag sub care curgerea nu este det ectat ă a fost atribuit ă unei structuri cvasi-
cristaline a apei. În prezent, este recunoscut fapt ul c ă multe abateri le la linearitatea dintre viteza de
curgere si gradientul hidraulic, pentru apa cu prop riet ăți neobi șnuite, pot fi atribuit ă și contamin ării
sistemelor de m ăsurare in-situ sau in cadrul studiilor de laborator . Un num ăr mare de cercet ători nu
a reu șit s ă confirme existen ța a unui gradient prag în argile. Legea lui Darcy a fost validat ă, în cele
Tehnici de gestionare și depozitare a de șeurilor 2013
81
mai multe dintre aceste studii. Astfel, este pu țin probabil ca propriet ățile neobi șnuite ale apei s ă fie
responsabile pentru comportarea non-Darcyan.
Fig. IV.6 Dependen ța dintre viteza de curgere și gradientul hidraulic în cazul
unei argile moi ( Hansbo, 1973)
Pe de alt ă parte, migrarea particulelor care s ă conduc ă la anulare, cre ștere sau diminuarea
efectelor electrocinetice și a gradien ților de concentra ție chimic ă, pot provoca o aparent ă abatere de
la legea lui Darcy. Analiza structurii și leg ăturilor dintre componentele minerale arat ă c ă particulele
care nu particip ă în formarea scheletului portant genereaz ă influen țe moderate supra valorii
gradientului hidraulic. P ământurile cu texturi deschise, floculate și pământurile granulare cu un
con ținut relativ sc ăzut de goluri par a fi deosebit de sensibile la mi șcarea particulelor fine în timpul
migra ției lichidului.
Umflarea intern ă și dispersia particulelor de argil ă în timpul penetra ție lichidului contaminat,
poate determina modific ări ale debitului și un comportament aparent non-Darcyan. Testele pe
amestecuri de illit – n ămol au ar ătat c ă, conductivitatea hidraulic ă depinde de con ținutul de argil ă
illitic ă, procedura de sedimentare, starea de comprimare și concentra ția electrolitului. S-a constatat
că, comportarea amestecului este destul de sensibil ă la tipul și concentra ția de electrolit utilizat
pentru stabilirea permeabilit ății și volumului de transfer total de transfer al permea tului și c ă au loc
Tehnici de gestionare și depozitare a de șeurilor 2013
82
modific ări ale conductivit ății hidraulice relative care au pentru o modificare a concentra ției
electrolitului de la 0.6 la 0.1N NaCl, conform Fig. IV.7. Cumulul de transfer este raportul dintre
volumul total al fluxului și volumul al porilor pentru un e șantion. Conductivit ățile hidraulice pentru
aceste materiale au variat de la mai mult 1x 10 -7 m/s la mai pu țin de 1x 10 -9 m/s.
Practica indic ă faptul c ă implica țiile legii lui Darcy sunt valabile, cu condi ția ca toate
variabilele din sistem s ă fie constante. Cu toate acestea, cu excep ția cazului cu schimb ări de texturi,
particule care migreaz ă și se redistribuie intern, modific ă gradul de porozitate și cauzeaz ă un efect
de reducere a curgerii și determin ă modific ări chimice. Acestea pot fi eviden țiate prin m ăsur ători de
laborator a conductivit ății hidraulice care ar trebui s ă se fac ă în condi ții de temperatur ă și presiune
cât mai îndeaproape posibil de cele din teren. Aces t lucru este deosebit de important în leg ătur ă cu
testarea argilelor de folosit ca poten țiale bariere de izolare în depozitele de de șeuri. De asemenea,
activitatea microbian ă poate fi important ă, deoarece aceasta duce la formarea de biofilme, ca re
înfund ă porii și reduc semnificativ conductivitatea hidraulic ă. Din p ăcate, simularea condi țiilor
reale, nu este întotdeauna posibil ă, în special în ceea ce prive ște gradientul hidraulic.
Fig. IV.7 Reducerea conductivit ății hidraulice, ca urmare a umfl ăturii interne
(de la Hardcastle și Mitchell, 1974).
Tehnici de gestionare și depozitare a de șeurilor 2013
83
IV.6. Modelarea matematica a transportului poluan ților prin medii
permeabile
IV.6.1. Elemente generale
Un model reprezint ă o aproximare (simplificare) a sistemului real. Sim plific ările sunt
introduse sub forma unui set de ipoteze care exprim ă în țelegerea noastr ă privind natura sistemului și
comportarea sa. Ca urmare, nu va exista un model un ic pentru un sistem dat. Fiecare set de ipoteze
va conduce la un alt model. Alegerea celui mai potr ivit model, pentru un caz dat, depinde de
obiectivele investiga ției și de resursele disponibile (timp, buget etc.).
IV.6.2. Ipoteze simplificatoare
În modelarea numeric ă a curgerii de baz ă presupune aflarea func ției necunoscute într-un
num ăr finit de puncte (care poate fi oricât de mare) di n domeniul analizat, pentru a aproxima
suficient de bine func ția necunoscut ă pe domeniul respectiv.
Se fac, în general, urm ătoarele ipoteze simplificatoare:
– matricea de conductivitate hidraulic ă este rigid ă (de multe ori este considerat ă un mediu
omogen și izotrop),
– faza lichid ă este incompresibil ă,
– faza gazoas ă este continu ă și se afl ă la presiunea atmosferic ă,
– curgerea se face la temperatur ă constant ă,
– diferite m ărimi care intervin în transfer (flux, con ținut de ap ă, vitez ă etc.) sunt
reprezentate prin valori medii la scar ă macroscopic ă.
Ecua ția diferen țial ă care descrie curgerea tridimensional ă a apei subterane cu densitate
constant ă printr-un mediu permeabil este:
/g∑845/g3020/g3∑05/g3009
/g3∑05/g3047 =∇/g4666/g∑837∇/g∑834/g4667±/g∑849 (29)
unde:
Tehnici de gestionare și depozitare a de șeurilor 2013
84
Ss- coeficient de înmagazinare specific ă a mediului permeabil;
H – sarcina (cota) piezometric ă;
K – tensor al coeficien ților de permeabilitate;
W – debit raportat la unitatea de volum și reprezint ă prelev ările sau/ și injec țiile de ap ă;
t – timpul.
IV.7. Metoda grafic ă de proiectare a sistemelor de etan șare de baz ă ale
depozitelor de de șeuri luând în considerare difuzia și advec ția
Pornind de la ecua ția concentra ției relative R c, vor fi prezentate o serie de corela ții între
diferi ți termeni ai ecua ției, corela ții care vor fi transpuse grafic în scopul ob ținerii unei metode
grafice de dimensionare/verificare a sistemelor de etan șare de baz ă (Olinic E., 2010) .
/g∑844/g3030=/g3044/g3039/g3032/g3265
/g4666/g30∑8/g2878/g3044/g3039 /g4667/g4666/g3032/g329∑/g2879/g2869/g4667/g2878/g3044/g3039 ⇒/g30∑9/g3278/g30∑8
/g2869/g2879/g30∑9/g3278=/g3044/g3039/g3032/g3265
/g3032/g3265/g2879/g2869⇒/g30∑9/g3278/g30∑8
/g2869/g2879/g30∑9/g3278=/g3038∆/g3283
/g326∑/g3039/g3032/g3265
/g3032/g3265/g2879/g2869⟹/g30∑9/g3278/g30∑8/g30∑3
/g4666/g2869/g2879/g30∑9/g3278/g4667/g3039=/g3038∆/g3035/g3032/g3265
/g3032/g3265/g2879/g2869⟷/g∑83∑/g∑842 (30)
Aceasta ecua ție poate fi utilizat ă pentru reprezentarea varia ției lui R c în func ție de termenul
EP pentru un raport QL constant. Func ția EP include num ărul lui Peclet, ceea ce înseamn ă o alt ă
corela ție care este necesar ă:
/g∑83∑/g∑842=/g3038∆/g3035/g3032/g3265
/g3032/g3265/g2879/g2869⇒/g∑842=/g4688/g∑864/g∑866 /g3006/g30∑7
/g3006/g30∑7/g2879/g3038∆/g3035
/g∑842=/g3038∆/g3035
/g304∑/g3005 ⇒/g∑866/g∑830=/g3038∆/g3035
/g3039/g304∑ /g3254/g3265
/g3254/g3265/g3∑27/g3286∆/g3283/g∑ (31)
Varia ția termenului nD în func ție de EP pentru k∆h constant în domeniul extins
pentru:
– porozitate n=0.3 – 1 (porozitatea este exprimat ă în termeni adimensionali)
Tehnici de gestionare și depozitare a de șeurilor 2013
85
– coeficientul de difuzie D=10 -1 – 10 -6 (m 2/zi)
– coeficientul de permeabilitate k=10 -8 – 10-1 (m/zi)
– distan ța dintre nivelul levigatului și suprafa ța liber ă a apei subterane ∆h=1 – 20 (m)
IV.8. Conductivitatea hidraulic ă
IV.8.1. No țiuni generale
Legea lui Darcy prevede c ă exist ă o propor ționalitate direct ă între viteza aparent ă a curgerii a
apei υh sau rata debitului specific q h și gradientul hidraulic i h, care este:
/g∑874/g3035=/g∑863/g3035/g∑86∑/g3035 (32)
/g∑869/g3035=/g∑863/g3035/g∑86∑/g3035/g∑827 (33)
unde A este aria sec țiunii transversale normal pe direc ția de curgere. Constanta k h este o
proprietate a materialului. Analizele de debit pent ru curgerea permanent ă și tranzitorie prin p ământ
se bazeaz ă pe legea lui Darcy. În multe cazuri, aten ția este îndreptat ă asupra analizei mai pu țin
asupra valorii lui k h. Unele pământuri prezint ă conductivitate hidraulic ă diferit ă dup ă direc țiile
orizontal ă și vertical ă, în cadrul acelea și direc ții valorile putând s ă difere ca ordinul de m ărime
estimat de 2 la 3 ori ca rezultat al schimb ărilor de textur ă, a porozit ății și con ținutului de ap ă.
Unit ăți diferite pentru conductivitatea hidraulic ă sunt de multe ori utilizate de c ătre diferite
grupuri sau agen ții, de exemplu, centimetri pe secund ă de ingineri geotehnicieni, picioarele pe an de
hidrologi a apelor subterane, precum și familia Darcy de tehnologi în petrol.
Tehnici de gestionare și depozitare a de șeurilor 2013
86
IV.8.2. Ecua ții teoretice pentru conductivitatea hidraulic ă
Curgerea de fluide prin p ământurile cu granula ție mai fin ă și pământurile grosiere, este
considerat ă ca fiind laminar ă. Diferite rela ții, de evaluare a conductivit ății hidraulice, au fost puse în
eviden ță prin studiul propriet ăților pământului de granula ție fin ă, cu referire la curgerea lichidelor.
Ca punct de plecare, pentru ob ținerea unor astfel de rela ții cedau conductivitatea hidraulic ă, este
legea Poiseuille pentru curgerea prin zona de capil aritate, care ofer ă vitez ă medie de curgere, este în
conformitate cu urm ătoarea ecua ție:
/g2029/g3028/g3049/g3032 =/g3082/g329∑/g30∑9/g3∑∑8
/g2876µ/g∑86∑/g3035 (34)
cazul în care µ este vâscozitatea, R este raza tubu lui, iar γp este greutatea unitar ă a fluidului
de curgere. Deoarece curgerea prin p ământuri are loc prin canale de diferite dimensiuni, o
dimensiune caracteristic ă este necesar ă pentru a descrie valoarea medie a acestora. Este p referabil s ă
se fac ă uz de raza hidraulic ă cu R H. definit ca rela ția
/g∑844/g3009=/g2929/g293∑/g2926/g2928/g29∑∑/g29∑6/g29∑∑ ț/g29∑∑ /g2929/g29∑5/g29∑3 ț/g29∑9/g293∑/g2924/g29∑9/g29∑9 /g2930/g2928/g29∑∑/g2924/g2929/g2932/g29∑5/g2928/g2929/g29∑∑/g2922/g29∑5 /g29∑∑ /g29∑3/g29∑∑/g2924/g29∑∑/g2922/g29∑5/g2922/g2925/g2928 /g29∑4/g29∑5 /g29∑3/g293∑/g2928/g29∑7/g29∑5/g2928/g29∑5
/g2926/g29∑5/g2928/g29∑9/g2923/g29∑5/g2930/g2928/g293∑ /g29∑9/g2924/g293∑/g2924/g29∑4/g29∑∑/g2930 (35)
este util: Pentru un tub circular, în care curgere a are loc pe întreaga sec țiune, raza hidraulic ă este
/g∑844/g3009=/g3095/g30∑9/g3∑∑8
/g2870/g3095/g30∑9 =/g30∑9
/g2870 (36)
Ecua ția lui Poiseuille, pentru debitul specific in acest caz, devine:
/g∑869/g3030/g3036/g3045 =/g2869
/g2870/g3082/g329∑
µ/g∑844/g2870/g∑86∑/g3009/g∑853 (37)
unde a este sec țiunea transversal ă a tubului. Pentru alte valori ale sec țiune transversal ă, o ecua ție de
acela și form ă poate fi aplicat ă, pe baza uni coeficient de corec ție C s, dup ă cum urmeaz ă:
/g∑869=/g∑829/g3046/g3082/g329∑/g30∑9/g3257/g3∑∑8
µ/g∑86∑/g3035/g∑853 (38)
Pentru aplicarea ecua țiilor la curgerea prin p ământ, ca mediu poros, trebuie ca aria sec țiunii de
curgere și raza hidraulic ă să fie evaluate func ție de condi țiile specifice alc ătuirii și st ării acestuia.
Prin urmare sec țiunea de curgere este dat ă de rela ția:
/g∑827/g3033=/g∑845/g3045/g∑866/g∑827 (39)
unde S r este gradul de satura ție,n porozitatea și A este sec țiunea total ă. Raza hidraulic ă este dat ă de:
/g∑844/g3009=/g3002/g328∑
/g30∑7=/g3002/g328∑/g30∑3
/g30∑7/g30∑3 =/g3049/g3042/g3039/g3048/g3040/g3048/g3039 /g303∑/g3036/g3046/g3043/g3042/g304∑/g3036/g3029/g3036/g3039 /g3043/g3032/g304∑/g3047/g3045/g3048 /g3030/g3048/g3045/g3034/g3032/g3045/g3032
/g3028/g3045/g3036/g3028 /g3036/g304∑/g3048/g304∑/g303∑/g3028/g3047/g3028 =/g3023/g3298
/g3023/g3294/g3020/g3∑∑6 (40)
unde P este perimetrul inundat, L este lungimea de curgere în canal în direc ția fluxului de
debit, V s este volumul de solid și S 0 este suprafa ța inundat ă pe unitatea de volum a particulelor.
Suprafa ța inundat ă depinde de dimensiunile particulelor și textura p ământului și poate fi considerat ă
ca o suprafa ță efectiv ă pe volumul unitar de solid. Aceasta este mai mic ă decât suprafa ța specific ă
Tehnici de gestionare și depozitare a de șeurilor 2013
87
total ă caracteristic ă pământului, deoarece curgerea nu va avea loc astfel c a lichidul s ă vin ă în contact
cu toat ă suprafața particulelor. Leg ătura dintre volumul de solid V s și volumul de ap ă este V w
/g∑848/g3050=/g∑857/g∑848/g3046/g∑845/g3045 (41)
Ecua ția devine:
/g∑869=/g∑829/g3046/g4672/g3082/g329∑
µ/g4673/g∑844/g3009/g2870/g∑845/g3045/g∑827/g∑866/g∑86∑/g3035/g∑827=/g∑855/g3020/g4672/g3082/g3265
µ/g4673/g∑844/g3009/g2870/g∑845/g3045/g4672/g3032
/g2869/g2878/g3032/g4673/g∑86∑/g3035/g∑827 (42)
Prin înlocuirea lui R H, folosind ecua ția (40) și a volumului ocupat de ap ă – V w dat de rela ția
(41), rezult ă
/g∑869=/g∑829/g3046/g4672/g2869
/g3020/g3∑∑6/g3∑∑8/g4673/g4672/g3082/g329∑
µ/g4673/g∑845/g3045/g287∑/g4672/g3032/g3∑∑9
/g2869/g2878/g3032/g4673/g∑86∑/g3035/g∑827 (43)
Prin analogie cu legea lui Darcy,
/g∑863/g3035=/g∑829/g3046/g4672/g3082/g329∑
µ/g4673/g2869
/g3020/g3∑∑6/g3∑∑8/g4672/g3032/g3∑∑9
/g2869/g2878/g3032/g4673/g∑845/g3045/g287∑ (44)
Pentru saturarea complet ă, S r=1 și C s exprimat prin 1/(k 0T2), ecua ția devine:
/g∑837=/g∑863/g3035/g3436µ
/g3082/g329∑/g3440=/g2869
/g3038/g3∑∑6/g302∑/g3∑∑8/g3020/g3∑∑6/g3∑∑8/g4672/g3032/g3∑∑9
/g2869/g2878/g3032/g4673 (45)
unde k 0 este un factor de forma porilor și T este un factor de tortuozitate.
Aceasta este ecua ția Kozeny-Carman pentru permeabilitate în medii por oase (Kozeny, 1927;
Carman, 1956). Conductivitatea hidraulic ă k h are unit ăți de viteza (LT -1), iar K permeabilitatea
absolut ă sau intrinsec ă a unit ății din domeniul de curgere (L 2).
Efectele ce țin de propriet ățile lichidului sunt considerate prin termenul µ/ γp cu condi ția ca
textura p ământului să fie aceea și în prezen ța diferitelor fluide. Pentru forma porilor, factoru l k 0, are o
valoare de aproximativ 2,5 iar factorul de tortuozi tate are o valoare de aproximativ √2 dac ă mediul
poros are mărimea porilor aproximativ uniform ă.
Pentru sfere de dimensiuni egale, S 0 devine S/D (= suprafa ță zonei/volumul unei sfere), unde
D este diametrul. Dac ă un pământ este format din sfere de diferite dimensiuni, un diametru eficace
Deff poate fi calculat din distribu ția granulometric ă dup ă cum urmeaz ă
/g∑830/g3032/g3033/g3033 =/g2869/g2868/g2868%
∑/g3435/g3033/g3284//g3005/g3276/g3297/g3280,/g3284/g3439 (46)
Unde f i este con ținutul procentual al frac țiunii “i” cu dimensiuni între limite cunoscute (D li și
Dsi ) și D ave este dimensiunea medie a particulelor între cele d ou ă limite (= /g∑830/g3039/g3036 /g2868./g2873/g∑830/g3046/g3036 /g2868./g2873). De asemenea,
S0 poate fi estimat pe baza din suprafe ței specifice.
Tehnici de gestionare și depozitare a de șeurilor 2013
88
Figura IV. 8 Valorile conductivit ății hidraulice pentru mai multe p ământuri. Codul de identificare a
pământului: 1. Argil ă compactat ă, 2. argil ă compact ă, 3. nisip mâlos, 4. argil ă nisipoas ă, 5. plaja cu
nisip, 6. zgur ă albastr ă de Boston compact ă, 7. zgura alice Vicksburg, 8. argil ă nisipoas ă, 9. n ămol-
Boston, 10. nisip Ottawa, 11. nisip-Gaspee Point; 1 2. nisip-Franklin Falls, 13. nisip-Scituate, 14.
nisip, 15. nisip-Fort Peck, 16. n ămol-Boston, 17. n ămol-Boston, 18. argil ă loessoid ă, 19. argil ă, 20.
nisip-Uniunea Falls, 21. n ămol-Carolina de Nord, 22. nisip din dig, 23. zgura sodic ă Boston, 24.
caolinit calcic, 25. montmorillonit sodic, 26-30. n isip (baraj) (Lambe și Whitman 1969).
Studiile pun în eviden ța c ă ecua ția Kozeny-Carman este reprezentativ ă pentru descrierea
permeabilit ății nisipurilor și a nămolurilor, dar, discrepan țe sunt semnalate g ăsite atunci când aceasta
este aplicat ă argilelor și altor tipuri de amestecuri – fig. IV.8. Principal ele motive pentru aceste
discrepan țe sunt c ă în cazul amestecurilor nu au dimensiuni uniforme a le porilor și pentru diferite
tipuri de lichide ce ocup ă spa țiul porilor, pot interveni schimb ări în textura amestecului. În cazul
argilelor particule sunt grupate în clustere sau ag regate, care au pori mai mari iar interclustere exi st ă
porii au dimensiuni mai mici.
În cazul în care se fac compara ții folosind materiale cu aceea și textur ă, influen ța asupra
permeatului, conductivitatea hidraulic ă este destul de bine reprezentat ă de c ătre termenul γp/µ. În
cazul în care, un p ământ de granula ție fin ă este compactat folosind diferite lichide, acesta p oate avea
texturi destul de diferite, precum și conductivit ăți hidraulice diferite pentru probe care au un anumi t
grad de compactare. Dac ă în ecua ția (44) este considerat ă un factor de form ă compozit și ținând
seama că suprafa ța total ă pe unitatea de volum este invers propor țional ă cu m ărimea particulelor,
atunci rela ția devine
/g∑863/g3035=/g∑829/g∑830/g3046/g2870/g4672/g3082/g3298
µ/g4673/g3032/g3∑∑9
/g2869/g2878/g3032/g∑845/g3045/g287∑ (47)
unde D s este o dimensiune caracteristic ă granulozit ății. Prezen ța de fisuri, cr ăpături, g ăuri,
rădăcin ă, poate duce la cre șteri enorme ale ratei de curgere a apei printr-un s trat de pământ compact.
Ecua ția anterioar ă arat ă că, conductivitate hidraulic ă variaz ă func ție de gradul de satura ție la
puterea a treia, dar nu toate studiile experimental e confirm ă acest lucru, chiar și în cazul unor
pământuri cu granula ție fin ă.
Studiul curgerii lichidelor prin medii poroase prez int ă similaritate cu procesele de transfer
termic, electric și chimic – tab. IV.6.
Tehnici de gestionare și depozitare a de șeurilor 2013
89
Tab. IV. 6 Analogii de conducere în medii poroase
Lichid C ăldura Electric Chimic
Poten țial Total h (m) Temperatura T 0C Voltaj V (vol ți) Poten țialului
chimic µ sau
Concentra ția c
(mol/m -3)
Depozitare Volum de fluid W
(m 3) Energie termal ă u
(J/M 3) Coulomb Masa total ă pe
total unitate
Volum, m
(mol/m 3)
Conductivitate Conductivitate
hidraulic ă k h Conductivitate
termic ă k t Conductivitate
electric ă σ Coeficient de
difuzie D (m 2/s)
Curgere q h (m 3/s) q t (J/s) Curent I (amper) j D (mol/s)
Flux q h/A (m 3/s/m 2) q t/a (J/s/m 2) I/A (amper/m 2) J D=j D/A (mol s -1
m-2)
Gradient /g∑86∑/g3038=−/g3∑05/g3035
/g3∑05/g305∑ /g4666m/m) /g∑86∑/g3047=−/g3∑05/g302∑
/g3∑05/g305∑ (0C/m) /g∑86∑/g3032=−/g3∑05/g3023
/g3∑05/g305∑ (v/m) /g∑86∑/g3030=−/g3∑05/g3030
/g3∑05/g305∑ (mol/m –
4)
Conduc ție Legea lui Darcy
/g∑869/g3035=−/g∑863/g3035/g2034ℎ
/g2034/g∑876 /g∑827 Legea lui Fourier
/g∑869/g3047=−/g∑863/g3047/g2034/g∑846
/g2034/g∑876 /g∑827 Lehea lui Ohm
/g∑835=−/g2026/g3032/g2034/g∑848
/g2034/g∑850 /g∑827
=/g∑848
/g∑844 Legea lui Fick
/g∑836/g3005=−/g∑830/g2034/g∑855
/g2034/g∑876 /g∑827
Capacitate Coeficient de
volum schimbat
/g∑839=/g∑856/g∑849
/g∑856ℎ=/g20∑∑/g3050/g∑853/g3∑00
1=/g∑857
=/g∑863/g3035
/g∑855/g3∑00 Volum termic
C(J/ 0C/m 3)
/g∑829 =/g∑856/g∑843
/g∑856/g∑846 Capacitatea C
(farad)
Factor de
întârziere R d
(adimensional)
Difuzie /g2034ℎ
/g2034/g∑872 =/g∑863/g3035
/g∑839/g2034/g2870ℎ
/g2034/g∑876/g2870
/g3436/g∑863
/g∑839=/g∑855/g3∑00/g3440 /g2034/g∑846
/g2034/g∑872 =/g∑863/g3047
/g∑829/g2034/g2870/g∑846
/g2034/g∑876/g2870
/g3436/g∑863
/g∑829=/g∑853/g3440 /g2034/g∑848
/g2034/g∑846 =/g2026
/g∑829/g2034/g2870/g∑848
/g2034/g∑876/g2870 /g2034/g∑855
/g2034/g∑872 =/g∑830∗
/g∑844/g3005/g2034/g2870/g∑855
/g2034/g∑876/g2870
Tehnici de gestionare și depozitare a de șeurilor 2013
90
IV.9. Anizotropia în p ământ
Anizotropie mare în conductivitatea hidraulic ă este comun ă și apare ca rezultat al stratific ării
depozitelor din formarea terenului natural sau în t erasamentele compactate în straturi. Argilele au o
conductivitate hidraulic ă substan țial mai mare în direc ție orizontal ă decât în direc ție vertical ă.
Raportul de valori orizontale la valorile verticale determinat în laborator pentru argile, r k, este de
10 ±5.
De asemenea în procesul de consolidare conductivita tea hidraulic ă este condi ționat ă de
stadiul de evolu ție.
Dac ă se are în vedere teoria consolid ării unidimensionale dup ă Terzaghi pentru un punct din
mediu poros, presiunea intersti țial ă este func ție de grosime 2H și factorul timp T, fiind dat ă de
rela ția
/g∑873=∑/g4672/g∑87∑/g∑86∑/g∑866 /g30∑4/g3053
/g3009/g4673∞
/g3040/g2880/g2868 /g∑857/g2879/g30∑4/g3∑∑8/g302∑ (48)
Unde /g∑839=/g2024/g46662/g∑865+1/g4667/2.
Prin urmare, gradientul hidraulic este
/g∑86∑= /g3∑05
/g3∑05/g3027 /g4672/g3048
/g3082/g3298/g4673=/g2870/g3048/g3∑∑6
/g3082/g3298/g3009∑/g∑855/g∑867/g∑87∑/g4672/g30∑4/g3053
/g3009/g4673/g∑857/g2879/g30∑4/g3∑∑8/g302∑ ∞
/g3040/g2880/g2868 (49)
Dac ă se define ște parametrul p prin rela ția:
/g∑868=2∑/g∑855/g∑867/g∑87∑/g4672/g30∑4/g3053
/g3035/g4673∞
/g3040/g2880/g2868 /g∑857/g2879/g30∑4/g3∑∑8/g302∑ (50)
ecua ția 49 devine
/g∑86∑=/g3048/g3290/g3043
/g3082/g3298/g3009 (51)
Tehnici de gestionare și depozitare a de șeurilor 2013
91
Fig. IV.9. Varia ția conductivit ății hidraulice în func ție de timp pe durata procesului de
consolidare în conformitate cu teoria Terzaghi.
Practic, de cunoa șterea conductivit ății hidraulice în direc ție orizontal ă depinde distan ța dintre
traseele de dispunere a dren ărilor și debitul drenat. Atât curgerea apelor subterane va fi afectat ă, cât
și procesul de consolidare vor fi influen țate de practicarea unor c ăi de verticale pentru evacuarea
apei – exemplul drenurilor verticale.
IV.10. Texturi și conductivitatea hidraulic ă
Viteza de curgere depinde de raza porilor, iar debi tul este propor țional cu puterea a patra a
acesteia. Astfel, texturi cu o propor ție mare de pori mari sunt mult mai permeabile decât cele cu pori
mici. De exemplu, dup ă remodelarea a mai multor argile moi netulburate, s -a constatat ca s-a redus
conductivitate hidraulic ă. Aceasta rezult ă din perturbarea unei texturi floculare deschise și
distrugerea porilor mari.
Influen ței compact ării și a con ținutului de ap ă asupra conductivit ății hidraulice în
pământurile cu granula ție fin ă este ilustrat ă în Fig.IV.10 și Fig. IV.11 pentru probe ce au fost
compactate la aceea și densitate dar la grade de satura ție diferite și respectiv prin tehnologii diferite .
Pentru probele compactate folosind acela și lucru mecanic specific de compactare alura celor din Fig.
IV.11. Pentru compactarea argilei la umidit ăți reduse agregatele floculate opun o rezisten ța mare în
reorganizarea lor. Valori considerabil mai mici ale conductivit ății hidraulice sunt ob ținute pentru
compactarea argilelor la umidit ăți mai ridicate sau atunci când procedeul de compact are genereaz ă o
destructurare a agregatelor prin dezvoltarea unor t ensiuni de forfecare mari.
Tehnici de gestionare și depozitare a de șeurilor 2013
92
Fig.IV.10 Conductivitatea hidraulic ă în func ție de gradul de saturare realizat prin compactare
Fig.IV.11. Influen ța metodei de compactare asupra conductivit ății hidraulice la argil ă . Un
acela și lucru mecanic specific a fost utilizat pentru toa te probele testate.
În cazul compact ării pot fi generate trei niveluri de textur ă sunt importante atunci când se
analizeaz ă conductivitatea hidraulic ă a pământurilor cu granula ție fin ă. Microfabricul const ă din
aglomer ări regulate de particule și pori foarte mici, cu dimensiuni pân ă la aproximativ 1 µm, , prin
care lichidul va curge pu țin și lent. Minifabricul con ține aceste agreg ări și porii printre ansamblu de
granule. Porii pot fi de pân ă la mai mult zeci de micrometri în diametru. Curger ea prin ace ști pori va
fi mult mai mare decât prin porii integra ți în agregate. La o scar ă mai mare, poate exista un
macrofabric care con ține fisuri sau g ăuri prin care debitul de lichid este foarte mare.
Aceste considera ții sunt de o importan ță deosebit ă în conductivitatea hidraulic ă la argile
compactate și utilizate ca bariere pentru izolarea depozitelor de de șeuri. Aten ție trebuie acordat ă
Tehnici de gestionare și depozitare a de șeurilor 2013
93
existen ței unit ăților tip bulg ării, ce ar corespunde nivelului textural minifabric . Valori sc ăzute ale
conductivit ății hidraulice vor putea fi ob ținute numai în cazul în care în bulg ării de p ământ vor fi
elimina ți în timpul compact ării. Este recomandat ă compactarea în “domeniul umed”, cre șterea
lucrului mecanic specific de compactare sau utiliza rea unei metode care introduce eforturi de
forfecare mari, cum ar fi de picior de oaie. (Benso n și Dandeu , 1990)
Gam ă larg ă a valorilor conductivit ății hidraulice pentru p ământurile cu granula ție fin ă
compactate, rezult ă din diferen țele mari de texturi asociate cu compact ării, varia ției con ținutul de
ap ă și a densit ății, Fig.IV.12. Este dificil s ă se selecteze o valoare reprezentativ ă pentru utilizarea ei
într-o analiz ă a infiltra țiilor, în zona de restrângere a curbelor. Mai mult, când nu trebuie s ă se
dep ăș easc ă o anumit ă valoare a conductivit ății hidraulice la terasamente, cazul c ăptu șelii de argil ă
pentru un depozit de de șeuri, atunci se impun preciz ări stricte în documenta ția tehnic ă. În acest sens,
trebuie s ă se țin ă cont de echipamentele de compactare, con ținutul de apa și densitate, pentru a se
ob ține o compactare optim ă ce asigur ă reducerea conductivit ății hidraulice (Mesri, G., 1993) .
Ecua țiile principale, cum ar fi (32) și (33) nu reu șesc s ă redea cantitativ varia ția
conductivit ății hidraulice a p ământurilor cu granula ție fin ă. Un astfel de p ământ are o textur ă
compus ă din agregate mici sau clustere dup ă cum se arat ă schematic în Fig.IV.13. Clusterele și
golurile în intercluster cuprind un microfabric. Fl uxul de lichid într-un asemenea sistem este
dominat de debitul prin porii interclusteri din cau za dimensiunilor mai mari.
Fig.IV.12 Curbe de conductivitate hidraulic ă constant ă pentru argil ă
compactat ă-fr ământat ă
Dimensiunile clusterelor depind de mineralogia, com pozi ția fluidelor din pori și procesul
formare. Atunci când un p ământ cu granula ție fin ă este sedimentat în amestec cu ape de diferite
concentra ții a electroli ților sau cu un tip de fluid de diferite constante d ielectrice, sedimentarea are
ca rezultat dezvoltarea unei texturi destul de dife rite.
Tehnici de gestionare și depozitare a de șeurilor 2013
94
Fig.IV.13 Modelul de cluster pentru estimarea perme abilit ății (dup ă Olsen, 1962).
IV.10.1. Permeabilitatea p ământurilor
Un material este considerat a fi permeabil dac ă acesta prezint ă o continuitate a porilor.
Deoarece porii sunt prezen ți în toate p ământurile, inclusiv în argile, practic toate p ământurile sunt
permeabile. În plus, curgerea apei prin p ământuri se supune la aproximativ acelea și legi.
Permeabilitatea p ământurilor are un efect semnificativ asupra dificul t ății opera țiunilor de
punere în oper ă a unui depozit de de șeuri și implicit, asupra costurilor de execu ție. Pentru astfel de
construc ții sunt preferate p ământuri cu o permeabilitate cât mai mic ă, cum ar fi argilele. Un depozit
construit pe astfel de teren este pus în oper ă cu mai mult ă ușurin ță decât un unul construit pe un
pământ cu permeabilitate mai mare.
IV.10.2. Permeabilitatea p ământurilor granulare
Permeabilitatea p ământurilor granulare depinde în principal de sec țiunea transversal ă a
canalelor formate prin conectarea porilor. Deoarece diametrul mediu al porilor dintr-un p ământ cu o
anumit ă porozitate cre ște propor țional cu m ărimea medie a granulelor, este de a șteptat ca
permeabilitatea p ământurilor granulare s ă creasc ă pe m ăsur ă ce mărimea granulelor este mai mare.
Dup ă investiga ții asupra nisipurilor s-a ajuns la ecua ția
/g∑863/g4666/g∑865//g∑87∑/g4667=/g∑829/g3032/g∑830/g3032/g2870 (52)
unde parametrul C e, include efectele formei canalelor ca rezultat înl ănțuirii porilor în direc ția
de curgere și volumul total al porilor, determinat pe baza cara cteristicilor granulometrice, cum ar fi
forma granulelor și mărimea lor. Valorile permeabilit ății în func ție de diametrul efectiv D 10 atest ă o
corelare liniar ă pant ă fiind egal ă cu 2. Aceste date indic ă o valoare medie pentru C e = C 10 de l0 -1.
Atunci când k este exprimat în m/s și D 10 în mm. Prin acceptarea dependen ței liniare conform
Tehnici de gestionare și depozitare a de șeurilor 2013
95
Fig.IV.14, se poate subestima sau supraestima perme abilitatea p ământurilor cu un factor de
aproximativ 2.
Fig.IV.14 Ecua ția și datele referitoare coeficientul de permeabilitate efectiv a pământurilor
granulare
Permeabilitatea p ământurilor granulare poate s ă se diminueze substan țial pe seama prezen ței
unei cantit ăți chiar reduse de aluviuni și a unor particule de dimensiuni mici. Mineralogia și gradul
de dispersie a particulelor pot determina amploarea sc ăderii permeabilit ății. Dintre cele trei minerale
argiloase principale, montmorillonitul are dimensiu nea cea mai mic ă și caolinitul cea mai mare, iar
illitul ocupând o pozi ție intermediar ă. Dac ă se are în vedere porozitatea, illitul este de apro ximativ
200 de ori mai permeabil decât montmorillonitul iar caolinit de aproximativ 200.000 de ori. În Fig.
IV.15, se red ă varia ția permeabilit ății mineralelor argiloase în func ție de porozitate.
Fig.IV.15. Permeabilitatea mineralelor argiloase
IV.10.3. Permeabilitatea argilelor moi
Cele mai multe depozite de argile moi de origine ma rin ă și lacustr ă sunt compuse dintr-un
amestec de minerale, care sunt susceptibile de a in clude illit și clorit, cantit ăți importante de cuar ț și
feldspat, iar unele de montmorillonit. Mica și carbona ții au textura similar ă argilelor moi, în special
Tehnici de gestionare și depozitare a de șeurilor 2013
96
celor de origine marin ă. Valorile lui k υo pentru argile moi sunt ca ordin de m ărime de aproximativ
1×10 -9m/s. De fapt, valorile lui k υo pentru o majoritate argilelor moi poate ajunge pân ă la valoarea de
5×10 -10 m/s. Compozi ției mineralogic ă și textura floculat ă sau agregat ă are influen ță asupra
comport ării la nivel de volum total de p ământ.
Anizotropia în permeabilitatea depozitelor de argil ă moale, în care coeficientul de
permeabilitate în direc ții orizontale k ho este mai mare decât k υo poate fi motivat ă și de al ți factori
singulari sau în combina ție. Cele mai multe depozite de argil ă moale de origine marin ă, au o textura
pe ansamblu aleatoare, deoarece acestea constau din tr-un amestec mai mult sau mai pu țin omogen
de minerale argiloase, care sunt floculate sau agre gate. Astfel, raportul k ho /k υo în argile moi de
origine marin ă, rareori dep ășește 1,5. Un alt factor care poate duce la valori dif erite ale raportului
kho /k υo în depozitele argiloase moi este prezen ța intercala țiilor mâloase sub țiri, sau a unor straturi de
nisip. Incluziunile de n ămol sau nisip pot fi orizontale continui sau discon tinui.
IV.10.3. Permeabilitatea amestecurilor de nisip și bentonit ă
Amestecuri compactate de nisip și bentonit ă sunt adesea folosite pentru a forma bariere
împotriva infiltra țiilor fluide, inclusiv a levigatului din depozitele de de șeuri.
În amestecuri omogene ideale de bentonit ă și nisip un procentul de aproximativ 10%, de
bentonit ă hidratat ă, ocup ă toate golurile dintre particulele de nisip. Permea bilitatea medie k m, ideal ă
pentru amestecul nisip-bentonit ă, este controlat ă de permeabilitate bentonitei k b:
/g∑863/g3040=/g∑863/g3029/g3428/g∑845/g∑857/g∑855 ț/g∑86∑/g∑873/g∑866/g∑857 /g∑872/g∑870/g∑853/g∑866/g∑87∑/g∑874/g∑857/g∑870/g∑87∑/g∑853/g∑864 ă /g∑868/g∑870/g∑86∑/g∑866 /g∑854/g∑857/g∑866/g∑872/g∑867/g∑866/g∑86∑/g∑872 ă
/g∑845/g∑857/g∑855 ț/g∑86∑/g∑873/g∑866/g∑857/g∑853 /g∑872/g∑870/g∑853/g∑866/g∑87∑/g∑874/g∑857/g∑870/g∑87∑/g∑853/g∑864ă /g∑872/g∑867/g∑872/g∑853/g∑864 ă /g∑856/g∑86∑/g∑866 /g∑878/g∑867/g∑866/g∑853 /g∑856/g∑857 /g∑853/g∑865/g∑857/g∑87∑/g∑872/g∑857/g∑855 /g3432
=/g∑863/g3029/g3428/g∑848/g∑867/g∑864/g∑873/g∑865 /g∑872/g∑867/g∑872/g∑853/g∑864−/g∑874/g∑867/g∑864/g∑873/g∑865 /g∑866/g∑86∑/g∑87∑/g∑86∑/g∑868
/g∑848/g∑867/g∑864/g∑873/g∑865 /g∑872/g∑867/g∑872/g∑853/g∑864/g3432
=/g∑863/g3029/g4674/g3082/g3279/g3288
/g4666/g2869/g2879/g3045/g4667/g3008/g3294/g3082/g3298/g4675 (53)
unde γdm este greutatea unitar ă a amestecului în stare uscat ă, γw greutate unitar ă a apei, G s
greutatea specific ă a nisipului, și r raportul dintre masa uscat ă de bentonit ă și nisip. Pentru mai multe
amestecuri, k m≅ kb/2, iar indicele porilor pentru bentonita e b, într-un amestec saturat ideal de nisip-
bentonit ă depinde de cantitatea de bentonit ă uscat ă din amestec și de volumul dintre particulele de
nisip, pe care îl ocup ă bentonit ă hidratat ă:
/g∑857/g3029=/g46721+/g2869
/g3045/g4673/g3008/g3277/g3082/g3288
/g3082/g3279/g3288−/g3008/g3277
/g3045/g3008/g3294−1 (54)
în care G b este greutatea specific ă a bentonitei. Pentru /g∑833/g3029≅ Gs
/g∑857/g3029=/g∑857/g3040/g46721+/g2869
/g3045/g4673 (55)
în cazul în care e m este lipsit din raportul amestecului. Limita super ioar ă e b este raportul
dintre bentonita umflat ă liber ă și nisip.
Tehnici de gestionare și depozitare a de șeurilor 2013
97
Kenney et al. (1992) a m ăsurat permeabilitatea amestecului nisip-bentonit ă, fie cu ap ă
distilat ă, men ționat ă ca ap ă dulce, fie cu o solu ție de 40 g NaCl, men ționat ă ca ap ă sărat ă. Bentonita
este constituit ă în principal de montmorillonit sodic cu cationi do minan ți schimbabili. La
determinarea permeabilit ății bentonitei k b, s-au amestecat e șantioane cu ap ă la con ținutul de ap ă
aproape sau mai mare decât limita de curgere coresp unz ătoare și s-a constatat un e b în intervalul de
la 1,5 la 10. Rezultatele sunt prezentate în Fig.IV .16. Bentonita în ap ă dulce este foarte dispersat ă,
cu mici canale de flux și cu permeabilitate redus ă. În acela și timp, bentonita în ap ă s ărat ă este cu un
ordin de mărime mai permeabil ă decât bentonita în ap ă dulce, deoarece, în ap ă s ărat ă foi țele de
montmorillonit sunt floculate în unit ăți mai mari care duc la canalele de curgere mari și de înalt ă
permeabilitate.
Cele mai frecvente infiltr ări au loc pentru levigat cu con ținut chimic diferit fa ță de lichidul
folosit în teste, datorit ă schimbului ionic dintre levigat și pământ, forma porilor se schimb ă,
modificând și permeabilitatea amestecului de nisip-bentonit ă. O cre ștere a concentra ției de sare duce
la o floculare cu schimbare de structur ă.
Mărimea granulelor a nisipului folosit în teste a var iat între de la 0.07 mm la 1.2 mm; pentru
o stare îndesare, coeficientul de permeabilitate a fost de 10 -4 m/s. Dou ă proceduri diferite au fost
folosite pentru a preg ăti amestecurile de nisip cu bentonit ă: prin compactare de amestecuri omogene
aproximativ ideale și de amestecuri variabile. Rezultatele de permeabil itate pentru cele dou ă tipuri
de amestecuri sunt prezentate în fig. IV.17.
Fig.IV.16. Permeabilitatea bentonitei în ap ă proasp ătă și în ap ă sărat ă
Fig.IV.17 Rezultatele testelor de compactare și de permeabilitate pe un amestec de nisip-
bentonit ă (dup ă Kenney, et al. 1992).
Tehnici de gestionare și depozitare a de șeurilor 2013
98
Barierele de argil ă în domeniul depozitelor de de șeuri sunt construite prin compactarea
amestecului de nisip-bentonit ă. Permeabilitatea unui astfel de amestec este influ en țat ă de con ținutul
de ap ă la compactare, în special considerabil mai mic dec ât în stare natural ă. Banda ha șurat ă mai
închis ă din Fig.IV.18 indic ă permeabilit ăți m ăsurate pe amestecuri compactate de nisip-bentonit ă și
în care a p ătruns ap ă dulce. Kenney et al. au ajuns la concluzia c ă cel mai important factor care
afecteaz ă permeabilitatea dintr-un amestec de nisip-bentonit ă este volumul porilor din care din care
bentonita lipse ște. Un alt factor important este con ținutul de ap ă în momentul de amestecare și
compactare. Un con ținut mai mare de ap ă duce la dispersie, printr-o distribu ție mai uniform ă a
bentonitei, și prin urmare, la valori mai mici ale permeabilit ății.
Înlocuirea cu apei dulci cu apa s ărat ă, a dus la dispersia semnificativ ă a floculilor de
montmorillonit și o sc ădere a permeabilit ății cu mai mult de dou ă ordine de m ărime, chiar dac ă nu s-
a observat umflarea amestecului. Pe de alt ă parte, gama în care variaz ă porozitatea eșantioanelor de
amestecuri, particulele bentonit ă nu au spa țiu suficient pentru a le permite reorganizarea în u nit ăți
mai mari. În prezen ța apei s ărate, bentonita poate flocula și duce la canale mari, care permit
infiltra ții.
În Fig.IV.18. valorile de permeabilitate ale ameste curilor sunt extrapolat ă prin linii întrerupte
și de referin ță la k m a nisipului (10 -4 m/s) și pentru a vedea reducerile marcante de permeabilit ate,
care rezult ă din con ținutul bentonit ă.
Fig.III.18 Permeabilitatea amestecului bentonita-ni sip
IV.10.4. Permeabilitatea terenului stratificat
Pământurile naturale sunt formate de obicei din strat uri care au permeabilitate diferit ă.
Pentru a determina coeficientului mediu de permeabi litate în astfel de depozite, sunt f ăcute teste pe
Tehnici de gestionare și depozitare a de șeurilor 2013
99
probe reprezentative din fiecare strat. Odat ă ce valorile lui k sunt cunoscute pentru fiecare st rat
individual, mediile pot fi calculate folosind urm ătoarea metod ă.
k1,k2 …. k n = coeficien ții de permeabilitate a straturilor individuale
H1, H 2 …. Hn = grosimi de straturi corespunz ătoare
H= H 1+H 2+…. +H n = grosimea total ă
kl = Coeficientul mediu de permeabilitate. (de obicei orizontal)
kll = Coeficientul mediu de permeabilitate pe plan perp endicular
În cazul în care debitul este paralel cu planurile stratului, viteza medie υ se calculeaz ă:
/g2029=/g∑863/g3039/g∑86∑=/g2869
/g3009/g4670/g2029/g2869/g∑834/g2869+/g2029/g2870/g∑834/g2870+⋯/g2029/g304∑/g∑834/g304∑/g467∑ (56)
Deoarece gradientul hidraulic este acela și în fiecare strat,
/g∑863/g3039/g∑86∑=/g2869
/g3009/g4666/g∑863/g2869/g∑86∑/g∑834/g2869+/g∑863/g2870/g∑86∑/g∑834/g2870+⋯+/g∑863/g304∑/g∑86∑/g∑834/g304∑/g4667 (57)
de unde:
/g∑863/g3039=/g2869
/g3009/g4670/g∑863/g2869/g∑834/g2869+/g∑863/g2870/g∑834/g2870+⋯+/g∑863 /g304∑/g∑834/g304∑/g467∑ (58)
sau
/g∑863/g3039=∑/g3009/g3285
/g3009/g∑863/g3037 /g304∑
/g3036/g2880/g30∑0 (59)
Pentru fluxul de la unghiuri drepte a stratului, gr adientul hidraulic de-a lungul straturilor
individuale se noteaz ă cu i l, i 2. . . i n. Principiul de continuitate a fluxului impune ca v iteza s ă fie
acelea și în fiecare strat. Prin urmare:
/g2029=/g3035/g326∑
/g3039/g∑863/g3039/g3039 =/g∑863/g2869/g∑86∑/g2869=/g∑863/g2870/g∑86∑/g2870=⋯=/g∑863 /g304∑/g∑86∑/g304∑ (60)
De asemenea,
ℎ/g30∑3=/g∑834/g3039/g∑86∑/g3039+/g∑834/g2870/g∑86∑/g2870+⋯+/g∑834 /g304∑/g∑86∑/g304∑ (61)
Combinând aceste ecua ții se ob ține:
/g∑863/g3039/g3039 =/g3009
/g3257/g3∑∑7
/g3286/g3∑∑7/g2878/g3257/g3∑∑8
/g3286/g3∑∑8/g2878⋯/g2878/g3257/g3289
/g3286/g3289 (62)
Sau
Tehnici de gestionare și depozitare a de șeurilor 2013
100
/g∑863/g3039/g3039 =/g3009
∑/g3257/g3285
/g3257/g3284
/g3286/g3285/g3289
/g3285/g3∑28/g3∑∑7 (63)
Se poate demonstra teoretic faptul c ă pentru fiecare teren stratificat k ll trebuie s ă fie mai mic ă
de k l.
IV.11. Migra ția de particule și eroziunea
Ori de câte ori infiltra țiile traverseaz ă o frontier ă de la o zona fin ă la un material grosier sau
iese dintr-un p ământ într-un spa țiu deschis, cum ar fi un mâl, exist ă poten țialul ca unele particule
fine s ă migreze. Migra ția poate avea consecin țe grave. Aceasta poate cauza colmatarea pu țurilor sau
a canaliz ărilor, sau pot duce la formarea de tuneluri de eroz iune. Într-adev ăr, eroziune subteran ă sau
intern ă a fost una dintre cauzele cele mai pregnante ale e șecului catastrofal al barierelor de
impermeabilizare.
Migra ția poate fi prevenit ă prin acoperirea suprafe ței cu material care opre ște migrarea
particulelor fine. Geotextile cu rol filtrant sunt utilizate pentru a servi aceluia și scop. Filtrele sunt
utilizate pe scar ă larg ă pentru a preveni eroziunea intern ă și pentru controlul infiltra țiilor în
terasamentul pentru baraje.
Unele materiale naturale de baz ă, pot prezenta instabilitate intern ă atunci când sunt supuse la
fluxul de infiltra ții; particulele fine se pot deplasa prin golurile m ari din frac țiunea grosier ă și
permite, astfel, determin ă concentra ția de debit și chiar formarea de canale de curgere.
IV.12. Curgerea levigatului prin sistemul de imperm eabilizare
IV.12.1. Curgerea levigatului prin bariera geologic ă
În practica modern ă de eliminare a de șeurilor de folose ște un sistem de etan șare cu un
compozit dublu, format dintr-un element primar de c olectare a levigatului și sistem de etan șare. De și
geomembrana este relativ impermeabil ă la migrarea de levigat, aceasta poate prezenta g ăuri sau
riduri care ofer ă un mecanism pentru scurgerea levigatului prin geom embrana (Rowe 1998).
Căptu șeala de argil ă este destinat ă pentru a minimiza aceste scurgeri.
Tehnici de gestionare și depozitare a de șeurilor 2013
101
Când argila compactat ă este utilizat ă ca un strat de fundare, atunci aceasta va fi nesat urat ă.
Acest comportament nesaturat a sistemului de imperm eabilizare va controla fluxul și detectarea
scurgerilor. Se acord ă aten ție efectului gradului ini țial de satura ție a stratului de funda ție, distan ța de
la punctul de scurgere la partea inferioar ă a căptu șelii, hidratarea argilei compactate și prezen ța sau
lipsa unui substrat de detectare a scurgerilor.
Ecua ția de curgere prin mediu poros nesaturat a fost de rivat ă din legea lui Darcy și
continuitatea fluxului (Richards 1931). Ecua ția pentru un material omogen cu anizotropie
bidimensional ă a curgerii devine:
/g∑863/g305∑/g3∑05/g3∑∑8/g3035
/g3∑05/g305∑/g3∑∑8+/g∑863/g3052/g3∑05/g3∑∑8/g3035
/g3∑05/g3052/g3∑∑8=/g3∑05/g3087
/g3∑05/g3047 =/g∑865/g3050/g20∑∑/g3050/g3∑05/g3035
/g3∑05/g3047 (64)
unde h este sarcina hidraulic ă (m); k x și k y sunt conductivit ăți hidraulice nesaturate în
direc țiile x și y, respectiv (m/s); m w este coeficientul modific ărilor de volum (1/kPa); γw este
greutate unitar ă a apei (kN/m 3); θ este volumul de ap ă con ținut (adimensional), iar t este timpul (s).
Parametrii m w, k x și k y sunt specifici mediului poros și defini ți ca func ții de presiune. Printre
mai multe ecua ții s-a aproximat o curb ă caracteristic ă pentru apa din p ământ (volumul apei di pori)
în func ție de conductivitatea hidraulic ă dup ă cele doua direc ții. Aceste ecua ții s-au dovedit a fi
aplicabile pentru o gam ă larg ă de pământuri. Ecua ției curbei caracteristic ă apei din p ământ este:
/g∑990=/g3087/g2879/g3087/g3293
/g3087/g3294/g2879/g3087/g3293=/g3429/g2869
/g2869/g2878/g4672/g3080/g3294
/g3330/g3298/g4673/g3289/g3433 (65)
unde Θ este con ținutul volumetric normalizat de ap ă, θ este con ținutul volumetric de ap ă la
o anumit ă aspira ție (adimensional), θs este con ținutul de ap ă la saturare (adimensional), θr este
con ținutul de ap ă rezidual ă (adimensional), s este aspira ția (kPa), și α (1/m), n și m (=1-1/n)
(adimensional) sunt parametri de amenajare. Func ția de conductivitate hidraulic ă este dat ă de:
k/g2928/g4666Θ/g4667=/g292∑/g4666Θ/g4667
/g292∑/g3∑77/g3∑59/g3∑78 =Θ/g2869//g2870/g46741−/g34351−Θ/g2869//g2923/g3439/g2923/g4675/g2870
(66)
unde k r (Θ) este conductivitatea hidraulic ă relativ ă (adimensional ă), k( Θ) este
conductivitatea hidraulic ă la un anumit Θ (m/s) și k sat este conductivitatea hidraulic ă saturat ă (m/s).
Fluxul de vapori devine semnificativ odat ă cu cre șterea umidit ății, sugerându-se
conductivitatea hidraulic ă ar trebui s ă fie evaluat ă ca o sum ă între conductivitatea hidraulic ă pentru
fluxul de lichid, k lichid , și pentru fluxul de vapori, k vapori Pe baza legii lui Fick privind difuzia
vaporilor și a rela ției dintre poten țialul de ap ă și umiditatea relativ ă, s-a stabilit rela ția:
k/g2932/g29∑∑/g2926/g2925/g2928/g29∑9=/g2888/g3∑80ρ/g3∑77
ρ/g3∑8∑x exp /g4666Ψ/g2933X/g4667 (67)
unde D v=2.29×10 -5x(T/273.15) 1.75 xa5/3 , X=Mg/RT, ρs este densitatea de saturare a vaporilor
de ap ă la temperatura p ământului (kg/m 3), M este masa molecular ă a apei (kg/mol), g este
accelera ția gravita țional ă (m/s 2), ρw este densitatea apei (kg/m 3), R este constanta gazelor (J/mol K),
Tehnici de gestionare și depozitare a de șeurilor 2013
102
T este temperatura absolut ă (K), Ψw este poten țialul de ap ă (m), D v este difuzibilitatea în ap ă (m 2/s),
iar a este porozitatea ocupat ă de aer. (adimensional).
Conductivitatea la lichid scade cu o cre șterea aspira ției și conductivitatea la vapori cre ște
odat ă cu mărirea aspira ție, devine relativ constant ă atunci când k vapori dep ășește k lichid . În consecin ță,
conductivitatea hidraulic ă corespunz ătoare combina ției k lichid și k vapori nu scade la o valoare mai
mic ă.
Geosinteticele și-au găsit aplicarea pe scar ă larg ă în proiectarea și construc ția depozitelor de
de șeuri moderne. Aceasta includ utilizarea de geomemb rane și straturi de argil ă pentru a asigura o
barier ă atât pentru levigat cât și pentru biogaz.
Căptu șelile de geocompozite sunt alc ătuite dintr-un strat sub țire de argil ă legat ă de un strat
sau straturi de geosintetice. Argila este, în gener al, bentonita de sodiu (predominant montmorillonit) .
Exist ă mai multe tipuri diferite de bariere de impermeabi lizare. Bentonita este fie între o
geomembran ă foarte sub țire, lipit ă prin utilizarea unui adeziv solubil în ap ă, sau închis ă între dou ă
geotextile, care sunt ținute împreun ă de adezivi, coasere sau inter țesere. Inter țeserea este procesul
care provoac ă ca unele fibre din materialul geotextil de sus s ă se extind ă prin bentonit ă și geotextilul
de jos, lipind întreaga structur ă. (Von Maubeuge & Heerten 1994)
Geocompozitele bentonitice sunt materiale relativ n oi, care au avut un impact semnificativ
asupra multor aspecte ale inginerie geotehnice. Atu nci când se lucreaz ă cu aceste materiale, este
important s ă în țeleag ă caracteristicile tehnice ale lor. Procesul de fabr ica ție ar putea avea un efect
asupra caracteristicilor tehnice ale geocompozitelo r (Lake & Rowe 2000). Factori cum ar fi
conductivitatea hidraulic ă a levigatului și compatibilitate cu p ământul, comportamentul difuziv a
unui compozit cu o geomembran ă, rezisten ța la forfecare, și de stabilitate trebuie s ă fie luate în
considerare în faza de proiectare. În plus la proie ctare și la specifica țiile de construc ție propuse ar
trebui s ă se ia în considerare durata de via ță și factorii care pot influen ța aceast ă via ță. Un
geocompozit este de a șteptat s ă aib ă o durat ă de via ță foarte lung ă, ca parte a unui sistem de
impermeabilizare compozit cu condi ția ca:
a. să nu existe nici o pierdere semnificativ ă de bentonit ă din geocompozit în timpul
plasamentului. Acest lucru înseamn ă c ă se evit ă pierderea de bentonit ă în straturile de drenaj suport.
Un filtru de geotextil suplimentar poate fi necesar pentru a evita pierderea de bentonit ă. Se cere de
asemenea s ă se adopte proceduri de construc ție, care vor men ține o distribu ție uniform ă a bentonitei
în geocompozit (poten țialul bentonitei pentru mi șcarea poate varia de la un produs la altul și
specifica țiile de construc ție ar trebui s ă recunoasc ă acest fapt).
b. să nu fie suspus unor mi șcări laterale semnificative, de sub țiere a bentonitei în timp și
dup ă hidratare, care ar duce la o distribu ție neuniform ă a acesteia în geocompozit. De exemplu,
fisurile de pe o geomembran ă pot crea un gol sau o zon ă de reducere a eforturilor asupra
geocompozitui, care ar motiva migrarea bentonitei. De asemenea, este nevoie de aten ție la plasarea
pe taluzuri (în special la cele abrupte) pentru a e vita migra ția bentonitei atât în stare "uscat ă" cât și
hidratat ă (poten țialul de mi șcarea a bentonitei poate varia de la un produs la a ltul, în func ție de
metoda de fabrica ție).
c. componenta geosintetic ă a unui geocompozit nu este critic ă pentru performan ța pe termen
lung a bentonitei componente.
Tehnici de gestionare și depozitare a de șeurilor 2013
103
d. cus ăturile sunt executate astfel încât nu se deschid ă în timpul sau dup ă plasarea
geocompozitelor în depozitele de de șeuri.
e. alegerea geomembranei se face astfel încât s ă nu existe nici o pierdere semnificativ ă de
bentonit ă pe termen lung, datorit ă migra ției (eroziune intern ă) prin geocompozit sub gradien ții
hidraulici care pot s ă apar ă în timpul sau dup ă încetarea func țion ării sistemului de colectare a
levigatului.
f. conductivitatea hidraulic ă de proiectare este selectat ă pe baza unor teste care examineaz ă
echilibrul hidraulic a geocompozitului la levigatul propus în condi ții care simuleaz ă domeniul
condi țiilor probabile.
g. în selectarea conductivit ății hidraulice de proiectare este luat în considerar e poten țialului
de interac țiune (de exemplu, schimb cationic) cu p ământul adiacent. De exemplu, este necesar ă o
aten ție deosebit ă atunci când se introduce un geocompozit cu bentoni t ă de sodiu în contact cu un sol
bogat în calciu, deoarece exist ă un poten țial de schimb cationic între sol și bentonit ă iar
conductivitatea hidraulic ă a geocompozitului se poate schimba cu timpul.
Durata de via ță a componentului geosintetic va depinde de polimeri i și aditivii utiliza ți. Unii
polimeri au poten țialul de degradare datorit ă ac țiunii biologice. Exist ă ciuperci și bacteria care
catalizeaz ă hidroliza unui poliester. În situa țiile în care durata de via ță a componentei geosintetice
este critic ă, se poate sus ține c ă HDPE ar trebui folosite cu aditivi (în special ant ioxidan ți) similari cu
cei utiliza ți într-o geomembran ă. De exemplu, s-ar putea evita situa țiile în care este necesar
componentul geotextil pentru a preveni deplasarea d e bentonit ă în spa ții goale ale materialului din
stratul de drenaj.
IV.12.2. Conductivitatea hidraulic ă și compatibilitatea levigatului
Mineralul activ utilizat în bentonit ă la majoritatea geocompozitelor este montmorillonit ul de
sodiu. Când montmorillonitul este hidratat, apa est e relativ imobil ă în stratul dublu difuziv și ocup ă
o mare parte din volum, rezultând o conductivitate hidraulic ă a geocompozitului sc ăzut ă (5×10 -11
m/s la 7×10 -12 m/s). Cu toate acestea, datorit ă capacit ății sale mare de schimb de cationi, bentonita
de sodiu poate avea reac ții de schimb atunci când este expus ă la diferi ți cationi g ăsi ți în levigatul
de șeurilor municipale solide sau atunci când este plas at ă adiacent de un sol cu o chimia a apei din
pori bogat ă în cationi. Acest lucru poate provoca, cre șterea dimensiunilor canalelor de curgere în
argil ă și, prin urmare, cre șterea conductivit ății hidraulice a geocompozitului.
Unele geocompozite sunt fabricate prin lipirea pe membrane a unor straturi sub țiri din
material plastic. Aceste membrane pot fi fabricate din polimeri similari cu cei utiliza ți în garnituri de
geomembran ă, dar sunt de obicei mult mai sub țiri. În testele de laborator, aceste membrane sub țiri
pot face Geocompozitul în esen ță impermeabil la lichide. Este înc ă necesar pentru a forma un strat
compozit și numai, o componenta de bentonit ă. Bentonita componenta acestor geocompozite ar
trebui examinat ă în acela și mod ca și celelalte component ale geocompozitului.
Tehnici de gestionare și depozitare a de șeurilor 2013
104
Conductivitatea hidraulic ă a geocompozitului este foarte dependent ă de mai multe variabile,
inclusiv de condi țiile de hidratare și stresul efectiv aplicat în timpul testelor de per meabilitate. S-a
ar ătat c ă aceste variabile influen țeaz ă tot raportul gol și c ă exist ă o corela ție puternic ă între vidul a
raportului, e b, și conductivitatea hidraulic ă, k, pentru un anumit lichid. De exemplu, pentru un
anumit grup de geocompozite și levigatul depozitelor de de șeuri solide s-a constatat c ă
conductivitate hidraulic ă (dup ă interac țiunea cu levigatului) ar putea fi legat ă de raportului golurilor
prin:
−11.4+0.42e /g2912lo g /g2869/g2868 k (m/s) < -11.2+0.42e b (68)
Aceasta poate fi comparat ă cu rela ția:
Log 10 k(m/s)= -11.8+0.20e b (69)
ce s-a ob ținut pentru acela și tip de geocompozit tranzitat de ap ă.
Diferen ța pentru valorile e b, pentru conductivitatea hidraulic ă cu privire la apa (ecua ția 69)
și a levigatului sintetic (ecua ția 68) este de aproximativ un ordin de m ărime. Acest lucru înseamn ă
că, atunci când se ia în considerare utilizarea geoco mpozitelor în sisteme de impermeabilizare a
depozitelor de de șeuri, ar trebui s ă se utilizeze o conductivitatea hidraulic ă pentru levigatul anticipat
la efectuarea calculelor de impact cu contaminan ți.
Cea mai mare frecven ță a golurilor poate fi legat ă de nivelul eforturilor aplicate unui anumit
produs și de condițiile de hidratare.
Se remarc ă faptul c ă toate tarele interac ționeaz ă cu levigatul intr-o oarecare m ăsur ă. Ca și
alte argile, geocompozitele pot fi utilizate în sis temele de impermeabilizare cu condi ția ca o valoare
a conductivit ății hidraulice utilizate în proiectare s ă fie selectat ă, acordând aten ția cuvenit ă la aceast ă
interac țiune și pe baza unor teste ce simuleaz ă condi țiile de solicitare, hidratare și infiltrare a
levigatului, asem ănătoare celor specifice aplica ției.(Rowe și colab. 1995).
IV.12.3. Difuzia contaminan ților dizolva ți prin geomembrane
Difuzia este un proces chimic care implic ă migrarea contaminan ților din zone de concentrare
mai mare în zone de concentra ție mai mic ă chiar și atunci când nu exist ă nici un flux de ap ă. Fluxul
difuziv de mas ă, f [mg/m 2/s], printr-un geocompozit este dat ă de rela ția:
f=−n/g29∑5D/g29∑5/g29∑4/g29∑3
/g29∑4/g2936 =−D/g2926/g29∑4/g29∑3
/g29∑4/g2936 ( 70)
unde n e este porozitatea efectiv ă [-], D e este coeficientul de difuzie efectiv ă [m 2/s], dc / dz
este gradientul concentra ție [mg /m], iar D p = n eDe = ntD t este coeficientul de difuzie în mediu poros
[m 2/s].
Tehnici de gestionare și depozitare a de șeurilor 2013
105
Rowe și colab. (2000) au dezvoltat celule de testare de difuzie care au fost folosite pentru a
stabili coeficien ții difuziei anorganice a geocompozitului și au investigat diferi ți factori care pot
afecta difuzia contaminantului prin geocompozit. S- a demonstrat c ă porozitatea efectiv ă, (n e), a
acestor contaminan ți ionici din argila bentonitic ă, poate fi semnificativ mai mic ă decât porozitatea
total ă (n t), în func ție de con ținutul de umiditate al e șantionului când s-a f ăcut modelarea migra ției
difuzive prin geocompozit. Cu toate acestea, s-a de monstrat, c ă pentru un singur geocompozit
examinat (~10 mm grosime), ionii contaminan ți ar putea fi modela ți cu suficient ă precizie pentru
multe aplica ții practice, folosind coeficientul de difuzie (d t), care se deduce din datele de laborator
folosind porozitatea total ă (n t) din bentonita din geocompozit (Rowe et al. 2000).
Lac și Rowe (2000) au examinat difuzia de contaminan ți anorganici printr-un geocompozit și
au găsit o rela ție linear ă între coeficientul de difuzie în mediu poros, D p, si e b. Pentru solu ție simpl ă
de NaCl cu concentra ție 3-5 g/L, rela ția dintre D p și e b pentru clorur ă (1 ≤ eb≤ 3.5) a fost dat ă de
D/g2926≅/g46661.02e/g2912−0.89 /g4667x10 /g2879/g2869/g2868 m2/s (71)
Se constat ă că, coeficientul de difuzie nu este dependent numai d e specii chimice și
porozitate, el variaz ă de asemenea și în func ție de celelalte componente chimice din levigat și din
pământul de sub geocompozit.
Tehnici de gestionare și depozitare a de șeurilor 2013
106
Tehnici de gestionare și depozitare a de șeurilor 2013
107
Capitolul V
Condi ții geologice specifice amplasamentelor situate în z ona
Moldovei și considera ții privind
depozitul de de șeuri al Municipiului Ia și
V.1.Date geomorfologice ale Platformei Moldovene ști
Platforma Moldoveneasc ă este format ă din mai multe interfluvii joase cuprinse între 50 și
200 m și de culoare de v ăi cu șesuri aluviale largi de 4-8 terase, orientate spre Prut și spre Bahlui.
În ălțimile maxime se afl ă în NV și dep ăș esc în câteva locuri 200 m. Altitudinea medie este de 100-
125 m.
De și este format ă pe forma țiuni marno-argiloase, formele de relief structurale se p ăstreaz ă, în
deosebi pe versan ți cu caracter carstic. Se pot distinge mai multe su bunit ăți separate pe v ăile Jijiei,
Bahlui și afluen ții lor. În est între Jijia și Prut, sunt Colinele P ădureni-Cauesti, iar între Jijia și
Jijioara, partea sudic ă a Colinelor Miletinului. (Brânzil ă M. 1998)
Între centrul câmpiei Moldovei, între Jijioara și Bahlui-Bahluia ș se sunt Colinele Gloduri–
Coada Stâncii, iar în vestul acestora dealurile Dum brava Ro șie – Dodolea care înconjoar ă
depresiunea Hârl ău. La sud de Bahlui se afl ă colina Sârca și colina Dume știlor.
Morfodinamica sa este foarte de activ ă, specific ă etajului colinar, care în acela și timp
produce degrad ări mari pe suprafe țe extinse, îndeosebi în lunci și pe versan ți cu pant ă accentuat ă.
Un rol semnificativ îl au sp ălarea de suprafa ță , fluviotoren țialitatea și alunec ările de teren, la care se
asociaz ă, local sufoziunea, tasarea, eroziunea chimic ă, structura și alc ătuirea geologic ă, modul de
folosin ță a terenurilor, etc.
Tehnici de gestionare și depozitare a de șeurilor 2013
108
V.2.Date geologice ale Platformei Moldovene ști
Regiunea studiate reprezint ă o parte din Platforma Moldoveneasc ă caracterizat ă prin apari ția
la zi numai a unei p ărți din depozitele Neogene de cuvertur ă: Sarma țian – Basarabian și Kersonian.
Fundamentul Precambrian și cuvertura Mezozoic ă si partea inferioar ă a Neogenului sunt
cunoscute numai prin intermediul forajelor.
Peste aceste depozite sunt forma țiuni mai noi de vârst ă Pleistocen ă și Holocen ă. Aceste
forma țiuni sunt reprezentate în figura IV.1.
Fig. V.1. Harta geologic ă a Moldovei
Basarabianul. Depozitele Basarabiene sunt cele mai vechi depozit e care afloreaz ă în regiune
și sunt cele mai r ăspândire.
Zona de aflorare a Basarabianului, are o grosime de aproximativ 360 m se pot distinge trei
complexe cu caractere litologice și faunistice distincte: straturile cu Cryptomactra, complexul cu
faun ă de ap ă dulce și complexul greso-oolitic.
Straturile cu Cryptomactra sunt formate dintr-o ser ie montan ă de marne-argiloase, cenu șii-
albăstrui, compacte sau slab stratificate. Acestea acop er ă toat ă regiunea de la nord și sud de la valea
Tehnici de gestionare și depozitare a de șeurilor 2013
109
Bahluiului pân ă la o linie est-vest care trece de la sud de locali t ățile Ciurea-Voine ști-Sine ști. Din
cauza pantelor mici a reliefului format pe aceste d epozite, aflorimentele sunt sporadice. Fauna
întâlnit ă în zonele fosilifere este variat ă, iar microfauna este relativ bogat ă în foramnifere. (Brânzil ă
M. 1998)
Zona de aflorimente a straturilor cu Cryptomactra s e eviden țiaz ă prin frecvente eflorescen țe
saline albicioase bogate în sulfa ți de sodiu, r ăspândite în perioada de secet ă. Tot în aceast ă zon ă sunt
semnalizate izvoare cu o mineralizare relativ mare, cu ape sulfatice sodico-magneziene uneori slab
feruginoase.
Complexul cu faun ă de ap ă dulce este format din marne argiloase cenu șii, predominante în
partea inferioar ă, cu intercala ții argiloase nisipoase și de nisipuri cenu șii sau g ălbui, tot mai
frecvente la partea superioar ă, unde se individualizeaz ă un pachet de 15-20 m de nisipuri albe. Se
eviden țiaz ă reducerea faunei salmastre din care r ămân exemplare mici de Solen si de Mactra și o
mic șorare uimitoare a microfaunei, înso țit ă de apari ția la partea superioar ă, a unei faune de ap ă
dulce.
În paralel cu mic șorarea faunei de molu ște salmastre are loc și o reducere a microfaunei;
numai Rotalia Beccari si ostracodele sunt mai dense , acestea din urm ă fiind singurele prezente în
nivele cu congenii.
Complexul de ap ă dulce are o grosime de 160 -170 m.
Complexul greso-oolitic este format din argile și nisipuri care intercaleaz ă doua pachete de
gresii și oolite. Primul, 2-7 m grosime, format din gresii calcaroase și gresii oolitice de culoare
cenu șie g ălbuie (oolitul de Repedea) este bogat în exemplare de Mactra și mai sunt și rare exemplare
de Cridiun fittoni, Cerithum disunctum, al doilea d e 4-10 m grosime, format din nisipuri și gresii
micafere, formeaz ă orizontul de nisipurilor și gresiilor din Șcheia. El cuprinde o faun ă mai variat ă
cu Mactra vitaliana, mafabrena, Cardium fittoni, Ta pes vasluensis, Solen subfargilis, Trochus
serbicus.
Între oolitul de repedea și nisipurile de Șcheia se g ăse ște un pachet de aproximativ 10 m de
argile cenu șii-alb ăstrui închise, nefosilifere. Urmeaz ă 30-40 m de nisipuri și argile nefosilifere,
ata șate tot Basarabeanului.
Kersonianul. Kersonianul în facies salmastru începe printr-un c alcar nisipos de 0.25 m
grosime, cu aspect lumaselic, care con ține specii exclusiv de Mactra, majoritatea sub form ă de
mulaje. Deasupra urmeaz ă pe o grosime de 70 m, marne argiloase cenu șii-verzui și nisipuri în care
mai apar, la diferite nivele, rare exemplare de Mac tra.
Kersonianul ce se prezint ă in faciesul fluvio-lacustru este alc ătuit din argile, nisipuri
argiloase cenu șii sau g ălbui, adesea cu structur ă toren țial ă. În baz ă se dezvolt ă un nivel de 10-15 m
de nisipuri cu gresii dure, cenu șii alb ăstrui, cu lentile pân ă la un metru lungime. Nisipurile acestui
nivel con țin frecvent buc ăți de lemn silicifiat, impresiuni de frunze și sporadic Helix. Cuibul fosilifer
cel mai bogat este Hâr șova, la sud de valea Bârlad, unde predomin ă specii de Propulus, Fagus,
Quercus, Carpinussi Laurus. Tot în acest nivel, pe dealul P ăun din masivul Repedea, la sud de Ia și,
se cunoa ște un interesant z ăcământ de mamifere cu lctitherium hipparionum, Acerat hium si
Hipparion.
Tehnici de gestionare și depozitare a de șeurilor 2013
110
Grosimea Kersonianului este de 70 m cu u șoar ă cre ștere în partea de SV a regiunii Ia și.
Pleistocenul. Pleistocenul este reprezentat prin depozite de ter asa formate pe stânga v ăii
Bahlui, mai pu țin pe stânga v ăii Bârlad și în lungul Prutului și rar pe v ăile secundare.
Pe segmentul orientat V-E al v ăii Bahlui și îndeosebi în jurul ora șului Ia și, depozite de terase
alc ătuite din pietri șuri m ărunte cu elemente menilitice carpatice, urmate de n isipuri grosiere și
nisipuri argiloase, sunt observate la diverse altit udini între 180 și 250 m altitudine. Un strat gros de
depozite loessoide, de 6-16 m, acoper ă toat ă zona dintre limitele extreme, încât nu se
individualizeaz ă trepte morfologice, cu excep ția zonei care alc ătuie ște terasa inferioar ă de 10-15 m
altitudine relativ ă.
Față de pu ținele dovezi paleontologice existente și în raport cu regiunile apropiate unde
situa țiile sunt asem ănătoare, terasele sunt considerate de vârst ă Pleistocen superior.
Holocen. Albiile majore ale râurilor Bahlui și Prut, în unele zone foarte largi, sunt alc ătuite
din aluviuni care pot atinge 10 m grosime, se a ștern peste argile sarma țiene impermeabile.
Aluviunile sunt formate din pietri șuri m ărunte și nisipuri grosiere cu formare lenticular ă, urmate de
nisipuri medii și fine, apoi argile nisipoase. Aceste depozite con țin o pânz ă acvifer ă protejat ă de o
pătur ă de 1-4 m de argile cenu șii impermeabile care o separ ă de apele mla știnilor foarte întinse în
luncile acestor râuri.
V.3. Date Hidrografice
Hidrografia Podi șului Moldovei se desf ăș oar ă în cadrul a dou ă bazine importante, Siret și
Prut.
Cele mai multe râuri apar țin unei re țele zonale cu lungimi variate (cele mai mari – Jiji a,
Bahlui, Sitna, Bârlad, etc. care dep ăș esc 30 km; cele mai multe sunt îns ă cele cu lungimi sub 30 km,
care frecvent seac ă vara sau au o scurgere mai slab ă).
Văile Bahlui și Bârlad sunt orientate V – E, sunt v ăi subsecvente, toate v ăile tributare sunt
orientate NNV – SSE, fiind consecvente. Acela și caracter îl prezint ă atât Prutul cât și v ăile sale
tributare.
Tehnici de gestionare și depozitare a de șeurilor 2013
111
Fig.V.2. Hart ă hidrografic ă a Moldovei
Debitul mediu multianual al Prutului, variaz ă între 92 m 3/s și 104 m 3/s. Debitele medii
anuale variaz ă de la an la an ajurând mai mult de dublu în anii c u precipita ții abundente și aproape la
jum ătate în anii în care nu se înregistreaz ă precipita ții însemnate, comparativ cu valoarea debitului
mediu multianual. Volumul maxim scurs în func ție de anotimpuri se înregistreaz ă, de obicei,
prim ăvara (iulie-aprilie), iar cel minim la sfâr șitul toamnei și începutul iernii (noiembrie-ianuarie),
când se scurg în medie 45% și respectiv 12% din volumul anual. Analiza fenomene lor de înghe ț
arat ă c ă acestea apar în fiecare iarn ă și au o durat ă medie de 80 zile, durata maxim ă fiind de 129 zile
iar cea minim ă de 43 zile. Podul de ghea ță apare în circa 90% din ierni și are o durat ă medie de 60
zile, durata maxim ă fiind de 103 zile iar cea minim ă de 21 zile. (Brânzil ă M. 1998)
Jijia este unul dintre afluen ții Prutului cu dimensiunile morfometrice cele mai m ari, îns ă cu
debite reduse. Panta râului de la izvoare pân ă la v ărsare este de 1.4 % O. Debitul mediu multianual al
râului la intrarea este de 3.90 m 3/s, aportul principal fiind afluentul s ău de pe partea dreapt ă, Bahlui.
Al doilea afluent important este Miletinul. Dintre afluen ții de ordinul II men țion ăm Bahlue țul și
Voine ști. Varia ția debitelor medii anuale de la an la an, atât pe J ijia cât și pe afluen ți, este variat în
anii ploio și și seceto și, raportul fa ță de debitul mediu multianual ajungând la aproape de dou ă ori și
jum ătate și aproximativ aproape o zecime din acestea. În func ție de anotimpuri, scurgerea maxim ă
se realizeaz ă prim ăvara, iar cea minim ă toamna, când se ajung în medie circa 40-45% și respectiv
10-11% din volumul anual. Volumul maxim lunar se în registreaz ă de obicei în martie, iar cel minim
in septembrie reprezentând în medie circa 19-20% și respectiv 2-3% din cel anual.
Tehnici de gestionare și depozitare a de șeurilor 2013
112
V.4.Date hidrogeologice
Forajele de mic ă și mare adâncime executate, au eviden țiat prezen ța mai multor orizonturi
acvifere: stratul acvifer din depozitele cuaternare , complexul acvifer din depozitele miocene,
complexul acvifer din depozitele siluriene și forma țiuni acvifere din forma țiunile de Cristalin.
Stratul acvifer freatic este format în aluviunile v echi ale v ăii Jijiei constituite din nisipuri cu
lentile de pietri șuri.
Fig.V.3.Harta hidrogeologic ă a României
Complexul acvifer din depozitele Miocene. Depozitele apar ținând Sarma țianului mediu, sunt
formate predominant din marne și argile, au intercala ții sub țiri de nisipuri fine, în care sunt
acumulate ape subterane, uneori cu caracter artezia n. Complexul este caracterizat prin ape
clorosodice, sulfuroase, brom-indurate, bicarbonata te alcaline, calcice magneziene, cu concentra ție
mare în s ăruri.
Complexul acvifer din depozitele siluriene este for mat de ape clorosodice, puternic
sulfuroase, bicarbonatate alcaline, cu o concentra ție salin ă mare. Depozitele siluriene, formate din
Tehnici de gestionare și depozitare a de șeurilor 2013
113
roci masive fisurate, permit cantonarea și migrarea apelor subterane pe întreaga lor grosime
alc ătuind un complex acvifer unic cu caracter ascension al.
În complexul acvifer din forma țiunile de Cristalin s-a observat prezen ța unor ape
clorosodice, cu o mineraliza ție ridicat ă.
V.5. Depozite de de șeuri din zona Moldovei
În prezent in Regiunea Moldovei exista un num ăr de șapte depozite conforme de de șeuri
municipale. Depozitele noi au fost realizate în con formitate cu prevederile legisla ției în vigoare
privind depozitarea de șeurilor, fiind prev ăzute cu un sistem de impermeabilizare cu strat de a rgil ă
compactat ă completat cu geomembran ă, geotextil și strat de drenare, cu sistem de colectare a
levigatului și de pompare a acestuia în sta ția de epurare or ăș eneasc ă. De asemenea sunt prev ăzute cu
foraje de monitorizare a calit ății apei subterane în perimetrul depozitului. Depozi tele au fost
realizate cu co-finan țare european ă. Proiectele prev ăd și realizarea instala țiilor pentru colectarea și
evacuarea gazului de depozit. Aceste depozite sunt utilizate numai pentru eliminarea de șeurilor
colectate în autogunoiere compactoare.
În figura urm ătoare este prezentat ă o hart ă geografic ă a regiunii Moldova, pe care sunt
localizate depozitele ecologice de de șeuri din aceast ă regiune.
Tehnici de gestionare și depozitare a de șeurilor 2013
114
Fig.V.4. Harta geografic ă a Moldovei cu amplasamentele
depozitelor ecologice de de șeuri
Tehnici de gestionare și depozitare a de șeurilor 2013
115
V. 6.Depozit de de șeuri Țuțora
V.6.1. Amplasamentul
Amplasamentul se afl ă în imediata în vecin ătate a râului Jijia, pe partea stâng ă a acestuia, la
câteva sute de metri distan ță , dup ă digul de protec ție. În partea de nord a amplasamentului se afl ă
drumul jude țean 249E, care face leg ătura între Ia și și Țuțora, via Holboca. Acest drum, pietruit și
orientat pe direc ția VVS – EEN, este în rambleu cu în ălțimea de 2-3 m fa ță de suprafe țele
învecinate.
Fig.V.5. Harta administrativ ă a jude țului Ia și
Terenul prezint ă o suprafa ță cvasiorizontal ă, cotele fa ță de nivelul M ării Negre încadrându-
se în intervalul 33.5 – 36 m. Terenul este utilizat ca și p ăș une și este str ăbătut de o re țea de canale
din p ământ de mici dimensiuni cu rol de irigare-desecare, în func ție de perioadele climatice și
aportul de precipita ții.
În partea de nord a amplasamentului, în apropiere de DJ 249E, se afl ă o linie electric ă, un
canal de p ământ și o anten ă de iriga ții. Acestea prezint ă o pozi ție paralel ă cu axul drumului.
Tot pe direc ția VVS-EEN, dar în partea sudic ă a amplasamentului, este o re țea format ă din
trei linii electrice de înalt ă tensiune dintre care doar una traverseaz ă suprafa ța cercetat ă.
Re țeaua din p ământ m ărgine ște amplasamentul studiat, atât la vest cât și la est.
Tehnici de gestionare și depozitare a de șeurilor 2013
116
V.6.2.Date climatice
Componentele peisajului geografic, relieful de deal uri, de podi ș, arii depresionare inclusiv
culoare de v ăi principale joac ă un rol important în formarea de diferen țieri în câmpul de reparti ție
teritorial ă a caracteristicilor climatice. Regimul climatic ar e o nuan ță de continentalitate influen țat ă
iarna de anticiclonul continental termic euroasiati c, iar în perioada cald ă de anticiclonul dinamic al
azorelor. Vara este în mare parte timp secetos cu t emperaturi mari, iar iarna se simte efectul maselor
de aer venite dinspre NE și N, regiunea fiind frecvent str ăbătută de viscole. Secete, brume târzii de
prim ăvar ă și timpurii de toamna, averse de ploaie înso țite de c ăderi de grindin ă, completeaz ă
tr ăsăturile regimului climatic.
Sumele medii anuale ale radia țiilor solare globale înregistreaz ă valori de circa 110 – 115
kcal/cm 2an. Valorile lunare minime se produc în intervalul noiembrie-decembrie, iar cele maxime în
iunie-iulie.
Caracteristicile circula ției generale ale atmosferei sunt condi ționate de advec ția aerului
maritim din vest, care este continentalizat și a celui continental din N, NE și E. Sunt frecvente
pătrunderile de aer din p ărțile posterioare ale ciclonilor care se deplaseaz ă din vestul Europei.
Mediile anuale ale temperaturii aerului ajung la 9 oC. Mediile lunii iulie variaz ă pe cea mai
mare parte a teritoriului între 20 și 21 oC. În ansamblu, temperaturi medie de 21 oC caracterizeaz ă
extremitatea estic ă a platformei, în lungul v ăii Prutului precum și culoarele v ăilor Jijia și Bahlui, în
partea lor inferioar ă. În timpul verii este preponderent timpul secetos, cu temperaturi foarte ridicate,
care dep ăș esc de multe ori 35 oC. Mediile lunii ianuarie sunt cuprinse, în general , între -3 și -4 oC.
De regul ă primul înghe ț se are loc în preajma zilei de 15 octombrie, iar c el mai târziu se produce în
jurul datelor 15-18 aprilie, existând ani în care a cest fenomen se manifest ă mai târziu cu peste o lun ă
fa ță de data medie.
Precipita țiile atmosferice sunt în cea mai mare parte a anulu i sub forma de ploi, ninsorile
fiind înregistrate în intervalul noiembrie-martie. Cantit ățile medii anuale de precipita ții sunt cuprinse
între 500 și 550 mm, pe cea mai mare suprafa ță a teritoriului. Cantit ățile medii ale lunii iulie
oscileaz ă în jurul valorii de 60 mm. Cantit ățile medii de precipita ții ale lunii ianuarie se încadreaz ă
între 30 și 40 mm, cantit ățile mai mici fiind caracteristice sectoarelor nordi c și estic ale podi șului
Moldovei, iar cele mai mari sectorului colinar din NV. Cantit ățile maxime c ăzute în 24 de ore sunt
foarte mari dep ăș ind uneori chiar cantit ățile medii lunare. Primele ninsori se produc, în med ie, în
preajma datei de 23 noiembrie, iar ultimele în juru l datei echinoc țiului de prim ăvar ă, 21 martie.
Intervalul mediu favorabil ninsorii totalizeaz ă 118-120 zile. În acest interval stratul de z ăpad ă este
prezent între 55 și 80 zile.
Conform STAS 10101/21-92 „Înc ărc ări date de z ăpad ă”, amplasamentul studiat se
încadreaz ă în zona C unde greutatea de referin ța a stratului de z ăpad ă, corespunz ătoare unei
perioade de revenire de 10 ani, este g z=1.5kN/m 2. Adâncimea maxim ă de înghe ț în zona investigat ă,
conform STAS 6054/77, este de 80-90cm.
Tehnici de gestionare și depozitare a de șeurilor 2013
117
Fig.V.6. Zonarea teritoriului României dup ă adâncimea de înghe ț (STAS 10101/21-92)
Orientarea principalelor forme de relief și culoarele de vale influen țeaz ă circula ția curen ților
de aer. Direc țiile dominante de deplasare ale acestora sunt NV, S E și N, prezentând o frecven ța
medie anuala de 21.5% (din direc ția NV), 13.0% (din direc ția SE) și 9.5% (din direc ția N). Viteza
medie anual ă variaz ă între 2 și 4.1 m/s, valoarea cea mai mare este în direc ția predominant ă.
Situa țiile de calm atmosferic prezint ă o frecven ța de 26.6%. Cele mai mari viteze ale vântului pot
dep ăș i 40.0 m/s.
Conform STAS 10101/20-90 „Înc ărc ări date de vânt”, amplasamentul studiat se încadrea z ă
în zona C unde viteza vântului mediata pe 2 minute este v 2m = 30 m/s, iar presiunea dinamic ă de
baz ă stabilizat ă, la în ălțimea de 10 m deasupra terenului și pentru o perioad ă de revenire de 10 ani,
are o valoare de g v = 0.55 kN/m2.
Fig.V.7. – Zonarea teritoriului României conform ST AS 10101/20-90,
„Înc ărc ări date de vânt”
Tehnici de gestionare și depozitare a de șeurilor 2013
118
V.6.3.Date seismice
Conform h ărții de macrozonare seismic ă a teritoriului României, anexa la SR 11100/1-93,
perimetrul cercetat se încadreaz ă în macrozona de intensitate 8, cu perioad ă de revenire de 50 de ani
(fig. IV.8).
Fig. V.8. – Zonarea seismic ă a teritoriului României (conform SR 11100/1-93)
Conform h ărților anexe la normativul P100-1/2006, cu aplicare d e la 01.01.2007, valoarea de
vârf a accelera ției terenului pentru proiectare, pentru cutremure a vând intervalul mediu de recuren ța
IMR=100 ani, este a g=0.20g, iar perioada de control (col ț) a spectrului de r ăspuns Tc=0.7sec (fig.
IV.9 și IV.10).
Fig. V.9 – Zonarea teritoriului României în termeni de valori de vârf ale accelera ției terenului pentru
proiectare a g pentru cutremure având intervalul mediu de recuren ța IMR=100 ani (conform P100-
1/2006)
Tehnici de gestionare și depozitare a de șeurilor 2013
119
Fig. V.10 – Zonarea teritoriului României în termen i de perioad ă de control (col ț), T C, a spectrului de
răspuns (conform P100-1/2006)
V.6.4.Considera ții geotehnice ale amplasamentului
Amplasamentul, conform documenta ției geotehnice, a fost investigat prin 5 foraje geo tehnice
de 6.00 m adâncime și 3 foraje de observa ție de 16.00 m, în cadrul acesteia indicându-se prof ilul
litologic prezentat în fig.V.11.
Fig. V.11. Profil litologic
Din punct de vedere granulometric p ământurile se încadreaz ă în categoriile argilelor,
argilelor pr ăfoase, argilelor pr ăfoase nisipoase, prafurilor argiloase, nisipurilor argiloase, nisipurilor
pr ăfoase.
Tehnici de gestionare și depozitare a de șeurilor 2013
120
Tab.V.1. Caracteristici fizice ale p ământurilor din amplasament
Strat litologic γ w w p I c n e S r
Nisip Argilos 19,78 26,25 14,11 0,33 40,87 0,69 0,96
Praf argilos 13,10 14,69 1,06
Argil ă pr ăfoas ă 19,42 23,50 15,46 0,71 40,66 0,69 0,76
Argil ă 19,85 22,63 22,80 1,00 38,97 0,64 0,94
Argil ă pr ăfoas ă
nisipoasă 18,61 15,44 0,89
Nisip pr ăfos argilos 27,15
Pământurile necoezive, în cadrul c ărora nisipurile sunt preponderente, au granulozitat e foarte
uniform ă iar pietri șul mic cu nisip mare prezint ă o granulozitate neuniform ă.
Dup ă indicele de plasticitate (Ip), forma țiunile coezive ale terenului de fundare se încadrea z ă
în categoriile p ământurilor cu plasticitate mijlocie (nisip argilos, praf argilos, nisip pr ăfos),
plasticitate mare (argil ă pr ăfoasa, nisip argilos, praf argilos, argil ă gras ă, argil ă nisipoas ă), și foarte
mare (nisip argilos, argil ă, praf argilos).
Din punct de vedere al indicelui de consisten ța (Ic), forma țiunile coezive sunt plastic
curg ătoare, plastic moi, plastic consistente, plastic vâ rtoase și plastic tari.
Dup ă gradul de umiditate (Sr), p ământurile se încadreaz ă în categoriile celor practic saturate.
Din punct de vedere al deformabilit ății p ământurile coezive se încadreaz ă în categoria celor
cu compresibilitate medie și cu compresibilitate mare.
Dup ă gradul de sensibilitate la înghe ț, stabilit pe baza indicelui de plasticitate (Ip) și a
alc ătuirii granulometrice, majoritatea tipurilor litolo gice coezive întâlnite sunt foarte sensibile.
Dup ă coeficientul de permeabilitate (k) p ământurile coezive se încadreaz ă în categoria celor
pu țin permeabile.
În func ție de indicele porilor (e), nisipul pr ăfos se încadreaz ă în categoria p ământurilor cu
îndesare medie.
V.6.5.Caracteristicile geotehnice de calcul
Caracteristicile geotehnice de calcul precizate în documenta ția geotehnic ă, stabilite conform
acesteia pe baza determin ărilor de laborator prin prelucrarea rezultatelor co nform recomand ărilor
stas-urilor de specialitate, sunt date în tabelul V .2.
Tehnici de gestionare și depozitare a de șeurilor 2013
121
Tab. V. 2. Caracteristici geotehnice de calcul
Tip litologic γ
(kN/m 3) Φ
(°) C
(kPa) E
(kPa) pconv
(kPa)
Argil ă, Argil ă
pr ăfoas ă,
Argil ă nisipoas ă. 19.0- 19.3 16.0-19.3 12.0-
17.2 10065 300
Praf argilos 18.7-19.0 15.0 37.0 19000 250
Nisip pr ăfos,
Nisip argilos 19.1-19.4 17.6-20.8 3.0-
5.6 13262 275
Nisip fin – mijlociu 19.5-20.0 24.0-27.0 0 18000-
24000 375
Pietri ș mic cu nisip
mare 21.0 32.0 0 25000 350
unde:
γ – greutatea volumic ă în stare natural ă;
ϕ – unghiul de frecare intern ă;
c – coeziunea;
E – modulul static de elasticitate;
pconv – presiunea conven țional ă de baz ă;
Obs. Pentru γ, ϕ și c valorile maxime sunt valori normate iar cele mi nime sau individuale
sunt valori cu asigurare de 85% (conform STAS 3300/ 1-85)
Prin prelucrarea datelor din documenta ția geotehnic ă, pentru entit ățile geotehnice din
structura amplasamentului, suplimentar, s-a proceda t întocmirea amprentelor și curbelor de
compresiune-tasare pe baza valorilor medii, exempli ficându-se aceste pentru argila pr ăfoas ă în
figura V.12.a. și V.12.b.
Tehnici de gestionare și depozitare a de șeurilor 2013
122
(a)
Tehnici de gestionare și depozitare a de șeurilor 2013
123
(b)
Fig. V.12. Argil ă pr ăfoas ă amprent ă (a) și curb ă de compresiune-tasare (b)
trasate pe baza valorilor medii ale determin ărilor
V.6.6.Considera ții hidrogeologice
Cunoa șterea particularit ăților hidrogeologice din zona amplasamentului s-a ba zat pe
aplicarea unui program de cercetare, prin intermedi ul unor foraje de prospec țiune – explorare și de
hidroobserva ție, program care presupune urm ătoarele etape:
Faza de forare cu coloan ă de protec ție temporar ă, diametrul Φ 85/8’;’
Faza de echipare.
– pozarea coloanei definitive din PVC tip Valrom Φ 160 mm pe întreaga adâncime de
investigare, concomitent cu fixarea tronsoanelor fi ltrante în dreptul stratului acvifer
freatic pe intervalele 8.00 – 14.00 m
Tehnici de gestionare și depozitare a de șeurilor 2013
124
– asigurarea protec ției anticolmatante a pu țului forate prin turnarea perimetral ă a coroanei
filtrante de pietri ș m ărg ăritar, sort Φ 1 – 3 mm, în spa țiul inelar pe intervale care
dep ăș esc cu 1.00 m atât în partea superioar ă cât și în cea inferioar ă pe lungimea coloanei
filtrante;
– asigurarea preventiv ă a protec ției antipoluante a acviferului captat de foraj prin izolarea
fluxului poten țial de poluan ți de la suprafa ță sau a apei freatice, pe baza poz ării deasupra
coroanei de pietri ș a unui dop de argil ă, continuat cu cimentarea spa țiului inelar la partea
superioar ă a forajului pe adâncimea de 1.00 m de la suprafa ța terenului natural.
Caracteristici hidrogeologice
Rezultatele investiga țiilor de teren, laborator precum și prelucrarea lor grafo-analitic ă au
permis cunoa șterea condi țiilor hidrogeologice locale, fiind caracterizate pr in prezen ța unor surse de
ap ă de interes diferen țiat și având particularit ăți de poten țiale detaliate pe categorii distincte,
respectiv apa de suprafa ță și apa subteran ă (de mic ă adâncime), dup ă cum urmeaz ă.
Stratul acvifer freatic
Forajele de mic ă adâncime executate în amplasament au eviden țiat existen ța unui strat
acvifer cantonat în depozitele cuaternare, în aluvi unile vechi ale v ăii Jijia. Structura litologic ă este
predominant grosier ă, fiind constituit ă din nisipuri și nisipuri argiloase/pr ăfoase precum și din
pietri șuri mici cu nisipuri, stratul freatic, având grosim i cuprinse între 10.4 și 11.7 m.
Nivelul apei freatice, cu un caracter u șor ascensional, având oscila ții dependente de cotele
râului Jijia, precum și de regimul pluvial local, a fost interceptat în t oate cele 8 foraje executate în
amplasament, la urm ătoarele adâncimi (a se vedea figura urm ătoare):
Tehnici de gestionare și depozitare a de șeurilor 2013
125
Fig.V.13. Caracteristici hidrogeologice ale amplasa mentului
Aceste valori sunt ob ținute din m ăsur ătorile efectuate la terminarea fiec ărui foraj, diferen ța
de timp dintre prima m ăsur ătoare și ultima fiind de 7 zile
Poten țialul acvifer, sub aspect cantitativ, este variabil , debitul estimat prin pomp ări
experimentale este de cca 0.3 l/s pentru o denivela re unitar ă.
Datorit ă dispunerii lentiliforme a straturilor din subsolul amplasamentului este posibil ă
existen ța unui aflux local de ap ă din straturile acvifere sub presiune. Temperatura medie a apei,
determinat ă la data execu ției forajelor este de cca. 11°C.
Permeabilitatea
Determinarea coeficientului de permeabilitate (k) a depozitelor interceptate prin lucr ările de
investigare s-a efectuat atât în laborator cât și pe cale analitic ă.
Conform determin ărilor de laborator probele analizate în edometru pr ezint ă urm ătoarele
permeabilit ăți:
Tehnici de gestionare și depozitare a de șeurilor 2013
126
Tabel V.6. Coeficientul de permeabilitate calculat
Strat litologic k
(cm/s)
Nisip argilos 3×10 -6
Argil ă pr ăfoas ă 1,58×10 -6
Argil ă 2,24×10 -6
Nisip pr ăfos 3,31×10 -6
Argil ă nisipoas ă 1,04×10 -6
De asemenea s-au efectuat determin ări ale permeabilit ății materialelor în urma efectu ării
testului Proctor normal rezultatele fiind urm ătoarele:
Tab.V.7. Coeficientul de permeabilitate determinat prin compactare Proctor
Strat litologic k
(cm/s)
Praf argilos 7.46 x 10 -3 cm/s
Argil ă nisipoas ă 5.49 x 10 -6 cm/s
În ceea ce prive ște materialele necoezive, evaluarea coeficientului de permeabilitate s-a
efectuat pe baza granulozit ății acestora cu ajutorul rela ției Allen-Hazen
2
10 k AC d τ = (1)
valabil ă pentru 0.1 < 2
10 d< 3mm 60
10 d
d și < 5, în care A este func ție de unit ățile de m ăsur ă în
care se exprim ă coeficientul de permeabilitate. Pentru k exprimat în m/zi, A = 1.
C este un coeficient care exprim ă gradul de impurificare a nisipului cu frac țiune argiloas ă.
Are valori de ordinal a 1000-700 pentru nisip curat și 700-500 pentru nisip cu argil ă; d10 este
diametrul efectiv al granulelor, în mm; τ- corec ția de temperatur ă care se determin ă cu rela ția =
0.70+0.03· t°C.
Înlocuind expresia corec ției τ în rela ția 04 se ob ține:
( )2 0
60 0.70 0.03 k ACd t C = + (2)
În caz simplificat, când se dispune numai de curba granulozit ății nisipului, evaluarea
ordinului de m ărime a permeabilit ății se poate face cu rela ția:
k[cm/s]= 2
10 d
în care d 10 reprezint ă diametrul în mm al granulelor corespunz ător con ținutului de 10%.
• nisip pr ăfos: k = 1.85·10 -5 cm/s;
• nisip: k = 7.73·10 -3 cm/s.
Tehnici de gestionare și depozitare a de șeurilor 2013
127
Chimismul apei subterane
Rezultatele ob ținute au eviden țiat urm ătoarele caracteristici fizico-chimice ale apei:
– probele au avut un caracter limpede, dar cu depuner i;
– majoritatea probelor nu prezint ă miros,
– din punct de vedere chimic stratul acvifer freatic prezint ă o ap ă bicarbonatat ă, slab
alcalin ă, sulfato-sodic ă;
– din punct de vedere al agresivit ății fa ță de betoane toate probele prezint ă un caracter
foarte slab carbonic;
– fa ță de metale probele prezint ă agresivitate slab ă sau medie.
V.6.7.Considera ții privind amenajarea depozitului de de șeuri menajere de la Țuțora
În conformitate cu HG149/2005 privind depozitarea d e șeurilor precum și în conformitate cu
Normativul tehnic privind depozitarea de șeurilor – ordinul 757/2004, s-a admis ca amenajarea
incintei de depozitare s ă fie realizat ă astfel:
• Să fie realizat ă modelarea platformei de depozitare asigurându-se o pant ă c ătre drenurile
colectoare de 1%;
• Platforma de depozitare s-a modelat sub form ă de coame cu înclinarea de 3% și 5% spre
drenurile absorbante;
• Sistemul de drenaj al levigatului s-a pozi ționat pe toata baza depozitului format din
tuburi de dren din PEHD perforate și de un strat drenant de pietri ș sp ălat de râu, sort de
16-30 mm ;
• Etan șarea bazei depozitului și a taluzurilor inferioare s-a realizat cu geocompo zit
bentonitic și geomembran ă protejat ă de un geotextil.
Tehnica de depozitare este prev ăzut ă dup ă metoda ,,celulelor,, prin retragerea frontului de
lucru, cu acoperirea periodic ă a de șeurilor cu un strat de p ământ, n ămol rezultat din sta ția de epurare
proprie sau de șeuri rezultate din concasarea de șeurilor din construc ții, cu o grosime de 0,10 -1,15 m.
Pentru colectarea levigatului s-a prev ăzut un sistem de drenaj amplasat pe toat ă baza
depozitului de de șeuri. Levigatul se acumuleaz ă într-un bazin de colectare cu capacitatea de 200 m3
și apoi tratarea lui într-o sta ție de epurare care func ționeaz ă pe principiul osmozei inverse.
Pentru tratarea levigatului, depozitul este echipat cu o sta ție de epurare cu osmoz ă invers ă
care are un randament foarte bun de epurare (95 – 9 9,8% – într-o treapt ă de epurare), este modulat ă
și permite extinderea ulterioar ă prin ad ăugarea de noi module, schimbarea softwar-ului care s ă
reprogrameze volumul de lucru.
Apa evacuat ă din sta ția de epurare (permeatul) trebuie s ă îndeplineasc ă condi țiile impuse de
Normativul tehnic de protec ție a apelor – 001 privind calitatea apelor evacuate în emisarul natural.
Tipul și cantit ățile de de șeuri care urmeaz ă a fi depozitate
În dimensionarea depozitului, respectiv a Compartim entului I, etapa I, s-a estimat ca
de șeurile provin numai din zona metropolitan ă Ia și, cantit ăți anuale fiind urm ătoarele:
• Ambalajele și de șeurile de ambalaj colectate diferen țiat – 10 500 t/an;
• Frac țiune organic ă și de șeuri verzi de gr ădin ă colectate diferen țiat – 9 720 t/an;
• De șeuri menajere și asimilabile acestora colectate brut de la popula ție, cele provenite de
la agen ți economici, asimilabile cu cele menajere și de șeurile stradale – 210 000 t/an
(aproximativ 700 000 m 3/an).
Tehnici de gestionare și depozitare a de șeurilor 2013
128
Structurarea depozitului
Depozitul este prev ăzut cu 4 compartimente ce asigur ă, o capacitate total ă de depozitare de
aproximativ 8.700.000 m 3. În prezent este realizat doar Compartimentul I cu o capacitate total ă de
circa 2.500.000 m 3, acesta fiind divizat în trei sub-compartimente fi ecare având o capacitate de
depozitare de 850.000 m 3.
Tab. IV.8. Capacitatea depozitului
Denumire compartiment Capacitate (m 3) Durata de via ță
Compartiment I 2.500.000 2009-2016
Compartiment I-1 850.000
Compartiment I-2 850.000
Compartiment I-3 850.000
Compartiment II 2.100.000 2017-2022
Compartiment III 2.900.000 2023-2029
Compartiment IV 1.200.000 2030-2032
Total 8.700.000 24 ani
Terasamente aferente depozitului
Datorit ă prezen ței apei freatice la adâncimi mici, depozitul este d ezvoltat suprateran, (fig.
V.14), dup ă îndep ărtarea pământului vegetal de grosime 0,60-0,70m.
Fig. V.14. Profil longitudinal sisteme de terasamen te
Pe tot perimetrul sunt prev ăzute diguri de p ământ, cu în ălțimi variabile, maxim de 4 m.
Lungimea total ă a digurilor m ăsoar ă 1 537 m, cu un volum estimat de 62 000 m 3. Digurile de
compartimentare sunt prev ăzute a fi realizate din anvelope uzate umplute cu m aterial granular-nisip,
așezate sub form ă de piramid ă.
Taluzul interior al digului perimetral se execut ă din straturi de argil ă bine compactat ă. Baza
depozitului este modelat ă în coame și cu pante corespunz ătoare (minim 3% c ătre drenurile
absorbante și 1% c ătre zona de colectare și evacuare) pentru a permite func ționarea optim ă a
sistemului de drenaj pentru levigat.
Tehnici de gestionare și depozitare a de șeurilor 2013
129
Influen ța lucr ărilor asupra regimului apelor de suprafa ță sau subterane
În faza opera țional ă, rezult ă trei categorii de ape:
• Ape negre – levigat;
• Apa curat ă – apa de ploaie colectat ă de pe taluzurile digurilor perimetrale ale
depozitului și drumurile tehnologice aferente;
• Apa din tratarea levigatului în sta ția de epurare.
Apa neagr ă, se produce în perioada opera țional ă în depozit datorit ă precipita țiilor care str ăbat
corpul depozitului și se exfiltreaz ă sub form ă de levigat.
Pentru protec ția calit ății apelor freatice, baza depozitului este etan șat ă cu un sistem de
protec ție-etan șare a cărei structurare este prezentat ă mai jos.
Sistemul de etan șare
Toat ă baza depozitului a fost etan șat conform HG 349/2005 privind depozitarea, astfel:
/square4 Barier ă geologic ă construit ă format ă din:
– Geocompozit bentonitic cu grosimea de 1 cm și permeabilitate de 1×10 -11 m/s;
– Strat de argil ă brun-cafenie bine compactat ă cu k ≤1×10 -9 m/s cu o grosime de
aproximativ 30 cm
– Strat de argil ă brun-cafenie natural ă cu grosimea de minim 20 cm având permeabilitatea
k, cuprins ă între 1,03×10 -8 și 9,56×10 -9 m/s.
/square4 Etan șare din material geosintetice cum ar fi:
– Geomemban ă din HDPE cu grosimea de 2 mm;
– Geotextil de protec ție cu m=800 g/m 3.
Bariera geologic ă
Din studiul geotehnic s-a observat c ă stratul de argil ă pr ăfoas ă brun-cafenie din intervalul –
0.40 -2,40 m are un coeficient de permeabilitate k, cuprins între 1,81×10 -6 și 8,02×10 -6 cm/s la o
înc ărcare de 50 kPa, iar la o înc ărcare de 500 kPa coeficientul de permeabilitate var iaz ă între
1,03×10 -6 si 9,56×10 -7 cm/s.
Rezult ă c ă acest strat are un poten țial de îndesare sub sarcin ă, respectiv de îndesare
suplimentar ă prin compactare, putând ajunge la un coeficient de permeabilitate k =1x 10 -9 m/s.
Una dintre cerin țele obligatorii privind gradul de protec ție al bazei depozitului, conform HG
340/2005 privind depozitarea, o reprezint ă permeabilitatea stratului de baz ă, bariera geologic ă, care
în cazul depozitelor pentru de șeuri nepericuloase trebuie s ă fie mai mare sau egal ă cu 1×10 -9 m/s pe
o grosime mai mare sau egal ă de un metru.
În cazul depozitului de la Țuțora, întrucât bariera geologic ă natural ă (argil ă pr ăfoas ă brun-
cafenie), nu satisface în mod normal condi țiile de permeabilitate, ea a fost completat ă în mod
artificial și înt ărit ă, astfel încât s ă realizeze o protec ție echivalent ă.
Bariera geologic ă construit ă se va realiza astfel:
– Cota final ă pentru sistematizarea vertical ă a terasamentelor pe toat ă baza depozitului,
înainte de compactarea final ă, va fi la +20 cm fa ță de cota final ă pentru a șternerea
geocompozitului cu bentonit ă
– Prin executarea lucr ărilor de compactare acest strat se va tasa, cota lu i sc ăzând cu circa
20 cm. Ca urmare a îndes ării sub ac țiunea compact ării, permeabilitatea stratului, pe o
grosime de circa 30 cm, va avea valori de pân ă la 1×10 -9 m/s;
Tehnici de gestionare și depozitare a de șeurilor 2013
130
– Conform studiului geotehnic, stratul de argil ă pr ăfoas ă brun-cafenie, are o permeabilitate
de 1,03×10 -6 – 9,56×10 -7 cm/s, la o înc ărcare de 500 kPa. Rezult ă c ă pe cel pu țin pe o
grosime de 20 cm acest strat va avea aceast ă permeabilitate;
– Conform HG 349/2005 privind depozitarea, o barier ă geologic ă construit ă nu trebuie s ă
fie mai mic ă de 0,5 m, iar pe aceast ă grosime ea trebuie s ă asigure o protec ție echivalent ă
cu k ≤1×10 -9 m/s.
Bariera geologic ă construit ă este format ă din:
/square4 Geocompozit bentonitic cu grosimea de 1 cm și permeabilitate de 1×10 -11 m/s.
/square4 Strat de argil ă brun-cafenie compactat cu k ≤1×10 -9 m/s pe o grosime de circa 30cm.
/square4 Strat de argil ă brun-cafenie natural ă cu grosimea de minim 20 cm având permeabilitatea
cuprins ă între 1,03×10 -8 și 9,56×10 -9 m/s.
Calculul coeficientului de permeabilitate echivalen t al barierei geologice construite
Debitul unitar printr-un strat de argil ă cu urm ătoarele caracteristici:
q1=k1x/g4672H/g2878h1
h1/g4673 (3)
– Permeabilitatea: k 1=1×10 -9 m/s;
– Sarcina hidraulic ă: H=0,50 m;
– Grosimea stratului: h 1=1 m.
9 9
10.5 1 1 10 1.5 10 1q X x x − − + = = m/s (4)
Debitul unitar printr-un pachet de etan șare format din dou ă straturi de argil ă și un
geocompozit bentonitic cu urm ătoarele caracteristici:
• Geocompozitul bentonitic:
– Permeabilitatea: k 3=1×10 -11 m/s;
– Grosimea stratului: h 3=0.01 m.
• Primul strat de argil ă:
– Permeabilitatea : k 1=1×10 -9 m/s;
– Grosimea stratului: h1=0,30 m.
• Al doilea strat de argil ă:
– Permeabilitatea: k 2=1×10 -8 m/s;
– Grosimea stratului: h 2=0,20 m.
Se calculeaz ă coeficientul de permeabilitate echivalent al siste mului:
3 1 2
9 8 11
1 2 3 0.51 0.3 0.2 0.01
1 10 1 10 1 10 ech ech h h h h
k k k k h x x x − − − = + + → = + + (5)
Kechiv =3,86×10 -10 m/s
Tehnici de gestionare și depozitare a de șeurilor 2013
131
10 10
10.5 0.51 3.86 10 7.56 10 0.51 q X x x − − + = = m/s (6)
Cerin țe privind realizarea sistemului
Prin executarea sistemului de etan șare se asigur ă izolarea bazei depozitului de masa de
de șeuri, astfel încât s ă se satisfac ă condi țiile de protec ție a factorilor de mediu.
În realizarea sistemului de etan șare, în structurarea din fig.V.15. este strict nece sare
verificarea și atestarea calit ății a lucr ărilor de terasamente – amenajare suprafe ței stratului suport, a
straturilor ce formeaz ă bariera geologic ă, ca component ă a sistemului și suport pentru a șternerea
geocompozitului bentonitic.
Fig.V.15. Sistem de etan șare adoptat
Tehnici de gestionare și depozitare a de șeurilor 2013
132
Tehnici de gestionare și depozitare a de șeurilor 2013
133
Capitol VI
Modelarea curgerii levigatului în substratul geolog ic,
analiza st ării de tensiuni-deforma ții și transportul particulelor
Aspectele luate în considerare în cadrul acestui ca pitol are ca elemente de analiz ă datele și
informa țiile prezentate sintetic în capitolul anterior cu r eferire la condi țiile de amplasament,
structurare și elemente ale sistemului de etan șare a depozitului de de șeuri Țuțora.
În modelarea curgerii levigatului și a transportului particulelor s-a luat analiz ă eviden țierea
rolului sistemului de etan șare în structurarea global ă și în absen ța unor componente ale acestuia și
apari ția unor deterior ări ale straturilor sintetice. De asemenea, s-a luat în analiz ă și absen ța în
totalitatea a sistemului de etan șare.
În analiza st ării de tensiune si deforma ții în terenul de fundare, s-a considerat formarea î n
trepte succesive a depozitului, prin depunerea de d e șeurilor pe întreaga amprent ă și ridicarea lui la
cota final ă, în ălțime de depunere 40 m.
Tehnici de gestionare și depozitare a de șeurilor 2013
134
VI. 1.Modelarea curgerii levigatului în substratul geologic
VI.1. 1. Aspecte generale
Pentru modelarea curgerii levigatului în substratul geologic s-a folosit programul de calcul
Plaxis Flow. În aceast ă modelare s-au luat în calcul mai multe ipoteze de lucru, care s-au analizat
pentru perioade diferite de timp. Aceste ipoteze su nt:
• Cazul 1- depozit construit pe teren natural f ără impermeabilizare;
• Cazul 2 – depozit impermeabilizat de un strat miner al cu o grosime de 30 cm și cu un
k=1×10 -8 m/s;
• Cazul 3 – depozit impermeabilizat de un sistem mine ral cu o grosime de 50 cm,
compus din dou ă straturi minerale, primul cu o grosime de 30 cm și cu un k=1×10 -8
m/s, iar al doilea cu o grosime de 20 cm și un k=1×10 -9 m/s;
• Cazul 4 – la faza precedent ă s-a mai ad ăugat un strat de geocompozit bentonitic cu o
grosime de 1 cm și cu un k=1×10 -10 m/s;
• Cazul 5 – la faza precedent ă s-a mai ad ăugat o geomembran ă, dar care prezint ă fisuri
din patru în patru metri;
• Cazul 5 – la Faza 4 s-a mai ad ăugat o geomembran ă;
Pentru analiz ă s-a utilizat datele unui singur foraj reprezentati v din amplasamentul
depozitului de de șeuri Țuțora, Ia și.
Fig.VI.1. Profilul litologic al depozitului studiat
Tehnici de gestionare și depozitare a de șeurilor 2013
135
Tab. VI.1. Coeficientul de permeabilitate ale mater ialelor utilizate
Tip material k (m/s)
De șeu 1×10 -3
Pietri ș 1×10 -3
Geomembran ă 1×10 -13
Bentonit ă 1×10 -10
Argil ă compactat ă 1 1×10 -9
Argil ă compactat ă 2 1×10 -8
Argil ă 2,24×10 -8
Argil ă pr ăfoas ă 1,58×10 -8
Praf argilos 7,5×10 -5
VI.1. 2. Timp de curgere un an
Tab. VI.2. Rezultate extreme de analiz ă
Cazuri Sarcina
hidraulic ă
(m) Presiunea activ ă a
apei din pori
(kN/m 2) Grad
maxim de
satura ție
(%) Viteza
extrem ă de
curgere (m/s)
Cazul 1 3,0 -126,14 100 726,24×10 -12
Cazul 2 2,97 -126,14 100 118,79 x10 -12
Cazul 3 2,92 -126,14 100 25,66 x10 -12
Cazul 4 2,85 -126,14 100 5,14 x10 -12
Cazul 5 2,76 -126,14 100 1,09 x10 -12
Cazul 6 2,67 -126,14 100 0.921 x10 -12
Tehnici de gestionare și depozitare a de șeurilor 2013
136
Cazul 1 Cazul 2
Cazul 3 Cazul 4
Cazul 5 Cazul 6
Fig.VI.2. Curgerea levigatului în subsolul geologic pentru intervalul de un an
În urma analizei intervalului de curgere de un an, se poate observa c ă sarcina hidraulic ă și
viteza de curgere a levigatului scad pe m ăsur ă ce se mai adaug ă câte un strat de impermeabilizare.
VI.1. 3. Timp de curgere doi ani
Tab. VI.3. Rezultate extreme de analiz ă
Cazuri Sarcina
hidraulic ă
(m) Presiunea activ ă a
apei din pori
(kN/m 2) Grad
maxim de
satura ție
(%) Viteza extrem ă
de curgere
(m/s)
Cazul 1 2,97 -125,98 100 91,72×10 -12
Cazul 2 2,85 -125,98 100 3,19×10 -12
Cazul 3 2,66 -125,98 100 1,60×10 -12
Cazul 4 2,47 -125,98 100 744,5×10 -15
Cazul 5 2,27 -125,98 100 615,06×10 -15
Cazul 6 2,09 -125,98 100 515,26×10 -15
Tehnici de gestionare și depozitare a de șeurilor 2013
137
Cazul 1 Cazul 2
Cazul 3 Cazul 4
Cazul 5 Cazul 6
Fig. VI.3. Curgerea levigatului în subsolul geologi c în intervalul de doi ani
VI.1. 4. Timp de curgere trei ani
Tab. VI.4. Rezultate extreme de analiz ă
Cazuri Sarcina
hidraulic ă
(m) Presiunea activ ă a
apei din pori
(kN/m 2) Grad
maxim de
satura ție
(%) Viteza extrem ă
de curgere
(m/s)
Cazul 1 2,92 -126,02 100 15,52×10 -12
Cazul 2 2,66 -126, 02 100 1,15×10 -12
Cazul 3 2,37 -126, 02 100 717,37 x10 -15
Cazul 4 2,09 -126, 02 100 540,46 x10 -15
Cazul 5 1,85 -126, 02 100 412,04 x10 -15
Cazul 6 1,65 -126, 02 100 319,38×10 -15
Tehnici de gestionare și depozitare a de șeurilor 2013
138
Cazul 1 Cazul 2
Cazul 3 Ca zul 4
Cazul 5 C azul 6
Fig.VI.4. Curgerea levigatului în subsolul geologic în intervalul de trei ani
În urma analizei intervalului de curgere de trei a ni, se poate observa c ă sarcina hidraulic ă și
viteza de curgere a levigatului scad pe m ăsur ă ce se mai adaug ă câte un strat de impermeabilizare.
VI.1. 5. Timp de curgere zece ani
Tab. VI. 5. Rezultate extreme de analiz ă
Cazuri Sarcina
hidraulic ă
(m) Presiunea activ ă a
apei din pori
(kN/m 2) Grad
maxim de
satura ție
(%) Viteza extrem ă
de curgere
(m/s)
Cazul 1 2,29 -126,28 100 644,34 x10 -15
Cazul 2 1,55 -126, 28 100 299,91 x10 -15
Cazul 3 1,12 -126, 28 100 146,63 x10 -15
Cazul 4 0,889 -126, 28 100 72,80 x10 -15
Cazul 5 0,767 -126, 28 100 34,84 x10 -15
Cazul 6 0,706 -126, 28 100 17,12 x10 -15
Tehnici de gestionare și depozitare a de șeurilor 2013
139
Cazul 1 Cazul 2
Cazul 3 Cazul 4
Cazul 5 Cazul 6
Fig. VI.5.Curgerea levigatului în subsolul geologic în intervalul de zece ani
În urma analizei intervalului de curgere de trei a ni, se poate observa c ă sarcina hidraulic ă și
viteza de curgere a levigatului scad pe m ăsur ă ce se mai adaug ă câte un strat de impermeabilizare.
VI.1. 6. Timp de curgere cincisprezece ani
Tab.VI.6. Rezultate extreme de analiz ă
Cazuri Sarcina
hidraulic ă
(m) Presiunea activ ă a
apei din pori
(kN/m 2) Grad
maxim de
satura ție
(%) Viteza
extrem ă de
curgere (m/s)
Cazul 1 1,88 -126, 35 100 436,73×10 -15
Cazul 2 1,13 -126, 35 100 147,19×10 -15
Cazul 3 0,827 -126, 35 100 53,20×10 -15
Cazul 4 0,707 -126, 35 100 19,68×10 -15
Cazul 5 0,663 -126, 35 100 6,65×10 -15
Cazul 6 0,648 -126, 35 100 2,45×10 -15
Tehnici de gestionare și depozitare a de șeurilor 2013
140
Cazul 1 Cazul 2
Cazul 3 Cazul 4
Cazul 5 Cazul 6
Fig. VI.6. Curgerea levigatului în subsolul geologi c în intervalul de cincisprezece ani
VI.1.7. Timp de curgere dou ăzeci ani
Tab.VI.7. Rezultate extreme de analiz ă
Cazuri Sarcina
hidraulic ă
(m) Presiunea activ ă a
apei din pori
(kN/m 2) Grad
maxim de
satura ție
(%) Viteza extrem ă
de curgere
(m/s)
Cazul 1 1,58 -126,54 100 301,82×10 -15
Cazul 2 0,923 -126,54 100 75,83×10 -15
Cazul 3 0,729 -126,54 100 20,54×10 -15
Cazul 4 0,674 -126,54 100 5,57×10 -15
Cazul 5 0,660 -126,54 100 1,35×10 -15
Cazul 6 0,656 -126,54 100 395,47×10 -18
Tehnici de gestionare și depozitare a de șeurilor 2013
141
Cazul 1 Cazul 2
Cazul 3 Cazul 4
Cazul 5 Cazul 6
Fig. VI.7.Curgerea levigatului în subsolul geologic în intervalul de dou ăzeci ani
VI.1. 8. Timp de curgere treizeci ani
Tab.VI.8. Rezultate extreme de analiz ă
Cazuri Sarcina
hidraulic ă
(m) Presiunea activ ă a
apei din pori
(kN/m 2) Grad
maxim de
satura ție
(%) Viteza extrem ă
de curgere
(m/s)
Cazul 1 1,2 -126,60 100 157,79×10 -15
Cazul 2 0,746 -126,60 100 23,85×10 -15
Cazul 3 0,673 -126,60 100 3,68×10 -15
Cazul 4 0,661 -126,60 100 565,32×10 -18
Cazul 5 0,659 -126,60 100 76,00×10 -18
Cazul 6 0,648 -126,60 100 17,60×10 -18
Tehnici de gestionare și depozitare a de șeurilor 2013
142
Cazul 1 Cazul 2
Cazul 3 Cazul 4
Cazul 5 Cazul 6
Fig. VI.8.Curgerea levigatului în subsolul geologic în intervalul de dou ăzeci ani
În urma intervalelor de timp analizate, s-a const atat faptul c ă viteza de curgere a levigatului
și volumul desc ărcat în mediul geologic scade datorit ă gradului de satura ție la care ajunge p ământul.
Tab. VI.9. Zona contaminat ă pentru fiecare faza și perioad ă de timp
Timp
Cazuri 1 an 2 ani 3 ani 10 ani 15 ani 20 ani 30 ani
Cazul 1
Cazul 2
Cazul 3
Cazul 4
Cazul 5
Cazul 6
– teren necontaminat – teren contaminat – teren și pânza freatic ă contaminate
În urma analizei s-a observat c ă dac ă depozitul de de șeuri prezint ă ca strat etan șare de baz ă
structurarea complet ă, levigatul nu va contamina mediul geologic și nici pânza freatic ă pe toat ă
durata de exploatare a depozitului, timp de 30 de a ni.
Dac ă din structura de impermeabilizare a depozitului de de șeuri va fi scoas ă geomembrana,
este posibil ă contaminarea terenului dup ă 15 ani de exploatare f ără ca levigatul s ă ajung ă la apa
subteran ă pe toat ă durata lui de exploatare.
Tehnici de gestionare și depozitare a de șeurilor 2013
143
Dac ă se admite c ă stratul tip geomembran ă prezint ă defecte de îmbinare, nu se va contamina
nici mediul geologico-geotehnic și prin urmare pânza freatic ă.
Dac ă în structura sistemului de etan șare lipsesc straturile geosintetice în totalitatea lor,
impermeabilizarea fiind asigurat ă numai de bariera geologic ă, este posibil ă contaminarea atât a
terenului de fundare și cât a apei subterane dup ă o durat ă de exploatare de 15 ani.
În situa ția în care sistemul de etan șare ar fi format numai din stratul mineral cu grosi me de
30 cm, format din praf argilos compactat, terenul d e fundare și pânza freatic ă sunt afectate de
curgerea levigatului înc ă din primul an de exploatare, constatare similara și cazul în care acesta ar
lipsi.
Structurarea sistemului de etan șare în structurarea complet ă (strat mineral plus geosintetice),
asigur ă coeficientul de siguran ță privind poluarea mediului pe întreaga durat ă de exploatare a
depozitului, o evaluare a acestuia ar putea fi f ăcut ă prin stabilirea timpului, la care pentru situa ția
luat ă în analiz ă, este ini țiat ă contaminarea terenului și pânzei freatice (T T și T h). Cunoa șterea
acestora ar permite definirea unor coeficien ți de siguran ță (Vs) în raport cu durata de exploatare (T e)
conform rela țiilor:
/g1832 /g∑87∑ /g3047=/g302∑/g3295
/g302∑/g3280 – cu referire la teren; /g1832 /g∑87∑ /g3035=/g302∑/g3283
/g302∑/g3280 – cu referire la apa subteran ă.
Tehnici de gestionare și depozitare a de șeurilor 2013
144
Tab. VI.10. Viteza de curgere și volumul de levigat desc ărcat în sec țiune sub sistemul de impermeabilizare
Interval
de timp Cazul1 Cazul 2 Cazul 3 Cazul 4 Cazul 5 Cazul 6
Vitez ă de
curgere
(m/s) Volum total
desc ărcat
(m 3/s/m) Vitez ă de
curgere
(m/s) Volum total
desc ărcat
(m 3/s/m) Vitez ă de
curgere
(m/s) Volum total
desc ărcat
(m 3/s/m) Vitez ă de
curgere
(m/s) Volum total
desc ărcat
(m 3/s/m) Vitez ă de
curgere
(m/s) Volum total
desc ărcat
(m 3/s/m) Vitez ă de
curgere
(m/s) Volum total
desc ărcat
(m 3/s/m)
1 an 32,82×10 -12 249,75×10 -12 852,71×10 -15 7,19×10 -12 77,38×10 -15 554,87×10 -15 29,92×10 -15 182,36×10 -15 16,37×10 -15 79,08×10 -15 5,23×10 -15 4,87×10 -15
2 ani 1,77×10 -12 6,46×10 -12 1,89×10 -15 8,91×10 -15 427,57×10 -18 6,70×10 -15 167,96×10 -18 134,66×10 -15 110,57×10 -18 289,83×10 -18 109,09×10 -18 43,66×10 -18
3 ani 284,85×10 -15 627,82×10 -15 451,72×10 -18 8,38×10 -15 200,88×10 -18 3,71×10 -15 66,82×10 -18 850,80×10 -18 22,88×10 -18 274,63×10 -18 12,89×10 -18 10,74×10 -18
10 ani 2,88×10 -15 10,51×10 -15 19,10×10 -18 458,68×10 -18 7,83×10 -18 193,92×10 -18 6,81×10 -18 68,72×10 -18 406,21×10 -21 5,67×10 -18 74,07×10 -21 81,89×10 -21
15 ani 382,09×10 -18 4,13×10 -15 7,97×10 -18 176,95×10 -18 2,77×10 -18 63,54×10 -18 1,19×10 -18 21,49×10 -18 113,38×10 -21 1,33×10 -18 19,21×10 -21 61,24×10 -21
20 ani 176,59×10 -18 2,05×10 -15 3,62×10 -18 82,26×10 -18 1,19×10 -18 22,76×10 -18 288,72×10 -21 6,21×10 -18 49,13×10 -21 371,39×10 -21 13,73×10 -21 45,95×10 -21
30 ani 65,27×10 -18 807,09×10 -18 1,68×10 -18 21,90×10 -18 380,70×10 -21 3,52×10 -18 50,05×10 -21 772,69×10 -21 13,05×10 -21 104,38×10 -21 10,31×10 -21 21,78×10 -21
Tab.VI.11. Viteza de curgere și volumul de levigat desc ărcat în sec țiune la 3 m adâncime
Interval
de timp Cazul 1 Cazul 2 Cazul 3 Cazul 4 Cazul 5 Cazul 6
Vitez ă de
curgere
(m/s) Volum total
desc ărcat
(m 3/s/m) Vitez ă de
curgere
(m/s) Volum total
desc ărcat
(m 3/s/m) Vitez ă de
curgere
(m/s) Volum total
desc ărcat
(m 3/s/m) Vitez ă de
curgere
(m/s) Volum total
desc ărcat
(m 3/s/m) Vitez ă de
curgere
(m/s) Volum total
desc ărcat
(m 3/s/m) Vitez ă de
curgere
(m/s) Volum total
desc ărcat
(m 3/s/m)
1 an 11,76×10 -12 46,44×10 -12 288,67×10 -15 2,04×10 -12 25,91×10 -15 157,10×10 -15 8,48×10 -15 73,45×10 -15 4,61×10 -15 16,53×10 -15 1,49×10 -15 1,01×10 -15
2 ani 601,97×10 -15 1,89×10 -12 655,47×10 -18 1,55×10 -12 299,33×10 -18 1,89×10 -15 78,87×10 -18 131,32×10 -18 67,63×10 -18 70,56×10 -18 48,83×10 -18 116,36×10 -18
3 ani 100,74×10 -15 178,87×10 -15 216,94×10 -18 3,22×10 -15 119,80×10 -18 1,21×10 -15 29,40×10 -18 93,18×10 -18 11,37×10 -18 68,17×10 -18 4,32×10 -18 7,18×10 -18
10 ani 1,21×10 -15 280,46×10 -18 11,32×10 -18 179,02×10 -18 4,08×10 -18 72,99×10 -18 1,84×10 -18 26,77×10 -18 240.49×10 -21 1,82×10 -18 38,86×10 -21 81,50×10 -21
15 ani 215,33×10 -18 111,40×10 -18 5,95×10 -19 58,10×10 -18 1,19×10 -18 24,38×10 -18 410,47×10 -21 8,20×10 -18 41,39×10 -21 440,62×10 -21 26,01×10 -21 21,17×10 -21
20 ani 114,63×10 -18 86,46×10 -18 1,92×10 -18 31,74×10 -18 487,87×10 -21 8,67×10 -18 160,02×10 -21 2,26×10 -18 16,22×10 -21 180,10×10 -21 8,51×10 -21 16,15×10 -21
30 ani 95,05×10 -18 82,07×10 -18 553,44×10 -21 8,62×10 -18 84,39×10 -21 1,47×10 -18 19,80×10 -21 264,69×10 -21 9,20×10 -21 46,13×10 -21 7,49×10 -21 14,29×10 -21
Tehnici de gestionare și depozitare a de șeurilor 2013
145
VI.2 Starea de tensiuni și deforma ții a terenului de fundare
Pentru calculul deforma țiilor și tensiunilor ale terenului de fundare s-a utilizat programul
de modelare Plaxis și au fost considerate dou ă situa ții reprezentative:
/square4 Situa ția cea mai nefavorabil ă din teren, unde caracteristicile fizice și mecanice sunt
foarte slabe;
/square4 Situa ția cea mai favorabil ă din teren, unde caracteristicile fizice și mecanice sunt
foarte bune.
Aceste situa ții au fost supuse la diferite înc ărc ări:
– 140 kPa, care corespunde unei în ălțimi a materialului depozitat de 10 m;
– 240 kPa, care corespunde unei în ălțimi a materialului depozitat de 20 m;
– 340 kPa, care corespunde unei în ălțimi a materialului depozitat de 30 m;
– 440 kPa, care corespunde unei în ălțimi a materialului depozitat de 40 m.
Pentru prima situa ție s-a constatat c ă la o înc ărcare egal ă sau mai mare de 340 kPa,
terenul de fundare cedeaz ă. Pentru ca terenul s ă reziste, s-a m ărit coeziunea straturilor litologice
superioare, mai întâi fiind dublat ă, iar ulterior triplat ă astfel încât rul ările s ă fie posibile.
Mărirea acceptat ă poate fi motivat ă prin cre șterea de rezisten ță adus ă de consolidarea
acestora sub efectul preînc ărc ării, prin depunerea în trepte a de șeurilor.
Dac ă prin preînc ărcarea terenului nu este asigurat ă cre șterea de rezisten ță ar trebui ca
zona de slab ă calitate, aferent ă forajului, s ă fac ă obiectul unor lucr ări de îmbun ătățire, pe o
adâncime ce acoper ă grosimea straturilor de rezisten ță redus ă din suprafa ța amplasamentului. În
tabelul VI.12. se prezint ă rezultatele ob ținute ale deforma țiunilor si eforturilor.
Fig.VI.9. Profilul considerat pentru situa ția cea mai nefavorabil ă din teren
Tehnici de gestionare și depozitare a de șeurilor 2013
146
Tab. VI.12.Starea de efort și deforma ții pentru situa ția cea mai nefavorabil ă din teren
Tip p ământ γnesat
(kN/m 3) γsat
(kN/m 3) E
(kPa) Ʋ
(kPa) c
(kPa) Ø
(o) Rulare 1
Deforma ții-deplas ări (m) Efort (kPa)
Tip
deforma ți
e Înc ărc ări Tip efort Înc ărc ări
Argil ă 19,85 20,08 1,035×1
04 0,30 21 10 140
kPa 240
kPa 340
kPa 440
kPa Tip efort 140
kPa 240
kPa 340
kPa 440
kPa
Argil ă
marnoas ă 19,81 20,05 1,1×10 4 0,20 21 10 Def. total ă 0,115 0,234 * * Efort total -481,21 -498,72
* *
Argil ă
pr ăfoas ă 19,68 20,80 1,08×10 4 0,25 20 17,5
Def.
oriz. 0,107 0,249 * * Efort oriz. -380,19
kPa -389,48 * *
Marn ă
nisipoas ă 19,02 19,80 1,03×10 4 0,25 22 10
Def. vert. 0,115 0,163 * * Efort vert. -470,94 -471,60 * *
Nisip 19,01 20,01 1,5×10 4 0,3 10 22,5
Praf argilos 17,8 19,5 1,45×10 4 0,25 18 15
Rulare 2
Deforma ții-deplas ări (m) Efort (kPa)
Argil ă 19,85 20,08 1,035×1
04 0,30 42 10 Tip
deforma ț
ie
Înc ărc ări (kPa) Înc ărc ări (kPa)
140
240
340
440
Tip efort 140
240
340
440
Argil ă
marnoas ă 19,81 20,05 1,1×10 4 0,20 21 10 Def.
total ă 0,141 0,20 * * Efort total -481,22 -501,25 * *
Argil ă
pr ăfoas ă 19,68 20,80 1,08×10 4 0,25 40 17,5
Def.
oriz. 0,1057 0,974 * * Efort oriz. -398,19
kPa -389,49 * *
Marn ă
nisipoas ă 19,02 19,80 1,03×10 4 0,25 22 10
Def.
vert. 0,114 0,82 * * Efort vert. -470,94 -471,75 * *
Nisip 19,01 20,01 1,5×10 4 0,3 20 22,5
Praf argilos 17,8 19,5 1,45×10 4 0,25 36 15
Rulare 3
Deforma ții – deplas ări (m) Efort (kPa)
Argil ă 19,85 20,08 1,035×1
04 0,30 63 10 Tip
deforma ț
ii Înc ărc ări (kPa) Înc ărc ări (kPa)
140
240
340
440
Tip efort 140
240
340
440
Argil ă
marnoas ă 19,81 20,05 1,1×10 4 0,20 21 10 Def.
total ă 0,141 0,197 0‚30 0,72 Efort total -481,22 -501,25 -524,70 -548,87
Argil ă
pr ăfoas ă 19,68 20,80 1,08×10 4 0,25 60 17,5
Def.
oriz. 0,105 0,91 0,10 0.41 Efort oriz. -398,19 -389,49 – 389,79 -426,57
Marn ă
nisipoas ă 19,02 19,80 1,03×10 4 0,25 22 10
Def.
vert. 0,11 0,77 0,93 1,32 Efort vert. -470,94 -471,73 -4 72,53 454,21
Nisip 19,01 20,01 1,5×10 4 0,3 30 22,5
Praf argilos 17,8 19,5 1,45×10 4 0,25 56 15
Tehnici de gestionare și depozitare a de șeurilor 2013
147
Fig. VI.10. Profilul considerat pentru situa ția cea mai favorabil ă din teren
Tab. VI.13. Starea de efort și deforma ții pentru situa ția cea mai favorabil ă din teren
Tip p ământ γnesat
(kN/m 3) γsat
(kN/m 3) E
(kPa) Ʋ
(kPa) c
(kPa) Ø
(o) Rulare 1
Deforma ții -deplas ări (m) Efort (kPa)
Tip
deforma ție Înc ărc ări
(kPa) Tip
efort Înc ărc ări
(kPa)
Argil ă 19,21 19,80 7854 0,30 83 14,
03 140
240
340
440
Tip
efort 140 240 340 440k
Argil ă
marnoas ă 19,81 20,05 6754 0,20 54 10 Def. total ă 0,186 0,336 0,568 0,32 Efort
total -596,43 -615,66
-638,19 -662,76
Argil ă
pr ăfoas ă 19,42 20,32 6264 0,25 29 17,
5 Def.
oriz. 0,167 0,26 0,58 0,70 Efort
oriz. -487,25 -487,54 -487,83 -488,13
Marn ă
nisipoas ă 19,02 19,80 7314 0,25 54 10
Def. vert. 0,13 0,283 0.65 0,841 Efort
vert. -588,04 -588,81 -589,60 -590,33
Nisip 19,01 20,01 1650 0,3 8 23
Praf argilos 19,29 20,03 1745 0,25 34 30,
9
Argil ă
gras ă 18,45 18,94 6382 0,2 63 9,3
4
Tehnici de gestionare și depozitare a deșeurilor 2013
148
Fig. VI.11. Deforma ție la o înc ărcare de 140 kPa
Fig. VI.12. Deforma ție la o înc ărcare de 240 kPa
Fig.VI.13. Deforma ție la o înc ărcare de 340 kPa
Tehnici de gestionare și depozitare a deșeurilor 2013
149
Fig. VI.14. Deforma ție la o înc ărcare de 440 kPa
Fig. VI.15. Zona de distribu ție a efortului efectiv
Fig. VI.16. Puncte plastice pentru situa ția cea mai nefavorabil ă din teren,
la o înc ărcare de 340 kPa
Prin considerarea condi țiilor de teren din amplasament caracterizate pe baz a de forajele
unde caracteristicile geotehnice s-au apreciat ca “ foarte bune”, se constat ă c ă:
– nu pot ap ărea probleme privind cedarea terenului, capacitatea portant ă a acestuia fiind
acoperitoare;
Tehnici de gestionare și depozitare a deșeurilor 2013
150
– zonele de plasticizare afecteaz ă în totalitate straturile de suprafa ță și se extind la cele
de adâncime numai în zonele marginale ale depozitul ui odat ă cu atingerea unei
în ălțimi de 30 m;
– tas ările maxime probabile ale terenului cresc succesiv, valoarea înregistrat ă, pentru
în ălțimea maxim ă de 40 m a depozitului, fiind 45 cm.
VI.3. Migrarea particulelor
În acest subcapitol se va analiza mi șcarea particulelor antrenate de curgerea levigatulu i în
mediul geologic. Pentru analiz ă s-a utilizat programul de calcul GeoSlope.
S-au luat în considerare mai multe ipoteze de calc ul:
– depozitul este amplasat pe terenul natural, f ără a avea sistem de impermeabilizare.
– depozitul este construit perfect;
– din sistemul de impermeabilizare lipse ște geomembrana;
– sistemul de impermeabilizare este format doar din s tratul mineral;
Fig. VI.17.Sec țiune pentru depozitul studiat
Tehnici de gestionare și depozitare a deșeurilor 2013
151
Tab. VI.14. Coloana litologic ă și coeficientul de permeabilitate ale materialelor u tilizate
Tip material k (m/s)
De șeu 1×10 -3
Pietri ș 1×10 -3
Geomembran ă 1×10 -13
Bentonit ă 1×10 -10
Argil ă compactat ă 1 1×10 -9
Argil ă compactat ă 2 1×10 -8
Praf argilos 7,5×10 -5
Argil ă 2,24×10 -8
Praf argilos 7,5×10 -5
Argil ă pr ăfoas ă 1,58×10 -8
VI.3.1. Ipoteza 1 – Depozit construit pe teren natu ral
Fig. VI. 18. Migrarea particulelor în unui depozi t construit pe teren natural
Tehnici de gestionare și depozitare a deșeurilor 2013
152
Pentru depozitul construit pe teren natural, se obs erv ă ca în toat ă durata de exploatare a
depozitului (30 de ani), particulele polueaz ă stratul geologic suport, dar nu ajung a pânza
freatic ă.
Tab.VI.15. Migrarea particulelor pentru depozitul a mplasat pe teren natural
Timp
(ani) Distan ța
parcurs ă
(m) Viteza medie
de deplasare
(m/zi)
1 0,11 3,21×10 -4
2 0,23 3,21×10 -4
3 0,35 3,21×10 -4
5 0,58 3,21×10 -4
10 1,15 3,21×10 -4
15 1,75 3,21×10 -4
20 2,34 3,21×10 -4
25 2,93 3,21×10 -4
30 3,51 3,21×10 -4
VI.3.2. Ipoteza 2 – Depozit f ără geomembran ă și f ără geocompozit bentonitic
Fig. VI.13. Migrarea particulelor în unui depozit care ca nu are geomebran ă și
geocompozit bentonitic în structura lui
Dup ă ce s-a scos geocompozitul bentonitic, particulele migreaz ă în decursul a 30 de ani
pe toat ă grosimea a stratului mineral compactat.
Tehnici de gestionare și depozitare a deșeurilor 2013
153
VI.3.3. Ipoteza 3 – Depozit f ără geomembran ă
Fig.VI.19. Migrarea particulelor în unui depozit care ca nu are geomebran ă
în structura lui
Dup ă ce s-a scos geomembrana, s-a constatat ca particul ele tot nu migreaz ă prin
geocompozitul bentonitic. Se deduce faptul c ă acest geocompozit are o capacitate bun ă de a
împiedica migrarea particulelor în mediul geologic suport.
VI.3.4. Ipoteza 4 – Depozit perfect
Fig. VI.20. Migrarea particulelor în unui depozit perfect
În urma analizei prin programul GeoSlope, s-a const atat c ă în situa ția în care depozitul
este construit perfect, particulele nu migreaz ă prin stratul de impermeabilizare pe toat ă durata de
exploatare a depozitului.
Tehnici de gestionare și depozitare a deșeurilor 2013
154
În urma analizei s-a observat c ă dac ă depozitul de de șeuri prezint ă ca strat etan șare de
baz ă structurarea complet ă, particulele antrenate de levigat, nu va contamina mediul geologic și
nici pânza freatic ă pe toat ă durata de exploatare a depozitului, timp de 30 de ani.
Dac ă din structura de impermeabilizare a depozitului de de șeuri va fi scoas ă
geomembrana, nu este posibil ă contaminarea terenului de fundare si implicit nici a apei
subterane pe toat ă durata lui de exploatare.
Dac ă în structura sistemului de etan șare lipsesc straturile geosintetice în totalitatea lor,
impermeabilizarea fiind asigurat ă numai de bariera geologic ă, tot nu este posibil ă contaminarea
atât a terenului de fundare și cât a apei subterane pe toat ă durata de via ță a depozitului.
În situa ția în care sistemul de etan șare lipse ște, iar depozitul este construit pe teren
natural, atunci particulele migreaz ă prin p ământ, în 30 de ani ajungând pân ă aproape de pânza
freatic ă.
Tehnici de gestionare și depozitare a deșeurilor 2013
155
Capitolul VII
Concluzii generale, contribu ții, valorificarea rezultatelor
VII.1. Concluzii generale
/xrhombus Conform Directivei Cadru a De șeurilor, transpus ă în legisla ția na țional ă prin OUG
Nr.78/2000 privind regimul de șeurilor, aprobat ă prin Legea nr.426/2001, cu modific ările și
complet ările ulterioare, de șeurile sunt acele substan țe sau obiecte de care de țin ătorul se
debaraseaz ă, are inten ția sau obliga ția de a se debarasa.
/xrhombus Obiectivele politicii de mediu a Comunit ății Europene sunt, conservarea, protec ția și
îmbun ătățirea calit ății mediului, protec ția s ănătății umane și utilizarea prudent ă și ra țional ă a
resurselor naturale.
/xrhombus Diversele categorii de de șeuri se clasific ă dup ă o serie de criterii: sursa generatoare; starea de
agregare; propriet ățile fizico-chimice si origine.
/xrhombus Criteriile de amplasare a depozitelor de sunt utili zate pentru a ajuta la selectarea celei mai
bune solu ții de depozitare a de șeurilor. Scopul acestor criteriilor este dublu: pro tejarea
sănătății publice, siguran ței publice, a mediului, resurselor istorice și culturale, precum și
minimizarea costurilor de dezvoltare și impactul asupra terenurilor, dezvoltarea, cre șterea
economic ă și estetic ă.
/xrhombus În alegerea amplasamentului se pun condi ții fa ță de cadrul natural și economic.: geografice;
geologice; geotehnice; hidrogeologice; hidrologice; climatice; pedologice și agroeconomice;
speciale.
Tehnici de gestionare și depozitare a deșeurilor 2013
156
/xrhombus Depozitarea de șeurilor menajere se face în depozite controlate car e protejeaz ă mediul
împotriva polu ării produse de substan țe toxice.
/xrhombus Execu ția și exploatarea modulat ă a depozitelor de de șeuri este o modalitate de diminuare a
costurilor. În acest sens, execu ția compartimentelor se face treptat la intervale de timp func ție
de dimensiunea lor, astfel fel încât în intervalul de timp cât se umple un compartiment se
execut ă compartimentul urm ător
/xrhombus Automonitorizarea tehnologic ă reprezint ă verificarea continu ă a st ării și func țion ării
amenaj ărilor și dot ărilor depozitului, respectiv: starea drumurilor de acces și a drumurilor din
incint ă, starea etan șă rii depozitului, buna func ționarea sistemelor de drenaj, comportarea
digurilor și taluzurilor acestora, urm ărirea anual ă a zonelor deja acoperite, func ționarea
instala țiilor de epurare a apelor uzate, func ționarea instala țiilor de captare și ardere a gazelor
rezultate de la fermentarea de șeurilor, func ționarea instala țiilor de evacuare a apelor
meteorice, starea celorlalte utilaje și instala ții din incinta depozitului
/xrhombus Etan șarea simpl ă practicat ă cu ani în urm ă, format ă dintr-un strat de argil ă compactat ă, a fost
înlocuit ă cu sisteme de etan șare simple sau multiple, complexitatea sistemului f iind aleas ă în
func ție de natura și chimismul de șeurilor depozitate.
/xrhombus Componenta sistemului de etan șare de baz ă, se remarc ă, în cazul depozitelor de de șeuri
periculoase și nepericuloase, prin obligativitatea utiliz ării materialelor geosintetice cu rol de
etan șare – geomembrana din polietilena de înalt ă densitate. Sub aceast ă barier ă artificial ă
este necesar s ă se g ăseasc ă o barier ă mineral ă natural ă sau construit ă cu grosime și
caracteristici de permeabilitate specifice, dar și cu limite privind compozi ția granulometric ă:
bariera natural ă va avea con ținut de minimum 15% (mas ă) de minerale argiloase cu d<0.002
mm în timp ce pentru bariera construit ă con ținutul minim este de 20%.
/xrhombus O varietate larg ă de materiale de linie sunt disponibile pentru a fi utilizate în depozitele de
de șeuri și includ urm ătoarele: remodelarea natural ă a terenului; materiale amestecate
(geocompozite, etc.); impermeabilizare sintetic ă; p ământuri cu conductivitate hidraulic ă
sc ăzut ă; materiale cu absorb ției chimic ă.
/xrhombus Dintre materialele geosintetice cu rol de etan șare cele mai utilizate sunt: geomembranele,
geocompozitele bentonitice si geotextilele impregna te cu asfalt lichid.
/xrhombus Geomembranele au fost primele materiale geosintetic e cu rol de etan șare care au ap ărut și
înregistreaz ă cea mai larg ă dezvoltare și utilizare, norme na ționale și interna ționale indicând
prezen ța obligatorie a unei geomembrane în component siste melor de etan șare de baza și de
suprafa ța a depozitelor de de șeuri.
/xrhombus Geocompozitele bentonitice sunt relativ recente și sunt utilizate ca o alternativ ă la bariera
mineral ă natural ă, acolo unde terenul de fundare nu este format dint r-un material care s ă
îndeplineasc ă condi țiile impuse de normele na ționale sau interna ționale privind propriet ățile
de permeabilitate și grosimea acestuia.
Tehnici de gestionare și depozitare a deșeurilor 2013
157
/xrhombus Polimerii din geosintetice sunt supu și degrad ării și prin urmare, durata lor de via ță depinde
de r ășinile lor constitutive și aditivi, precum și de condi țiile de mediu cu care vin în contact.
/xrhombus Levigatul reprezint ă un lichid contaminat care con ține o serie de elemente chimice dizolvate
sau în suspensie și poate fi format din apa percolat ă din precipita ții și din tasarea de șeurilor
sub propria greutate.
/xrhombus Calitatea levigatului este influen țat ă de compozi ția, umiditatea, vârsta și con ținutul de oxigen
al de șeurilor, precum și de temperatura aerului.
/xrhombus Cantitatea și calitatea levigatului generat într-un depozit de de șeuri este dependent ă de
amplasament, tipul de șeurilor și modul de exploatare a depozitului.
/xrhombus Produc ția de gaz metan este un fenomen comun și de neevitat, care apare în urma activit ății
microbiologice generate de depozitarea de șeurilor organice solide. De obicei, rata de
generare este de aproximativ 0.04 de metri cubi de gaz metan pe jum ătate de kilogram de
de șeuri pe an. Cu toate acestea, aceast ă rat ă este foarte variabil ă, în func ție de caracteristicile
de șeurilor solide și condi țiile de mediu din cadrul depozitului de de șeuri .
/xrhombus Gazele din depozitele de de șeuri con țin 60-95% biogaz, 5-40% aer, 0,05-0,5% compu și
organici volatili. Biogazul provine din fermentarea materiei organice și este compus din
metan, CO 2și concentra ții mici de alte grupe ca H2S, NH 4, H2, mercaptani și/sau produ și
intermediari de fermenta ție sub form ă gazoas ă sau de aerosoli (acid acetic, acizi gra și
volatili).
/xrhombus Închiderea depozitului de de șeuri poart ă cu ea conota ție de finalizare sau încetare a
opera țiunii. În realitate, singura activitate major ă care se opre ște la încheierea final ă, este cea
de livrare și plasare a de șeurilor. Alte func țiile tipice ale depozitelor de de șeuri solide mearg ă
mai departe, managementul inclusiv levigatului și gazelor, eroziunea controale, gestionarea
apei de suprafa ță și de monitorizare a mediului.
/xrhombus Suprafe țele relativ extinse ale depozitelor închise pot fi folosite în multe scopuri, cele mai
frecvente fiind amenaj ările de parcuri, zone verzi, gr ădini botanice și chiar utiliz ări
comerciale. În cazul adopt ării unor folosin țe vegetale trebuie alese plante adecvate condi țiilor
de dezvoltare de pe depozitele de de șeuri.
/xrhombus Rolul sistemelor de etan șare de baz ă ale depozitelor de de șeuri este de a minimiza transportul
de poluan ți din depozit c ătre terenul de fundare, respectiv acvifer, în condi țiile în care un
sistem de etan șare perfect nu poate fi realizat.
/xrhombus Principalele procese fizice și chimice de transport al poluan ților sunt: advec ția, difuzia,
dispersia si sorb ția.
/xrhombus Rolul sistemelor de etan șare de baz ă ale depozitelor de de șeuri este de a minimiza transportul
de poluan ți din depozit c ătre terenul de fundare, respectiv acvifer, în condi țiile în care un
sistem de etan șare perfect nu poate fi realizat.
Tehnici de gestionare și depozitare a deșeurilor 2013
158
/xrhombus Principalele procese fizice și chimice de transport al poluan ților sunt: advec ția, difuzia,
dispersia si sorb ția.
/xrhombus O solu ție în ap ă se va muta de la o zona cu cea mai mare concentra ție într-o zon ă în care
concentra ția este mai mic ă. Acest fenomen este cunoscut sub numele de difuzie molecular ă
sau difuzie.
/xrhombus Difuzia în solu ție a unei specii chimice, de obicei, se presupune s ă apar ă ca r ăspuns la o
pant ă de concentrare, în conformitate cu prima lege a lu i Fick, care, pentru o singur ă
dimensiune
/xrhombus Substan țele dizolvate difuzeaz ă mai lent în sol decât în solu țiile libere, deoarece zonele de
migra ție sunt mai întortocheate în p ământ. Fluxurile de difuzie de mas ă sunt mai pu ține în
pământ decât în solu țiile libere, deoarece particulele solide din sol oc up ă unele spa ții dintre
sec țiunea transversale.
/xrhombus Concentra ția relativ ă rezult ă în func ție de parametrii de difuzie și advec ție ai sistemului de
etan șare, curgerea apei subterane, distan ța dintre nivelul levigatului și nivelul apei subterane
și lungimea maxim ă a depozitului de de șeuri paralela cu direc ția de curgere a apei subterane.
/xrhombus Într-o serie de situa ții, analiza chimic ă a apei subterane, efectuat ă în faza premerg ătoare
realiz ării depozitului, indic ă reten ția unor poluan ți care vor trebui lua ți în calcul în etapa de
proiectare a sistemului de etan șare de baz ă.
/xrhombus Trei ipoteze care au fost propuse s ă țin ă seama de neliniaritatea între viteza de curgere și
gradientul hidraulic: (1) propriet ățile de curgere a apei non-newtoniene, (2) migra ția
particulelor care provoac ă blocarea și deblocarea fluxului în pasaje, și (3) consolidarea local ă
și umflarea care este inevitabil ă atunci când declivit ățile hidraulice sunt aplicate peste un sol
compresibil..
/xrhombus Debitului de fluide prin p ământurile cu granula ție mai fin ă decât pământurile grosiere cu
pietri ș , este laminar. Ecua țiile care se refer ă la conductivitatea hidraulic ă au fost derivate la
propriet ățile pământului și p ătrunderea lichidului.
/xrhombus Anizotropie mare în conductivitatea hidraulic ă este comun ă și apare ca rezultat al stratific ării
depozitelor de sol natural sau în terasamente compa ctate în straturi. Argilele au o
conductivitate hidraulic ă substan țial mai mare în direc ție orizontal ă decât în direc ție
vertical ă.
/xrhombus Viteza de curgere depinde de raza porilor, iar debi tul este propor țional cu puterea a patra a
razei. Astfel, texturi cu o propor ție mare de pori mari sunt mult mai permeabile decât cele cu
pori mici
/xrhombus Un material este declarat a fi permeabil dac ă acesta con ține goluri continue. Deoarece aceste
goluri sunt cuprinse în toate p ământurile, inclusiv în argile, practic toate aceste p ământuri
sunt permeabile.
Tehnici de gestionare și depozitare a deșeurilor 2013
159
/xrhombus Platforma Moldoveneasc ă este alc ătuit ă dintr-un ansamblu de interfluvii joase cuprinse în tre
50 și 200 m și de culoare de v ăi cu șesuri aluviale largi de 4-8 terase, toate orientate spre Prut
și spre Bahlui. În ălțimile maxime se afl ă în NV și dep ăș esc în câteva locuri 200 m.
Altitudinea medie este de 100-125 m.
/xrhombus Teritoriul regiunii studiate reprezint ă o parte din Platforma Moldoveneasc ă caracterizat ă prin
apari ția la zi numai a unei p ărți din depozitele Neogene de cuvertur ă: Sarma țian – Basarabian
și Kersonian.
/xrhombus În prezent in Regiunea Moldovei exista un num ăr de șapte depozite conforme de de șeuri
municipale. Depozitele noi au fost realizate în con formitate cu prevederile legisla ției în
vigoare privind depozitarea de șeurilor, fiind prev ăzute cu un sistem de impermeabilizare cu
strat de argil ă compactat ă completat cu geomembran ă, geotextil și strat de drenare, cu sistem
de colectare a levigatului și de pompare a acestuia în sta ția de epurare or ăș eneasc ă.
/xrhombus Amplasamentul Țuțora se afl ă în imediata în vecin ătate a râului Jijia, pe partea stâng ă a
acestuia, la câteva sute de metri distan ță , dup ă digul de protec ție. În partea de nord a
amplasamentului se afl ă drumul jude țean 249E, care face leg ătura între Ia și și Țuțora, via
Holboca.
/xrhombus Din punct de vedere granulometric probele analizate se încadreaz ă în categoriile argilelor,
argilelor pr ăfoase, argilelor pr ăfoase nisipoase, prafurilor argiloase, nisipurilor argiloase,
nisipurilor pr ăfoase.
/xrhombus Dup ă indicele de plasticitate (Ip), forma țiunile coezive ale terenului de fundare se încadrea z ă
în categoriile p ământurilor cu plasticitate mijlocie (nisip argilos, praf argilos, nisip pr ăfos),
plasticitate mare (argil ă pr ăfoasa, nisip argilos, praf argilos, argil ă gras ă, argil ă nisipoas ă), și
foarte mare (nisip argilos, argil ă, praf argilos).
/xrhombus Tehnologia de depozitare s-a realizat dup ă metoda ,,celulelor,, prin retragerea frontului de
lucru, cu acoperirea periodic ă a de șeurilor cu un strat de p ământ, n ămol rezultat din sta ția de
epurare proprie sau de șeuri rezultate din concasarea de șeurilor din construc ții, cu o grosime
de 0,10 -1,15 m.
/xrhombus Depozitul va avea 4 compartimente, cu o capacitate total ă de depozitare de aproximativ
8.700.000 m 3. Momentan este realizat doar Compartimentul I cu o capacitate total ă de circa
2.500.000 m 3. Acesta este divizat în trei sub-compartimente avâ nd fiecare câte o capacitate
de depozitare de 850.000 m 3.
/xrhombus Sistemul de etan șare a depozitului de de șeuri Țuțora este format dintr-o bariera geologic ă
construit ă și o geomembran ă din HDPE.
/xrhombus În urma analizei intervalului de curgere de un an, se poate observa c ă sarcina hidraulic ă și
viteza de curgere a levigatului scad pe m ăsur ă ce se mai adaug ă câte un strat de
impermeabilizare.
Tehnici de gestionare și depozitare a deșeurilor 2013
160
/xrhombus În urma analizei intervalului de curgere de trei an i, se poate observa c ă sarcina hidraulic ă și
viteza de curgere a levigatului scad pe m ăsur ă ce se mai adaug ă câte un strat de
impermeabilizare.
/xrhombus În urma analizei intervalului de curgere de trei an i, se poate observa c ă sarcina hidraulic ă și
viteza de curgere a levigatului scad pe m ăsur ă ce se mai adaug ă câte un strat de
impermeabilizare.
/xrhombus În urma intervalelor de timp analizate, s-a constat at faptul c ă viteza de curgere a levigatului și
volumul desc ărcat în mediul geologic scade datorit ă gradului de satura ție la care ajunge
pământul.
/xrhombus În urma analizei s-a observat c ă dac ă depozitul de de șeuri este executat perfect, levigatul nu
va contamina mediul geologic și nici pânza freatic ă pe toat ă durata de exploatare a
depozitului, timp de 30 de ani.
/xrhombus Dac ă din structura de impermeabilizare a depozitului de de șeuri va fi scoas ă geomembrana,
mediul geologic va fi contaminat dup ă 15 ani de exploatare.
/xrhombus Se mai observ ă faptul c ă dacă depozitul este construit direct pe terenul natural , va contamina
înc ă din primul an, atât mediul geologic cât și pânza freatic ă.
/xrhombus În urma calculului de tasare prin programul Plaxis, s-a observat faptul c ă în urma înc ărc ării
au fost afectate doar straturile de suprafa ță , constituite din argil ă pr ăfoas ă, praf argilos și
nisip.
/xrhombus Pentru depozitul construit pe teren natural, se obs erv ă ca în toat ă durata de exploatare a
depozitului (30 de ani), particulele polueaz ă stratul geologic suport, dar nu ajung a pânza
freatic ă.
/xrhombus Dup ă ce s-a scos geocompozitul bentonitic, particulele migreaz ă în decursul a 30 de ani pe
toat ă grosimea a stratului mineral compactat.
/xrhombus Dup ă ce s-a scos geomembrana, s-a constatat ca particul ele tot nu migreaz ă prin
geocompozitul bentonitic. Se deduce faptul c ă acest geocompozit are o capacitate bun ă de a
împiedica migrarea particulelor în mediul geologic suport.
/xrhombus În urma analizei prin programul GeoSlope, s-a const atat că în situa ția în care depozitul este
construit perfect, particulele nu migreaz ă prin stratul de impermeabilizare pe toat ă durata de
exploatare a depozitului.
/xrhombus Dac ă din structura de impermeabilizare a depozitului de de șeuri va fi scoas ă geomembrana,
este posibil ă contaminarea terenului dup ă 15 ani de exploatare f ără ca levigatul s ă ajung ă la
apa subteran ă pe toat ă durata lui de exploatare.
/xrhombus Dac ă se admite c ă stratul tip geomembran ă prezint ă defecte de îmbinare, nu se va contamina
nici mediul geologico-geotehnic și prin urmare pânza freatic ă.
/xrhombus Dac ă în structura sistemului de etan șare lipsesc straturile geosintetice în totalitatea lor,
impermeabilizarea fiind asigurat ă numai de bariera geologic ă, este posibil ă contaminarea atât
a terenului de fundare și cât a apei subterane dup ă o durat ă de exploatare de 15 ani.
/xrhombus În situa ția în care sistemul de etan șare ar fi format numai din stratul mineral cu grosi me de 30
cm, format din praf argilos compactat, terenul de f undare și pânza freatic ă sunt afectate de
curgerea levigatului înc ă din primul an de exploatare, constatare similara și cazul în care
acesta ar lipsi.
Tehnici de gestionare și depozitare a deșeurilor 2013
161
/xrhombus Structurarea sistemului de etan șare în structurarea complet ă (strat mineral plus geosintetice),
asigur ă coeficientul de siguran ță privind poluarea mediului pe întreaga durat ă de exploatare a
depozitului, o evaluare a acestuia ar putea fi f ăcut ă prin stabilirea timpului, la care pentru
situa ția luat ă în analiz ă, este ini țiat ă contaminarea terenului și pânzei freatice (T t și T h).
Cunoa șterea acestora ar permite definirea unor coeficien ți de siguran ță (Fs) în raport cu
durata de exploatare (T e) conform rela țiilor: /g1832 /g∑87∑ /g3047=/g302∑/g3295
/g302∑/g3280 – cu referire la teren; /g1832 /g∑87∑ /g3035=/g302∑/g3283
/g302∑/g3280 – cu
referire la apa subteran ă
/xrhombus În urma analizei s-a observat c ă dac ă depozitul de de șeuri prezint ă ca strat etan șare de baz ă
structurarea complet ă, particulele antrenate de levigat, nu va contamina mediul geologic și
nici pânza freatic ă pe toat ă durata de exploatare a depozitului, timp de 30 de ani.
/xrhombus Dac ă din structura de impermeabilizare a depozitului de de șeuri va fi scoas ă geomembrana,
nu este posibil ă contaminarea terenului de fundare si implicit nici a apei subterane pe toat ă
durata lui de exploatare.
/xrhombus Dac ă în structura sistemului de etan șare lipsesc straturile geosintetice în totalitatea lor,
impermeabilizarea fiind asigurat ă numai de bariera geologic ă, tot nu este posibil ă
contaminarea atât a terenului de fundare și cât a apei subterane pe toat ă durata de via ță a
depozitului.
/xrhombus În situa ția în care sistemul de etan șare lipse ște, iar depozitul este construit pe teren natural,
atunci particulele migreaz ă prin p ământ, în 30 de ani ajungând pân ă aproape de pânza
freatic ă.
/xrhombus Prin considerarea condi țiilor de teren din amplasament caracterizate pe baz a de forajele unde
caracteristicile geotehnice s-au apreciat ca “foart e bune”, se constat ă c ă:
– nu pot ap ărea probleme privind cedarea terenului, capacitatea portant ă a acestuia fiind
acoperitoare;
– zonele de plasticizare afecteaz ă în totalitate straturile de suprafa ță și se extind la cele de
adâncime numai în zonele marginale ale depozitului odat ă cu atingerea unei în ălțimi de
30 m;
– tas ările maxime probabile ale terenului cresc succesiv, valoarea înregistrat ă, pentru
în ălțimea maxim ă de 40 m a depozitului, fiind 45 cm.
VII.2. Contribu ții personale
Sintetizând cele prezentate mai sus, principalele c ontribu ții personale pentru fiecare capitol în
parte sunt:
/xrhombus studiu bibliografic cuprinzând titlurile reprezenta tive cu caracter de mare actualitate în
domeniu, ilustrate prin lista referin țelor
/xrhombus studiul legisla ției na ționale și europene cu privire la regimul de șeurilor; unei clasific ări
a de șeurilor dup ă sursa generatoare, starea de agregare, natura lor; unei clasific ări a
Tehnici de gestionare și depozitare a deșeurilor 2013
162
tipurilor de depozite de de șeuri; condi țiilor de amplasare a depozitelor de de șeuri
menajere în func ție de condi țiile geologice, geomorfologice, geotehnice, hidrolo gice,
hidrogeologice, climatice, economice, etc.; modul d e execu ție și organizare a
depozitelor de de șeuri menajere, materialelor folosite la impermeabil izarea depozitelor
în conformitate cu legisla ția actual ă na țional ă și european ă; principalii poluan ți
genera ți de descompunerea de șeurilor depozitare în astfel de depozite; principal ele
procese de transport al poluan ților în mediul geologic suport; model ării matematice a
transportului poluan ților prin medii permeabile; curgerii levigatului pr in sistemul de
impermeabilizare a depozitelor de de șeuri menajere; difuziei contaminan ților dizolva ți
prin geomembran ă;
/xrhombus condi țiile geologice, hidrografice, hidrogeologice, clima tice și seismice a
amplasamentelor depozitelor de de șeuri din zona Moldovei
/xrhombus analiza condi țiilor de teren a depozitului de de șeuri ecologic Țuțora, jude țul Ia și
/xrhombus analiza sistemului de etan șare adoptat al depozitului de de șeuri Țuțora, jude țul Ia și
/xrhombus modelarea prin element finit al curgerii levigatulu i în mediul geologic luând in calcul
mai multe ipoteze și mai multe intervale de timp folosind programul Pl axis Flow
/xrhombus Formularea unor constat ări și observa ții privind evolu ția contamin ării de c ătre levigat
a terenul de fundare și a apei subterane în timp pentru diverse situa ții de structurare a
sistemului de etan șare de baz ă în condi ții de teren cunoscute;
/xrhombus Formularea unor constat ări și observa ții privind starea de tensiuni și deforma ții din
terenul de fundare în rela ție cu etapele de înc ărcare ale acestuia prin depozitarea de șeurilor și
formarea depozitului în trepte urmare a gener ării și colect ării în timp a acestora
VII.3. Valorificarea rezultatelor ob ținute pe parcursul
programului de cercetare doctoral ă
Pe parcursul programului de cercetare doctoral ă rezultatele ob ținute au fost valorificate
astfel
/square4 Realizarea unui stagiu de cercetare extern ă pe o perioad ă de 3 luni la Universita degli
Studi Torino, Italia
/square4 Publicarea în calitate de autor/coautor, a unui num ăr de 10 lucr ări știin țifice dup ă cum
urmeaz ă
Tehnici de gestionare și depozitare a deșeurilor 2013
163
• Lucr ări publicate în volume ale conferin țelor interna ționale
1. Site location Assement For A Municipal Landfill”, A na Maria Giorgiana
Cre țu, Ioan – Cosmin Scurtu Lucrare publicata În volumul conferin ței
interna ționale ,, DEDUCON – Sustenable Development In Civil
Engineering”, 11 noiembrie 2011, Ia și, Romania, cod ISSN: 2248 – 0293
2. “Municipal Landfill”, Ana Maria Giorgiana Cre țu, Lucrare publicat ă în
volumul conferin ței interna ționale ,, DEDUCON – Sustenable Development
In Civil Engineering”, 11 noiembrie 2011, Ia și, România, cod ISSN: 2248 –
0293
3. “Piedmont experience for the re-use of dimension st one quarrying by-
products, civil works wastes in the large public wo rks”, Giovanna Dino, Paolo
Clemente, Ana Maria Giorgiana Cre țu, “FLOWPATH 2012” Percorsi di
Idrogeologia I edizione, 20-22 iunie 2012
• Lucr ări publicate în volume ale conferin țelor na ționale
4. ,,Sisteme de etan șare a depozitelor de de șeuri menajere”, Ana Maria
Giorgiana Cre țu, Ioan – Cosmin Scurtu, al V-lea Simpozion CREA ȚII
UNIVERSITARE 2012 Tendin țe actuale în inginerie civila și instala ții în
construc ții, Editura Societarii Academice "Matei Teiu Botez" ISSN 2247-
4161, ISSN-L 2247-4161, pag. 146-158
5. ,, Evaluarea caracteristicilor elastice ale terenului de fundare în cazul pilo ților
de îndesare folosind interpretarea parametrilor de foraj”, Ana Maria
Giorgiana Cre țu, al V-lea Simpozion CREA ȚII UNIVERSITARE 2012
Tendin țe actuale în inginerie civila și instala ții în construc ții, Editura
Societarii Academice "Matei Teiu Botez" ISSN 224 7-4161, ISSN-L 2247-
4161
6. “Sisteme de gestiune a levigatului generat de depoz itele de de șeuri”, Ana
Maria Giorgiana Cre țu, Ioan – Cosmin Scurtu, Lucrare publicata în volumu l
conferin ței na ționale ,, CNGF – a XII-a Conferin ță Na țional ă de Geotehnic ă și
Funda ții”, 19-22 septembrie 2012, Ia și, România, cod ISSN: 1844 – 850x
7. „Analiz ă comparativ ă între interpretarea analitic ă, analiza cu element finit și
rezultatele experimentale, pentru compresibilitatea pilo ților încastra ți în marna
de Bahlui”, Ioan – Cosmin Scurtu, Ana Maria Giorgia na Cre țu, Vasile Mu șat,
Lucrare publicata în volumul conferin ței na ționale ,, CNGF – a XII-a
Conferin ță Na țional ă de Geotehnic ă și Funda ții”, 19-22 septembrie 2012,
Ia și, România, cod ISSN: 1844 – 850x
8. “Condi ții de teren pentru execu ția depozitelor de de șeuri ecologice”, Ana
Maria Giorgiana Cre țu, Lucrare publicat ă în volumul Workshop„ Tendin țe și
cerin țe de interdisciplinaritate în cercetare. Prezentare a rezultatelor ob ținute
Tehnici de gestionare și depozitare a deșeurilor 2013
164
de doctoranzi”, IA ȘI 25 ianuarie 2013, Editura POLITEHNIUM IA ȘI ISBN
978-973-621-408-0
9. „Condi ții de teren ale depozitului de de șeuri Țuțora, Ia și”, Ana Maria
Giorgiana Cre țu, Cosmin Fantaziu, Lucrare publicata la „Crea ții Universitare
2013” Al VI-lea simpozion Na țional, Ia și, România, 7 iunie 2013
10. “Evaluarea și interpretarea încerc ărilor de consolidare a p ământului în
viziunea mai multor autori” Cosmin Fantaziu, R ăzvan Chiril ă, Ana Maria
Giorgiana Cre țu, Lucrare publicata la „Crea ții Universitare 2013” Al VI-lea
simpozion Na țional, Ia și, România, 7 iunie 2013
/square4 Realizarea în calitate de autor/coautor a unui num ăr de 3 prezent ări pe tematica
depozitelor de de șeuri.
• în cadrul conferin țe interna ționale desf ășurate la Ia și (2011)
• în cadrul stagiului de cercetare extern ă la Universita degli Studi Torino, Italia.
Tehnici de gestionare și depozitare a deșeurilor 2013
165
Bibliografie
1. Abraitis PK, Pattrick RAD, Kelsall GH, Vaughan DJ ( 2004) Acid leaching and dissolution
ofmajor sulphide ore minerals: processes and galvan ic effects in complex systems.
MinMag 68:343-351AFN, Naturvårdsverket, Stockholm
2. Alexander W. et McKynlei A., (2006) Deep Geologica l Disposal Of Radioactive Waste,
Elsever,
3. Alpers CN, Blowes DW (eds) (1994) Environmental geo chemistry of sulfide
oxidation.American Chemical Society, Washington DC (Symposium Series 550)
4. Aumônier, S., and T. Coleman (1997). Life cycle assessment for waste management
planning.
5. Avery N. Wells, P.E, (1987), „SOLID WASTE LANDFILL DESIGN MANUAL”,
Washington State Department of Ecology Grants Secti on Olympia, Washington
6. Batali, L. (1999) “Geocompozite bentonitice”, Bucur e ști, Conspress.
7. Benson C. (2000) „Linersand covers for waste contai nment”, Proceedings of the Fourth
Kansai International Geotechnical Forum, Creation o f a new Geo-Environment, Kyoto,
Japan.
8. Benson, C. H., and Daniel, D. E. (1990). ‘‘Influence of clods on hydraulic conductivity of
compacted clay.’’ J. Geotechnical Engineering
9. Birkholzer, J.T., Barr, D., Rutqvist, J., Sonnentha l, E. (2006):
Geomechanical/Geochemical modeling studies conducte d within the international
DECOVALEX program. The 2006 International High-Leve l Radioactive Waste
Management Conference, Las Vegas, April 30–May 4
10. Björklund, A. (1998). Environmental systems analysis waste management . Licentiate
Thesis.
11. Bold. O.,(2003), Sisteme de gestionare a de șeurilor, Editura Tehnic ă, Bucure ști
12. Bonaparte R, (1995), „Long-Term Performance of Land fills” In Proceedings of the ASCE
Speciality Conference Geoenviroment 2000, Vol. 1, N ew Orleans
13. Bonaparte, R., J. P. Giroud, and B.A. Cross, (1989) . Rates of leakage through landfill
liners. Geosynthetics Conference, San Diego, Califo rnia
14. Bramryd T., (1997), Landfilling in the perspective of the global CO2 balance, Sixth
International Landfill Symposium, Sardinia, Italy
15. Brânzil ă M. (1998) Studiul geologic al Câmpiei Moldovei înt re Bârnova-M ădârjac și
Ștef ăne ști-Boto șani. Univ. „Al. I. Cuza”, Ia și Geologia p ărții sudice a Câmpiei Moldovei.
219 p., 1999, Ed. Corson, Ia și
16. Bulgariu D. (2007), “Dinamica poluan ților”, Editura Al. I. Cuza, Iasi.
17. Burlacu G. et all. (2003), “MEDIUL ÎNCONJURÃTOR. Te rmeni și expresii
uzuale”,Editura Paideia, Bcucure ști
Tehnici de gestionare și depozitare a deșeurilor 2013
166
18. Cismaru C. (2004), Managementul integrat al de șeurilor, Editura Tehnic ă, Bucure ști
19. Conferin țaMondial ă a O.N.U., Stockholm – 1972, Protec ția mediului in contextual
dezvolt ării durabileCouncil of Ministers, Copenhagen.
20. Cre țu A.M.G. Scurtu I.C. (2012) Sisteme de gestiune a levigatului generat de depozitele
de de șeuri”, Conferinta Na țional ă ,, CNGF – a XII-a Confernin ță Na țional ă de Geotehnic ă
și Funda ții”, , Ia și, România
21. Cre țu A.M.G. (2011) “Municipal Landfill” Conferin ța Interna țional ă,, DEDUCON –
Sustenable Development In Civil Engineering”, Iasi , Romania
22. Cre țu A.M.G.(2013) “Condi ții de teren pentru execu ția depozitelor de de șeuri ecologice”,
Workshop„ Tendin țe și cerin țe de interdisciplinaritate în cercetare. Prezentare a
rezultatelor ob ținute de doctoranzi”, Editura POLITEHNIUM IA ȘI
23. Cre țu A.M.G., Fantaziu C., (2013) „Condi ții de teren ale depozitului de de șeuri Țuțora,
Ia și” Al VI-les simpozion Na țional “Crea ții Universitare 2013”, Ia și, România
24. Cre țu A.M.G., Scurtu I.C.(2011) „Site location Assment For A Municipal Landfill”,
Conferin ța Interna țional ă,, DEDUCON – Sustenable Development In Civil Engine ering”,
Iasi, Romania
25. Cre țu A.M.G., Scurtu I.C., (2012) ,,Sisteme de etan șare a depozitelor de de șeuri
menajere”, al V-lea Simpozion CREA ȚII UNIVERSITARE 2012 Tendin țe actuale în
inginerie civil ăș i instala ții în constructii, Editura Societatii Academice "Matei Teiu Botez"
26. Crump, J. J. and D. T. Malotky. (1978). A Review of Leachate Attenuation. In:
Proceedings of the First Annual Conference of Appli ed Research and Practice on
Municipal and Industrial Waste. Madison, WI: Depart ment of Civil Engineering,
University of Wisconsin
27. Daniel D.E. and Liljestrand H.M., (1984), „Efects o f Landfill Leachate On Natural linear
Systems”, Geotechnical Engineering Report GR83-6, G eotechnical Engineering
Departament, the University of Texas, Austin, Thexa s
28. Ekvall, T., and G. Finnveden (2000a). The Application of Life Cycle Assessment to
Integrated
29. El Dabari Mohamed, (2003), Tez ă de doctorat ,,Some problems connected with a landf ill
lachate as a result of industrial activites,, Unive rsitatea Tehnica ,,Gheorghe Asachi,, Iasi
30. Fatta D., D. Voscos, K.J. Haralambous, M. Loizidou, 1997, An assessment of the effect of
landfill leachate on
31. Finnveden, G. (1992). Landfilling – a forgotten par t of Life Cycle Assessments. in
Anonymous, editor. Product Life Cycle Assessments – Principles and Met hodology .
Nordic
32. Finnveden, G., and G. Huppes (1995). Proceedings from the International Workshop "Life
Cycle Assessment and Treatment of Solid Waste", Sep tember 28-29. AFR-Report 98 . from
paper. Submitted.
33. Freeze, R. A. and J. A. Cherry. (1979). Groundwater . Englewood Cliffs, NJ: Prentice-
Hall, Inc
34. Giere R. and Stille P., (2008) Energy, Waste and t he Environment: a Geochemical
Perspective, Geological Society, groundwater qualit y, Sixth International Landfill
Symposium, Sardinia, Italy
35. Giroud J.P., Zhao A., Bonaparte R. (2000) „The myth of hydraulic transmissivity
equivalency” International Landfill Symposium, Sardinia ’95, Santa Margherita, Cagliari,
Italia.
Tehnici de gestionare și depozitare a deșeurilor 2013
167
36. Giroud, J. P. and R. Bonaparte. (1984). "Waterproof ing and Drainage; Geomembranes and
Synthetic Drainage Layers-" Symposium on Plastic an d Rubber in Waterproofing.
Liege,Belgium,
37. Giroud, J.P. and Houlihan, M.F., (1995), “Design of Leachate Collection Layers”,
Proceedings of the Fifth International Landfill Sym posium, Vol. 2, Sardinia, Italy,
October
38. Giurma I. et all, (1987), Hidrologie vol. I, I.P. I a și, Rotaprint
39. Hansbo, S., 1973. Influence of mobile particles in soft clay on permeability. Proc. Int.
Symp. on Soil Structure, Gothenburg
40. Haxo. H.E., White R,M., Fong M.A., (1982) „Linear M aterials Exposed to Municipal
Solid Waste Leachate”, US Enviromental Protection A gency, Cincinnati, Ohio
41. Jambor JL (2000) The relationship of mineralogy to acid- and neutralization-potential
valuesin ARD.In: Cotter-Howells JD, Campbell LS, Va lsami-Jones E, Batchelder M
(eds)Environmental mineralogy: microbial interactio ns, anthropogenic
influences,contaminated land and waste management. Mineralogical Society,
London(Mineralogical Society Series no 9, pp 141–15 9)
42. Jessberger HL (1994) Geotechnical aspects of landfil l design and construction. Part 2:
material parameters and test methods. Geotechnical Engineering. Proc Instit Civil Eng
104:105–113
43. Kays, W.B. (1977). Construction of Linings for Rese rvoirs, Tanks and Pollution Control
Facilities.New York, NY: Wiley Interscience, John W iley & Sons, Inc. In: U.S. EPA.
1983. Lining of Waste Impoundment and Disposal Faci lities. Cincinnati, OH: U.S. EPA,
SW-870
44. Kenney, T., Van Veen, W., Swallow, M., and Sungaila , M. (1992). ‘‘Hydraulic
conductivity of sand-bentonite mixtures.’’Can. Geot ech. J., Ottawa
45. Koerner R.M. (1993) „Geomembrane liners”, Geotehnic al practice for waste disposal,
Edited by D.E. Daniel, London, Marea Britanie, Chap man & Hall.
46. Koerner R.M. (1994) „Designing with geosynthetics” – 3rdedition, New Jersey, U.S.A.,
Prentice Hall.
47. Koerner, R. M. and Hsuan, Y. G., (2004) “Lifetime P rediction of Polymeric
Geomembranes Used in New Dam Construction and Dam R ehabilitation,” Proc. Assoc.
State Dam Safety Officials Conference, Lake Harmony , PA
48. Lake, C.B. and Rowe, R.K. (2000a). “Swelling Charac teristics of Needlepunched,
Thermally Treated GCLs” Geotextiles and Geomembranes
49. Lehr J. et all, 2005 „Waste Disposal”, Water Encycl opedia,
50. Lo, M.C. (1992). Development and evaluation of clay -liner materials for hazardous waste
sites. Ph.D. Dissertation, The University of Texas at Austin
51. Lottermoser, B.G. (2007) Mine Wastes: Characterizat ion, Treatment, Environmental
Impacts,Second Edition, Springer Verlag Berlin Heid elberg
52. M.Iftodi, T.Tugui. (1999) “Managementul de șeurilor – factor esen țial în prevenirea
polu ării mediului”. Materialele seminarului „Prevenirea polu ării și managementul
de șeurilor”, 22-23 noiembrie. Ministerul Mediului, UND P Moldova.
53. Manassero M., Benson C.H., Bouazza A. (2000) „Solid waste containment systems”,
Proceedings of GeoENG2000, Melbourne, Australia, A .A. Balkema.
54. Manassero, M., Van Impe, W. F., Bouazza, A. (1997), “Waste disposal and containment”,
Tehnici de gestionare și depozitare a deșeurilor 2013
168
55. Manea S., Jianu L., (2009) “Geotehnica Mediului Înc onjur ător. Protec ția terenurilor de
fundare qi depoluarea lor. Solu ții de depozitare a de șeurilor”, Editura Conspress,
Bucure ști
56. McBean E. et all, (1995) ,,Solid waste landfill en gineerin and desing,, , Prentice Hall,
57. Mesri, G. “ (1993) Aging of Soils.” Aging Symposium , Mexico City, Mexico
58. Mihailescu R. et all, (2010) Alternative de Închide re a Depozitelor de De șeuri Municipale.
Studiu de Caz: Depozitul de De șeuri Al Municipiului Media ș, Jude țul Sibiu,
ProEnvironment 3 529 – 533,
59. Modoi O., (2010) Managementul itegrat al de șeurilor rezultate din valorificarea
minereurilor asociate provinciei metalogenice Baia- Mare, Universitatea Babe ș – Bolyai,
Facultatea de Știin ță Mediului, Cluj-Napoca,
60. Moore C.A. (1980) „Landfills and surface impoundmen ts evaluation”, EPA/530/SW-
869C, USEPA
61. Mu șat V. et Bo țu N. (2003); Geotehnica, Editura “Societ ății Academice Matei-Teiu
Botez”-Ia și,
62. Mutihac V.(1990), Structura geologic ă a teritoriului României . Ed. Tehnica, Bucure ști
63. Neag et al. 2001, ,,Poluarea mediului înconjur ător”, Editura Tehnica, Bucure ști
64. Negulescu M. (1978) Canalizari , Editura Didactica si Pedagogica, Bucuresti.
65. Nielsen, P. H., and M. Hauschild (1998). Product specific emissions from municipal solid
66. Olinic E., , (2010), Tez ă de doctorat, Contribu ții la realizarea sistemelor de etan șare ale
depozitelor de de șeuri, Universitatea Tehnica de Construc ții din Bucure știSixth
International Landfill Symposium. CISA,
67. Pásztai Z.A., (2007), Tehnologii moderne de execu ție si exploatare a depozitelor de
deseuri, Ed. Politehnica, Timisoara
68. Rezolu ția Consiliului din 25 ianuarie 1988 privind un prog ram de ac țiune comunitar ă de
combatere a polu ării mediului cu cadmiu
69. Richards, L. A. (1931) ”Capillary conduction of liq uids through porous mediums”.
Physics
70. Rob P., (1999) Historical Relationship Between Perf ormance Assessment for Radioactive
Waste Disposal and Other Types of Risk Assessment, Risk Analysis, Vol. 19, No. 5,
71. Rowe, R. K., Quigley, R. M. and Booker, J. R. (1995 b) Clayey barrier systems for waste
disposal facilities, E & FN Spon (Chapman & Hall), London
72. Rowe, R.K. (1998) Geosynthetics and the minimizatio n of contaminant migration through
barrier systems beneath solid waste – Keynote Lectu re. Proceedings, 6th International
Conference on Geosynthetics, Atlanta
73. Rowe, R.K., Lake, C.B., and Petrov, R.J. (2000). Ap paratus and procedures for assessing
inorganic diffusion coefficients through geosynthet ic clay liners, ASTM Geotechnical
Testing Journal
74. Royal Institute of Technology, Stockholm Solid Waste Management, Part II –
Perspectives on energy and material recovery
75. Ruhl, J.L. and Daniel, D.E., (1997), “Geosynthetic Clay Liners Permeated with. Chemical
Solutions and Leachate”, Journal of Geotechnical an d Geoenvironmental
76. Șablivschi V. (2007), Tipuri de de șeuri, Editira Al.Cuza, Ia și,
77. Shacjelford, C.D., Daniel D.E. (1991) „Diffusion in Satured Soil II: Results for
Compacted Clay” ASCE Journal of Geotechnical Engine ering
Tehnici de gestionare și depozitare a deșeurilor 2013
169
78. Shan, H.S. and Daniel, D.E. (1991). Results of labo ratory tests on geotextile/bentonite
liner material, Geosynthetics ’91 Conference Procee dings, Atlanta
79. Sharma, H.D., and Lewis, S.P. (1994), Waste Contain ment Systems, Waste Stabilization,
and Landfills-Design and Evaluation, John Wiley and Sons, Inc., New York
80. Stanciu, A., Lungu, I., (2006). Funda ții – fizica și mecanica p ământurilor. Bucure ști:
Editura TEHNIC Ă.
81. Stumm, W. and J. J. Morgan. (1981). Aquatic Chemist ry. New York: John Wiley & Sons
82. Tatsuoka, F. (2005). Remedy works by geosynthetic-r einforcing technogoly of soil
structures damaged by earthquakes and heavy rainfal ls, Invited Lecture, International
Symposium on Tsunami Reconstruction with Geosynthet ics Protection, Mitigation and
Rehabilitation of Coastal and Waterways Erosion Con trol , Bangkok
83. Tatsuoka, F. (2008): “Geosynthetics Engineering, co mbining two engineering
disciplines”, Special Lecture , GeoSyntheticsAsia, Shanghai, Vol. 2
84. Tatsuoka, F. and Yamauchi, H. (1986). A reinforcing method for steep clay slopes using a
non-woven geotextile. Geotextiles and Geomembranes , 4(3-4):241-268
85. Touze-Foltz, N., Rowe, R.K. and D'equennoi, C. (199 9). "Liquid flow through composite
liners due to geomembrane defects: Analytical solu tions for axi-symmetric and two-
dimensional problems" Geosynthetics International
86. von Maubeuge, K.P., and D. Stewart (1996), "GCL Sol ves a Problem on Lake Superior
Shore," Geotechnical Fabrics Report, Vol. 14, No. 3
87. von Maubeuge, K.P., and G. Heerten (1994), "Needle- Punched Geosynthetic Clay Liners
(GCLs)," Proceedings of the 8th GRI Conference: Geo synthetic Resins, Formulations, and
Manufacturing, Geosynthetic Research Institute, Dre xel University, Philadelphia, PA
88. Weitz., & Bradford, K. (1999). Personal selling and sales management: A relationship
marketing perspective. Journal of the Academy of Ma rketing Science
89. Wilson-Fahmy, R.F. and Koerner, R.M. (1995). “Leaka ge rates through holes in
geomembranes overlying geosynthetic clay liners” , Proceedings of Geosynthetics ’95 ,
Industrial Fabrics Association International
* Agen ției Na ționale de Protec ția Mediului, www.apm.ro
* Agen ția Regional ă pentru protec ția mediului Sibiu, Asocia ția autorit ăților locale și
regionale Norvegia, (2005), „Ghid privind depozitar ea de șeurilor menajere”, Casa de
pres ă și Editura Tribun ă Sibiu
* Decizia 2003/33 privind stabilirea criteriilor și procedurilor pentru acceptarea de șeurilor
la depozite ca urmare a art. 16 si anexei II la Dir ectiva 1999/31/CE
* Decizia comisiei din 3 mai 2000 de înlocuire a D eciziei 94/3/CE de stabilire a unei liste
de de șeuri în temeiul articolului 1 litera (a) din Direct iva 75/442/CEE a Consiliului privind
de șeurile și a Directivei 94/904/CE a Consiliului de stabilire a unei liste de de șeuri
periculoase în conformitate cu articolul 1 alineatu l (4) din Directiva 91/689/CEE a
Consiliului privind de șeurile periculoase
* Directiva 1999/31 privind depozitarea de șeurilor
* Directiva 1999/31/CE a Consiliului din 26 aprilie 1999 privind depozitele de de șeuri
* Directiva 2000/53/CE a Parlamentului European și a Consiliului din 18 septembrie 2000
privind vehiculele scoase din uz
* Directiva 2000/76/CE a Parlamentului European și a Consiliului din 4 decembrie 2000
privind incinerarea de șeurilor
Tehnici de gestionare și depozitare a deșeurilor 2013
170
* Directiva 2002/96/CE a Parlamentului European și a Consiliului din 27 ianuarie 2003
privind de șeurile de echipamente electrice și electronice
* Directive 2006/12/CE a Parlamentului European și a Consiliului din 5 aprilie 2006
privind de șeurile
* Directiva 2006/12/CE a Parlamentului European și a Consiliului din 5 aprilie 2006
privind de șeuril
* Directiva 2006/66 privind bateriile și acumulatorii și de șeurile de baterii și acumulatori
* Directiva 86/278 privind protec ția mediului, in special a solurilor, atunci când se
utilizeaz ă n ămoluri de epurare în agricultur ă
* Hot ărâre de Guvern 621/2005 privind gestionarea ambalaj elor si a deseurilor de ambalaje
* Hot ărâre de Guvern nr. 349 din 21 aprilie 2005 privind depozitarea deseurilor
* Hot ărâre nr. 173 din 13 martie 2000 pentru reglementare a regimului special privind
gestiunea si controlul bifenililor policlorurati si ale altor compusi similari
* Hot ărâre nr.162 din 20 februarie 2002privind depozitare a de șeurilor
* Lege Nr. 211 din 15 noiembrie 2011privind regimul de șeurilor
* Normativ din 26/11/2004 Normativ tehnic privind d epozitarea de șeurilor
* NP 074/2002 – Normativ privind principiile, exige n țele și metodele cercet ării
geotehnice a terenului de fundare.
* NP 075-02 „Normativul pentru utilizarea materiale lor geosintetice la lucr ările de
construc ții”
* Ordin nr. 757 din 26 noiembrie 2004 pentru aproba rea Normativului tehnic privind
depozitarea deseurilor
* Ordonan ță de urgen ță nr. 78/2000 din 16/06/2000 Versiune actualizata la data de
08/05/2007 privind regimul de șeurilor
* P1 00-1/2006 "Cod de proiectare seismic ă P100 – Partea I – Prevederi de proiectare
pentru cl ădiri
* SR 11100/1-93 „Macrozonarea teritoriului Romaniei ”
* STAS 10101/20-90 „Înc ărc ări date de vânt”
* STAS 10101/21-92 „Înc ărc ări date de z ăpad ă”,
* STAS 1242/3-87 – Teren de fundare. Cercet ări prin sondaje deschise.
* STAS 1242/4-85 – Teren de fundare. Cercet ări geotehnice prin foraje executate în
pământ.
* STAS 1243-88 – Teren de fundare. Clasificarea și identificarea p ământurilor.
* STAS 1913/1-82 – Teren de fundare. Determinarea u midit ății.
* STAS 1913/2-76 – Teren de fundare. Determinarea d ensit ății scheletului p ământului.
* STAS 1913/3-76 – Teren de fundare. Determinarea d ensit ății p ământurilor.
* STAS 1913/6-86 – Teren de fundare. Determinarea p ermeabilit ății în laborator.
* STAS 5886-68 Materiale plastice. Determinarea den sit ății (masei volumice) și a
densit ății relative
* STAS 6054- – Teren de fundare. Adâncimi maxime de înghe ț. Zonarea teritoriului
României
* STAS 6127-87. Materiale plastice. Determinarea re zisten ței la sfâ șiere a foilor flexibile
din materiale plastice
Tehnici de gestionare și depozitare a deșeurilor 2013
171
Anexa 1
Încercarea Proctor Normal
Tipul pământului Argilă nisipoasă
Greutatea volumică a scheletului=2,67g/cm3
Greutatea volumică în stare uscată 16,85 KN/m 3
Umiditatea optimă 18,12%
15 16 17 18 19 20
0 5 10 15 20 25 30 Greutatea volumica in stare uscata, γd [kN/m 3]
Umiditatea, w [%] γdmax = 18,43kN/m 3
wopt = 15,00%
Tehnici de gestionare și depozitare a deșeurilor 2013
172
Anexa 2
Încercarea Proctor Normal
Tipul pământului Praf argilos
Greutatea volumică a scheletului=2,67g/cm3
Greutatea volumică în stare uscată 18,43 KN/m 3
Umiditatea optimă 15,00%
13 14 15 16 17 18 19 20
0 5 10 15 20 25 30 35 40 Greutatea volumica in stare uscata, γd [kN/m 3]
Umiditatea, w [%] γdmax = 16,85kN/m 3
wopt = 18,12%
Tehnici de gestionare și depozitare a deșeurilor 2013
173
Anexa 3
Curba de compresiune – tasare
Tipul p ământului: Argil ă pr ăfoas ă
-2
-1
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15 Tasarea specific ă∆∆∆∆h/h [%]
Înc ărcare – presiune [daN/cm²] Curba compresiune-tasare
0,2 2,0 1,0 0,5 3,0 0,1 5,0 10,0
Tehnici de gestionare și depozitare a deșeurilor 2013
174
Anexa 4
Curba de compresiune – tasare
Tipul p ământului Nisip argilos
-2
-1
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15 Tasarea specific ă∆∆∆∆h/h [%]
Înc ărcare – presiune [daN/cm²] Curba compresiune-tasare
0,2 2,0 1,0 0,5 3,0 0,1 5,0 10,0
Tehnici de gestionare și depozitare a deșeurilor 2013
175
Anexa 5
Curba de compresiune – tasare
Tipul p ământului Argil ă nisipoas ă
-2
-1
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15 Tasarea specific ă∆∆∆∆h/h [%]
Înc ărcare – presiune [daN/cm²]Curba compresiune-tasare
0,2 2,0 1,0 0,5 3,0 0,1 5,0 10,0
Tehnici de gestionare și depozitare a deșeurilor 2013
176
Anexa 6
Amprent ă
Tipul p ământului: Argil ă pr ăfoas ă
Tehnici de gestionare și depozitare a deșeurilor 2013
177
Anexa 7
Amprent ă
Tipul p ământului: Argil ă
Tehnici de gestionare și depozitare a deșeurilor 2013
178
Anexa 8
Amprent ă
Tipul p ământului: Praf argilos
Copyright Notice
© Licențiada.org respectă drepturile de proprietate intelectuală și așteaptă ca toți utilizatorii să facă același lucru. Dacă consideri că un conținut de pe site încalcă drepturile tale de autor, te rugăm să trimiți o notificare DMCA.
Acest articol: Conduc ător de doctorat: [611039] (ID: 611039)
Dacă considerați că acest conținut vă încalcă drepturile de autor, vă rugăm să depuneți o cerere pe pagina noastră Copyright Takedown.