Calitatea apei freatice si de adâncime [302461]
Calitatea apei freatice si de adâncime
din spațiul hidrografic Barcău
Introducere
Scurt istoric al cercetarilor
Metodologia de cercetare
1.2.1 Metodologia aplicată. Modul de abordare
1.2.2 Metode utilizate
1.2.3 Legislația europeana a apei
Caracterizarea generala a apelor subterane
1.3.1 Originea apelor subterane
1.3.2 Caracteristici generale ale hidrostructurilor
1.3.3 [anonimizat]
2.2.1 Influența mineralelor și rocilor asupra compoziției apei
2.2.2 Roci purtatoare de apa
Relieful
2.3.1 Morfologie și Morfometrie
Condițiile climatice
2.4.1 Temperatura aerului
2.4.1.1 Influența temperaturii asupra apelor subterane din acviferele freatice
2.4.2 Precipitațiile atmosferice și influența lor asupra apelor subterane
2.4.2.1 Dependența nivelului hidrostatic de precipitații
Invelișul pedologic
2.5.1 Influeța solului asupra apelor subterane
Vegetația
Rețeaua hidrografică. [anonimizat], exploatare
Deseuri rezultate din activitatea de exploatare
Impactul produs asupra nivelului hidrostatic din acviferele freatice
Lucrările hidrotehnice
Exploatarea zăcămintelor petroliere
Extracția cărbunelui din subteran și din cariere de suprafată
Activități agricole. Modul de utilizare al terenurilor
Poluarea apelor subterane prin interveția antropică
Tipuri de poluare
Poluări accidentale
Modul de actiune in cazul poluărilor
Caracterizarea corpurilor de apă subterană din bazinele hidrografice Barcău si Ier
4.1 Caracterizarea acviferului freatic
4.1.1 Caracterizarea corpului de apă subterană ROCR01 – Oradea
4.1.2 Evoluția nivelului hidrostactic a acviferului freatic
4.2 Caracterizarea acviferului medie adâncime
4.2.1 Caracterizarea corpului de apă subterană ROCR06 – Valea lui Mihai
4.2.2 Caracterizarea corpului de apă subterană ROCR07 – Crisuri
4.3 Caracterizarea acviferului de adâncime
4.3.1 Caracterizarea corpului de apă subterană ROCR08 – Arad – Oradea – Satu Mare
Caracterizarea calitații și chimismului apei subterane din bazinele hidrografice Barcău si Ier
5.1 Monitorizarea starii chimice a apelor subterane
5.2 Considerații generale privind valorile fondului natura (NBL) si a valorilor prag (TV)
5.4 Apele subterane monitorizate in bazinele hidrografice Barcău si Ier
5.5 [anonimizat]
5.6 Evaluarea parametrilor chimici pentru acviferul freatic
5.7 Evaluarea parametrilor chimici pentru acviferul de medie adâncime
5.8 [anonimizat]-[anonimizat], [anonimizat], Câmpia Crișurilor. [anonimizat].
Cele mai vechi cercetări sunt cele legate de geologia și geomorfologia acestei zone. În 1927 Ștefan Mateescu prezintă lucrările sale referitoare la Munții Meseșului și Muntele Șes. În 1934 Antropologul cultural si geograf Vintilă Mihăilescu abordează Platforma Someșană ce face referiri la Dealurile Toglaciului, cercetări care sunt preluate și integrate într-o lucrare de mare întindere, Dealurile și Câmpiile României (1966). Cercetările geologice efectuate de M. Paucă sunt remarcate în 1954, prezentând evoluția in neogen și alcătuirea litologică a spațiilor aferente bazinelor externe ale Apusenilor, tot Paucă realizează prima hartă geologică detaliată a regiunii. În 1963 Alexandru Savu descrie cu interes geomorfologia Podișului Someșan, tot același autor în 1965 face lumină cu privire la problemele legate de evoluția rețelei hidrografice și a zonei depresionare a Șimleului.
Studiile din ultimii ani abordează Dealurile și Câmpia de Vest sau Munții Plopișului (Petrea D. și R., 1994, Măhăra Gh., 1996, Josan N., Petrea R., 1998, Linc R., Nistor S., 2000, Măhăra Gh., 2003, Blaga L., 2005, G.Pop., 2005).
Clima acestui teritoriu a constituit subiectul unor lucrări care tratează, în general, suprafețe mai mari de menționat ar fi cele ale lui Paucă M., 1977, Cristea M., 1997, Măhăra Gh., Linc R., Gaceu O., 2002. De interes ar mai fi mai fi lucrarea Mariei Cristea (2001) Riscurile climatice din bazinul Crișurilor și lucrarea Fenomene climatice de risc generate de precipitații în Câmpia de Vest situată la N de Mureș (Eugenia Șerban, 2008).
Inventarierea acelor fenomene ce se pot constitui în riscuri și hazarde naturale sau antropice în arealul studiat, este realizată de Josan N., 1994 și Josan N., Sabău N., în 2004. Impactul Resursele naturale din bazinul Barcăului și exploatarea acestora, precum și impactul acestor activități asupra peisajului natural, au fost subiectul unor cercetări efectuate de Ilieș D., 1998, Filimon C., 1998. Referitor la impactul lucrărilor hidroameliorative asupra solurilor din perimetrul Valea Ier, Nicu Cornel Sabau (1997) le semnalează în cartea sa.
Menționăm câteva lucrări care au fost de folos în utilizarea ca material metodologic, lucrări realizate la nivel regional sau general: din domeniul goelogiei (Ianovici, V., 1976, Anastasiu N., Mutihac V., Grigorescu D., Popescu Gh., C., 1998), al geografiei fizice (Posea Gr., Armaș I., 1998, Ielenicz M., 2001), al hidrologiei (Ujvari I., 1972 Zăvoianu I., 1978, 1999, Pișota I., Zaharia L., 2003), geochimiei și pedogeografiei (Sahama Th.G., Rankama K., 1970, Parichi M., 1999, Petrea R., 2001). Informații importante si o abordare particularizată cu privire la studiul pedografic in bazinul Barcaului aduce in cartea sa Octavian Berchez (2016) și Maria Colibaș (1992) Studii privind refacerea solurilor poluate cu petrol, din bazinul hidrografic Barcău, al hidrochimiei (Varduca A., 1997, Bucur A., 1999, Trufaș V., Trufaș C., 2003), un curs al doamnei Romocea Tamara (2009) Hidrochimia și poluarea apei cât si cartea sa – Chimia și poluarea mediului acvatic (2009).
Noutăți și o abordare particularizată asupra bazinului hidrografic Barcău aduce în teza sa de doctorat Viorel Șumălan (2010), referindu-se la aspecte amănunțite legate de morfohidrografia văii Barcăului cât și Florica Gug (2012) cu teza sa de doctorat privind monografia bazinului Ierului.
Singura lucrare in care s-a analizat calitatea apelor de suprafață in bazinul hidrografic Barcău este teza de doctorat semnată de către Andrișca Simona (2011). O altă lucrare privind calitatea apelor este a lui Nedelcu Radu (2008) prin teza sa de doctorat ne prezintă impactul lucrarilor hidroameliorative si altor surse asupra calitații apelor transfrontaliere în spațiul hidrografic Banat.
Contribuții importante referitor la calitatea apelor subterane au fost aduse de către Crișan Mihaela-Monica (2009) in teza sa de doctorat, Dumitru Marioara (2011) Analiza și evaluarea resurselor de ape subterane freatice și de adâncime medie din bazinul hidrografic Crișul Repede, Ovidiu Botău (2012) abordând freaticul din Câmpia Crișurilor. Date referitoare la protecția resurselor de ape subterane au fost semnalate de către Adrian Carabet (1999).
Deși lucrările de specialitate care fac referiri la vestul și nord–vestul României în general, bazinul râului Barcău si a Ierului, în particular fiind studiate doar de către putini in tezele lor de doctorat, acestea sunt de un real interes, totuși, calitatea apelor subterane freatice de medie adâncime si de adâncime, cât si evoluția nivelului hidrostatic a acfiverului freatic din spațiul hidrografic Barcău sunt foarte puțin studiate aproape deloc. Consider că analiza detaliată asupra celor menționate anterior este o bună motivație a alegerii temei de cercetare.
Metodologia de cercetare
Metodologia aplicată. Modul de abordare
Studiul pornește de la caracterizarea fizico – geografică a spațiului hidrografic Barcău, de asemenea, descrierea condițiilor climatice și a activităților antropice s-a făcut precinzând influența asupra caracteristicilor hidrogeologice locale.
Caracterizarea hidrografică, hidrologică și hidrogeologică s-a stabilit pe baza datelor puse la dispoziție de către Administrația Bazinală de Apă Crișuri, Serviciul Hidrologie, Hidrogeologice și Prognoză Bazinală cât și de Serviciul Gestiune, Monitoring și Protecția Resurselor de Apă. Datele climatice – precipitațiile și temperatura aerului – necesare au fost obținute de la cele 13 stații hidrometrice amplasate pe intregul bazin hidrografic Barcău, aceste stații hidrometrice aparțin Stațiiei Hidrologice Marghita. Datele analizate provin din intervalul de ani 2008 – 2017.
În evaluarea resurselor apelor subterane, s-a ținut cont de metodologiile prevăzute de directivele Europene și mai cu seamă de Directiva 118/2006 – Directiva apelor subterane, care prevede atingerea unei stării bune de calitate a apelor subterane, atât din punct de vedere chimic dar și din punct de vedere cantitativ.
Evaluarea stării calitative a fost realizată pe baza datelor de monitorizare obținute în forajele Rețelei Hidrogeologice Naționale în perioada 1993 – 2017, pe cele patru corpuri de ape subterane (ROCR01, ROCR06, ROCR07 și ROCR08) care au fost comparate cu valorilor prag (TV-Tresholds Values), din HG 53/2009 și Ordinul MM 137/2009.
În acest interval au fost analizate și interpretate probe de apă, recoltate din 34 foraje.
Pentru evaluarea stării chimice a apelor subterane s-au parcurs următoarele etape:
1. S-a calculat pentru fiecare punct de monitorizare (foraj) valorile minime, maxime, medii anuale și multianuale pentru fiecare element chimic analizat, în perioada 1993-2017; perioadele luate in lucru variază, in funcție de tipul datelor avute la dispoziție.
Rezultatele analizelor chimice au fost comparate pentru fiecare punct, cu valorile prag din Ordinul MM 137/2009, iar valoarea pentru NO3 s-a comparat cu limita din standardele europene (50 mg/);
3. Restul indicatorilor determinați în această perioadă, care n-au fost incluși în ordin, au fost comparați cu CMA din Legea 311/2004 și valorile fondului natural (NBL), stabilite de către grupul de lucru al ABA Crișuri – Oradea
Dacă cel puțin un element prezintă depășiri ale valorilor prag, se consideră că respectivul punct monitorizat este poluat ;
Dacă numărul punctelor de monitorizare poluate nu depășește 20% din totalul punctelor de monitorizare de pe un corp de apă subterană, am considerat că acesta este în stare chimică bună, iar punctele poluate se consideră depășiri locale ale valorilor prag la elementul respectiv;
Dacă cel puțin 20% din punctele de monitorizare de pe un corp de apă subterană sunt poluate, am considerat că acesta se află în stare chimică slabă;
În cazul elementelor analizate pentru care nu s-au stabilit TV, s-a menționat caracterul potabil sau nepotabil al punctului monitorizat, după valorile fondului natural (NBL).
În cadrul cercetării, pentru evaluarea impactului antropic asupra apelor subterane, au fost prezentate activitățile antropice si posibilul impact asupra nivelului hidrostatic a apelor freatice sau calității lor.
De menționat faptul ca prevelarea probelor de apă de la foraje pe care le monitorizăm calitativ si despre care fac referire in această teză au fost facute de către mine incepând cu finele anului 2015 de când activez la Administrația Bazinală de Apă Crișuri – Serviciul Hidrologie, Hidrogeologie și Prognoză Bazinală.
Metode utilizate
Realizarea și finalizarea aestei teze a necesitat parcurgerea mai multor etape. De menționat ar fi etapa de documentare, cea a cercetărilor de teren, prelucrarea și interpretarea datelor și, nu în ultimul rând, colectarea tuturor informațiilor și prelucrarea lor până la forma finală, fiecare având o importanță specifică.
În faza de început am selectat materialele științifice publicații, cărți, teze de doctorat care mi-a oferit informații asupra temei propuse și date importante referitoare la regiunea studiată, majoritatea dintre ele menționate in istoricul cercetării. Ca urmare a acestora, am stabilit metodele de cercetare pentru fiecare etapă, apelând la metode clasice până la metode noi, concretizate prin prelucrarea datelor în sistem informatic. Dintre metodele clasice folosite și de alte științe am apelat la metoda observației directe în teren, care a evidențiat caracteristici ale reliefului, observații asupra acvtivitaților antropice care pot avea un posibil efect negativ asupra mediului inconjurator si implicit asupra apelor subterane. Deplasarea in teren cât și efectuarea observațiilor reprezintă una din activitațile pe care le desfășor in cadrul ABA Crișuri atunci când ma deplasez in teren la foraje pentru prelevarea probelor de apă subterană în întregul bazin hidrografic Crișuri. Altă metodă demnă de amintit este metoda descrierii folosită în prezentarea generală a bazinului hidrografic Barcău. Urmează analiza statistică a șirului de date, metoda sintezei, importantă în concluzionarea caracteristicilor unor parametri analizați, metoda comparației – relevantă în a stabili impactul poluanților asupra resurselor de apă. Sintezele geografice diverse, precum și calculul direct al concentrației unor parametri fizico-chimici, mi-au fost de un real folos.
Aspectele referitoare la componenta geologică și pedologică sunt tratate ținând seama de caracteristicile rocilor, mineralelor și solului, deosebit de importante în ceea ce privește compoziția fizico-chimică a apelor. Nu au fost evitate proprietăți ca structura, porozitatea sau permeabilitatea rocilor și a solului, fenomenele și reacțiile chimice care au loc la contactul acestora cu apa.
Relieful este descris prin intermediul materialelor cartografice realizate în sistem GIS (Geographic Information System) care evidențiază caracteristici privind energia, densitatea și adâncimea fragmentării reliefului.
Componenta antropică este prezentată din perspectiva presiunii umane exercitate asupra acestui sistem complex.
În principiu, soluționarea activității propuse a impus parcurgerea următoarelor etape:
realizarea unor reprezentări grafice sugestive;
prelucrarea și interpretarea statistică a datelor;
evaluarea stării de calitate a apei, prin compararea valorilor reprezentative, pentru fiecare foraj și indicator fizico-chimic, cu standardul de calitate.
Clasificarea calității pe baza parametrilor fizico-chimici s-a realizat pentru fiecare corp de apa printr-o serie de foraje de monitorizare amplasate in bazinul hidrografic Barcău. Rezultatele încadrării în clase de calitate după grupe de indicatori, precum și caracterizarea globală a calității apei din arealul de studiu sunt prezentate în tabelele specifice fiecărei grupe. Pe baza acestor rezultate am evaluat calitatea globală, întocmind și hărțile calității apei subterane din bazinul hidrografic Barcău, în intervalul 1993-2017.
Prelucrarea tuturor acestor date și informații s-a făcut într-o manieră modernă, cu ajutorul unor reprezentări grafice și a unor softuri specializate de calcul statistic (XLStat).
Datele statistice au fost realizate utilizând programul Microsoft Excel (Pivot Table and Pivot Chart Raport , Chart Wizard, etc.)
S-au efectuat grafice in Microsoft Exel pentru fiecare foraj freatic analizând evoluția nivelului hidrostatic.
Legislația europeana a apei
Cele mai multe reglementări europene în domeniul protecției mediului au fost dedicate subiectului calității apei.
Politica europeană de protecție a calității apei datează din anii 1970. Primul Program european pentru protecția mediului a fost lansat în anul 1973, urmat de un set de reglementări privind calitatea apei, respectiv Directiva apelor de suprafață, din 1975, și continuând cu Directiva apei potabile, din 1980. Un al doilea val legislativ a încercat să revizuiască și să completeze scăpările legislației existente începând cu anul 1991.
În 1997, Comisia Europeană propune Directiva cadru pentru apă care sa combine legislația pentru valorile limită ale emisiilor cu legislația pentru standardele de calitate a apei.
Adoptată de către Parlamentul European în 23 octombrie 2000, Directiva Cadru a Apei a fost pusă în aplicare începând cu data de 22 decembrie 2000, când a fost publicată în Jurnalul Oficial al Uniunii Europene.
Obiectivul central al Directivei este acela de a obține o „stare bună” pentru toate corpurile de apă, atât pentru cele de suprafață cât și pentru cele subterane, cu excepția corpurilor puternic modificate și artificiale, pentru care se definește „potențialul ecologic bun”. România trebuie să realizeze aceste obiective prin stabilirea și implementarea programelor de măsuri, ținând seama de cerințele deja existente la nivelul Comunității Europene.
Directiva Cadru fundamentează o nouă strategie și politică în domeniul gospodăririi apelor, urmărind noi elemente:
elaborarea planurilor de management pe bazine hidrografice;
prevenirea deteriorării stării tuturor corpurilor de apă de suprafață și subterane;
definirea unei „stări bune a apelor”
definirea unor noi categorii de ape – „corpuri de apă puternic modificate”;
stabilirea unei rețele de monitoring care să asigure o imagine de ansamblu și de detaliu a stării apelor, precum și stabilirea programelor de monitoring de supraveghere, operațional și de investigare în conformitate cu noul concept de monitoring integrat al apelor ce are la baza principiile abordării ecosistemice;
definirea a 5 clase de calitate a apelor ținând seama în primul rând de elementele biologice;
stabilirea unui registru al zonelor protejate situate la nivelul bazinului hidrografic;
stabilirea obiectivelor de mediu;
realizarea analizei economice asupra utilizării apei luând în considerare principiul recuperării costurilor aferente serviciilor de apă;
luarea unor măsuri de reducere progresivă a poluării apei cu substanțe prioritare care prezintă un important factor de risc pentru mediul acvatic și oprirea treptată a evacuărilor, emisiilor și pierderilor substanțelor prioritar periculoase; referitor la prevenirea și controlul poluării, politica în domeniul apei trebuie să se bazeze pe o abordare combinată, folosind controlul poluării la sursă prin stabilirea valorilor limită ale emisiilor, precum și standarde de calitate a mediului;
conceptul de reabilitare al resurselor de apă.
Implementarea acestei directive va contribui la o dezvoltare durabilă socio-economică prin asigurarea necesarului de apă pentru folosințe, atât din punct de vedere calitativ cât și cantitativ.
Toate aceste prevederi se pun în aplicare prin Planul de management al spațiului hidrografic, care reprezintă instrumentul pentru implementarea Directivei Cadru Apă reglementat prin Articolul 13 și Anexa VII, având drept scop gospodărirea echilibrată a resurselor de apă precum și protecția ecosistemelor acvatice.
Caracterizarea generală a apelor subterane
Originea apelor subterane
Apele subterane și viața lor misterioasă, au un regim special, diferențiat net de cel al apelor de suprafață cu care comunică permanent, sunt în mare parte rezultatul alimentării cu apă „din cer” a formațiunilor din adâncurile Pământului. (Daniel S. 2007.)
O estimare a volumelor de apă din Hidrosferă relevă faptul că apei sărate îi revine o proporție de 97,3% (Fig.1) din volumul total de apă al acesteia. Numai o mică parte din resursele de apă ale Pământului este disponibilă pentru necesitățile oamenilor. Apa dulce din ghețari, lacuri, mlaștini și din atmosferă nu este utilizată în mod curent pentru necesitățile industriale și potabile. Volumul de ape subterane dulci de 8,467 milioane km3 corespunde acviferelor situate până la circa 200 m adâncime, dar apele subterane dulci se pot găsi și la adâncimi mai mari. Până la 2000 m adâncime, acviferele au o capacitate de 24 milioane km3, iar pânăla 5000 m adâncime, capacitatea totală se estimeazăla 60 milioane km3de apăsubterană (Castany, G.,1980). Ultimele date UNESCO aratăcă numai 0,63 % din volumul total de apăal Pământului este la dispoziția omului (ape dulci în stare lichidă).
Fig 1.1 Volumele de apa ale Hidrosferei
Circulația apei, atât la suprafață cât și în subteran este susținută de energia furnizată în principal de radiațiile solare. Energia termică provenită de la Soare transformă apa de la nivelul Oceanului Planetar în vapori și o ridică în atmosferă.
Forța care pune în mișcare apa din natură este radiația solară, a cărei energie medie anuală la suprafața pământului este de 0,7 -1,4 milioane de calorii pe metru pătrat. Această energie determină toate fazele circuitului natural al apei în natură, Bretotean, M., (1981).
Soarele, care este "motorul" circuitului apei, încălzește apa din oceane, care se evaporă ajungând în aer sub formă de vapori. Vaporii de apă din atmosferă, în condiții favorabile se transformă în precipitații care ajung pe Pământ sau se evaporă din nou înainte să atingă suprafața acestuia. Precipitațiile care au atins suprafața uscatului intră pe diferite căi în ciclul hidrologic.
Cea mai mare parte a precipitațiilor cade înapoi în oceane sau pe sol, unde, datorită gravitației se scurge în continuare pe suprafața solului ca scurgere de suprafață.
O parte din această scurgere de suprafață intră în albia râurilor, curentul de apă deplasându-se către oceane. Scurgerea de suprafață și exfiltrațiile din apa subterană, se acumulează ca apă în lacuri și râuri. O mare parte a acesteia se infitrează în sol alimentand acviferele. O parte din apa subterană găsește fisuri în suprafața pamântului și iese la suprafață sub formă de izvoare cu apă dulce.
Apa din acviferul freatic este asimilată de rădăcinile plantelor și se întoarce înapoi în atmosferă prin evapotranspirația de pe suprafața frunzelor. O altă parte a apei infiltrate în pământ ajunge la adâncimi mai mari și reîmprospătează acviferele de adâncime, care înmagazinează cantități imense de apă dulce pe perioade îndelungate. Totuși, cât timp există Soarele, ciclul hidrologicnu are început și sfârșit, este continuu. Deoarece cea mai mare cantitate de apă se află în oceane, în mod convențional, descrierea dinamicii ciclului hidrologic începe cu Oceanul. (Fig 1.2)
Originea și modul de formare a apelor subterane au constituit obiectul a numeroase cercetări, unele ipoteze fiind în prezent confirmate prin măsurători experimentale. Există doua teorii ce stau la baza modului de formare a apelor subterane: Teoria infiltrării si Teoria condensării vaporilor de apă.
Teoria infiltrării
Teoria infiltrării este în prezent acceptată ca fiind principala explicație pentru formarea apelor subterane. Această teorie a fost formulată de francezii B.Palissy (sec.XVI) și E.Mariotte (sec.XVII) care susțineau că sursa de formare a acviferelor este infiltrarea apelor din precipitații, din domeniul marin și din lacuri. În procesul de infiltrare, aceste ape pot întâlni un strat impermeabil care favorizează acumularea apelor infiltrate și implicit formarea unui acvifer. Fizicianul Mariotte a argumentat această ipoteză pe baza bilanțului apei, întocmit pentru bazinul Senei. Această teorie este dovedită de unele observații simple:
coborârea nivelului hidrostatic al acviferelor freatice în perioadele secetoase;
ridicarea nivelului hidrostatic al acviferelor freatice în perioadele ploioase;
variația debitelor izvoarelor generate de acvifere freatice.
Teoria Palissy-Mariotte nu poate explica acumulările de apă subterană cu mineralizație redusă din regiunile cu climat arid, regiuni cu veri lipsite de precipitații și evaporări intense. (Daniel S. 2007).
În urma precipitațiilor, apa prezentă în porii mari se va deplasa gravitațional pe verticală spre baza profilului de sol alimentând acviferul dreatic (proces numit drenaj), fiind înlocuită de aer. În solurile cu textură nisipoasă, drenajul este mai intens finalizându-se în câteva ore, în timp ce, în solurile cu textură argiloasă, drenajul poate dura 2-3 zile. (fig. 1.3)
Proprietatea solurilor de a lăsa apa să treacă prin ele, depinde de porozitate, la rândul ei funcție de textură, structură, grad de afânare sau tasare. Solurile nisipoase, cu structură granularăși afânate au permeabilitatea cea mai mare.
Fig. 1.3 Comparație din punct de vedere al drenajului
Teoria condensării vaporilor de apă
Teoria condensării vaporilor de apă a fost formulată pentru prima dată în anul 1877 de hidrotehnicianul vienez O.Volger, care susținea că apele subterane provin din condensarea vaporilor de apă din aerul care circulă prin porii și fisurile rocilor.
A.F.Lebedev (1905) a ajuns la o nouă interpretare a teoriei condensării, considerând că amestecul de aer și vapori de apă constituie două sisteme termodinamic independente.
În timpul verii, când solul se încălzește puternic, vaporii de apă migrează în adâncime până la zona neutră, cu temperatură mai redusă dar constantă în timpul anului. Adâncimea zonei neutre variază între 15 m pentru terenuri argiloase și 40 m în cazul granitelor (Schoeller,H.,1962). În limitele acestei zone neutre, vaporii de apă descendenți se pot combina cu cei ascendenți, proveni ți din adâncime datorită regimului geotermic și prin condensare pot forma acvifere. În timpul iernii, datorită temperaturii mai scăzute la suprafața terenului, vaporii de apăse deplasează dinspre zona neutrăspre orizonturile superioare ale solului, asigurându-i acestuia o umiditate suplimentară (fig.1.3). A.F.Lebedev afirmă că aportul de apă rezultat din condensarea vaporilor atmosferici este insuficient pentru formarea unui acvifer.
Cercetările efectuate pe litoralul românesc au arătat că o sursă de alimentare a acviferului barremian – jurasic este și condensarea endocarstică, evaluată la maximum 30% din valoarea precipitațiilor căzute în aceasta zonă, procesul având loc pe o adâncime de circa un metru și numai în anumite perioade ale anului. (Daniel S. 2007)
Caracteristici generale ale hidrostructurilor
Hidrostructura este templul apei subterane. Aici, în acest templu, apa subterană își conservă rezervele și puritatea. Cunoașterea arhitecturii acestui templu cu toarte particularitățile care țin de geometria tuturor încăperilor și de tipurile de materiale din care este construit permite protecția lui față de agresiunile care proimejduiesc rezervele și puritatea apei subterane găzduite. Hidrostructurile sunt constituite dintr-un ansamblu finit de terenuri diferențiate după caracteristicile lor geologice (vârstă, litologie, structură etc.) și comportamentul lor în raport cu apa (permeabile, impermeabile), conectate printr-o legătură hidraulică permanentă. (Daniel S. 2007)
Acviferul este componenta elementară a hidrostructurilor, fiind situat pe prima treapta într-o scară a complexității hidrogeologice.
Aviferul cu nivel liber
Acviferul cu nivel liber (fig. 1.4) este acumulat în terenuri permeabile care se dezvoltă uniform până la suprafața topografică. Precipitațiile se infiltrează prin terenurile permeabile și le saturează până la un anumit nivel numit nivel hidrostatic/ piezometric, deasupra căruia se află o zonă nesaturată numită zona de aerare/vadoasă.
Zona saturată cu apă cuprinsă între culcușul impermeabil și nivelul hidrostatic constituie acviferul cu nivel liber. Morfologia nivelului hidrostatic al acviferelor cu nivel liber este influențată și de morfologia suprafeței topografice. Apa subterană este drenată gravitațional spre punctele de cotă topografică minimă (baza locală de eroziune) unde se manifestă prin izvoare sau alimentează rețeaua hidrografică.
Fig 1.4 Acvifer cu nivel liber
Acviferul sub presiune
Acviferul sub presiune este acumulat în terenuri permeabile care sunt delimitate în acoperiș de terenuri impermeabile sau semipermeabile și nivelul piezometric se găsește la cote superioare acoperișului. Terenul permeabil sau semipermeabil din acoperiș este în totalitate saturat cu apă iar asupra lui se exercită o presiune (p) echivalentă cu coloana de apă rezultată din diferența între sarcina piezometrică (H) și cota acoperișului (z); (Fig.1.5). Apa din acviferul sub presiune este la o presiune mai mare decât cea atmosferică.
Acviferele sub presiune, în funcție de valoarea sarcinii piezometrice pot fi:
acvifere arteziene
acvifere ascensionale
Dacă sarcina piezometrică a apei subterane este mai mare decât cota suprafeței topografice acviferul este numit artezian (de la regiunea Artois din Franța unde fenomenul este pentru prima oară consemnat) iar dacă este mai mică este numit ascensional. (Daniel S. 2007)
Fig 1.5 Acvifer sub presiune
Caracteristicile fizice, chimice si radioactive ape apelor subterane
Apa in stare pură este defapt o combinație chimică cu proprietăți fizico – chimice particularecare, care in condiții normale de temperatură și presiune, este un lichid limpede, fără culoare, fără gust și fără miros, foarte puțin ionizată și are cea mai mare căldură specifică.
Apa provenită din precipitații nu este absolut pură, ea este apă naturală ce conține diferite gaze luate din atmosferă (cu care apa este in contact), mai ales oxigen, bioxid de carbon și oxizi de azot, ultimele formând acidul carbonic și azotic care măresc puterea de dizolvare a apei.
Odată ce apa pătrunde în sol are loc dizolvarea mineralelor și rocilor. Aceasta depinde de mai mulți factori, cum ar fi: natura rocilor și mineralelor, suprafața de contact (granulometria și porozitatea rocilor), timpul de contact și temperatura. În unele situații, o serie de minerale se dizolvă în apă fără intervenția unor reacții chimice, iar altele se dizolvă în urma unor procese mai complexe cum sunt: hidroliza, hidratarea, oxido – reducerea, activitatea microorganismelor etc. Sărurile principale din roci, dizolvate de apă sunt CaCO3, MgCO3, NaCl, CaSO4, și Na2SO4.
Sărurile dizolvate în apă nu mai există ca atare. Din cauza diluției mari ele se disociază în ioni, între care se stabilește un echilibru chimic. Ionii conținuți în cantitate mai mare în apa subterană sunt:
– cationii – Ca2+, Mg2+, Na+, K+, Fe2+, Mn2+;
– anionii – Cl-, HCO3-, CO3-, NO2-, NO3-; PO42-,
– gaze dizolvate , cele mai importante fiind: O2, CO2 și H2S.
Apele subterane găsindu-se la adâncimi diferite și în raporturi litologice diferite cu stratele care le conțin sunt mult diferențiate din punct de vedere chimic de la o zonă la alta.
În funcție de conținutul de substanțe minerale dizolvate se deosebesc următoarele categorii de ape subterane:
ape subterane dulci potabile, cu un conținut de substanțe minerale dizolvate sub 1200 mg/l;
ape subterane dulci nepotabile, cu un conținut de substanțe minerale dizolvate de 1200-3000 mg/l;
ape subterane mineralizate, cu un conținut de substanțe minerale dizolvate de peste 3000 mg/l.
Dintre proprietățile fizice ale apelor subterane mai importante în ceea ce privește utilizarea lor sunt: temeperatura, culoarea și conductivitatea electrică.
Temperatura apelor subterane este influențată de schimbările climatice până la adâncimea de 20 – 25 m. Între 25 -35 m, în așa numită zonă neutră, temperatura apelor subterane este egală cu temperatura medie anuală a zonei respective. Sub această adâncime temperatura crește conform treptei geotermice cu 1ș la circa 33 m.
Turbiditatea apelor se datoreză conținutului de particule fine de argilă, precipitatelor de săruri de fier și de magneziu în suspensie, substanțelor organice, microorganismelor etc.
Culoarea apelor apare datorită substanțelor aflate în suspensie sau oxidării diferitelor săruri. În mod normal apele subterane sunt incolore. In unele cazuri întalnite si de mine in timpul prelevării apa poate avea o tentă de culoare roșie, datorată contactului apei cu mineralele din subsol, cum ar fi fierul.
Conductivitatea electrică a apei subterane depin de concentrația de substanțe dizolvate și crește odată cu temperatura.
Mirosul și gustul sunt date de anumite substanțe organice aflate in descompunere sau unele minerale dizolvate în apă. Apele subterane sunt de obicei fără gust și miros.
Radioactivitatea apei este o proprietate de a emite radiații permanente, este dată de conținutul ei în substanțe radioactive (tritiu, stronțiu, cesiu, uraniu, radiu, radon, etc.).
Apele freatice pot fi contaminate artificial ca urmare a exploatării zăcămintelor de minereuri radioactive, activităților industriale, precipitațiilor cu conținut radioactiv datorită exploziilor nucleare.
Unele ape naturale pot să conțină seleniu sau arsen într-o cantitate suficientă ca să le afecteze calitatea. De asemenea, toate apele naturale conțin substanțe radioactive, în principal radiu, dar numai în unele cazuri de ape subterane concentrația acestora atinge valori periculos de mari.
Tabel 1.1 Substanțe care pot fi întâlnite în apele naturale.
Studiul chimic al apelor subterane, sau hidrochimia aduce un ajutor pretențios hidrogeologiei. Este o metodă simplă de prospecțiune, carea aduce completări folositoare hărților piezometrice. Metoda ce permite să se compare ape subterane între ele și să se rezolve, pentru un strat acvifer dat sau pentru o structură hidrogeologică, problemele de alimentare, drenaj și de curgere. (Castany. 1972)
Cadrul natural
Poziția geografică și limitele arealului studiat
Spațiul hidrografic Crișuri, este situat în partea de nord-vest a țării este încadrat între 47°06' și 47°47' latitudine nordică și 20°04' și 23°09' longitudine estică, învecinându-se la nord și nord-est cu spațiul hidrografic Someș, la sud și est cu spațiul hidrografic Mureș, iar la vest cu Republica Ungară. Din punct de vedere administrativ, spațiul hidrografic Crișuri cuprinde părți din teritoriul a 6 județe, respectiv: integral teritoriul județului Bihor, precum și părți din teritoriile județelor: Arad, Hunedoara, Cluj, Sălaj și Satu Mare.
Suprafața totală a bazinului hidrografic Crișuri este de 25537 km2, din care 14939 km2 pe teritoriul României, reprezentând o pondere de 6,27 % din suprafața țării. Rețeaua hidrografică cuprinde un număr de 365 cursuri de apă cadastrate, cu o lungime totală de 5785 km. Pe teritoriul României, spațiul hidrografic Crișuri cuprinde sub-bazinele Crișul Alb 4263 km2, Crișul Negru 4260 km2, Crișul Repede 3001 km2, Barcău 2015 km2, Ier 1400 km2.
Fig. 2.1 Subunitățile bazinului hidrografic Crișuri
Râurile din bazinul hidrografic Crișuri fac parte din grupa râurilor vestice, alături de Mureș, și Someș, si au ca și colector principal Tisa. În ceea ce privește densitatea rețelei hidrografice pe partea maghiară, se constată o scădere a acesteia, în comparație cu partea estică a bazinului. Caracteristica principală a acestor râuri este contrastul dintre scurgerea bogată din regiunea montană, de unde izvorăsc și scurgerea foarte scăzută din sectorul de câmpie.
Bazinul hidrografic Crișuri include următoarele râuri principale: Ierul, Barcăul, Crișul Repede, Crișul Negru și Crișul Alb, care colectează apele de pe versantul vestic al Munților Apuseni.
Caracteristicile morfometrice ale principalelor râuri din sistemul Crișuri, atât pe teritoriul român cât și maghiar, sunt redate în tabelul 2.1.
Tabelul 2.1 Caracteristicile morfometrice ale principalelor râuri din sistemul Crișuri
(sursa: date prelucrate din arhiva ABA Crișuri Oradea)
Arealul de studiu din acestă teză il reprezintă bazinul hidrografic Barcău împreună cu bazinul hidrografic Ier, am folosit titlul spatiul hidrografic Barcău deoarece Ierul este un afluent de dreapta al Barcăului. Bazinul hidrografic Barcău este situat în partea nordică a bazinului hidrografic Crișuri, la contactul dintre Munții Plopișului și Dealurile Silvaniei, și se suprapune pestre trei unități de relief principale: Munții Plopișului, Dealurile de Vest și Câmpia de Vest. Fiind situat între 46ș59’ și 47ș02’ latitudine nordică și 21ș04’ și 21ș26’ longitudine estică, limita nordică a bazinului Barcău fiind stabilită de limita dintre bazinul Crișurilor și bazinul Crasnei. În partea de sud este încadrat de bazinul Crișului Repede, limita de est este dată de bazinul Someșului, iar cea de vest, de granița Hajdúsámson – Mikepércs – Sáránd – Derecske. Principalul curs de apă din arealul de studiu este Barcăul care drenează o suprafață de 6095 km2, lungimea cursului său fiind de 208,5 km, din care 134 km pe teritoriul României și 74,5 km pe teritoriul Ungariei. Al doilea curs ca si mărime este Ierul, fiind un afluent de dreapta al Barcăului pe teritoriul Ungariei, drenează o suprafață de 1563 km2, lungimea cursului fiind de 109 km, din care 100 km pe teritoriul României.
Râul Barcău de la izvoare până la graniță cuprinde trei sectoare cu caractere specifice: de la izvoare până la Nușfalău – sectorul montan, de la Nușfalău la Marghita – sectorul deluros, si sectorul de câmpie – aval de Marghita până la graniță.
Ierul drenează depresiunea cu același nume din direcția careiului spre S – E. Depresiune in plină subsidență si azi, situată pe fundamentul unui graben cristalin, cu pante foarte mici și totodată este presărată cu numeroase ape stagnante, localizate intr-o zonă formată din nisipuri mobile sau consolidate.
Fig. 2.2 Bazinul hidrografic Barcău (areal de studiu)
Structura geologică
Alcătuirea geologică, prin proprietățile rocilor (coeziune, masivitate, omogenitate, permeabilitate, porozitate, grosimea stratelor) influențează atât scurgerea apelor subterane cât si chimismul acestora.
Rocile prin diferitele sărurile solubile pe care le conțin au o puternică influență asupra compoziției chimice a apelor subterane și asupra evoluției ei în spațiu și timp. Geologia influențează mineralizarea, în zonele cu formațiuni cu șisturi cristaline și eruptive mineralizarea este mică, față de regiunile cu roci moi, argile și marne, unde mineralizarea este crescută.
Constituit dintr-un mozaic de roci, ca rezultat al unei îndelungate evoluții geologice, arealul studiat se integrează în marea unitate a Depresiunii Panonice, reprezentând extremitatea nord-estică a acestuia. Fiind situată la contactul celor două unități majore, Blocul Panonic Nordic și Carpații Occidentali, această regiune a suferit, încă de la începuturile erei terțiare, intense procese morfogenetice (începând cu Badenianul, continuând cu Sarmațianul și Panonianul), care au avut ca rezultat puternice fragmentări și lăsări pe verticală. Așa cum arăta și Șumălan în 2010, aceste fenomene au cauzat scăderea altitudinii Munților Plopiș și coborârea spațiului hercinic poziționat în vestul geosinclinalului carpatic, cunoscut sub denumirea de Blocul Tisia. Evoluția acestui areal s-a realizat pe un fundament de șisturi cristaline ale Blocului Panonic și pe formațiunile cristalino-mezozoice de tip carpatic, chiar paleogene, peste care s-a așternut miocenul. Mișcările tectonice anterior menționate, alături de particularitățile și schimbările calitative în paleoclimat, roca, structura și activitatea antropică au orientat evoluția respectivă de-a lungul timpului. (Simona A. 2011)
Corelarea datelor de la foraje, permite separarea urmatoarelor formațiuni:
un fundament cristalin
umplutura sedimentară
Fundamentul
În ceea ce privește alcătuirea geologică a fundamentului zonei studiate, se poate spune că aproape în exclusivitate formațiunile aparțin autohtonului de Bihor. Acest fundament a fost interceptat în sondele de hidrocarburi care au traversat partea superioară, alterată, a fundamentului. Soclul cristalin formează fundamentul și este reprezentat prin formațiuni mezozonale cu unele fenomene de retrometamorfism, asemănătoare, mai exact paragnaisuri în alternanță cu micașisturi, șisturi verzi. Acest șisturi cristaline sunt vizibile în zona de rama a munților Plopiș, rocile din zonă sunt impermeabile rezistente la eroziune, ceea ce face ca pe versanții munților scurgerea superficială sa fie mare. Subasmentul cristalin al Munților Plopiș reprezintă limita sudică a Bazinului Barcău.
1. Triasicul, este depus transgresiv direct peste fundamentul cristalin, având o răspandire locala, arie dispusa longitudinal Crișului Repede, depozitele având grosimi de cca 1000 m în zona sudică a bazinului Barcău mai exact la Episcopia Oradea și din ce in ce mai mici spre vest si nord, unde ajung să aibă chiar sub 200 m. Din punct de vedere litostratigrafic, triasicul începe printr-o serie detritica alcatuită din conglomerate, gresii cuartitice uneori fin micacee roscate, sisturi argilo – nisipoase roșii sau verzi, peste care urmeaza dolomite si calcare cenușii sau negricioase. Deasupra acestor formațiuni apare un pachet de dolomite, calcare dolomitice si calcare masive cenusiu albicioase.(Arhiva A.B.A. Crisuri)
2. Jurasicul are o raspandire aproximativ identică cu a triasicului, peste care stă transgresiv. Este reprezentat prin argile grezoase roșu – violacee si gresii cuarțitice cenușii, marnocalcare foarte compacte, uneori grezoase, de culoare cenușiu – negricioasa cu intercalații de șisturi argilo – marnoase, calcare cu echinoderme și calcare cenușii, groase de circa 150 m. Sfarșitul jurasicului este marcat de o mișcare de ridicare, finalizată printr-o scurta perioadă de exondare, cănd formațiunile jurasice sunt supuse eroziunii. (Arhiva A.B.A. Crisuri)
3. Cretacicul inferior, dispus transgresiv peste jurasic, acoperă o suprafată mai mare decât depozitele triasice sau jurasice. Limita nordică de extindere a cretacicului inferior ar fi o linie Valea lui Mihai – Ianculești – Moftinu. Grosimile acestei formațiuni sunt foarte diferite de la un punct la altul, ca urmare a gradului de incertitudine în delimitarea stratigrafică. În zona de sud al arealului studia mai exact Episcopia – Oradea, depozitele cretacice au faciesul unitații de Bihor – Pădurea Craiului, fiind reprezentate în bază printr-o alternantă de calcare cenușii uneori albicioase și calcare cenușiu – negricioase compacte, acoperite de marnocalcare cenușiu – negricioase foarte compacte, gresii cenușii slab micacee cu ciment marnocalcaros, compacte, si marnocalcare grezoase cenușiu – negricioase. Spre nord, faciesul calcaros din zona Oradea se schimbă intr-un facies pelitic reprezentat prin șisturi argilo – marnoase roscate. (Arhiva A.B.A. Crisuri)
Umplutura sedimentară este constituită din depozite cretacice superioare, paleogene, neogene si cuaternare.
1. Cretacicul superior este primul termen al cuverturii sedimentare, găsindu-se dispus transgresiv si discordant fie peste depozite mezozoice mai vechi, fie direct peste soclul cristalin. Are o dezvoltare areala extinsa la aproape întreaga regiune, lipsind numai din anumite zone cu fundamentul ridicat, cu ar fi: Biharia, Mihai Bravu, Carei și zona situată la vest de linia Cadea – Cheșereu – Curtuiușeni care înglobează structurile ridicate Pișcolț si Diosig. Depozitele cretacicului superior prezintă o mare varietate de facies si grosimi foarte diferite, urmare a morfologiei reliefului presenonian inundat și a condițiilor de subsidență diferențiate. Din punct de vedere litologic, este reprezentat prin marne, gresii fine calcaroase, gresii grosiere si microconglomeratice, conglomerate și șisturi argilo – marnoase. (Arhiva A.B.A. Crisuri)
2. Paleogenul este cunoscut numai în partea nordică a regiunii studiate, în zona Carei, stând in general direct peste fundamentul cristalin. Are grosimi ce depașesc uneori 1000 m, în zona Pișcolț, și un facies flișoid, uneori cu succesiuni ritmice de ordinul metrilor sau al zecilor de metrii. (Arhiva A.B.A. Crisuri)
3. Neogenul stă transgresiv și discordant peste paleogen, fiind reprezentat prin miocen si pliocen în facies pannonic. Miocenul are un areal bine dezvoltat, lipsind doar pe ridicarea Mihai Bravu, stând transgresiv peste formațiuni mai vechi de diferite vârste. Este reprezentat în regiune numai de depozitele badenianului și sarmațianului.
Badenianul se prezinta în nord într-un facies pelitic, cu rare intercalatii de nisip si gresii către partea inferioara. În zona mediana devine grezos – nisipos cu intercalatii rare de marne. În partea sudică a zonei studiate (zona Episcopia – Oradea), se poate separa la partea inferioara un complex constituit din gresii calcaroase si silicioase și gresii conglomeratice cu intercalatii de tufuri, iar în partea superioară un complex marnos cu intercalatii de nisipuri. Badenianul inferior este argilo-calcaros, cenușiu-vinețiu, iar Badenianul superior se individualizează printr-un nivel bazal de nisipuri și pietrișuri nefosilifere, peste care sunt dispuse nisipuri și gresii calcaroase de tip Leitha. (Arhiva A.B.A. Crisuri)
Sarmațianul are un areal mai bine dezvoltat decât badenianul, fiind reprezentat în zonele de rama și în sectoarele de ridicare a fundamentului prin depozite terigene, iar în sectoarele coborâte prin depozite pelitice, care uneori ating grosimi de sute de metri. În general, depozitele sarmațiene prezintă o îngrosare de la est spre vest.
Pliocenul în facies pannonic, reprezintă cea mai mare parte, atât ca volum cât și ca extindere, în umplutura Bazinului Pannonic. Aceste depozite aflorează ca o bandă importantă cu direcția NE-SV, bordând formațiunile cristaline ale munților Plopiș, după care se afundă spre interiorul depresiunii Pannonice sub depozitele cuaternare. Zona de maximă subsidentă este plasată în imediata vecinatate a flexurii marginale est – pannonice. În această zonă de afundare majoră, depozitele pliocene depășesc grosimea de 2000 m pe o lungime de 100 km. (Arhiva A.B.A. Crisuri)
Din punct de vedere litofacial și stratigrafic, depozitele pliocene pot fi separate în două serii: seria inferioară (vechiul pannonian inferior), predominant pelitică cu intercalatii de gresii și nisipuri, și seria superioară (ponțian), predominant psamitică, formată din nisipuri și gresii cu intercalații de marne și argile.
Seria inferioară și seria superioară, se dispun transgresiv peste termenii mai vechi, formând cea mai mare formațiune a depresiunii.
Pannonianul a fost întâlnit în toate forajele săpate în zona, într-un facies predominant marno – argilos cu căteva nivele de nisipuri fine sau grosiere situate în general în partea superioară a acestor formațiuni sau cu intercalații lentiforme de nisipuri, de dimensiuni reduse, care apar local în unele regiuni. Dinspre rama spre vest, formațiunile se afundă spre centru bazinului, începând să se intrerupa monotonia faciesului marno – argilos prin apariția stratelor de nisipuri, care sunt din ce în ce mai numeroase, dispunându-se pe întreaga grosime a panonianul. În zonele de ridicari ale fundamentului, formațiunile pannonianului apar într-un facies exclusiv marno – argilos, având în bază un nivel de marne cu intercalații de marnocalcare, care s-au depus într-un mediu marin de adâncime redusă. Această serie monotona marno – argiloasă are grosimi variabile, ce merg de la circa 250 m pe ridicarea Mihai Bravu și cresc treptat spre sudul bazinului Crișuri. (Arhiva A.B.A. Crisuri)
Ponțianul se dispune peste formațiunile pannonianului, având un caracter transgresiv. În întreaga stivă de sedimente care alcătuiesc umplutura bazinul Pannonic, depozitele ponțianului reprezintă sub aspect cantitativ elemental primordial. Trasarea limitei dintre pannonian si ponțian (vechiul pannonian superior) se face în mod current în foraje pe baza diagrafiilor electrice, care pun în evidentă schimbarea de litofacies. De remarcat totuși, că la sud de Barcău, cu toată existența unor structuri coborâte la nivelul fundamentului, depozitele ponțiene iși micșorează simțitor grosimile. Formațiunile de această vârstă au grosimi medii de aproximativ 300 m, cu câteva nivele cărbunoase productive. În general, pentru Ponțian au fost descrise resturi de plante pe argilele roșietice, care au constituit probabil materialul carbogenerator, iar resturile de mamifere întâlnite la Derna – Tătăruș, în nisipurile bituminoase, au fost mai recent considerate aparținând Ponțianului inferior (odessian). Peste formațiunile enumerate mai sus urmează depozite cuaternare, de pietrișuri, loess, lehm, a căror grosime, după datele din foraje, variază de la 16 la 204 m. (Arhiva A.B.A. Crisuri)
Întreaga stivă de sedimente se caracterizează prin eterogenitate atât pe verticală cât și pe orizontală. Litologia este caracterizată prin prezența marnelor, argilelor cenușii, cenușiu verzui, marnelor și argilelor nisipoase, a nisipurilor fine sau medii, a marnelor cu concrețiuni calcaroase. Stratele de nisipuri, ale căror grosimi variază de la ordinul centimetrilor la zeci de metri, alternează cu cele marno – argiloase, la fel de variate ca si grosime. O alta caracteristică importantă a depozitelor ponțiene este variația laterală de facies, fiind imposibilă urmărirea stratelor individuale pe distanțe mari. Depozitele ponțiene nu au suferit deformări rupturale, mișcările diferențiale pe verticală generând doar variații laterale de facies. (Arhiva A.B.A. Crisuri)
Cuaternarul are o largă răspandire, constituind în exclusivitate formațiunile care aflorează în regiune. Depozitele psamo – psefitice acoperă în întregime formațiunile ponțiene, fiind alcatuite din nisipuri și pietrișuri cu intercalații de marne și argile, uneori nisipoase, cu grosimi de 400 – 500 m în unele locuri. Depozitele Pleistocene depuse peste pliocen sunt foarte asemănătoare din punct de vedere litologic cu acesta, din care cauză sunt foarte greu, dacă nu imposibil de delimitat stratigrafic sau litofacial. În plestocen s-au depus întinse conuri de dejecție, precum și depozite mai fine (holocen), ce formează câmpiile joase și luncile râurilor pe care se află actuala rețea hidrografică. (Arhiva A.B.A. Crisuri)
Fig 2.3 Harta geologica a bazinului hidrografic Barcău
Fig 2.4 Legendă Geologică
2.2.1 Influența mineralelor și rocilor asupra compoziției apei
Apa este cel mai important și eficient solvent din natură. Fie că este apă de precipitație, apă subterană sau apă de suprafață, ajunsă în contact cu roca, dizolvă mineralele sau le alterează chimic. Apa pură este neutră, are pH-ul 7, și are o capacitate de dizolvare destul de mică. Soluțiile acide sau bazice au o agresivitate proporționale cu diferența dintre pH-ul soluției și pH-ul apei pure. Oxigenul, bioxidul de carbon, acidul azotic, acidul sulfuric, complecșii humici, amoniacul și clorurile sunt printre cele mai importante substanțe care, dizolvate în ape naturale, accelerează procesele de alterare chimică. Aceste substanțe dizolvate în apă provin din atmosferă, din rocile alterate anterior, din produsele de putrefacție a organismelor și din emanații vulcanice. Sahama, Th.G., Rankama, K.(1970).
Procesele chimice care au loc la contactul dintre apă și diferitele minerale și roci sunt destul de complicate. Ele acționează asupra ambilor parteneri la proces, ducând la alterarea chimică a rocilor și la schimbarea compoziției chimice a apei.
C. Pătroescu și I Gănescu în „Analiza Apelor” prezintă importanța deosebită pe care o are acțiunea de dizolvare a apei în contactul nemijlocit cu mineralele și rocile asupra compoziției sale chimice. Dintre tipurile de reacții de dizolvare prezentate de autori, sunt exemplificate aici câteva procese specifice bazinului Barcău și care explică prezența principalilor ioni în apele subterane.
Apele subterane care circulă prin crăpăturile, fisurile și golurile rocilor permeabile ce sunt ușor solubile dizolvă și rod pereții, iar prin spălarea materialului erodat, pe care îl transportă și-l depun in altă parte, lărgesc aceste goluri.
Caracteristicile a câtorva roci întalnite in arealul de studiu:
Caracteristicile chimice ale rocilor prezintă importanță pentru studiul permeabilității și porozității și mai ales pentru geochimia apelor subterane. Prin sărurile solubile pe care le conțin, rocile au influență asupra compoziției chimice a apelor subterane și asupra evoluției ei în spațiu și timp. (Castany 1972)
Argile
Argilele sunt constituite in mare din particule cu diametrul sub 0.001 mm, au compoziții mineralogic complexe și foarte diferite, din care cauză le se atribuie și denumiri tot atât de diferite. Principalii constituenți mineralogici sunt silicații de aluminiu hidratați: montmorillonit, illit, caolinit, care rezultă din alterarea feldspaților și a altor silicați. Acestora li se adaugă muscovit, feldspați, minerale grele, testuri de microorganisme fosile și fragmente de cochilii de lamelibranhiate sau gasteropode, precum și o serie de minerale diagenetice ca: sulfuri, glauconit, calcit, dolomit etc. Compoziția chimica variază funcție de mineralele din care provin. Componenții chimici principali sunt: SiO₂, Al₂O₃, Fe₂O₃, CaCo₃, TiO₂, Cao, MgO, Na₂O, K₂O. G.Pârvu 1977.
Marne
Marnele sunt amestecuri de minerale argiloase și carbonați de calciu, rareori carbonați de magneziu. Au structura fină asemănătoare cu a argilelor, unii chiar le numesc argile cu conținut variabil de CaCO₃. Dupa conținutul de CaCO₃ se deosebesc: marno-argile 15-25% CaCO₃, marnă argiloasă 25-35% CaCO₃, marnă propriu-zisă 35-65% CaCO₃, marnă calcaroasă 65-75% CaCO₃, marno-calcar 75-85% CaCO₃. Mineralele argiloase care iau parte obișnuit la alcătuirea marnelor sunt: caolinitul, montmorilonitul, illitul, vermiculitul și cloritul. Componenții chimici ai marnelor sunt identici cu cei ai argilelor, deosebirea constând numai în diferențierea procentuală dintre componenții respectivi. G.Pârvu 1977
Gresii
Gresiile sunt roci sedimentare detritice provenite din cimentarea nisipurilor, ca urmare proceselor diagenetice și circulației prin nisipuri a unor soluții încărcate cu diferite substanțe în stare coloidală. Componenții mineralogici principali sunt cuarțul, feldspații, micele și glauconitul. Acestora li se asociază cloritele, fragmente litice, oxizi și hidroxizi de fier, fragmente fosile precum și o serie de minerale accesorii ca zircon, turmalină, epidot, granați etc. Gresiile cuarțoase moniminerale cu peste 95% cuarț conțin 95-99% SiO₂, gresiile oligomictice și polimictice cu un conținut ridicat de feldspați, mice, fragmente litice conțin 75-90% SiO₂. Gresiile calcaroase 85-95% CaCO₃. Pe lângă acești componenți principali mai conțin Al₂O₃, Fe₂O₃, ZrO, S etc. Chimismul gresiilor este mult influențat de natura liantului.
Nisipuri
Nisipurile sunt roci detritice cu diametrul granulelor cuprins între 0,02 și 2 mm. Ele iau naștere prin dezagregarea rocilor preexistente sub acțiunea macanică a apelor meteorice și curgătoare, a proceselor de ingheț-dezgheț, a vânturilor și chiar a apelor marine. Caracterele mineralogice și structurale ale nisipurilor sunt legate de agentul de transport către locul de sedimentare. Nisipurile omogene mineralogic și granulometric au fost supuse unui transport îndelungat sau repetat, care a permis o buna sortare. Constituenții mineralogici principali ai nisipurilor sunt: cuarțul, feldspații, micele, glauconitul, oxizii și hidroxizii de fier și pirită. Acestora le se asociază minerale accesorii: zircon, turmalină, granați, epidot etc., precum și forme și resturi de fosile și microfosile. Componenții chimici diferă în funcție de compoziția mineralogică. Nisipurile cuarțoase monominerale conțin 95-99% SiO₂, nisipurile oligomictive conțin 75-90% SiO₂, nisipurile polimictice circa 45-75% SiO₂. (G.Pârvu 1977)
Pietrișuri
Pietrișurile sunt roci sedimentare detritice cu diametrul particulelor mai mare de 2 mm. Forma și gradul de rotunjire le sunt imprimate de agentul și distanța de transport care influențează și gradul de sortare. După compoziția mineralogică se disting: pietrișuri monominerale, alcătuite din elemente detritice cu aceeași compoziție mineralogică și pietrișuri poligene, alcătuite din elemente detritice cu compoziție mineralogică diferită. Chimismul pietrișurilor este determinat de natura mineralogica a elementelor detritice componente. Se determină conținutul in SiO₂ și CaCO₃, iar pentru pietrișurile monominerale pure, necesare industriei sticlei, ceramicii sau varului se fac analize chimice complete.
Vă prezentăm cateva procese importante care au loc la contactul apei cu mineralele din roci:
Dizolvarea prin hidroliză și hidroliză acidă
Hidroliza este un proces chimic important prin care se realizează atacul apei asupra mineralelor din roci. Deșii sunt reacții de echilibru, în anumite condiții ele sunt deplaste spre dreapta și au rezultat final dizolvarea. Acțiunea de dizolvare și de descompunere chimică a apei depinde în bună măsură de pH-ul ei și este cu atât mai accentuată cu cât valoarea pH-ului diferă de 7. Soluția apoasă, acidă sau alcalină, este un agent de alterare foarte activ. Alte condiții favorizante sunt prezența bioxidului de carbon dizolvat în apă sau prezența unor cantități mari de acizi humici sau hidrogen sulfurat, precum și prezența acidului sulfuric rezultat din alterări anterioare, care scad pH-ul apei, imprimându-i un caracter acid.
Astfel, bioxidul de carbon prezent în atmosferă, se dizolvă ușor în apă, cu formare de acid carbonic.
CO2 + H2O ↔ H2CO3
Acidul carbonic ce imprimă soluției un caracter acid, dizolvă mineralele rocilor după reacții complicate ducând la formarea de substanțe reziduale insolubile și substanțe solubile, în special bicarbonați – carbonați.
Feldspatul potasic din granit poate reacționa după următoarele reacții:
2 KAlSi3O8 + H2CO3 + H2O → K2CO3 + Al2Si2O5(OH)4 + 4 SiO2
Ortoz acid carbonic apă carbonat de caolinit bioxid de siliciu
potasiu (argilă) coloidal
Reacția se petrece la fel și asupra feldspaților calcosodici, cu formare de carbonați de sodiu și calciu. Prin urmare în urma procesului de alterare de acest gen, rezultă:
minerale nealterate – granule de coarț, fluturași de mică, cristale de zircon, etc.;
substanțe reziduale insolubile – materia argiloasă care însumează silicații hidratați de aluminiu și oxizii de fier (hematitul și limonitul), care sunt principalii pigmenți ai rocilor sedimentare;
substanțe solubile – săruri de sodiu (Na+), potasiu (K+), calciu (Ca2+), magneziu (Mg2+), mai ales sub formă de bicarbonați – carbonați în soluție electrolitică, silice liberă sub formă coloidală, soluție fosfatică electrolitică sau coloidală.
De asemenea în rețelele cristaline ale silicaților, fierul și manganul se găsesc sub formă redusă, ca ioni feroși și manganoși, bivalenți. prin hidroliză și carbonatare, aceștia trec sub formă de bicarbonați feroși și manganoși, solubili și pot fi transportați de către apă:
FeO + H2O + 2CO2 ↔ Fe(HCO3)2
MnO + H2O + 2CO2 ↔ Mn(HCO3)2
Mai există și reacțiile de hidroliză și de dizolvare a calcarelor și dolomitelor și a altor tipuri de carbonații.
Ca CO3 + 2 H2O ↔ Ca(OH)2 + H2O + CO2
Ca CO3 + H2O + CO2 ↔ Ca(HCO3)2
MgCO3 + H2O + CO2 ↔ Mg(HCO3)2
FeCO3 + 2 H2O ↔ Fe(OH)2 + H2O + CO2
FeSO4 + 2 H2O ↔ Fe(OH)2 + H2SO4
Dizolvarea prin hidratare
Hidratarea constă în pătrunderea uneia sau mai multor molecule de apă în rețeaua cristalină a mineralelor formând compuși chimici hidratați. Exemplele cele mai întâlnite sunt formarea gipsului din anhidrid CaSO4 ↔ CaSO4 ∙ 2 H2O sau a pentahidratului albastru din sulfatul de cupru incolor CuSO4 ↔ CuSO4 ∙ 5 H2O. O caracteristică importantă a sărurilor hidratate este aceea că numărul moleculelor de apă poate să varieze în funcție de temperatură și de umiditatea atmosferică.
CuSO4 ∙ 5 H2O ↔ CuSO4 ∙ 3 H2O ↔ CuSO4 ∙ H2O ↔ CuSO4
Hidratarea are ca efect labilizarea mineralelor și deci dizolvarea acestora.
Dizolvarea prin procese de oxido-reducere
Procesele de oxidare și reducere, sau într-un cuvânt, redox, au un rol important în legătură cu solubilizarea și insolubilizarea compușilor de fier și mangan. În condiții reducătoare bicarbonații obținuți prin hidroliză acidă sunt stabili, dar în condiții oxidante ionii metalici trec în stare de oxidare superioară, formând hidroxizii ferici și manganici care se depun Puiu, Șt., (1980):
4 Fe (HCO3)2 + O2 + 2 H2O → 4 Fe(OH)3 + 8 CO2
2 Mn (HCO3)2 + O2 + 2 H2O → 4 Fe(OH)3 + 4 CO2
Prezența oxigenului în apele acide conduce la oxidarea unor roci și implicit la solubilizarea lor. De exemplu, sideroza, (FeCO3), insolubilă, sub acțiunea oxigenului trece în bicarbonat de fier, Fe(HCO3)2 solubil. Din sulfuri, prin oxidare și hidratare, rezultă acid sulfuric care reacționează cu mineralele rocilor înconjurătoare cu formare de sulfați. În prima fază se formează sulfatul feros care trece apoi în hidroxid feric.
2FeS2 + 7O2 + 2 H2O → 2 FeSO4 + 2 H2SO4
4 Fe SO4 + 7O2 + 10 H2O → 4 Fe(OH)3 + 4 H2SO4
Hidrogenul dizolvat în apă, precum și unele microorganisme acționează ca reducători, facilitând dizolvarea unor roci. Materia organică dezintegrată și oxidată eliberează compușii de azot care reintră astfel în circuitul azotului. Sărurile de amoniu, nitrații și nitriții sunt toate ușor solubile.
Adsorbția și schimbul ionic
Particolele coloidale din apă, humus sau minerale argiloase adsorb pe suprafața lor cationii de potasiu (K+), sodiu (Na+), amoniu (NH4+), și fier (Fe2+ Fe3+) și anionii de clorură, (Cl -), sulfat (SO4), fosfat (PO43-), etc. Aceleași procese se petrec și cu particulele coloidale de la suprafața solului, care au acțiune fertilizantă, reținând ionii minerali în stratul necesar dezvoltării plantelor ( complexul coloidal al solului) Puiu, Șt., (1980).
Acești ioni pot fi fixați mai mult sau mai puțin puternic de argile sau numai deplasați. Ei sunt cu atât mai puternic fixați cu cât sunt în cantități mai mici sau sunt mai puțin hidratați. Acesta este principiul schimbului de baze. Gradul de hidratare crește pentru cationii alcalini, de la litiu la rubidiu și pentru actionii bivalenți de al bariu la magneziu.
Ionii de K, NH4 și Ca vor fi cel mai puternic fixați, iar ionii de Na și Mg cel mai ușor schimbabili. Ionii bivalenții se fixează mai puternic decât ionii monovalenți, la grade egale de hidratare (Castany G. 1972). După natura ionilor schimbabili, argilele din sol pot fi clasificate după cum urmează:
Argile acide (ioni de hidrogen fixați);
Argile calcice (ioni de calciu schimbabili);
Argile sodice (ioni de sodiu).
Aceste argile pot să treacă de la un tip la altul, prin reacții de echilibru cu mediul înconjurător.
Argilele, humusul și turbele posedă o pronunțată capacitate de a schimba ionii lor cu ionii din ape. Astfel, la trecerea apei prin roci argiloase, ionii de calciu sunt reținuți de către argile în schimbul ionilor de sodiu, eliberați în apă. În cazul în care argilele sunt mai bogate în calcar iar apele au conținut mai mare de săruri de amoniu, atunci argilele rețin amoniu și eliberează în apă ionii de calciu.
2.2.2 Roci purtatoare de apa
Circulația și înmagazinarea apei în subteran sunt posibile datorită golurilor rocilor. În funcție de natura golurilor se disting două tipuri de roci magazin, roci poroase și roci fisurate.(Bretotean, M.,1981).
Rocile poroase sunt constituite dintr-o fază solidă reprezentată de granule de forme și dimensiuni diferite, având între ele goluri de dimensiuni mici numite pori, care sunt ocupate de apă, aer sau vapori de apă. Granulele pot fi nelegate în cazul nisipurilor, pietrișurilor și bolovănișurilor sau legate în cazul gresiilor, tufurilor, calcarelor sau rocilor argiloase.
Rocile fisurate sunt roci compacte la care golurile cele mai importante sunt fisurile ce străbat roca. Acestea apar în urma unor procese mecanice de urcare, răcire, îngheț al apei, alunecare gravitațională sau în urma unor procese tectonice de comprimare, tracțiune sau torsiune, determinate de mișcările scoarței.
Fisurația se discută mai ales în legătură cu calcarele. Fisurile au un rol foarte important în procesul carstic, reprezentând impreună cu porii căile inițiale de pătrundere a apei care dizolvă calcarele și creează spațiile goale de dimensiuni mari, cavernele. Circulația apei prin fisuri și caverne se deosebește de circulația interstițială prin porii rocilor.
Apa subterană de interes pentru exploatare este cantonată în nisipuri medii și grosiere, pietrișuri și bolovănișuri și în calcare fisurate. (Bretotean, M., 1981).
În natură granulele care constituie o rocă au o mare varietate dimensională, putându-se deosebi de exemplu: nisip fin și mediu, nisip fin, mediu și grosier cu elemente de pietriș și bolovăniș, nisip argilos, argilă nisipoasă. Această varietate dimensională este funcție de natura procesului de sedimentare.
În cazul torenților care transportă un material de eroziune, fin și grosier împreună, se produce o sedimentare în zona începutului cursurilor de ape permanente, care dă naștere unor conuri de dejecție de forma unor evantaie cu vârful la gura torentului.
În baiznul hidrografic Barcău există depozite acumulate prin sedimentare torențială (depozite proluviale) și sunt constituite din materiale grosiere cu elemente slab rotunjite, lipsite de stratificație sau cu o stratificație încrucișată tipică. Aici se descriu pietrișuri și bolovănișuri cu nisipuri medii și grosiere, uneori argiloase. Aceste depozite conțin cantități însemnate de apă atunci când conurile au o întindere mare.
Sedimentarea datorită râurilor duce la acumularea unor depozite aluviale, constituite din bolovănișuri și pietrișuri în zona superioară a Barcăului din nisipuri predominant medii și grosiere în cursul mijlociu până la nisipuri fine și argiloase deltaice în cursul inferior.
copie acvifer aluvionar
O rocă cu caracteristici aparte privind circulația apei este loessul, de origine eoliană, este intâlnită in arealul nostru de studiu în Câmpia Valea lui Mihai – Voivozi-Urziceni. Loessul permite o circulație mai bună a apei pe verticală decât pe orizontală. Apa acumulată în baza lui, dacă este așezat pe argilă, este de calitate necorespunzătoare și în cantitate foarte mică.
După (Bretotean M., 1981), în funcție de mărimea porilor se deosebesc:
roci acvifere: nisipuri, pietrițuri, calcare fisurate, care permit circulația apei sub acțiunea forței gravitaționale;
roci acviclude: argile, marne, care absorb apa dar nu o mai cedează, datorită mărimii subcapilare a porilor;
roci acvifuge: rocile eruptive compacte, lipsite de pori și fisuri, în care apa nu pătrunde.
Dealurile Oradiei și Dealurile Dernei sunt alcătuite din roci cu rezistență redusă sau relativ redusă (marne, argile, gresii slab cimentate, nisip) sensibile la eroziune. Ceea ce le deosebesc este faptul că argilele și marnele, în condițiile saturării cu apă devin impermeabile, favorizând scurgerea superficială. În schimb, nisipurile și gresiile slab cimentate sunt permeabile, ceea ce favorizează formarea apelor subterane
Relieful
Către sfârșitul Pannonianului, odată cu acțiunea s-a schițat și a acționat procesul de ridicare a întregii fațade vestice a României, astfel încât, în Pleistocen, regiunea a devenit uscat prin retragerea spre vest a apelor Mării Pannonice, în acest fel având loc instalarea rețelei hidrografice, care a contribuit la compartimentarea unității și la formarea reliefului actual. Prin eroziune și adâncire treptată, rețeaua hidrografică a îndepărtat o mare parte din depozitele sedimentare acumulate, transportându-le spre vest. (G.Pop 2005)
Relieful are influență asupra scurgerii subterane în mod direct prin altitudine, panta versanților, energie, densitatea fragmentării și expoziția versanților. Prin etajarea climei, vegetației și solurilor participă indirect la formarea apelor subterane cât si la starea cantitativă si calitativă a acestora. Corelat cu structura geologică, relieful este unul dintre factorii principali ai scurgerii subterane. De asemenea, el impune și unele trăsături morfometrice ale râurilor (panta longitudinală și, deci, viteza curentului de apă), aspectul văilor, deosebindu-se, în acest fel, cele trei sectoare caracteristice unui curs de apă (superior, mediu și inferior).
Toate aceste „influențe” ale reliefului sunt foarte bine evidențiate în bazinul hidrografic Barcău, datorită suprapunerii peste principalele tipuri de unități morfostructurale: munți, dealuri și câmpii.
2.3.1 Morfologie și morfometrie
Spațiul hidrografic Barcău se încadrează în marea unitate a Câmpiei Tisei, ce se constituie în compartimentul estic al Depresiunii Panonice. Mai precis este zona de contact morfologic între Câmpia Tisei și Platforma Sălăjeană, respectiv Dealurile Vestice. Arealul reprezintă nordul bazinului hidrografic Crișuri. Deși nu are o suprafață foarte mare, putem afirma că relieful acestui teritoriu este foarte diversificat, datorită suprapunerii peste o largă varietate a formelor de relief: Munții Plopișului, Dealurile Vestice și Câmpia Crișurilor (figura 2.5). Se constată o scădere altitudinală, de la izvoare spre vest.
Desfășurați pe circa 37 de km, Munții Plopișului sunt localizați în partea sud-estică a bazinului, cu înclinare treptată spre nord, de la 900 la 500 m. Geologic, se prezintă sub forma unui horst cristalin delimitat de linii de falii, înconjurat de regiuni deluroase, alcătuite din formațiuni sedimentare moi. Configurația lor este peninsulară, cu aspect general de coline netede, situate aproape la aceeași altitudine, ceea ce le dă un ușor caracter de podiș (de unde și numele de Muntele Șes). (Șumălan, 2010).
Altitudinea maximă deținută de Vf. Măgura Mare (917,5) scade spre est (Vârful Ponorul 851,8 m, Vârful Osoiu 777 m, Poiana Florilor 706 m). Altitudinea minimă este atinsă în defileul de la Marca, 164,1 m. Sunt străbătuți de o rețea hidrografică deasă, aspectul colinar, aproape neted, face să fie ocupați de așezări răsfirate cum sunt Făget, Fufez, Marca-Huta. Versanții, ca o caracteristică a celor alcătuiți din șisturi cristaline, au pante accentuate (peste 25°), iar văile sunt destul de adânci (200 – 300 m). Alcătuirea lor geologică, în corelație cu gradul ridicat de împădurire, are ca efect nivelul redus de producere a unor procese caracteristice unor asemenea suprafețe înclinate. Influența versanților se manifestă în formarea scurgerii de iarnă și de primăvară, când vegetația – reprezentată prin păduri de foioase – are un rol minor în reducerea acesteia. (Simona A. 2011)
Dealurile Dernei sunt situate între Munții Plopișului și Valea Barcăului. În 1966 V. Mihăilescu le-a numit piemontul Dernei datorită caracterului piemontan imprimat prin poziția lor. Prin structura geologică și sub aspectul trăsăturilor reliefului se aseamănă cu Dealurile Oradiei spre vest, de care sunt separate prin Depresiunea Ghepișului.
Relieful din Dealurile Dernei se caracterizează prin interfluvii prelungi, aproape paralele între ele și orientate sud-est – nord-vest, care se racordează la partea superioară într-un nivel general de eroziune ce coboară de la 325 m – în apropierea Munților Plopișului – la 280 m spre valea Barcăului. Văile râurilor principale – Săliștea, Derna, Tria, Bistra, Borumlaca – sunt mai mult sau mai puțin asimetrice, datorită înclinării stratelor spre nord vest și a permanentei deplasări a râurilor spre dreapta. Luncile râurilor sunt largi, (mici culoare depresionare), în care sunt situate majoritatea așezărilor omenești (Tria, Dernișoara, Derna, ș.a.). Având o pantă de scurgere foarte redusă, în cadrul acestor văi se găsesc numeroase zone mlăștinoase, datorită și nivelului freatic aflat la mică adâncime. Din aceleași motive, luncile râurilor sunt frecvent inundate (Josan ș.a., 2004).
Depresiunea Bistrei este rezultatul acțiunii celui mai important râu – Bistra – și a afluenților săi Cuzap, Budoi, Varviz. Lunca Bistrei este largă, dar asimetria se păstrează și la nivelul ei, datorită permanentei deplasări a râului spre dreapta. Luncile principalilor afluenți – Cuzap, Varviz și Budoi – sunt ușor inundabile, așezările fiind situate la contactul cu versanții. Relieful se caracterizează prin interfluvii aproape paralele intre ele, rețeaua hidrografică este densă cu pante de scurgere foarte reduse, fapt ce determină manifestarea fenomenului de inmlăștinire și evoluția unor soluri spre hidromorfism.
Piemontul Plopișului, învecinat cu cel al Bănișorului și Oșteana, are altitudini cuprinse între 200-300 m și este situat în partea nord-estică a Munților Plopișului, cu o deschidere largă de circa 20 de km. Dezvoltate în continuarea părții nordice a Munților Plopișului, se prezintă sub forma unor culmi prelungi, ușor înclinate spre valea Barcăului unde trec în terasele acestuia, fiind separate de văi mai mult sau mai puțin adâncite în nivelul general al regiunii (325 – 350 m). Râurile care străbat Dealurile Plopișului sunt afluenți pe partea stângă ai Barcăului, unele cu izvoarele în munte (Iaz, Valea Mare, Josani, Valea Gropii, Cerișa) altele, mai mici, având obârșiile în spațiul deluros.
Rețeaua hidrografică din Dealurile Plopișului are – în general – un caracter consecvent, iar profilul longitudinal al râurilor este relativ evoluat, cu puține rupturi de pantă. Văile principale sunt relativ largi, mărginite de versanți simetrici și evoluați. În cazul văilor mai mari (Josani, Valea Mare, Iaz), luncile largi au o pantă redusă mai ales în sectoarele mijlociu și inferior, ceea ce le expune inundațiilor (Josan ș.a., 2004).
Versantul drept, scurt și cu înclinări accentuate a Dealurilor Bănișorului, este singurul din această subunitate de relief care aparține bazinului Barcău. Interfluviul dintre Barcău și Crasna, aflat foarte aproape de primul râu, se înscrie și el în nivelul general al dealurilor din regiune (Dealul Nou 376,5 m, Dealul Ciceiul Mare 309 m). Doar Ipul și câțiva mici afluenți ai acestuia pătrund în interiorul acestor dealuri, modelând văi largi pentru calibrul lor, mărginite de versanți afectați de alunecări superficiale.
Partea sudică a Platformei Sălăjene este reprezentată, așa cum arăta V. Mihăilescu în 1966, de Dealurile Camărului. Dispuse între Valea Ipului la est și Valea Înotului la vest, constituie sectorul cel mai extins de pe partea dreaptă a bazinului. De aici provin cei mai însemnați afluenți de dreapta ai Barcăului: Camărul, Văratecul, Dijirul și Înotul. Interfluviile sunt destul de largi, conservând bine urmele unui fost nivel de eroziune situat aici între 280 și 300 m (Almașu Mare, 286 m, Dealul Danului, 309 m).
În bazinul Camărului, unde predomină marnele și argilele ponțiene, fragmentarea reliefului este mai redusă (1 – 1,5 km/km2), pantele sunt mai mici (sub 12 °), dar sunt destul de răspândite alunecările de teren superficiale. Luncile râurilor sunt largi (mai ales a Camărului), cu un drenaj slab, motiv pentru care prezintă un exces de umiditate și sunt ușor inundabile. Spre vest, în bazinele râurilor Văratec, Dijir și Înot, fragmentarea reliefului este mai accentuată (1,5 – 3 km/km2 ), versanții au pante mai mari (peste 15°).
Spre Valea Barcăului, Dealurile Camărului se termină printr-un versant accentuat înclinat și afectat de alunecări de teren. De altfel, în acest sector al Dealurilor Camărului s-au produs, în primăvara anului 1999, alunecări de teren la Boianu Mare, Păgaia, Corboaia sau Almașu Mare. (Simona A. 2011)
Dealurile Oradiei sunt situate la vest de Valea Fânețelor (Ghepișului) până la contactul cu Câmpia Crișurilor. Spre Valea Barcăului ele trec, treptat, în terasele acestui râu. Pe interfluviile principale se păstrează resturile nivelului general de eroziune situat aici în jurul altitudinii de 300 m (Dealul Demen 304 m, Dealul La Grindă 289 m, Dealul Mireșul Mic 293 m). Afluenții Barcăului Valea Fânețelor, Almaș, Fertișag au înaintat regresiv "împingând" cumpăna apelor dintre bazinul Barcăului și cel al Crișului Repede foarte aproape de nivelul ultimului râu amintit mai sus. Fragmentarea reliefului are valori ridicate (2,5 – 3 km/km2), iar pantele sunt accentuate în jumătatea superioară a versanților (20°). Versanții prezintă o mare disponibilitate pentru producerea alunecărilor de teren, așa cum s-a întâmplat în februarie 1999 la Burzuc, Chioag, Almașul Mic. Luncile râurilor (Almaș, Fertișag) sunt largi dar umede și ușor inundabile, fapt ce nu le recomandă pentru cultivare cu plante agricole.
Dealurile Oradiei sunt separate de Dealurile Dernei de către Valea Fânețelor (Ghepișului) care are aspectul unui culoar larg, de legătură între valea Crișului Repede și cea a Barcăului. Ușor asimetrică, păstrând pe versantul stâng resturi ale unor terase. Lunca râului este largă, dar cu multe zone mlăștinoase și frecvent inundabilă la ape mari, deoarece Ghepișul, deși adâncit cu 3 – 4 m, are o albie minoră care se rezumă numai la canalul de scurgere.
Din dreptul localităților Hodoș și Vaida, Barcăul curge prin Câmpia Crișurilor, plană și uniformă, aflată altitudinal în jurul valorii de 100 m. Singurele "denivelări" sunt reprezentate de vechile meandre ale Barcăului, astăzi îndiguit și "corectat", precum și de albiile unor cursuri de apă nepermanente. Porțiunile joase ale câmpiei sunt acoperite cu apă în timpul ploilor, iar Barcăul constituie, uneori, o amenințare pentru spațiile limitrofe. (Josan ș.a., 2004).
Valea Barcăului se înscrie în peisajul regiunii ca o vale de contact între Munții Plopișului și Dealurile Sălăjene. Ea prezintă aceleași trăsături ca celelalte văi din vestul Munților Apuseni: asimetrie, sectoare de defileu modelate în cristalin, existența unor zone de subsidență locală, ș.a. Amplasarea sa spațială o impune în relief ca o adevărată depresiune care se deschide larg spre Câmpia Crișurilor. Defileul de la Marca modelat într-un pinten cristalin al Munților Plopișului, separă Valea Barcăului în două sectoare: unul amonte (Depresiunea Nușfalăului) și altul aval, cu aspect de golf larg deschis spre Câmpia Crișurilor.
În primul sector, Valea Barcăului este accentuat asimetrică, ca urmare a permanentei deplasări spre nord a râului sub "impulsul" afluenților primiți din Munții Plopișului. Ca atare, versantul drept al văii are trăsăturile unei creste semicirculare, cu o înălțime cuprinsă între 100 și 130 m, fragmentată de afluenții Barcăului (Ip, Valea Minei). Înaintarea regresivă a afluenților Crasnei și alunecările de teren au dus la formarea unor largi înșeuări pe interfluviul dintre Crasna și Barcău. Stimulate de panta accentuată, procesele actuale, dintre care alunecările de teren și eroziunea hidrică, găsesc condiții optime de dezvoltare.
Versantul stâng al văii este prelung și conservă fragmente din terasele Barcăului. Lunca Barcăului se dezvoltă începând de la Sub-cetate, râul având o poziție aproape mediană în cadrul său. Panta longitudinală redusă a favorizat formarea meandrelor, mai cu seamă amonte și aval de Zăuan, unele dintre ele fiind, în prezent, abandonate. Valorile reduse ale pantei, sinuozitatea ridicată a cursului râului, slaba dezvoltare a unei albii minore (redusă numai la canalul de scurgere), fac ca lunca Barcăului să fie inundată la creșteri semnificative de nivel determinate de ploi sau de topirea zăpezilor.
Prin adâncirea epigenetică a Barcăului într-un pinten cristalin al Munților Plopișului, s-a format un sector de vale îngust, deosebit de pitoresc, cu toate trăsăturile unui defileu. Aval de acest defileu, Valea Barcăului se lărgește, păstrându-și însă aceeași simetrie până la pătrunderea în câmpie. La evoluția și definirea trăsăturilor sale au contribuit afluenții, mult mai numeroși și mai viguroși de pe stânga Barcăului, înclinarea stratelor geologice spre nord, nord-vest și existența unor zone locale de subsidență (Suplacu de Barcău și Chiribiș). În aceste condiții, versantul drept este scurt și înclinat, deosebindu-se cu ușurință două sectoare:
un sector superior, cu o pantă mare și cu dinamică foarte activă;
un sector inferior, de tip glacis.
Alunecările de teren de toate tipurile și eroziunea hidrică sunt procesele care întâlnesc aici condiții optime de desfășurare, mai cu seamă între Suplacu de Barcău și confluența Barcăului cu Valea Înotului. Terasele din sectorul "sălăjean" al Barcăului se continuă și aici din ce în ce mai mult spre vest. Lunca Barcăului este bine dezvoltată, are o pantă redusă, o umiditate excesivă și – chiar dacă Barcăul este îndiguit – riscul inundării sale există – fapt dovedit în ultimii ani. La Chiribiș, pe fondul unei subsidențe locale, lunca este excesiv de largă, păstrându-se în cadrul ei meandrele abandonate succesiv de către Barcău. Datorită nivelului freatic aproape de suprafața terenului, lunca Barcăului este neprielnică pentru culturile agricole. (Simona A. 2011)
Câmpia înaltă a Marghitei este interfluviul dintre Barcău și Ier, la vest de Valea Înotului. Principala caracteristică a reliefului de aici este prezența glacisurilor dispuse pe patru nivele racordabile cu terasele celor două râuri (Barcău și Ier). Ca atare pantele sunt în general, reduse, valori mai ridicate întâlnindu-se pe versanții văilor care fragmentează regiunea (Eger, Făncica, Olosig) și pe cel al Barcăului. Interesant este faptul că, afluenții Barcăului au înaintat regresiv ajungând foarte aproape de Ier (Făncica, Olosig), văile lor sunt largi, cu lunci bine dezvoltate, dar umede și ușor inundabile. Energia reliefului redusă (sub 60 m) și dezvoltarea suprafețelor cu înclinări mici (sub 5°), explică prezența redusă a proceselor actuale, totuși prezente local, pe micii versanți ai văilor care fragmentează regiunea (torenți, ravene, alunecări de teren).
Câmpia Carei-Valea lui Mihai, cu valențe mai aparte față de celelalte componente ale câmpiei înalte, situată între Culoarului Ierului și granița cu Ungaria (în suprafață de circa 670 km2), se prezintă sub forma a două sectoare relativ înguste, dar bine alungite pe direcția nord-est–sud-vest: Voivozi-Urziceni și Șilindru-Carei, separarea dintre acestea urmărind zona unora dintre localitățile mai importante ale câmpiei: Urzicen-Foieni-Sanislău-Pișcolt-Curtuișeni-Valea lui Mihai-Șimian, primul fiind constituit din nisipuri de dune, rămase din pleistocenul superior-holocen, pe care s-au format, în principal, psamosoluri, iar al doilea din nisipuri și pietrișuri holocen inferioare, unde învelișul de soluri aparține, în general, cernoziomurilor și faeoziomurilor și a unor luvisoluri, diferențierile dintre cele două sectoare evidențiindu-se și prin altitudinile ceva mai ridicate din sectorul vestic. (Gr. Pop, 2005).
Câmpia Voivozi-Urziceni se identifică cu fâșia de nisipuri dintre limitele semnalate (o continuare Câmpiei Nirului de pe teritoriul Ungariei), în lungime măsurând aproximativ 40 km, iar lățimea medie coboară sub 7 km, din care rezultă o suprafață de circa 270 km2. Sub aspect orografic, câmpia, cu altitudini ce merg până către 160 m (160 m în Creasta Lungă, 156 m la vest de Curtuișeni, 148 m în Dealul Cântării etc), este constituită din mai multe șiruri de dune (înălțimea dunelor fiind de 6-12 m și mai rar până la 20 m), bine alungite pe direcție nord-est – sud-vest și spații (depresiuni) largi interdunale (0,5-1,5 km). A fost împădurită în mare parte cu salcâm, iar în condițiile în care procesele de solificare din spațiile interdunale (gleizare, lăcoviștire, uneori chiar înmlăștinire) sunt simțitor avansate, în lungul Văii Salcia fiind prezente chiar unele lacuri alungite (temporare). (Gr. Pop, 2005)
Câmpia Șilindru-Carei, bine conturată la est și sud de către Culoarul Ierului, în lungul unui aliniament marcat de prezența mai multor așezări (Ghenci, Tiream, Andrid, Tarcea, Șilindru etc) și simțitor mai extinsă comparativ cu precedenta (în jur de 400 km2), cu altitudini ce cresc de la sud spre nord (131 m în Dealul Episcopiei, la Șilindru și 164 m la sud de Carei), urmare a favorabilității reliefului, a cantităților suficiente de precipitații (peste 600 mm/an) și a temperaturii medii anuale de aproape 100 C, are o importantă funcție agricolă, rezultată atât din posibilitățile de practicare a diferitelor culturi, cât și de creșterea animalelor. (Gr. Pop, 2005)
Câmpia Pirului este reprezentată printr-o fâșie îngustă de la Tășnad la Târgușor, care lasă la nord Culoarul Ierului, iar în sud se întâlnește cu Dealurile Viișoarei, cu altitudini care încep de pe la 140 m și ajung să depășească 170 m, fapt ce ar permite ca acest teritoriu, chiar în condițiile în care depozitele deluviale aparțin Pleistocenului Superior, să fie încadrat și Dealurilor Viișoarei. (Gr. Pop, 2005)
Câmpia Biharia, cu altitudini de 120-140 m, se identifică cu un areal de câmp restrâns, situată în vestul Dealurilor Oradei, care prin definirea unora dintre localități (Uileacu de Munte și Săldăbagiu de Munte) reprezintă un fel de „munte” față de sectoare joase din sud, vest și nord (Crișul Mic, Câmpia Santăului și Culoarul Barcăului). (Gr. Pop, 2005)
Câmpia Ierului se situează în partea nord-estică a bazinului hidrografic. Poate fi comparată cu un culoar ce se desfășoară pe altitudini cuprinse între 100 și 125 de m. Procesele intense de colmatare ce au avut loc aici au determinat formarea unei stratificații inegale și variate, care a creat la rându-i, un microrelief neuniform cu efecte considerabile asupra morfologiei rețelei hidrografice. In profil longitudinal are o pantă foarte redusă, fapt pentru care până la acțiunea de canalizare și drenare, nu era pus in evidență un râu propriu zis, astfel incât pe întregul său traseu era prezentă o întinsă zonă de mlaștină și ochiuri de apă, cu o anumită scurgere numai la precipitații bogate in bazinul său, fapt semnalat de G.Pop (2005). Situată între Câmpia Valea lui Mihai și Câmpia Buduslăului, are aspect de culoar care urmează un vechi curs al apelor Barcăului, Crasnei și Someșului.
Câmpia Borșului (Santău sau Borș-Parhida, în alte surse), corespunde cu teritoriul restrâns dintre Barcău și Crișul Repede, străbătut de Crișul Mic, cu altitudini de 98-110 m, în zona Oradea ajungând până către 120 m, aceste înălțimi conferindu-i un caracter de câmpie joasă, față de compartimentul înalt din est (Câmpia Biharia), în partea sudică a câmpiei se află zona Episcopia, zonă presărată cu o multitudine de balastiere in terasă despre care o sa fac referire in cadrul antropic.
Fig 2.5 Unități de relief ale bazinului hidrografic Barcău
Altitudinea
Altitudinea influențează indirect apele subterane prin acțiunea exercitată asupra fenomenelor hidrologice, determinând etajarea factorilor meteo-climatici, a vegetației și a solurilor. Altitudinea poate avea influențe pe anumite areale restrânse asupra ploilor sau topirii zăpezii, dar și influențe de ansamblu asupra scurgerii de apă. Un sector de bazin situat la altitudini mai mari primește precipitații mai multe, iar evaporația de la suprafața lui este mai mică datorită faptului că temperatura aerului este mai mică.
Stabilirea treptelor hipsometrice a avut in vedere imformațiile oferite de hărțile topografice, informațiile de pe teren și analiza modelului terenului. Harta hipsometrică a bazinului hidrografic Barcău pune în evidență faptul că în acest areal, altitudinile variază de la aproximativ 96 m in extremintatea vestică a bazinului hidrografic la cea maiximă de 880 m în Munții Plopoșului.
Această dispunere altitudinală impune etajarea tuturor celorlalți factori fizico-geografici, iar orientarea bazinului hidrografic Barcău cu o largă deschidere spre nord vest ca și un obstacol în calea maselor de aer oceanic – are o importanță deosebită în evoluția apelor subterane.
Histograma reliefului realizată în funcție de treptele hipsometrice redă o asimetrie evidentă, după cum urmează:
treapta altitudinală < 200 m, este repartizată pe cea mai mare parte a bazinului (83,7%), fiind reprezentată de sectorul de câmpie, Culoarul Barcăului, precum și Dealurile Marghitei;
treapta altitudinală 200 – 400 m are o pondere de 13,34%, corespunzând celorlalte unități deluroase, fiind cea care marchează trecerea spre sectorul montan, mai ales în partea sudică a arealului;
treapta hipsometrică 400-600 m are o pondere în cadrul bazinului Barcăului de 1,57%;
intervalul hipsometric 400-600 m are o pondere în cadrul bazinului Barcăului de 1,27%;
treapta altitudinală mai mare de 800 m este reprezentată de cele mai mari altitudini, spre bazinul hidrografic al Crișului Repede, având o pondere de 0,12%.
Fig. 2.6 Harta hipsometrică a bazinului Barcău
Panta
Panta reprezintă unul dintre cei mai importanți factori morfometrici de care depinde geneza și dinamica proceselor morfologice. De pantă depinde inflitrația apei, scurgerea de suprafață precum si procesele gravitaționale, indirect influențând eroziunea solurilor.
Șisturile cristaline de pe creasta Munților Plopișului oferă un grad de înclinare versanților, in general mai mare de 25, în sectorul deluros al bazinului Barcăului panta are valori cuprinse intre 10 și 20, coborând in zona interfluviilor largi și prelungi la sub 10.
Diferențierile care apar se datorează litologiei, alternanța unor strate de roci reacționează diferic la presiunea factorilor externi. În arealul de studiu, sunt suprafețe unde panta este cvasiorizontală (înclinări de până la 30), acestea se găsesc în luncile râurilor principale și în sectorul de câmpie, pe văile principalilor afluenți, Dealurile Marghitei sau Depresiunea Marca-Nușfalău, iar impactul ei se manifestă prin producerea unor fenomene de risc hidrologic.
Fig. 2.7 Harta pantelor in bazinul hidrografic Barcău
Densitatea fragmentării
Densitatea fragmentării a reliefului (Grigore, 1979, Ungureanu, 1989) sau densitatea de drenaj (drainage density) reprezintă raportarea lungimii rețelei hidrografice/ de drenaj pe unitatea de suprafață (în general km/ kmp), exprimând gradul de fragmentare pe orizontală a reliefului.
Este un parametru care oferă o bună imagine asupra gradului de fragmentare al reliefului, cuantificând astel natura variației în suprafață influențată de litologie, pante, altitudine, modul de utilizare al terenurilor etc.
Influența fragmentării reliefului asupra apelor subterane poate fi negativă în situația existenței zonelor joase ale câmpurilor nefragmentate sau slab fragmentate, care favorizează excesul de umiditate și sărăturare.
Pentru arealul nostru, parametrul atinge valorile cele mai ridicate în sectorul de câmpie (1,5-1,7 km/kmp), acesta reducându-se în sectoarele interfluviilor principale (1 – 1,5 km/kmp) și pe culmea Munților Plopiș sub 1 km/kmp
Fig. 2.8 Densitatea fragmentării reliefului din bazinul hidrografic Barcău
Expoziția versanților
Expoziția versanților face referire la orientarea acestora față de direcțiile cardinale. Expoziția versanților poate fi generată prin raportarea la direcția nord, aceasta depinzând de înclinarea suprafeței terestre din punct de vedere matematic și geometric.
Expoziția constituie un parametru care ține cont de procesele geomorfologice, având o importantă influență asupra radiației solare, temperaturii și precipitațiilor. Expoziția versanților modifica regimul hidrotermic al apelor freatice și odată cu acestea a numeroase alte insușiri, ca urmare a redistribuirii pe diferite elemente de relief a căldurii și umidității ajunse la suprafața solului și in sol.
Din considerente geografice, culorile utilizate pe harta orientării versanților trebuie să respecte caracteristicile versanților, ținându-se cont de orientare. Astfel, versanții nordici – mai reci – ar trebui simbolizați prin culoarea albastră iar versanții sudici – prin culoarea roșu. Versanții însoriți, expuși spre sud și sud-vest care beneficiază de o cantitate mai mare de radiație solară. În același timp, aceștia prezintă covor vegetal mai redus, iar fenomenele de îngheț-dezgheț afectează substratul în profunzime. La sfârșitul iernii zăpada se topește aici mai repede, uneori chiar brusc, în mod deosebit în situațiile în care procesul se suprapune cu ploile de primăvară. Aceasta atrage după sine inundații prin intensificarea scurgerii apei.
Versanții umbriți, cu orientare spre nord și nord-est, mențin o perioadă mai lungă stratul de zăpadă, ceea ce determină un risc diminuat al accelerării scurgerii și producerii inundațiilor. (Simona A. 2011)
Fig. 2.9 Expoziția versanților din bazinul hidrografic Barcău
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: Calitatea apei freatice si de adâncime [302461] (ID: 302461)
Dacă considerați că acest conținut vă încalcă drepturile de autor, vă rugăm să depuneți o cerere pe pagina noastră Copyright Takedown.