Habilitation thesis Ichinur Omer [306081]

CUPRINS

“Niciodată să nu privești studiul ca pe o datorie, ci ca pe un prilej demn de invidiat care te învață ce înseamnă influența eliberatoare a [anonimizat].”

(Albert Einstein)

[anonimizat] a [anonimizat], [anonimizat]. [anonimizat]. ing. [anonimizat] m-a îndrumat în cercetarea acestui domeniu și care m-a format ca cercetător și cadru didactic.

[anonimizat]-[anonimizat]-au acordat-o, m-au încurajat să definitivez această teză.

[anonimizat], [anonimizat]-a oferit sprijinul din toate punctele de vedere: moral și motivațional pentru a [anonimizat] a continua și de a finaliza și această etapă.

REZUMAT

Activitatea de cercetare științifică și didactică a candidat: [anonimizat] 1993, odată cu susținerea concursului pe postul de preparator la Universitatea „Ovidius” Constanța, [anonimizat], ocupând apoi prin concurs posturile de asistent (în 1996), șef de lucrări (în 2000), Conferențiar (în 2005) și Profesor universitar (în 2016).

Absolventă a [anonimizat] a Institutului de Construcții București (1993) și Facultatea de Matematică și Informatică a Universității Ovidius Constanța (2002), candidata a susținut, în decembrie 2002, teza de doctorat cu titlul „Contribuții la calculul sistemelor hidraulice sub presiune funcționând în regim nepermanent”, sub conducerea științifică a Prof. dr. ing. Arsenie Dumitru Ion.

[anonimizat], referitoare la conducta cu secțiune variabilă (conducta tronconică) și conducta cu debit distribuit: stabilirea relațiilor cu ajutorul cărora se pot trasa liniile energetică și piezometrică în cazul curgerii apei într-o conductă tronconică sau într-o [anonimizat]; deducerea relației lui Jukovski, a celerității și ecuațiilor fundamentale pentru descrierea fenomenului de șoc hidraulic într-o conductă tronconică și o conductă cu debit uniform distribuit. Rezultatele cercetărilor realizate și prezentate în cadrul tezei de doctorat au fost publicate în volumele unor conferințe naționale și internaționale sau în reviste naționale.

[anonimizat], perioada prezentată în teza de abilitare fiind ianuarie 2003 – martie 2017. Aceste cercetări au fost realizate în cadrul Facultății de Construcții a [anonimizat] 24 de ani.

[anonimizat] 15 [anonimizat] 3 părți: în prima parte sunt prezentate principalele realizări științifice, academice și profesionale după susținerea tezei de doctorat; în partea a doua este prezentată propunerea de dezvoltare a carierei universitare, iar a treia parte conține referințele bibliografice.

Activitatea post-doctorală s-a desfășurat pe două direcții principale:

În perioada 2003-2011 – Cercetări privind curgerea apei în regim nepermanent în sisteme hidraulice sub presiune prezentate pe scurt în subcapitolul 1.2.

În perioada 2011-2016 – Cercetări privind mișcarea apei cu suprafață liberă în regim nepermanent, axate pe hidrodinamica și procesele costiere a litoralului românesc prezentate în subcapitolul 1.3.

Referitor la prima direcție de cercetare, continuând principala temă abordată în teza de doctorat, candidata a obținut în 2009 un grant de cercetare prin competiție națională, Modelarea matematică și simularea numerică unitară a fenomenului de șoc hidraulic (lovitura de berbec) în sistemele sub presiune de alimentare cu apă prevăzute cu mijloace de protecție, finanțat de “Unitatea Executiva pentru Finantarea Invatamantului Superior, a Cercetarii, Dezvoltarii si Inovarii”.

Cercetările efectuate în cadrul acestui grant și prezentate în capitolul 1, subcapitolul 1.2, s-au referit la:

elaborarea studiilor teoretice originale și modelarea matematică prin metode numerice a fenomenului de șoc hidraulic în sisteme sub presiune prevăzute cu noi mijloace de protecție. S-au studiat două procedee neconvenționale: un procedeu constând din realizarea unei protecții sub forma unui mediu deformabil care să se extindă pe lungimea conductei și un alt procedeu în care să se realizeze unul sau mai multe tronsoane cu proprietăți diferite de cele ale conductei protejate.

realizarea unui program de calcul performant pentru miscări nepermanente și pe baza acestui program să se efectueze simularea numerică pentru cazurile prevăzute a fi studiate.

Preocuparea candidatei pentru cea de-a doua direcție de cercetare a început odată cu înființarea programului de studii de master Inginerie costieră. În acest sens, în 2008 a fost publicată cartea Hidraulica valurilor marine, la care candidata este coautor.

În anul 2012, în cadrul competiției naționale PN II_Parteneriate, finanțat de “Unitatea Executiva pentru Finantarea Invatamantului Superior, a Cercetarii, Dezvoltarii si Inovarii”, a fost câștigat grantul PN-II-PT-PCCA-2011-3 (ECOMAGIS), Implementation of a complex Geographic Informatic System for ecosystem-based management, through integrated monitoring and assessment of the biocoenosis status and its evolution trends in a fast changing environment at the Romanian coastal zone of the Black Sea, coordonatorul fiind Institutul Național de Cercetare-Dezvoltare Marină „Grigore Antipa” din Constanța.

La acest grant candidata a fost responsabil de proiect pentru Facultatea de Construcții. Grantul, încheiat la sfârșitul anului 2016, și-a propus următoarele obiective:

dezvoltarea unui sistem informațional operațional integrat prin care să se furnizeze date hidro-bio-geomorfologice înregistrate în zona de coastă;

evaluări, prognoze și avertizări despre starea ecologică în arii pilot ale zonei costiere bazat pe o monitorizare de la distanță/automatizat;

distribuirea informațiilor și a datelor prognozate către organismele importante și/sau factori de interes din zona costieră;

realizarea unui portal web, care să conțină toate datele și informațiile utile factorilor de interes local și regional.

Rezultatele obținute în cadrul acestui grant sunt prezentate în capitolul 1, subcapitolul 1.2 și cuprind cercetări privind:

eroziunea costieră;

poluarea zonei costiere;

aspecte ale modelarii procesului hidro – geomorfologic cu impact asupra evoluției ecosistemului zonei costiere românești, în noul context al schimbărilor climatice;

monitorizarea zonei costiere.

Rezultatele cercetării științifice s-au concretizat în publicarea a peste 70 de lucrări științifice în reviste de specialitate cotate ISI și volume ale manifestărilor științifice din țară și străinătate indexate ISI și BDI (15 articole ISI sau ISI Proceedings și 21 de articole BDI). Activitatea de cercetare a candidatei a fost concretizată inclusiv prin publicarea unor cărți în domeniul hidraulicii ca autor sau coautor.

Activitatea didactică a candidatei este legată de temele de cercetare cuprinse în prezenta teză, aceasta susținând în cei 24 de ani cursuri și seminarii la studiile de licență și masterat printre care: „Mecanica fluidelor și Hidraulică”, „Hidraulica construcțíilor”, „Hidrogeologie și Hidraulica subterană” la programele de studii de licență, „Hidrodinamică costieră”, „Procese costiere”, „Hidrogeologie aplicată”, „Aplicații ale hidraulicii în sistemele hidrotehnice”, „Transportul poluanților”, „Modelarea calității apei din râuri” la programele de studii de master.

Prin implicarea candidatei în granturi de cercetare naționale și internaționale ca director de grant sau membru în echipa de proiectare, au fost dobândite competențe privind managementul proiectelor.

În ceea ce privește dezvoltarea ulterioară a carierei, candidata își propune realizarea unei echipe de cercetare la Universitatea Ovidius din Constanța axată pe cele două direcții de cercetare prezentate, aceasta având intenția de a recruta potențialii doctoranzi în principal din cadrul programelor de studii de master care funcționează la Facultatea de Construcții.

Candidata își propune continuarea cercetărilor în domeniul hidaulicii sistemelor în regim tranzitoriu, una din teme fiind validarea experimentală a celor două procedee neconvenționale studiate și prezentate în subcapitolul 1.2. Deasemenea candidata va continua cercetările privind procesele litorale, cu următoarele teme de cercetare:

Determinarea modificãrilor tãrmului și tendintelor de evolutie pe componente geomorfologice ale zonei litorale;

Parametrizarea conditiilor de mediu, valuri, nivelul mãrii si a curentilor din zona de micã adâncime în scopul modelãrii proceselor costiere;

Cuantificarea cauzelor și evaluarea riscurilor;

Identificarea și fundamentarea mãsurilor, metodelor și tehnologiilor de protectie și reabilitare a zonei litorale;

Implementarea soluțiilor de reabilitare a zonelor litorale și monitorizarea efectelor acestor soluții.

Pentru realizarea cercetărilor ulterioare, candidata va continua colaborarea cu colectivul de cercetători al Institutului Național de Cercetare-Dezvoltare Marină „Grigore Antipa”din Constanța.

ABSTRACT

The candidate began, in October 1993, her educational activity and scientific research at the "Ovidius" University of Constanta, Faculty of Engineering, Department of Civil Engineering, occupying the following positions: assistant (1996), lecturer (2000), Associate Professor (2005) and Professor (2016).

Graduate of two faculties, the Faculty of Hydrotechnical, Institute of Civil Engineering Bucharest (1993) and the Faculty of Mathematics and Computer Science, Ovidius University of Constanța (2002), the candidate held, in December 2002, the doctoral thesis entitled "Contributions to the calculation of pressure hydraulic systems, operating in non-permanent state", under the scientific supervision of Prof. dr. ing. Arsenie Ion Dumitru.

The PhD thesis contains the theoretical and experimental research, less presented in the specialty literature, concerning the pipes with variable section (truncated cone pipes) and the pipelines with flow distribution: the relationships for drawing of the energy and the piezometric lines for the water flow in the truncated cone pipes or in the uniformly distributed pipelines, operating in steady state; Jukovski relationship, the speed and the fundamental equations for the hydraulic shock phenomenon in the truncated cone pipes or in the uniformly distributed pipelines. The research results presented in the PhD thesis were published in the national and international conferences volumes and in national journals.

The present habilitation thesis includes the main results of the scientific research in the Civil Engineering domain, obtained after conferring the Ph.D. title, in the period January 2003 – March 2017. These researches were realized in the Faculty of Civil Engineering, "Ovidius" , where the candidate works from 24 years.

The habilitation thesis, developed after 15 years of supporting the PhD thesis, is divided into three parts: the first part presents the main scientific, academic and professional achievements after doctoral thesis; the second part presents the proposal for academic career development and the third part contains the references.

The post-doctorate work was carried out in two main directions:

– During 2003-2011 – Research on non-permanent flow of water in pressure hydraulic systems summarized in section 1.2.

– During 2011-2016 – Research on the free surface water movement in non-permanent state, focused on the hydrodynamics and coastal processes of the Romanian seaside, presented in section 1.3.

Concerning the first research direction, continuing the main topic approached in the PhD thesis, the candidate has obtained in 2009 a research grant by national competition, The mathematical modeling and numerical simulation of the hydraulic shock phenomenon (water hammer) in pressure systems of water supplies equipped with protection means, funded by "Executive Agency for Higher Education, Research, Development and Innovation Funding".

In this grant, the research presented in Chapter 1, Subchapter 1.2, was related to:

– The development of the original theoretical studies and the mathematical modeling with numerical methods of the shock hydraulic phenomenon in pressure hydraulic systems, provided with further protection means. Two unconventional processes were studied: one method consisting of making a deformable protection along the length of pipes and another method in which is achieved one or more parts with different properties from those of the protected pipe.

– The achievement of a computer program for performing the non-permanent movements and based on this program to perform the numerical simulation for the studied cases.

The candidate’s concern for the second research direction began with the establishment the Master's degree program “Coastal Engineering”. On this line, in 2008 was published the book “The sea waves hydraulics”, to which the candidate is co-author.

In 2012, at the national competition PN II_Partnership, funded by " Executive Agency for Higher Education, Research, Development and Innovation Funding ", the candidate was awarded the grant PN-II-PT-PCCA-2011-3 (ECOMAGIS) “Implementation of a complex Geographic Information System for ecosystem-based management through integrated monitoring and assessment of the biocoenosis status and Its evolution trends in the fast changing environment at the Romanian coastal zone of the Black Sea”, the coordinator being The National Institute for Marine Research and Development "Grigore Antipa" Constanta.

At this research grant the candidate was project responsible from the Faculty of Civil Engineering part. The research grant, which ended in 2016, had the following objectives:

– Development of an integrated operational informational system to be provided by the hydro-bio-geo-morphological data recorded in the coastal zone;

– Evaluations, forecasts and warnings about the ecological state of the coastal zone in the pilot areas, based on remote monitoring / automated;

– distributing the information and forecasted data to the important bodies and / or stakeholders in the coastal area;

– Creation of a web portal, containing all data and informations relevant for the local and regional stakeholders.

The results obtained in this grant are presented in Chapter 1, section 1.2 and includes research on:

– coastal erosion;

– coastal pollution;

– aspects of hydro – geomorphic process modeling with impact on the evolution of the Romanian coastal zone ecosystem, in the new context of climate change;

– monitoring the coastal zone.

The results of the scientific research have materialized in the publication of over 70 scientific papers in ISI journals and volumes of scientific events, in the country and abroad, indexed ISI and BDI (15 ISI or ISI Proceedings and 21 articles BDI). The candidate’s research activity was realized including the publication of some books in the hydraulics field, as the author or coauthor.

The candidate’s educational activities is related to the research topics covered by this habilitation thesis, in the 24 years, sustaining courses and seminars at Bachelor and Master programs: "Fluid mechanics and hydraulics", " Constructions hydraulic ", "Hydrogeology and underground hydraulics " at the Bachelor programs," Coastal hydrodynamics ","Coastal Processes”, ”Applied hydrogeology”, ”Applications of hydraulics in hydrotechnical systems"," Pollutants Transport "," The rivers water quality modeling" at the Master programs.

By candidate’s involving in the national and international research grants, as grant manager or member in the research team, she has acquired the project management skills.

Concerning the further development of the career, the candidate aims to establish a research team at the “Ovidius” University focused on the two presented research directions, the potential doctoral students being recruited mainly from the Master programs from the Faculty of Civil Engineering.

The candidate intends to continue the research on transient hydraulic systems, one theme is the experimental validation of the two unconventional methods studied and presented in section 1.2. The candidate also will continue the research activity on the coastal processes, with the following subjects:

Determination of the shoreline changes and evolution trends on the geomorphological components of the coastal zone;

Parameterization of the environmental conditions, waves, sea level and currents in the shallow zone to modeling coastal process purposes;

Quantification the causes and the risk assessment;

Identification and substantiation of the measures, methods and technologies for the protection and rehabilitation of the coastal zone;

Implement the rehabilitation solutions of the coastal areas and the impact monitoring of these solutions.

To achieve the further research studies, the candidate will continue to work with the researchers’ team of the of and Development "Grigore Antipa" .

REALIZĂRI ȘTIINȚIFICE, ACADEMICE ȘI PROFESIONALE

Evoluțía academică

Absolventă a două facultăți, Facultatea de Hidrotehnică a Institutului de Construcții București (1993) și Facultatea de Matematică și Informatică a Universității Ovidius Constanța (2002), candidata și-a început activitatea didactică și de cercetare la Universitatea „Ovidius” Constanța, Facultatea de Inginerie, Catedra de Construcții, unde a ocupat prin concurs postul de preparator (1993), apoi posturile de asistent (în 1996), șef de lucrări (în 2000), Conferențiar (în 2005) și Profesor (2016).

Prezenta teză de abilitare cuprinde principalele rezultate ale cercetării științifice obținute în domeniul științific Inginerie Civilă, după susținerea tezei de doctorat, în decembrie 2002, intitulată „Contribuții la calculul sistemelor hidraulice sub presiune funcționând în regim nepermanent”, sub conducerea științifică a Prof. dr. ing. Arsenie Dumitru Ion, perioada prezentată în teza de abilitare fiind ianuarie 2003 – martie 2017. Aceste cercetări au fost realizate în cadrul Facultății de Construcții a Universității Ovidius din Constanța, facultate în care își desfășoară activitatea de 24 de ani.

Teza de abilitare, elaborată după 15 ani de la susținerea tezei de doctorat, prezintă activitatea de cercetare post-doctorală care s-a desfășurat pe două direcții principale:

în perioada 2003-2011 – Contribuții și rezultate privind curgerea apei în regim nepermanent în sisteme hidraulice sub presiune prezentate pe scurt în subcapitolul 1.2.

în perioada 2011-2016 – Contribuții și rezultate privind mișcarea apei cu suprafață liberă în regim nepermanent, axate în principal pe hidrodinamica și procesele costiere a litoralului românesc prezentate în subcapitolul 1.3.

Activitatea didactică desfășurată în cadrul Facultății de Construcții din Universitatea „Ovidius” Constanța s-a concretizat și prin publicarea a 7 cărți de specialitate și un capitol de carte publicat în străinătate. Cărțile publicate au avut, de asemenea, drept scop îmbunătățirea activității didactice și profesionale, transpunând în material didactic informațiile dobândite în cadrul activităților de cercetare și de documentare.

Capacitatea de a îndruma studenții și tinerii cercetători s-a manifestat prin coordonarea proiectelor de diplomă și a lucrărilor de disertație (circa 10 pe an), prin participarea la comisii de îndrumare a elaborării referatelor/rapoartelor de cercetare științifică în calitate de coordonator și la comisii pentru susținerea proiectelor de diplomă și a lucrărilor de disertație. Deasemenea, candidata a fost membru în comisii predoctorale și doctorale și în comisii pentru ocuparea posturilor didactice.

Ca o apreciere pentru calitatea activității didactice depuse, ca titular al cursului de „Mecanica fluidelor”, pentru câteva grupe de studiu, în cadrul cursurilor de pregătire tehnică generală pentru personalul cu studii medii / superioare organizate de CNE Invest Cernavodă, a fost apreciată de către cursanți (pe baza unor chestionare confidențiale) cu calificativul „foarte bine”.

Candidata a participat la dezvoltarea bazei materiale necesare desfășurării procesului de învățământ, prin îmbunătățirea și realizarea unor standuri de studiu și de cercetare în laboratorul de Hidraulică al Facultății de Construcții din Universitatea „Ovidius” Constanța, reamenajarea, modernizarea și dotarea unui nou laborator de hidraulică, pentru activități didactice.

Din anul 2011, obținând calitatea de evaluator ARACIS, a participat la 20 evaluari (10 evaluări ale programelor de studii de licență, 8 evaluări ale programelor de studii de masterat și 2 evaluări instituționale): În perioada 2014-2015, candidata a participat la evaluarea internă a 13 programe de studii de licență și masterat din cadrul Universității Ovidius din Constanța.

Din dorința de a înțelege mai bine fenomenul educațional și de a fi mai bine informată, candidata s-a implicat activ în forurile de conducere colectivă ale facultății, în 2004 fiind aleasă în funcția de Secretar Științific al Facultății de Construcții și membru în Consiliul Facultății în perioada 2004-2012. Ca o încununare a activității didactice desfășurate în cadrul facultății, în ianuarie 2016 a fost numită director al Departamentului de Construcții, iar din iunie 2016, Decan al Facultății de Construcții.

RECUNOAȘTEREA ȘI IMPACTUL ACTIVITĂȚII

Recenzor pentru reviste și manifestări științifice naționale și internaționale

Reviewer pentru Ovidius University Annals – CONSTANTZA series: Civil Engineering, Water Across Time in Enginnering Research – WATER 2010, 2011, 2012, 2013 și 2014.

Membru în asociații profesionale internaționale

Membru in BENA (Balkan Environmental Association) din 2014

membru în IAHS (International Association of Hydrological Scientist) din 2013

membru în IAENG (International Associations of Engineers) din 2013

Membru în asociații profesionale naționale

membru în Asociatia Romana de Stiinte Hidrologice

membru în Asociația Generală a Inginerilor din România (AGIR) – filiala Constanța;

membru în Asociația pentru Îmbunătățiri Funciare și Construcții rurale din România (AIFCR);

Membru supleant al CTS 11 – Cerințe funcționale pentru construcții hidrotehnice și edilitare din cadrul Ministerului Dezvoltării Regionale și Administrației Publice.

Membru în comisia de calitate a învățământului la nivelul facultății.

În cei peste douăzeci și patru ani de activitate didactică și de cercetare, candidata a publicat peste 70 de articole și studii de specialitate la sesiuni științifice, conferințe internaționale de specialitate sau în cadrul unor programe/proiecte de cercetare-dezvoltare naționale/internaționale.

Activitatea științifică desfășurată în universitate s-a concretizat prin participarea, în calitate de director/responsabil științific și de membru al echipelor de lucru, la evaluarea proiectelor finanțate de UEFISCDI (CNCSIS).

În perioada post-doctorală (2003-2016), rezultatele cercetării, interpretările și punctele de vedere asupra unor aspecte tehnico-științifice au fost comunicate în:

15 lucrări în reviste cotate ISI cu factor de impact și ISI Proceedings (în perioada 2009-2016);

22 lucrări în reviste indexate BDI (în perioada 2010-2016);

21 lucrări științifice în reviste cotate CNCSIS, volumele unor manifestări științifice naționale sau internaționale sau reviste de specialitate.

9 contracte de cercetare din care :

5 granturi cu CNCSIS sau UEFISCDI, la 2 dintre aceastea fiind director/responsabil de proiect și la celelalte 3 membru în colectivul de cercetare.

4 contracte de cercetare cu diferiți beneficiari.

Toate acestea dovedesc înalta recunoaștere națională și internațională în domeniul cercetării.

LUCRĂRI REPREZENTATIVE

Dintre lucrările științifice publicate după obținerea titlului de doctor, au fost selectate de către candidată următoarele lucrări considerate reprezentative în ceea ce privește realizările profesionale:

I. OMER, D.I. Arsenie, M. Florea, The influence of longitudinal elastic properties on the celerity of elastic waves, WATER RESOURCES MANAGEMENT, ISSN 978-1-84564-199-3; pp 393-399 doi : 10.2495/WRM090351, http://www.witpress.com/Secure/elibrary/papers/WRM09/WRM09035FU1.pdf

Omer I., Niculescu D., Vlasceanu E., Cristescu T. Mateescu R., Marine pollution risks assessment in the Romanian coastal zone, Journal of Environmental Protection and Ecology (JEPE), Vol. 17, Issue: 3, pp. 911-921, Factor de impact 0.838, https://docs.google.com/a/jepe-journal.info/viewer?a=v&pid=sites&srcid=amVwZS1qb3VybmFsLmluZm98amVwZS1qb3VybmFsfGd4OjczNmJmNjFiZjM2Zjc2MGI

I. OMER, R. MATEESCU, L. RUSU, D. NICULESCU, E. VLASCEANU, Coastal Works Extensions on the Romanian Touristic Littoral, its Ecological Impacts on the Nearshore Bathing Areas, Journal of Environmental Protection and Ecology (JEPE), Vol. 16, Issue: 2, Pages: 424-433, Published: 2015. Impact factor is: 0.838 http://www.jepe-journal.info/vol-16-no2-2015

I. OMER, R. MATEESCU, A. DIMACHE, Heavy metal pollution of the Romanian costal area, Revista de chimie, vol. 67, nr. 3/2016, pp. 553-556. Factor de impact 0.81 http://www.revistadechimie.ro/pdf/ICHINUR%20O%203%2016.pdf

Ichinur Omer, Razvan Mateescu, Elena Vlasceanu, Dragos Niculescu, Eugen Rusu, Hydrodynamic regime analysis in the shore area taking into account the new Master Plan implementation for the coastal protection at the Romanian shore, The 15th SGEM Geoconference 2015, Albena, Bulgaria, 16-25 iunie 2015, Section MARINE AND OCEAN ECOSYSTEMS. DOI: 10.5593/SGEM2015/B32/S15.086 http://www.sgem.org/sgemlib/spip.php?article6094

Dragos Niculescu, Elena Vlasceanu, Ichinur Omer, Razvan Mateescu, The monitoring of the Romanian littoral cliffs using Automatic Flight Systems, 15th SGEM Geoconference 2015, Albena, Bulgaria, 18-24 iunie 2015, Section PHOTOGRAMMETRY AND REMOTE SENSING. SGEM2015 Conference Proceedings, ISBN 978-619-7105-34-6 / ISSN 1314-2704, Book2 Vol. 1, pp, 1187-1194 DOI: 10.5593/SGEM2015/B21/S10.151 http://www.sgem.org/sgemlib/spip.php?article5740

Elena Vlasceanu, Ichinur Omer, Dragos Niculescu, Eugen Rusu, Angela Ivan, Modeling aspects of hydro – geomorphologic process with impact on the Romanian coastal eco – system evolution of the Black Sea, in the new climate change context, The 15th SGEM Geoconference 2015, Albena, Bulgaria,16-25 iunie 2015, MARINE AND OCEAN ECOSYSTEMS. DOI: 10.5593/SGEM2015/B32/S15.088 http://www.sgem.org/sgemlib/spip.php?article6096

Mateescu R., Spinu A., Omer I., Remote sensing and GIS applications on the Romanian coastal zone management and rehabilitation works, 13th SGEM GeoConference on Informatics, Geoinformatics And Remote Sensing, SGEM2013 Conference Proceedings, ISBN 978-954-91818-9-0 / ISSN 1314-2704, June 16-22, 2013, Vol. 1, 875 – 880 pp, DOI:10.5593/SGEM2013/BB2.V1/S11.034, http://www.sgem.org/sgemlib/spip.php?article2932

Ichinur Omer, Sunai Gelmambet, Waves regime in Romanian Coastal Zone, Analele Universității „Ovidius”Constanța, seria Constructii, Anul XV – Nr 15 (2013), pp. 125-130, (Index Copernicus Journal Master List, ProQuest, EBSCO and Google Scholar.) http://revista-constructii.univ-ovidius.ro/doc/editii/2013.pdf

I. OMER, C. Gherghina, A software implementation of water waves propagation, ANNALS of the ORADEA UNIVERSITY, Fascicle of Management and Technological Engineering, Volume VII (XVII), 2008, pp. 485-490 DOI: 10.15660/AUOFMTE.2008.982 http://imtuoradea.ro/auo.fmte/files-2008/MECANICA_files/OMER%20ICHINUR%201.pdf

1.2. CONTRIBUȚII ȘI REZULTATE PRIVIND CURGEREA APEI ÎN REGIM NEPERMANENT ÎN SISTEME HIDRAULICE SUB PRESIUNE

Cercetările care vor fi prezentate în acest paragraf au fost realizate în cadrul grantului Idei (cod 1219), câștigat prin competiție națională și intitulat Modelarea matematică și simularea numerică unitară a fenomenului de șoc hidraulic (lovitura de berbec) în sistemele sub presiune de alimentare cu apă prevăzute cu mijloace de protecție, fiind finanțat de “Unitatea Executiva pentru Finantarea Invatamantului Superior, a Cercetarii, Dezvoltarii si Inovarii”. La acest grant candidata a fost director de proiect și a coordonat o echipă alcătuită din 5 membri, doi dintre aceștia fiind doctoranzi.

Obiectivele principale cercetate în acest grant s-au referit la:

elaborarea studiilor teoretice originale și modelarea matematică prin metode numerice a fenomenului de șoc hidraulic în sisteme sub presiune prevăzute cu noi mijloace de protecție. S-au studiat două procedee neconvenționale: un procedeu constând din realizarea unei protecții sub forma unui mediu deformabil care să se extindă pe lungimea conductei și un alt procedeu în care să se realizeze unul sau mai multe tronsoane cu proprietăți diferite de cele ale conductei protejate.

realizarea unui program de calcul performant pentru miscări nepermanente și pe baza acestui program să se efectueze simularea numerică pentru cazurile prevăzute a fi studiate.

Mișcarea rapid variabilă cunoscută și sub denumirea de șoc hidraulic, poate să inducă în sistemul respectiv, suprapresiuni care să depașească de mai multe ori, presiunea din situația de regim permanent. Proiectarea instalațiilor hidraulice sub presiune (gravitaționale sau cu pompare) astfel încât să reziste unor asemenea variații de presiune, reprezintă de cele mai multe ori o soluție total neeconomică, în special în cazul instalațiilor de mari dimensiuni (ca lungimi si diametre).

Regimul nepermanent de curgere în sistemele hidraulice sub presiune poate deveni în anumite condiții un fenomen periculos pentru o instalație hidraulică.

În cele ce urmează vor fi prezentate:

influența conținutului de aer liber din apă asupra fenomenului de șoc hidraulic;

influența asupra celerității a proprietăților sistemului longitudinal elastic pentru protecție la șoc hidraulic.

I.2.1. Influența conținutului de aer liber din apă asupra fenomenului de șoc hidraulic [OmerFlo2013]

Deoarece compresibilitatea aerului este mult mai mare decât cea a apei (la presiune atmosferică) rezultă că variația de presiune generată de manevra unei vane este cu atât mai mică cu cât conținutul de aer este mai mare. Având în vedere formula lui Jukovski care exprimă factorii de care depinde variația de presiune în cazul unei manevre a vanei realizată într-un timp infnit mic se constată că:

asupra vitezei de curgere a apei și asupra densității lichidului aerul are o influență mică, din care motiv în calculele uzuale inginerești această influență se neglijează;

asupra celerității (viteza de propagare a variației de presiune) are o influență care nu ar trebui neglijată.

Având în vedere complexitatea deosebită a fenomenului, pentru realizarea unui model de calcul este necesar să se utilizeze ipoteze simplificatoare, suplimentare față de cazul în care se neglijează aerul dizolvat:

Procentul de aer liber, notat și exprimat ca raport între volumul aerului și volumul amestecului bifazic lichid-gaz are valori mci (6% uzual). Având în vedere că pentru o masă dată de gaz, volumul acestuia variază cu presiunea, volumul de gaz considerat în acest raport corespunde presiunii atmosferice normale.

Aerul liber este dispersat în fracțiuni foarte mici care sunt distribuite aproximativ uniform în lichid. Aceasta înseamnă că prin prezența aerului în lichid, în procentele mici considerate, nu sunt afectate proprietățile de omogenitate și izotropie ale lichidului.

Se consideră că în decursul evoluției fenomenului, masa de lichid și masa aerului liber rămân constante; cu alte cuvinte nu se produc transformări de stare (lichidgaz).

se nelijează variațiile de temperatură care ar putea apare în fenomenul de șoc hidraulic.

Modelul matematic care va fi prezentat în continuare se bazează pe principiul conservării masei și pe formula lui Jukovski care stabilește relația între variația vitezei de curgere a apei într-o conductă și variația de presiune care rezultă.

Se consideră un tronson al unei conducte, de lungime l, în care un lichid (apă, amestec bifazic apă-aer) curge în regim permanent.

Datorită unei manevre a vanei existente în capătul aval al conductei se produce o variație a vitezei în urma căreia viteza scade de la o valoare v0 la o valoare v1 (). Simultan, în secțiunea vanei, se generează o variație de presiune, care face ca presiunea să crească de la o valoare p0 la o valoare p1 ().

Această creștere a presiunii are următoarele efecte:

creșterea densității lichidului;

creșterea diametrului și implicit a secțiunii conductei.

Variațiile de viteză și presiune, generate în secțiunea de la vană constituie împreună o undă fizică care se propagă de-a lungul conductei, în sens invers vitezei inițiale (v0).

În figura nr. 1 a este prezentată situația la un moment oarecare t, în care această undă ajunge într-o secțiune a conductei.

Pe porțiunea de conductă pe unde a trecut unda, lichidul curge cu viteza , presiunea este , densitatea este , diametrul este și aria secțiunii transversale este .

Fig. 1 a

Fig. 1 b

Până la un moment ulterior, , frontul undei parcurge într-o mișcare uniformă, cu o viteză denumită celeritate (c) o distanță , situație prezentată în fig. 1 b.

Pornind de la formula generală a celerității:

(1)

și ținând seama de formula lui Jukovski rezultă următoarea formulă a celerității:

(2)

Având în vedere că acest calcul s-a efectuat pe trepte de variație a presiunii, variațiile de la momentul „i” s-au determinat funcție de valorile parametrilor la momentul „i-1”.

În continuare se caută să se exprime variațiile relative și în funcție de variația de presiune care generează aceste variații.

Pentru variația relativă s-a considerat o corelație polinomială de gradul al doilea:

(3)

Deoarece este evident că o variație nulă a presiunii conduce la o variație nulă a densității rezultă că termenul liber este nul, astfel încât corelația devine:

(4)

Pe baza rezultatelor din [5], prin metoda celor mai mici pătrate, s-au obținut valorile constantelor a și b pentru diferitele procente de aer considerate.

Tabel 1

În figurile nr. 2 a, 2 b, 2 c, 2 d sunt date graficele corespuzătoare variațiilor relative ale densității conform corelațiilor deduse, fiind figurate și valorile experimentale.

Fig. 2 a

Fig. 2 b

Fig. 2 c

Fig. 2 d

În ceea ce privește variația relativă , aplicând metodologia obișnuită din literatura de specialitate a rezultat formula:

(5)

În plus față de teoria clasică s-a considerat și variația diametrului cu variația presiunii.

Se știe că (6)

De aici rezultă (7)

Cunoscând variația diametrului, se poate calcula diametrul la pasul următor:

(8)

Pentru variațiile relative s-a considerat o corelație având aceeași structură c a pentru variația relativă a densității:

(9)

Deoarece o variație nulă a presiunii conduce la o variație nulă a ariei rezultă că termenul liber este nul. Astfel relația (9) devine:

(10)

Pe baza rezultatelor din [5], prin metoda celor mai mici pătrate s-au determinat valorile constantelor c și d:

(11)

Introducând în formula celerității rezultatele obținute pentru variațiile relative ale densității și secțiunii se obține:

(12)

Cu ajutorul acestei formule s-au reprezentat grafic celeritățile în funcție de presiune (fig. 3 a, 3 b, 3 c și 3 d).

Pe baza acestor valori ale celerității s-a propus o corelație logaritmică care să permită calculul celerității în funcție de presiune:

(13)

S-a constatat că valorile parametrilor m și n depind de procentele de aer, rezultatele numerice fiind prezentate în tabelul 2.

Tabel 2

În continuare s-au determinat corelațiile m() și n():

(14)

Astfel corelația pentru celeritate devine:

(15)

În formula (15) s-a considerat raportul =200.

Fig. 3 a

Fig. 3 b

Fig. 3 c

Fig. 3 d

În figurile nr. 3a, 3b, 3c și 3d s-au reprezentat valorile celerității date de corelația 15, de relația (13) și formula celerității din în [5], de unde se observă că între cele două curbe nu apar diferențe semnificative.

Pe baza unor rezultate experimentale cuprinse în teze de doctorat care tratează și influența aerului din conductele sub presiune asupra evoluției fenomenului de șoc hidraulic (lovitura de berbec), s-a obținut o formulă originală având o structură logaritmică care permite calculul celerității în funcție de presiunea în conductă și de procentul de aer liber, pentru o anumită valoare a raportului .

I.2.2. Influența asupra celerității a proprietăților sistemului longitudinal elastic pentru protecție la șoc hidraulic [Omer&al2009]

Protecția sistemelor hidraulice la efectele periculoase ale șocului hidraulic poate fi asigurată prin mai multe mijloace. Din punct de vedere tehnic, cele mai frecvente soluții de protecție la șoc hidraulic utilizate în România sunt castelul de echilibru și rezervorul cu pernă de aer.

Castelul de echilibru este aplicat în special în domeniul hidroenergetic, iar rezervorul cu pernă de aer este folosit la protecția la șoc hidraulic a instalațiilor de pompare. Ambele soluții sunt scumpe, pretențioase în exploatare și introduce o pierdere locală de sarcină mai mare în comparație cu soluțiile prezentate în continuare.

Aceste soluții de protecție la șoc hidraulic, în special la suprapresiuni, bazate pe reducerea celerității (viteza de propagare a undelor elastic) sunt:

“barrel jacket” – peretele conductei este căptușit cu un strat dintr-un material elastic, având un modul de elasticitate mult mai mic decât al oțelului, dar suficient de mare pentru a prelua suplimentul de presiune care apare la șoc hidraulic.

“elastic cylinder” – se consideră un cilindru dintr-un material elastic (cauciuc), de secțiune mică, dispus longitudinal într-o conductă obișnuită.

Fig. 4. Secțiune prin conductă

Pentru a obține relațiile de calcul în cele două variante se utilizează următoarele ipoteze:

starea de tensiune în pereții conductei este plană;

materialele sunt elastice;

se consideră numai eforturile de întindere din pereții conductei, eforturi calculate cu formula cazanelor în care se consideră că pereții conductei sunt subțiri, nepreluând eforturile de încovoiere.

Pentru cele două variante prezentate se determină influența diverșilor factori care intervin în formulele obținute asupra diminuării celerității, respectiv a amortizării suprapresiunilor.

Formula celerității se obține scriind, în două moduri, variația masei de fluid în intervalul de timp . Între două secțiuni de control, la distanța , masa este:

variația masei este (16)

S-a notat A – secțiunea de curgere, c – celeritatea, – densitatea apei.

La o închidere instantanee a vanei, rezultă:

(17)

este viteza medie inițială.

Egalând cele două expresii, rezultă prima relație a celerității:

(18)

În continuare se prezintă modelele matematice ale celor două soluții propuse.

Soluția a) – “barrel jacket”

Suprapresiunile () produc o variație a grosimii elementului elastic și o variație a diametrului conductei . Variația relativă a secțiunii de curgere devine:

(19)

Variația grosimii elementului elastic este:

(20)

Ee este modulul de elasticitate al elementului elastic.

Variația diametrului este:

(21)

Et este modulul de elasticitate al oțelului.

Variația relativă a densității apei este:

(22)

Ew este modulul de elasticitate al apei.

Folosind calcule algebrice, obținem:

(23)

În această formulă anumiți termeni sunt foarte mici și pot fi neglijați. Formula aproximativă implicit a celerității este:

(24)

Am găsit că variația vitezei inițiale (v0) are o influență mică asupra celerității. Pentru valoarea, s-a făcut următoarea reprezentare grafică (fig. 5).

Fig. 5. Variația lui c funcție de δe/De și pentru diferite valori ale lui Ee

Soluția b) – “elastic cylinder”

În acest caz, variația relativă a secțiunii elementului elastic este:

(25)

Variația relativă a secțiunii conductei este:

(26)

Adunând relațiile (25) și (26), variația secțiunii totale rezultă:

(27)

Variația relativă a secțiunii de curgere este:

(28)

Folosind calculele algebrice se obține formula celerității:

(29)

Comparând această formulă cu formula celerității pentru o conductă din oțel și introducând notația , relația (14) ia următoarea formă:

(30)

Fig.6. Variația celerității funcție de De/Dt și Ee

S-a considerat următorul exemplu de calcul:

Prima soluție: – variabil între 15 mm și 300 mm,

,

,

,

,

.

A doua soluție: – variabil între 15 mm și 300 mm,

,

,

,

,

,

.

Rezultatele sunt prezentate în fig. 7.

Fig. 7. Variația celerității pentru exemplul test

S-au concluzionat umătoarele:

În anumite condiții, soluțiile propuse pot fi o alternativă avantajoasă de protecție la șocul hidraulic a instalațiilor hidraulice sub presiune.

Din reprezentările grafice (fig.5. și fig. 6.) se constată că modulul de elasticitate al elementului elastic reprezintă un parametru important; odată cu creșterea modulului de elasticitate al elementului elastic crește și celeritatea.

Mărind secțiunea materialului elastic, respective crescând δe (cazul a) sau De (cazul b), celeritatea scade.

In cazul b, cilindrul din material elastic reduce secțiunea de curgere. Ca urmare prima soluție “barrel jacket” este mai eficientă decât a doua.

CONTRIBUȚII ȘI REZULTATE PRIVIND HIDRODINAMICA COSTIERĂ ȘI PROCESELE LITORALE

Cercetările prezentate în acest paragraf au fost realizate în cadrul contractului Contract nr. 69/2012, PN II_Parteneriate PN-II-PT-PCCA-2011-3 (ECOMAGIS), “Implementation of a complex Geographic Informatic System for ecosystem-based management, through integrated monitoring and assessment of the biocoenosis status and its evolution trends in a fast changing environment at the Romanian coastal zone of the Black Sea/Implementarea unui sistem informatic geografic pentru evaluarea și monitorizarea stării biocenozelor și depistarea tendințelor de modificare a acestora în zona costieră și maritimă”, finanțat de “Unitatea Executiva pentru Finantarea Invatamantului Superior, a Cercetarii, Dezvoltarii si Inovarii”.

La acest grant candidata a fost responsabil de proiect pentru Facultatea de Construcții și a coordonat o echipă alcătuită din 5 membri, toți având titlul de doctor.

Grantul s-a încheiat la sfârșitul anului 2016 și și-a propus să dezvolte un sistem informațional operațional integrat prin care să se furnizeze date hidro-bio-geomorfologice înregistrate în zona de coastă, evaluări, prognoze și avertizări despre starea ecologică în arii pilot ale zonei costiere bazat pe o monitorizare de la distanță, automatizat, să distribuie informațiile și datelor prognozate către organismele importante și/sau factori de interes din zona costieră și să se realizeze un portal web, care să conțină toate datele și informațiile utile factorilor de interes local și regional.

Zona de interes analizată o reprezintă întreaga linie de coastă a României, care se întinde de la Golful Musura la nord (granița cu Ucraina) și Vama Veche la sud (frontiera cu Bulgaria).

Fig. 8. Zona de studiu (după [2])

Din punct de vedere geomorfologic, litoralul României este împarțit în două zone principale (fig. 1):

Zona Nordică, între Golful Musura și Cap Midia – Năvodari, având o lungime de aproximativ 165 km;

Zona Sudică, între Cap Midia – Năvodari și Vama Veche, având o lungime de aproximativ 82 km.

În scopul analizei, cele două zone principale prezentate mai sus au fost împărțite astfel (tabelul nr.3.):

Zona nordică în două subzone (Sulina-Zătoane și Zătoane-Port Midia Năvodari)

Zona sudică în cinci subzone (Mamaia – Constanta, Agigea-Eforie, Tuzla – Mangalia Nord, Mangalia Nord – Mangalia Sud, Mangalia Sud – Vama Veche).

Tabel nr.3. Zonarea costieră

Nivelul mării

Un indicator de stare deosebit de important al zonei costiere este nivelul mării. Nivelul mării indică poziția liniei țărmului și are influența în stabilirea suprafețelor adiacente, prin inundarea acestora.

În anul 2011 nivelul mării a prezentat o abatere constant pozitivă de la mediile lunare multianuale pe durata întregului an, cu exceptia lunii decembrie, când media lunii a fost cu 6,9 cm mai mică decât media lunară multianuală a acestei luni [6].

Fig. 9. Variația nivelului mării la Constanța, în perioada 2006 – 2011 (INCDM)

Din analiza graficului se disting trei perioade de evoluție a nivelului:

– perioada 2006 – 2007 în care se constată scăderea progresivă a nivelului până la valoarea minimă a perioadei analizate de 3,9 cm;

– perioada septembrie 2007 – februarie 2010, în care are loc creșterea nivelului mării, valoarea maximă de 49,3 cm înregistrându-se în februarie 2010;

– perioada februarie 2010-decembrie 2011, caracterizată printr-o scădere constantă a nivelului, cu excepția lunilor iulie și august din 2010 când s-au înregistrat valori de 47,5 și respectiv 40,6 cm. [1]

Pe ansamblu, media perioadei analizate (de 24,5 cm) indică un nivel crescut raportat la media anuală multianuală de 16,6 cm a perioadei 1933 – 2011. [6]

Curenții și circulația generală a apei

Regimul curenților în Marea Neagră este influențat de vânturi, de debitul de apă al fluviilor, de repartizarea densității apei, de conturul coastei, de relieful fundului mării și prezența structurilor costiere și portuare. Factorul principal care determină sistemul curenților la suprafață este vântul. Ceilalți factori au o influență mai mare sau mai mică și produc în general variații în durata și direcția curenților.

De-a lungul platformei continentale a Mării Negre există un curent longitudinal de coastă aproape permanent, care se deplasează în sens ciclonic la marginea platformei continentale și înconjoară întregul bazin. în interiorul acestuia există alte două circuite ciclonice (estică și vestică) datorită Peninsulei Crimeea, iar la periferie se formează diferite circuite anticiclonice de scară medie (fig. 10.).

Fig. 10. Reprezentarea circuitelelor ciclonice si anticiclonice din Marea Negra

(sursa http://www.lefo.ro/carmensylva/curriculum/meteoweb/marea_neagra/fizica.htm)

Viteza curentului este, în medie, de 15-30 cm/s [1].

În zona litoralului românesc al Mării Negre, predomină vânturile de nord și de nord-est, care sunt și mult mai puternice decât celelalte, rezultanta curenților superficiali fiind aproximativ de la nord-est către sud-vest.

Măsurătorile efectuate în februarie 2010, cu ADCP-ul (Acoustic Doppler Current Profiler), în zona platformei continentale de vest a Mării Negre, au arătat faptul că, în dreptul Gurilor Dunării există 2 curenți: unul de la nord spre sud care curge chiar în zona litorală (lângă mal), pe întreaga adâncime cu viteze cuprinse între 0,33 – 0,47 m/s și altul de la sud la nord care curge într-o masă compactă, până la adâncimea de 10 m cu viteza de 0,47 m/s. În regiunea sudică a litoralului românesc, din cauza orientării țărmului, predomină curenții de sud și nord. La suprafață viteza curenților are valori între 20 și 40 cm/s, ajungându-se, în cazuri de excepție, la 100 cm/s (Evaluarea initiala a mediului, INCDM, 2012).

Fig. 11. Distribuția curenților în luna februarie 2010 în zona de platformei continentale de vest a Mării Negre (cm/s) (Evaluarea initiala a mediului, INCDM, 2012)

Comparând rezultatele modelării circulației (fig. 12) cu cele măsurate cu ajutorul ADCP-ului s-a concluzionat că există o concordanță între ele, discrepanțele apărând în sezonul cald. Datorită intensității și stabilității vânturilor, în sezonul rece curenții sunt mult mai stabili, între curenții geostrofici și cei reali existând o mult mai bună corelație.

Fig. 12. Distribuția curenților la suprafață în ianuarie 2012 (stânga) și mai 2012 (dreapta) , rezultat al modelului de circulație pentru zona de NV a Mării Negre (Evaluarea initiala a mediului, INCDM, 2012)

Regimul valurilor în Zona Costieră Românească

Unul din factorii importanți care conduc la modificarea țărmului Marii Negre este dinamica valurilor. Valurile reprezintă mișcări ondulatorii ale apei de suprafață, cu propagare liniară, care antrenează întreaga masă de apă și care se propagă radial. Energia hidrodinamică a valurilor induce, ca efect important, eroziunea sau depunerea materialului solid.

Analiza datelor măsurate privind valurile au fost realizate de INCDM în perioada 2003-2010. In perioada studiată, frecvența pe direcții a valurilor are cele mai mari valoari pe direcție SE și NE. Frecvența valurilor este mai mare în lunile reci (octombrie-martie), cea mai mare valoare înregistrându-se în luna ianuarie (45.7%). S-a realizat si o analiza a datelor de val din anul 2010, stabilindu-se valorile medii ale principalilor parametri ai valurilor.

În vederea studiului regimului de valuri în zona costieră, s-au prelucrat 6144 de date obținute din măsurători efectuate de INCDM în perioada 2003-2010. Distribuția lunară a măsurătorilor pe fiecare an este reprezentată în fig. 13.

Fig. 13. Numărul lunar de măsurători ale parametrilor valurilor (2003 – 2010)

S-a reprezentat frecvența medie lunară și medie anuală a valurilor, exprimată în procente la sută, media fiind calculată pentru perioada de studiu 2003-2010 (fig 14 și fig. 15).

Din fig. 14. rezultă că frecvența valurilor este mai mare în lunile reci (octombrie-martie), cea mai mare valoare înregistrându-se în luna ianuarie (45.7%).

Fig. 14. Frecvența medie lunară a valurilor (perioada 2003 – 2010)

Se observă că în 2010 s-a înregistrat cea mai mare valoare a frecvenței valurilor de vânt și hulă (39.1%), iar în 2008 cea mai mică valoare (18.8 %).

Fig. 15. Frecvența medie anuală a valurilor (perioada 2003 – 2010)

Dintre procesele caracteristice dinamicii zonei costiere, precum circulația curenților, dispersia poluanților etc., direcția valurilor este un factor esențial. Singura metodă prin care s-ar putea asocia acestor măsurători si o direcție, este corelarea cu datele de vant. Astfel, în perioada 2003-2010, frecvența pe direcții a valurilor are cele mai mari valoari pe direcție SE și NE.

Fig. 16. Frecvența pe direcții a valurilor (perioada 2003 – 2010)

În anul 2010, frecvența cea mai mare o au valurile din direcție nordică (73%), atât în sezonul rece (30%) cât și în sezonul cald (43%).

Fig. 17. Frecvența medie multianuală a valurilor (perioada 2003 – 2010)

Fig. 18. Frecventa pe directii a valurilor (2010)

Fig. 19. Frecvența medie a valurilor (2010)

Din cele 1069 observații în anul 2010, 67% reprezintă situații de calm și date lipsă, iar 33% mare agitată (valuri de vânt și hulă, Fig. 19.).

În sezonul cald, 69% reprezintă situații de calm și date lipsă, iar 31% mare agitată, în timp ce în sezonul rece se înregistrează 65% situații de calm și date lipsă, iar 35% mare agitată.

Fig. 20. Frecvența medie a valurilor în sezonul cald și sezonul rece (2010)

Fig. 21. Înălțimi maxime, medii și minime anuale (2003-2010)

Din analiza statistică a înălțimii valurilor (fig. 21.) din perioada 2003-2010 se constată următoarele:

înălțimea maximă a valurilor de 3.5 m s-a înregistrat în 2008 și 2009;

înălțimea minimă a valurilor de 0.3 m s-a înregistrat în toți anii perioadei studiate;

valoarea medianei multianuale este de 0,62 m.

În ceea ce privește parametrii valurilor din anul 2010 se constată ca valorile medii au fost urmatoarele:

înaltimea valurilor de vânt de 0,6 m pentru sezonul cald si 1 m pentru sezonul rece;

înaltimea valurilor de hula de 0,6 m pentru sezonul cald și 0,9 m pentru sezonul rece;

perioada valurilor de vânt de 4s pentru sezonul cald si 4,6 s pentru sezonul rece;

perioada valurilor de hula de 6,2s pentru sezonul cald si 6,9s pentru sezonul rece;

lungimea de unda a valurilor de 6 m pentru sezonul cald si 8,4 m pentru sezonul rece si lungimea de unda a valurilor de hula de 13,5 m pentru sezonul cald si 14,75 m pentru sezonul rece.

În urma analizei masurăturilor de val efectuate în perioada 2003-2010, s-a constatat următoarele:

frecvența pe direcții a valurilor are cele mai mari valoari pe direcție SE și NE.

frecvența valurilor este mai mare în lunile reci (octombrie-martie), cea mai mare valoare înregistrându-se în luna ianuarie (45.7%).

înălțimea maximă a valurilor s-a înregistrat în 2008 și 2009 (3.5 m), iar înălțimea minimă a valurilor de s-a înregistrat în toți anii perioadei studiate (0.3 m).

S-a realizat și o analiză a regimului de valuri în anul 2010 și s-a concluzionat că 67% reprezintă situații de calm și date lipsă, iar 33% reprezintă situații de mare agitată.

Eroziunea costieră

Unul dintre cele mai importante procese naturale, care afectează țărmurile din întreaga lume este eroziunea costieră. La Marea Neagră, eroziunea costieră este un rezultat al acțiunii mai multor factori, cum ar fi valurile, vântul, furtunile, ploile și activitățile umane. Cercetările efectuate în zona costieră a Mării Negre au evidențiat fenomenul de eroziune a plajelor și falezelor, care au condus la prăbușiri și alunecări care pun în pericol viețile umane și stabilitatea construcțiilor amplasate la partea superioară a falezelor.

În ultimele decenii acest fenomen s-a exins în special în partea sudică a litoralului românesc, ceea ce a contribuit la pierderea unor suprafețe importante de plaje.

Deși cauzele eroziunii costiere la litoralul românesc se cunosc în mare parte, asupra lor nu se poate interveni întrucat ele se referă în principal la un dezechilibru al sursei sedimentare, redusă ca pondere de blocarea debitului aluviunilor deversate de Dunãre ca urmare a amenajărilor hidrotehnice în bazinele hidrografice, interceptarea și devierea sedimentelor transportate în lungul tãrmului datoritã unor construcții de navigație (jetelele canalului navigabil Sulina, porturile Constanța, Midia, Mangalia), dar și existența unor formațiuni și fenomene naturale (ins. Sahalin, transferul de nisip de pe plajă în lagune, etc).

Principalele cauze care au condus, accentuat și extins acest fenomen sunt:

reducerea masivă a debitului de sedimente transportat de Dunăre (până la aproximativ 40%) datorată în principal construcției barajelor de la Porțile de Fier I și II;

tendința de ridicare a nivelului mării în medie cu 1,5 – 2 mm/an, ce determină retragerea liniei țărmului;

construcția și extinderea digurilor de protecție portuară, care blochează sau deviază transportul sedimentelor de către curentul longitudinal pe litoralul românesc al Mării Negre (ex. Digurile de la Sulina – blochează accesul spre sud al sedimentelor aduse în mare pe brațul Chilia, Digul de la Capul Midia, care blocheaza transportul sedimentelor provenite în principal de pe brațul Sf. Gheorghe spre sud, Digul de la Năvodari care a condus la micșorarea plajelor din Mamaia și Constanța, cel din portul Constanța care a condus la micșorarea plajelor din Eforie Nord și Eforie Sud, iar digul din Mangalia a distrus plaja din 2 Mai);

lucrările de extindere si modernizare a porturilor Midia, Constanta, Mangalia, ce au generat devierea spre larg a traseelor curentilor litorali care asigura alimentarea cu nisip a plajelor din sudul litoralului;

modificările climatice cu furtuni tot mai dese, de durată și intensitate mare.

modificarea configurației țărmului, configurația și natura fundului marin.

În “Raportul privind starea mediului marin și costier în anul 2011” elaborat de INCDM „Grigore Antipa” Constanța este prezentată starea litoralului românesc și a zonelor sale costiere din punctul de vedere al proceselor de eroziune costieră în perioada 2010-2011.

Zona Nordică

Conform măsurătorilor de teren efectuate de INCDM Constanța în campanii comune cu Direcția Hidrografică Maritimă s-a constatat că în ciclul geomorfologic 2010-2011, procesele costiere de la zona nordică a litoralul românesc, au fost dominate de caracterul de echilibru dinamic – linia țărmului s-a retras sau a avansat mai puțin de +/- 10 m (40%) și acrețiune – avansarea liniei țărmului pe distanțe >10 m (35%) fata de cele de eroziune – retragerea liniei țărmului cu mai mult de 10 m) (25%) (Fig. 22).

Ponderea proceselor costiere exprimata în procente s-a calculat la numarul de masuratori efectuate, iar raportul eroziune/acrețiune, ca indicator de stare a mediului costier, a fost raportat la lungimea corespunzatoare de tarm.

Fig. 22. Ponderea proceselor costiere (eroziune/echilibru/acrețiune) în perioada 2010-2011

Sectorul de țărm Sulina – Cap Midia

În tabelul 4 sunt prezentate rezultate privind avansarea sau retragerea liniei țărmului pe sectoarele zonei nordice a litoralului (fig. 23.) și se observă că în sectorul Gârla Impuțită -Casla Vadanei s-a înregistrat cea mai mare eroziune a plajei din zona nordică.

Tabel 4. Observații procesul de eroziune și modificarea liniei țărmului pe sectoarele zonei nordice

Fig. 23. Eroziune/acumulare 2010-2011 (după Raport de mediu INCDM 2011)

Zona Sudică

În această zonă au predominat de asemenea procesele de acrețiune (72%) față de eroziune (15%) și echilibru dinamic (13%).

Pe baza determinărilor ritmurilor de modificare a liniei de contact mare-uscat stabilit de INCDM, s-a realizat evaluarea magnitudinii proceselor costiere (eroziune/echilibru dinamic/acrețiune) pentru sectoarele de plaja, prin gruparea acestora în 7 clase (intervalul clasei fiind de 5 m), astfel:

Eroziune puternică: sub -12.5 m (6%),

Eroziune medie: -12,5 până la -7.6 m;

Eroziune slabă: -7.5 până la -2.6 m (9%);

Echilibru dinamic: 2.5 până la -2.5 m (13%);

Acrețiune slabă: 2.6-7.5 m (29%);

Acrețiune medie: 7.6-12.5 m (34%);

Acrețiune puternică: > 12,5 m (9%).

Fig. 24. Ponderea proceselor costiere (eroziune/echilibru dinamic/acrețiune) în perioada 2010-2011, Sectorul de țărm Năvodari-Vama Veche

În tabelul 5. sunt prezentate rezultate privind avansarea sau retragerea liniei țărmului pe sectoarele zonei sudice a litoralului (fig. 25.) și se observă că în zona sudică, spre deosebire de zona nordică, s-au înregistrat procese puternice de eroziune pe mai multe sectoare.

Tabel 5. Observații procesul de eroziune și modificarea liniei țărmului pe sectoarele zonei sudice

Fig. 25. Eroziune/acumulare 2010-2011(Raport de mediu INCDM 2011)

În Master Planul "Protectia si reabilitarea zonei costiere". ASISTENTA TEHNICA PENTRU PREGATIREA DE PROIECTE AXA PRIORITARA 5. Domeniul major de interventie 2: Reducerea eroziunii costiere” al A.N.R. Apele Române elaborat de Halcrow România S.R.L. în iulie 2011 sunt prezentate punctele cu risc de eroziune (Canalul cu Sonda – Sf. Gheroghe, Mamaia-Constanța, Eforie, Costinești, Olimp- Saturn) (fig. 26.).

În urma studiului realizat, s-a constat că spre deosebire de zona nordică, care nu este considerată o prioritate din punct de vedere al riscului de eroziune, zona sudică (între Portul Midia și Vama Veche) prezintă mai multe puncte critice de eroziune, unde majoritatea aliniamentului este în prezent apărată artificial.

Singura locație din zona nordică care ar necesita lucrări de refacere a coastei este reprezentată subzona Sulina – Sf. Gheorge, unde eroziunea se datorează impactului antropic asupra aportului de sedimente din Dunăre. Specialiștii de la A.N.R. Apele Române- Administrația Bazinală de Apa Dobrogea – Litoral și Halcrow propun aducerea de material dragat cu ocazia intreținerii barei Sulina la o locație din apropierea țărmului, pentru a permite sistemului să revină la o stare mai naturală, prin refacerea unei conexiuni litorale peste gura Sulina.

Fig. 26. Puncte fierbinti de eroziune de-a lungul litoralului romanesc al Marii Negre (Master Plan, Halcrow)

POLUAREA ZONEI COSTIERE

Poluarea Mării Negre este o problemă importantă, care are efecte semnificative asupra sănătății umane și a vieții acvatice. Prin urmare, monitorizarea poluării este foarte importantă .

Litoralul, prin poziția sa, este locul unde se acumulează efectele poluanților din teritorii vecine sau mai îndepărtate, fiind un receptor al deversărilor emisiilor și reziduurilor nocive și toxice din: teritorii largi ale căror limite sunt greu de evaluat (surse de poluare "nepunctiforme") și în special din teritoriul aferent bazinului hidrografic litoral (surse "punctiforme") constând din guri de descărcare.

Aria de concentrare a surselor de poluare locale din zona costieră a României se întinde, în principal, pe direcția N-S, între Midia și Techirghiol și pe direcția E-V, a canalului Dunăre-Marea Neagră, între Medgidia și Marea Neagră.

Una din sursele importante de poluarea marină o reprezintă apele Dunării care transportă anual milioane de m3 de apă care conțin substante poluante: metale grele, azotați și fosfați etc.

Principalele surse de poluare care provin din dezvoltarea accentuată a diferitelor activități socio-economice în spațiul natural al zonei costiere (fig. 27) sunt:

Industria: Industria chimică și petrochimică, industria energetică etc.

Porturile (Tulcea, Constanța și Mangalia) și porturile turistice (Sulina, Sf. Gheorghe, Gura Portiței, Midia, Portul Tomis, Eforie Nord, Mangalia);

Stații de epurare orășenești: Constanța Sud, Constanța Nord, Eforie Nord, Mangalia și stațiile de epurare industriale de la Petromidia și Constanța Port. Toate stațiile de epurare de la zona costieră românească (Constanța Nord, Constanța Sud, Eforie Sud, Mangalia) sunt în proces de modernizare cu includerea etapei de epurare terțiară (reducerea fosforului și a azotului).

http://www.mmediu.ro/gospodarirea_apelor/zona_costiera/implementare_conventie.htm

Transportul maritim (influxul de nutrienți, pierderile de produse petroliere, zgomotul).

Activitățile de prospectare și explorare pentru petrol și gaze (tăieturi, detritus sau solide de foraj, nămolul sau noroiul de foraj, emisiile atmosferice provenite din arderea motorinei în generatoarele de putere de pe platformă și de pe vasele de asistență., provine din activitățile de pe platformă, macarale, navele de asistență, elicopterul care face schimbul de echipaj etc., în cazul prospectării prin foraj, sau de la tunurile de aer în cazul prospectării seismice, Deversarile accidentale de motorină, produse fie în urma unui transfer de pe vasul de alimentare în depozitul vrac de pe platformă (scurgeri care sunt rare și în cantități mici) sau în cazul unui accident (coliziune), când tot stocul de hidrocarburi poate ajunge în mare);

Activități recreaționale și turism;

Deșeurile solide care sunt evacuate pe uscat și deșeurile lichide emise într-un loc pe uscat ajung indirect în mare, ori infiltrându-se în pânza freatică, ori fiind transportate de râuri și pâraie în mare sau în lacurile litorale.

Zona nordică este dominată de aportul de substanțe nocive aduse de Dunăre, dintre care se menționează: substanțe în suspenie, metale grele, substanțe caracteristice activităților portuare, ape uzate menajere (detergenții, microbacteriile de origine fecală).

Zona sudică este dominată de aportul de impurificare adus de porturi, industriile și localitățile de pe litoral.

Fig. 27. Ponderea unor factori de impact (surse de polaure) din totalul factorilor considerati

Zona costieră românescă s-a confruntat cu probleme semnificative în ceea ce privește distrugerea habitatelor, eroziunea costieră, poluarea apei și sărăcirea resurselor naturale. Creșterea rapidă a populației și turismului, exploatarea la scară mare a resurselor naturale și dezvoltarea rapidă a infrastructurii au condus la degradarea severă și la declinul calității zonei costiere românești (INCDM, 2010).

Un risc crescut îl reprezintă poluările accidentale. Acestea pot fi provocate de:

poluatori necunoscuți, în special cu produse petroliere, atât la Marea Neagră cu implicații asupra plajelor turistice, cât și a apei fluviului Dunărea;

de la navele comerciale aflate în tranzit prin porturile menționate mai sus, care poluează atât calitatea apei Mării Negre cât și a Dunării, fie prin deversări ilegale de ape de santină, fie prin deversarea accidentală a unor produse de la bordul lor sau foarte rare de eșuare sau chiar scufundare a unor nave.

Dintre cei mai importanți poluanți care vor fi prezentați în continuare sunt metalele grele și hidrocarburile.

Metalele grele

Metalele pătrund in mediul marin din surse diverse, naturale sau antropice, in forme dizolvate în apă sau ca parte integrantă a sedimentelor. Sursele generale de poluare a mediului marin sunt reprezentate de: orașe și industrii costiere; ape uzate și reziduuri industriale; deșeuri menajere și ape pluviale; transport naval; descărcarea deșeurilor în mare; epave; muniție pierdută sau aruncată intenționat; platforme de foraj marin; depuneri atmosferice (UNEP, 2002; 2006) [7].

Odată ce metalele difuzează în ecosistemele acvatice, acestea pot urma căi diferite: se pot dizolva în coloana de apă, depozita în sedimente, volatiliza în atmosferă și acumula în organisme. În concentrații naturale unele metale joacă un rol esențial în multe procese biochimice, dar în concentrații ridicate pot deveni toxice.

Bioacumularea metalelor reprezintă un proces important în reglarea homeostatică prin care organismele obțin metalele esențiale necesare funcțiilor biologice, cum ar fi reacțiile metabolice și enzimatice. Acest proces este definit ca preluarea și acumularea netă a unei substanțe chimice de către un organism din mediu și/sau hrană.

Monitorizarea calității apelor tranzitorii, costiere și marine din zona litoralului românesc al Mării Negre este realizată de Institutul Național de Cercetare-Dezvoltare ,,Grigore Antipa” Constanța. Expedițiile de prelevare a probelor de apă, sedimente superficiale și biotă se desfășoară cu o frecvență de 2 – 4 ori pe an și se realizează cu nava de cercetare ,,Steaua de Mare 1” (INCDM, 2012) [4], [5].

Rețeaua de monitorizare se întinde de-a lungul litoralului românesc între Sulina și Vama Veche și cuprinde un număr de 39 de stații, începând cu orizontul de 0 m și până la orizontul de 50 de m adâncime [3, 4, 5, 6]. Stațiile au fost alese în funcție de prezența surselor de poluare terestre, sensibilitatea zonei, utilizării specifice a acestor areale (plaje, areale de cultură a midiilor) și condițiilor hidrologice specifice (Oros, 2008) [9].

Analiza cantitativă a metalelelor grele (Cu, Cd, Pb, Ni and Cr) din zona de coastă a Mării Negre a fost realizată pe baza informațiilor furnizate de Institutul Național de Cercetare-Dezvoltare ,,Grigore Antipa” Constanța, în intervalul de timp cuprins între anii 2002-2012, ca urmare a cercetărilor realizate în cadrul programului de monitorizare integrată.

Datele obținute în perioada de studiu au fost comparate cu valorile maxime admisibile (Tabel 6) pentru fiecare categorie de metale grele analizate.

Tabel 6 Valoarea maxim admisibilă (Ordinul nr. 1888/2007 pentru apa mării și sedimente)

În următoarele grafice sunt reprezentate variațiile în timp ale concentrațiilor medii anuale ale metalelor grele studiate.

Fig. 28. Variația în timp a concentrațiilor medii ale cuprului în coloana de apă și sedimente

În fig. 28 sunt reprezentate concentrațiile cuprului în apă și sedimente, aceste concentrații având valori foarte mici în comparație cu limita maxim admisibilă. Valoarea maximă a concentrației cuprului în apă a fost observat în 2011 (34.47 μg/l) și în sedimente în 2000 (96 μg/g), iar valoarea minimă, în apă în 2009 (1.43 μg/l) și în sedimente în 2006 (19.36 μg/g).

Fig. 29. Variația în timp a concentrațiilor medii ale Cadmiului în coloana de apă și în sedimente

În cazul cadmiului, fig.29 arată că în 1996-1999 concentrațiile de cadmiu în sediment depășesc valorile maxim asmisibile, celelalte concentrații fiind mai mici decât valorile maxim asmisibile. Valoarile maxime ale concentrațiilor de Cadmiu au fost înregistrate în 1999 (14.5 μg/l în coloana de apă și 62.7 μg/l în sedimente), iar valorile minime în 2001 (0.45 μg/g) în coloana de apă și în 2008 în sediments (0.38 μg/g).

Fig. 30. Variația în timp a concentrațiilor medii ale plumbului în coloana de apă

Fig. 31. Variația în timp a concentrațiilor medii ale plumbului în coloana de apă și în sedimente

În ceea ce privește concentrația de plumb, toate valorile concentrațiile sunt mai mici decât valoarea maxim admisibilă în ambele situațiie (în coloana de apă și în sedimente), exceptând concentratiile plumbului în apă care corespund anilor 1999, 2000 și 2011 (Fig. 30 și 31).

Fig. 32. Variația în timp a concentrațiilor medii ale plumbului în coloana de apă și în sediment

Concentrațiile medii de nichel în apă (fig. 32) sunt foarte mici în comparație cu limita maxim admisibilă, iar ân sedimente, toate valorile sunt mai mici decât valoarea maxim admisibilă cu excepția anului 2011 când s-a înregistrat valoarea 106.34 μg/g (fig. 32).

Fig. 33. Variația în timp a concentrațiilor medii ale cromului în coloana de apă și în sedimente

În ceea ce privește concentrațiile medii anuale de crom, toate valorile acestor concentrații sunt mai mici decât limita maxim admisibilă (Fig. 33). Valoarea maximă a concentrațiilor de crom în apă (15.01 μg/l) a fost înregistrată în 2004 și în sedimente în 2011 (87.55 μg/g).

Principalii indicatori statistici (media, abaterea standard, maximum, minimum, kutosis și skewness) sunt prezentatți în tabelul 7.

Tabel 7 Principalii indicatori statistici

Se observă că seriile au o distribuție neomogenă.

În cazul apei, valorile skewness-ului variază între 0.79 și 1.89 și kurtosis-ul de la -0.9 la 2.77. In sedimente, valorile skewness-ului variază între 0.05 și 2.65 și kurtosis-ul de la -1.16 la 7.17.

Aceste valori sunt reprezentate în diagrama Boxplot (fig. 34) în care sunt reprezentate: valoarea minimă, prima quartilă inferioară (care delimitează cele mai mici 25% din valorile observate), mediana, a treia quartilă superioară (care delimitează cele mai mari 25% din valorile observate) și valoarea maximă.

Fig. 34. Diagrama Boxplot

Ordinea de acumulare a elementelor în sensul de descreștere este: în apă, Cu > Pb > Cr > Ni > Cd și în sedimente, Cu > Pb > Ni > Cr > Cd.

Comparând cu zona costieră a Turciei, rezultatele nivelurilor de metale grele măsurate în apă de mare și sedimente din zona Zonguldak, indică faptul că concentrațiile de Cd, Cu, Zn și Pb în apa de mare și concentrațiile de Cd, Cu, Cr și Pb în sedimente sunt ridicate, posibil cauzată de cenușa rezultată de la arderea cărbunelui și a deșeurilor de la fabricile de ciment din zonă.

În probele de sedimente prelevate din coastele Zonguldak, poluarea cu metale grele, în special cadmiu, crom și nivelurile de plumb au fost foarte mari ca și celelalte țări de la Marea Neagră [11].

Rezultatele prezentate mai sus au demonstrat în mod clar că litoralul românesc al Mării Negre nu se confruntă cu poluarea cu metale grele. toate concentrațiile medii anuale de metale grele în apă de mare și sedimente marine sunt sub valoarea maximă alowable, cu excepția 2011, când au fost înregistrate mai mare la plumb în apă și nichel în sedimente.

Hidrocarburi petroliere (HPT)

Principalele surse de poluare a mediului marin cu hirdrocarburi sunt emisiile industriale și urbane, transportul maritim, emisii naturale, accidente ale tancurilor petroliere, producție offshore (operațiuni de foraj/extracție).

Valorile medii ale conținutului total în hidrocarburi petroliere (HPT) din apele Marii Negre, in perioada 2006-2011, este cuprins între 103,1 μg/l și 670 μg/l, valoarea medie fiind de 379,4 μg/l. Cea mai mică valoarea medie continutului total în hidrocaburi petroliere – HPT în apă a fost de 103,1 μg /l înregistrată în anul 2011.

Fig. 35. Continutul total in hidrocarburi petroliere in perioada 2006-2011

O parte din aceste hidrocarburi provin din poluările accidentale. În perioada 2007-2011 au avut loc 39 de poluări accidentale produse, din care 33 au fost înregistrate în acvatorii portuare și 6 în largul Mării Negre. Substanțele poluante au rezultat din deversările de la nave, exploatarea deficiența a instalațiilor, accidente în procesul de încărcare – descărcare, scufundări ale navelor și au constat în principal în hidrocarburi petroliere.

Fig. 36. Numărul poluărilor accidentale înregistrate în perioada 2007-2011

În acest grafic se observă că în anul 2011 au avut loc cele mai puține poluări accidentale din perioada 2007-2011, iar cele mai multe poluări accidentale s-au înregistrat în 2008.

Niciuna dintre situațiile de poluare accidentală nu a fost gravă și nu a avut consecințe semnificative, poluarea creată fiind gestionată în cel mult câteva zile de la producere.

Riscul la poluarea marină cu produse petroliere

O strategie eficientă a managementului integrat al zonei costiere se poate stabili după evaluarea corectă a riscului de eroziune a zonei costiere, a factorilor de hazard și factorilor de impact (vulnerabilitate) ai zonei.

Riscul reprezintã nivelul probabil al pierderilor de vieți omenești, al numãrului de rãniți, al pagubelor aduse proprietãților și activitãților economice de cãtre un anumit fenomen natural sau grup de fenomene într-un anumit loc și într-o anumitã perioadã [5].

Vulnerabilitatea reprezintã mãsura în care un sistem poate fi afectat în urma impactului cu un hazard și cuprinde totalitatea condițiilor fizice, sociale, economice și de mediu care mãresc susceptibilitatea sistemului respectiv. Vulnerabilitatea arata ca, daca are loc fenomenul de eroziune costiera, aceasta va produce pagube directe si pagube indirecte, insotite eventual de pierderi de vieti omenesti. Functia de vulnerabilitate este extrem de complexa, depinzand de un mare numar de variabile, unele dintre acestea fiind adesea dificil de determinat. Aceste variabile le vom denumi ca factori de impact [5].

Hazardul este fenomen natural sau antropic dãunãtor omului, ale cãrui consecințe sunt datorate depãșirii mãsurilor de siguranțã pe care orice societate și le impune [5].

Smith (2001) considerã cã riscul include probabilitatea ca un anume hazard sã se producã: “hazardul (cauza) reprezintã o amenințare potențialã pentru societatea umanã și valorile ei, iar riscul (efectul) este probabilitatea ca un anumit hazard sã se producã” [5].

Evaluarea impactului (luând în considerare o deversare de petrol) presupune luarea în considerare a vulnerabilității ecosistemului afectat, în sensul că există un punct (zona) atins de acesată deversare; parametrii care stabilesc această zonă sunt câmpul curenților și câmpul de vânt, ambele în continuă schimbare.

În continuare se vor prezenta patru cazuri de deversare unică ca poziție și cantitate (Fig. 37.).

S-a utilizat sistem GNOME (softul NOAA & EPA adaptat pentru Marea Neagra la Institutul Național de Dezvoltare și de Cercetare Marină "Grigore Antipa"). Ca date de intrare s-au introdus patru seturi diferite de date cvasi-reale de vânt (seturi de valori istorice reale pentru Constanta au fost extrapolate la întregul domeniu ).

Fig.37. Traiectoria petrolului deversat în cele patru situatii A, B, C și D

În cazul A s-au reprezentat cele mai probabile prognoze (Prognoza A1 și A2), luând în considerare toate posibilitățile de răspândire (pentru cazul dat). Zona neagră, aproape de Sahalin, reprezintă zona cea mai probabilă în care va ajunge pana de poluant.

Cazul B prezintă o amenințare generală pentru întreaga parte de nord a țărmului românesc, în timp ce prognoza indică poluarea malului sudic al Mangaliei.

Cazul C este "mai riscant" decât cazul B (deversarea este la 2.1 km, apoi la 0.4 km de țărm) care indică poluarea zonei Eforie (din fig. 2).

Cazul D afișează o prognoză destul de clasică (variabilitate foarte scăzută a vântui), caz în care poluantul poluează plaja din Constanța și la plaja de sud din statiunea Mamaia.

Concluzia care rezultă din cele patru situații prezentate anterior este că pentru orice punct / zonă X se admite nivelul de risc ca fiind suma probabilităților de deversare în toate punctele mării înmulțită cu probabilitatea de un vânt / furtună care va deplasa pana deversată în X și înmulțită cu vulnerabilitatea zonei X.

Tabel 8 Sursele de poluare cu nivelurile de risc corespunzătoare fiecărei zone de studiu

Conform tabelului 8 și modelării realizate în cele patru situații de deversare, zonele cu nivel foarte mare de risc la poluare sunt preponderent în partea sudică a zonei costiere: Midia, Constanta, Eforie (cazul C) și Mangalia.

Fig.40. Zonele cu nivel foarte mare de risc la poluare

Aspecte ale modelarii procesului hidro-geomorfologic cu impact asupra evolułiei ecosistemului zonei costiere românești, în noul context al schimbărilor climatice

Schimbarea rapidă a proceselor stării ecologice din ecosistemele de coastă au fost abordate, induse de procesele rapide de sedimentare sau eroziune, determinată de acțiunea combinată a regimului hidrologic al factorilor Dunării și agitație marina, crescând sub influența a schimbărilor climatice actuale.

Pentru a evidenția soluțiile viabile care să permită o gestionare eficientă și durabilă și renaturarea zonelor vulnerabile costiere românești, au fost dezvoltate acțiuni de analiză și simulare a proceselor naturale hidro-geomorfologice, precum și procese de analiză modificate sau induse de factorul antropic, inclusiv evaluarea impactului probabil sau evoluția ecosistemului deltaic ecosistemului afectat de coastă.

Rezultatele finale ale studiului proceselor hidro-bio-geo-morfologice din zona de mică adâncime, permite intervenția și gestionarea eficientă a resurselor biotici și abiotici din sistemul de coastă, pe baza modificărilor condițiilor climatice determinați de mediu și reflectate în diferiți indicatori de stare ai ecosistemului de coastă.

Pentru reprezentarea transformarilor primare ale valului s-au utilizat metode numerice care permit aplicarea la o scara mai redusa a campului de masuratori. Un avantaj cert al utilizarii modelelor numerice il reprezinta si scaderea costurilor aferente studiului pe modele fizice. Aceste modele au la baza o reprezentare statistica a camoului masurat al valului, numita spectru de val. In selectarea unui spectru de val se tine cont in primul rand de acurateatea modelului in predictia transformarii valului in apropierea tarmului si de utilitatea lui in asistarea analizelor asupra impactului existent si potential al diferitelor masuri de protectie care se impun.

In cazul de fata, pentru a studia propagarea-atenuarea valurilor respectiv alterarea regimului hidrodinamic prin stagnarea maselor de apa in zonele pilot, a fost ales modelul STWAVE (STeady State spectral WAVE) dezvoltat de Corpul de Ingineri al Marinei Americane (ESACE – WES ). Deoarece regimul de val influenteaza transportul sedimentar de-a lungul coastei precum si regimul hidrodinamic psecific, acurateatea modelului raspunde necesitatilor de analiza si evaluare a raspunsului costier. Avand in vedere ca un spectru de val este produsul interactiunii dintre spectrul energiei valului si un camp de curenti, modelul include submodele ale spargerii valului si inclinarii valului in apropiere de coasta. Deasemeni STWAVE include un model de vant care rezolva corespunzator procesul de dezvoltare a campului de valuri si influenta valurilor brizante asupra distributiei si disiparii energiei de val. Dezvoltarea aplicatiei numerice folosind modelul STWAVE are la baza o serie de etape si proceduri prezentate în fig. 41.

Componenta cea mai importanta a celor mai multe aplicatii numerice este reteaua de calcul. Primul pas in construirea retelei de calcul este obtinerea datelor topo-batimetrice pentru sectorul de tarm in care se rmareste desfasurarea aplicatiei. Pentru cazul particular al Baii Musura a fost dezvoltata o aplicatie care cuprinde date de val, linia tarmului si batimetria cu sau fara date de nivel si vant. Pentru linia tarmului si batimetrie s-a folosit un set de date in format ASCI (x,y) si respectiv (x, y,z) la nivelul anului 2012 (fig.42).

Fig. 41

Fig.42. Schița batimetriei Băii Musura, în coordonate Stereo 70 / locale (perspectiva 3D)

De-a lungul spectrului de intrare, rețeaua de calcul a fost dezvoltată pentru o situație batimetrică de echilibru, la o dată ulterioară înnisipărilor și redistribuirilor de sedimente, datorita dragarii canalului Bistroe din 2002. Schița domeniului pentru zona de aplicare a modelului este redată pe etape în fig/ 43-triangularea datelor.

Fig.43. Triangularea datelor batimetrice pe baza fisierului ( X,Y, Z)

Dupa stabilirea domeniului si dezvoltarea retelei se trece la extinderea unui domeniu de calcul pentru initializarea datelor pe limita libera dinspre larg, prin rotatia la un azimut corespunzator. Limitele geografice ale retelei au fost stabilite dupa amplasamentul celor doua brate ale Dunarii care flancheaza Baia Musura, Sulina si Chilia. Spatierea dintre nodurile retelei ( grid resolution) este de 100 m si cuprinde un areal rectangular de 12 600 m pe 8000 m care include linia tarmului din aria modelului domeniului, axele fiind rotite la un azimut de 270 de grade (fig.44).

Fig.44 Rețeaua de calcul

Ca date de intrare in model a fost utilizat un spectru de val bidimensional. Ca date de iesire au fost obtinute inaltimea semnificativa a valului (Hs), Perioada de varf (Tp) si directia medie a valului (θ). Spectrul de intrarea pentru STWAVE a fost construit pe baza unei subrutine numerice de gradul doi care recreeaza un spectru bidimensional pentru fiecare condietie individuala de val (SPECGEN). Pentru aceasta se calculeaza frecventa si imprastierea directionala a spectrului energiei valului pe baza parametrilor semnificativi ai valului : T1/3 și H1/3, metoda descrisa de Goda (1985).

Spectrul de frecvență S(f) este calculat folosind relația spectrului Bretschneider-Mitsuyasu:

(31)

T1/3 = 1/(1.05fp) perioada semnificativă, estimată din frecvența de vârf a valurilor,

H1/3 este înălțimea semnificativă.

Pentru calculul spectrului de energie bidimensional, se aplica spectrului de frecventa o functie de imprastiere directionala G(f,θ), astfel ca:

S(f,θ) = S(f) G(f,θ), (32)

G(f,θ)=G0 cos2s(θ/2),

s parametru de împrăștiere relativ la viteza vântului și frecventă,

θ azimutul relativ la principala direcție a valului

G0 este o constantă dependenta de θ și s.

Datele de val disponibile folosite in studiul de caz al Baii Musura au cuprins inregistrari vizuale ale valurilor efectuate din sase in sase ore la platforma Gloria pe un interval de timp multianual. Aceste date au permis dezvoltarea analizelor statistice asupra campului de val. Rutina WWWL a modelului a permis aplicarea diferitelor criterii de limitare prin care au fost indepartate situatiile de calm si selectate doar evenimentele cu magnitudine ridicata care au determinat un raspuns costier semnificativ.

Rezultatele rulării modelului STWAVE sunt vizualizate cu rutina WMV (Wave Model Visualization). Condiția predominantă pentru simularea propagării valurilor de-a lungul Băii Musura a fost de 2.27 m înaltime,cu o perioada de varf de 12 secunde , din direcția NE (fig.45 si 46), având un efect de concentrare in zona centrala a băii. Ca rezultat, s-a observat faptul ca valurile se atenueaza rapid la gradienții batimetrici, ceea ce conduce la ideea ca masele de apă locale au un grad de stagnare ridicat, fiind inprospatate de inputul de apă dulce care vine de pe brațele Dunarii, input care nu a fost luat in calcul in cazul modelului de valuri.

Fig.45. Reprezentarea grafică STWAVE pentru Cazul 1 (Hs=2.26m, Tp=12.50 sec, θ=42,59) contururile indică înălțimea valurilor propagate

Fig.46. Reprezentarea grafică STWAVE pentru Cazul 1 (Hs=2.26m, Tp=12.50 sec, θ=42,59) contururile indică descreșterea înălțimilor de val, iar vectorii, direcția medie a propagării valului

In cazul unui regim de val din directia Est, inaltimile de val au o distributie echilibrata pe intreaga lungime a liniei de tarm. Impactul valului incident de-a lungul coastei este maxim datorita expunerii frontale a tarmului.

Fig.47 Reprezentarea grafica STWAVE pentru cazul de propagare a valurilor dinspre directia NE, cea mai critica în ceea ce priveste intensitatea (Hs=2.26m, Tp=12.50 sec, θ=42,59) – contururile indică descresterea perioadei de val

Modelul furnizează înformații referitoare la distribuția inaltimilor de val, perioadele valurilor propagate în interiorul corpului de apă al golfului Musura și atenuarea valurilor pe exteriorul bazinului, în zonele în care se produce colmatarea maximă. Aceste transformari au dus la dezvoltarea explozivă a speciilor de Trapa natans pe suprafețele de apă linistită puțin adâncă (fig.47)

Verificarea rezultatelor modelului STWAVE pentru cazurile de propagare a valurilor de larg, s-au efectuat cu metode clasice utilizand perspectometrul naval și o geamandura. Masuratorile s-au realizat zilnic, la trei ore distincte, 07.00/08.00, 13.00 și 17.00 /18.00. Au rezultat peste 40 de înregistrări, sub 1.5m, în domeniul de înalțime al valului observat. Având în vedere faptul că valurile reprezintă oscilații ale maselor de apă până la adâncimi considerabile, cu componente transversale și longitudinale, s-au măsurat elemente atât din componenta transversală (direcția și viteza de propagare a valului, lungimea de undă) cât și din cea longitudinală (perioadă, înălțimea valului). S-au mai măsurat și alte elemente specifice: viteza particulei elementare în val, lungimea valului si parametrii descriptivi ai vântului.

Procesul de propagare și transformare a valurilor în zona gurilor de varsare este determinat de regimul hidrologic al fluviului. Astfel transportul de apa și sedimente indus de valuri este raportat la vitezele generate de valurile de frecvență înaltă și joasă, și are componente transversale și longitudinale vis-a-vis de orientarea țărmului atât în cazul valurilor nedeferlate cât și a celor deferlate.

Se remarcă o intensificare progresivă a înaltimii câmpului de valuri în zona barei Sulina, la contactul cu curentul provenind de pe brațul Sulina, precum și o refractie corespondentă cu influența asupra curgerii dinspre golful Musura.

Modelul STWAVE nu a fost capabil să evalueze schimbările regimului de val rezultate din procesele de difracție induse de digul de nord al canalului Sulina. Dincolo de influența caracteristicilor topo-batimetrice, tendințele furnizate de modelul potențialului de transport sedimentar nu verifică bine schimbările istorice ale liniei de tarm.

Deși modelul spectral al valurilor staționare, STWAVE (Steady-State Spectral Wave Model ) poate fi considerat o aplicatie flexibilă și un model robust pentru formarea și propagarea valurilor de vânt din apropierea țărmului, pentru a stabili un criteriu de estimare a impactului asupra sistemului din apropierea coastei, este necesar sa se compare potențialului transportului sedimentar și schimbările liniei de țărm pe diferite perioade temporale. Discrepanțele care pot apare între rezultatele modelului și măsurătorile in situ subliniază tendința variatiei liniei de țărm pe termen lung și scurt in special după un eveniment meteo-hidrologic notabil.

Studiile bazate pe modele hidraulice fizice dimensionate la diferite scari dimensionale, precum si studiile realizate pe modele numerice de simulare a raspunsului tarmului in vecinatatea promontoriilor naturale si/sau a digurilor transversale, elaborate in legătură cu formarea și extinderea unor plaje pretejate la litoralului românesc, au fost realizate prin aplicarea unei metode operative, grafice, de ajustare a modelelor numerice bidimensionale cu rezultate mai putin realiste in prognozarea proceselor de difractie si refractie a valurilor.

Astfel, in optimizarea dimensiunilor în plan ale plajelor concave din sectorul Mamaia sud, necesita dincolo de dimensionarea realizata de executant in prezent, dincolo de prevederile Masterplanului de protectie costiera, ar trebui considerate metodele grafice de îmbunătățire a predictiei formei liniei de tarm și a stabilității formațiunilor morfologice obținute in urma executiei innisiparilor artificiale protejate de epiuri si diguri longitudinale extinse.

Metoda grafica a spiralei logaritmice, conform careia simularea dezvoltarii liniei de tărm a unei plaje concave, dupa o curbă teoretica, de forma spiralei logaritmica (întâlnita foarte des in natura), având proprietatea ca unghiul u dintre raza vectoare R și tangenta în punctul de intersecție cu raza vectoare este constant: această spirală mai satisface condiția: R2 / Rl = exp ( α x cotg u ), in care: R1 si R2 sunt lungimile a doua raze vectoare, iar α este unghiul dintre ele.

In esență metoda schematizează forma de dezvotare a liniei țărmului in golfuri, admițând un centru de trasare a spiralei in sensul de circulație dominante a aluviunilor, in raport cu un punct fix de limitare a plajei în aval, promontoriu sau epiu. Ambele condiții mentionate au elemente de subiectivitate în formularea, succesul aplicării metodei depinde de combinarea sinergică a principalelor componentelor si interacțiunilor sistemului marin si costier. In timp, prin confruntata cu studiile de teren, metoda a mai fost prelucrata fie prin simularea parțială a liniei țărmului prin segmente de spirala, a fost realizat in comunitatea internationala un software de aplicare a modelului parabolic MEPBEY, in legătura cu stabilitatea plajelor litorale de nisip.

Implementarea softului pentru planul de situatie a executiei sistemelor hidrotehnice de protectia a sectorului Mamaia sud, in amenajare recenta, a permis calculul grafic al poziției liniei țărmului, diferita de cea reliazata de proiectant, precum si o trasare manuala a rezultatelor pe schita de executie a acestor solutii de protectie.

Astfel, in aplicația grafica parabolica, au fost folosite hărțile topografice de implementare a innisiparii artificiale, iar procedura folosita a considerat:

1) Alegerea unei linii de control Ro, un punct de difracție al valului in amonte si unul/in sensul dominant al derivei litoraleca poziții de limitare a dezvoltarii liniei de tarm care poate fi influențată de valurile incidente prin procesul de difracție.

2) Stabilirea direcției valurilor dominante –incidente sub un unghi β

3) Calcularea lungimilor de unda Rn de unghi θ ce radiaza in afara punctului de difracție din amonte, pentru intervale constante de 10 grade, calculate folosind ecuația (unde Rβ este lungimea liniei de control):

(33)

4) Schițarea interfeței liniei de țărm in echilibru static: unind punctele (Rn, θ) se poate calcula in final interfetei/platformei in echilibru static

5) trasarea grafica automata a formei prognozate a plajei de nisip.

Fig. 48. Schita de definire a unui model parabolic după Hsu and Evans (1989). Definirea unghiului valului de referință β

In urma examinarii stabilitatii plajei, comparând diferentele dintre linie țărmului proiectata in planurile de executie si cea prognozată in echilibru static cu ajutorul metodei grafice implementate informatic in Mepbay se poate afirma ca linia de țărm deja proiectata este mult diferita de cea prognozată prin metode grafice, iar plaja care in prezent se afla intr-un echilibru dinamic in urma bugetelor sedimentare pozitive, urmare a executiei innisiparii artificiale, va suferi ajustari prin redistribuire ca alternativa a formelor plane proiectaet ale plajei.

Implementarea sistemului de calcul automat – MEPBAY a fost realizata prin următoarele etape:

1. Definirea liniei de control, Ro;

Distanta dintre punctele de control din aval si amonte este data de ecuația

(34)

unde:

d este lungimea (in unități de ecran/pixeli) a liniei de control Ro.

Xo si Yo sunt coordonatele punctului de control din amonte, unde Ro începe.

X1 si Y1 sunt coordonatele punctului de control din aval, unde Ro se termina.

2. Calcularea unghiului de referință al valurilor de incidența, β;

Directa dominnta este notata perpendicular la tangenta spre aval.

Aplicarea modelului parabolic grafic.

In functie de trei constante C, ce au fost generate prin analiza de regresie pe un număr de 27 de prototipuri reprezentative de plaje crenelate, si diferă intre ele in funcție de unghiul de referință β (Hsu and Evans, 1989), si care au fost formulate sub forma unor polinoame de ordinul 4, după cum urmează:

Co =0.0707-0.0047β + 0.000349β2 – 0.00000875 β 3 + 0.00000004765β4

C1 =0.9536 + 0.0078 β – 0.00004879 β 2 + 0.0000182 β 3- 0.000001281 β 4 (35)

C2 =0.0214 – 0.0078 β + 0.0003004 β 2 – 0.00001183 β 3 + 0.00000009343 β 4

Fig.49. Aplicarea modelului parabolic la plaja Mamaia

Astfel, in aplicarea modelului parabolic pentru determinarea stabilitatii liniei de țărm proiectate a sectorului sudic al plajei Mamaia, s-a urmărit identificarea efectului de ajustare a dezvoltarii liniei de tarm proiectate pentru solutiilor transversale si longitudinale de protectie, iar rezultatele confirma o diferenta semnificativa a liniei de țărm stabile, in special in ariile pretejate, pe aliniamentul H. Parc H.Dacia.

Se poate concluziona, cã prin aplicarea modelului MEPBAY, poate fi observat cã actuala platforma plajei Mamaia sud (linia rosie din desen) este aproximativ identicã ca orientare cu forma ecuației plajei parabolice in echilibru static. Aceasta indica faptul ca plaja este in echilibru static pe ansamblu, existând o ușoarã tendințã de dezechilibru/retragere in zona sudicã (protejatã) pentru situatia liniei de tarm proiectate.

Este evidentiat astfel faptul ca morfodinamica zonei costiere reprezintă o problemă deosebit de complexã, a cârei rezolvare nu poate fi făcutã decât parțial, dată fiind multitudinea de factori care duc la apariția și evoluția în spațiu și timp a diferitelor procese costiere, iar metodele de calcul grafic ar trebui considerate orespunzator, dat find contributia lor la ajustarea modelor de proce in descrierea caracteristicilor răspunsului costier .

MONITORIZAREA ZONEI COSTIERE

Monitorizarea litoralului românesc, reprezentând 6 % din lungimea tãrmului Mãrii Negre, prezentând două unități fiziografice specifice unui tãrm natural (plaje, faleze) în proporție de cca. 78 % și specifice unui tãrm “construit” în proporție de cca. 22 % (porturi, cca. 8 % , precum și construcții de protecție costieră, cca 14 %), este cerută de schema generală de activități de protecție și conservare a mediului zonei costiere.

Etapele de supraveghere, proiectare, implementare și monitorizare a structurilor hidrotehnice litorale de protectie se bazează pe programul de supraveghere a eroziunii costiere, constând în colectarea de date și stocarea lor, prin efectuarea de măsurători specifice în vederea realizãrii unei baze de date complexe, suport informațional al elaborării de studii și cercetări de inginerie costierã și geomorfologie, în scopul optimizãrii proiectãrii și implementării durabile a soluțiilor de control al eroziunii.

În momentul actual, datoritã necesității unor fonduri mai mari de investiție într-o prima fază în tehnologia de investigare de la distanță, opțiunile sunt în favoarea soluțiilor de tip masurători de teren, care deși sunt mult mai elaborate, fiind adaptate înregistrărilor repetate a proceselor mediului costier cu o natură dinamicã accentuată, și acționeazã în sensul monitorizării parametrilor caracteristici ai acestora. Pe termen lung însă, metodelele de investigare de la distanță, asa cum sunt și metodele de teledetecție aeriană, necesitã costuri de operare mai reduse.

Teledetecția și aplicații GIS

Tehnicile moderne de analiză pe o scară sinoptică, cum ar fi teledetecția și GIS, au devenit instrumente esențiale pentru monitorizarea eroziunii de coastă și elaborarea sistemului de baze de date. GIS și teledetectia sunt cele mai avansate instrumente pentru managementul datelor, analiză și modelare.

În scopul examinării schimbărilor morfologice ale țărmului coastă, pe termen mediu și lung, au fost comparate hărțile istorice disponibile și imaginile satelitare la rezoluții diferite, împreună cu măsurătorile GPS aferente datelor actuale de monitorizare a liniei tarmului. Pentru validarea și analiza modificărilor liniei țărmului, precum și delimitari de coastă au fost folosite date suplimentare spațiale, în principal, din surse cum ar fi: NASA, ESA, USGS, ANCPI, portalul Geospatial și portalul Ministerul de Mediu, precum și date ale INCDM-ului privind monitorizarea și supravegherea eroziunii costiere [7].

Astfel, analiza morfologică a modificărilor țărmului a fost realizat prin compararea hărților istorice, imaginilor prin satelit și aeriene-fotograme din diferite perioade de timp. Procesul a implicat două etape: mutarea imaginilor, în același sistem de coordonate bazat pe valori de referință identificate în imagini și hărți topografice istorice, planuri orto- rectificate sau măsurate direct pe teren (GPS) și clasificarea imaginilor în două clase folosind metoda intervalelor spectrale cu software specializat (ERDAS, ArcGIS) sau prin digitizare manuala [2].

Metoda de analiză pentru variabilitatea tarmului în ultimele decenii, include extragerea tarmului din imaginile înregistrate prin teledetectie și algoritmul de detecție furnizat de software-ul ERDAS Imagine, bazat pe diferența aritmetică dintre o imagine „nouă“ și o imagine „veche“. Diferența dintre valorile pixelilor a fost realizat cu funcția “Change detection” (Interpreter/Utilities), care execută operația, automat pentru fiecare pixel: examinarea benzii spectrale care dau posibilitatea de a lua în considerare diferența de reflexie pentru nisip și apă, și în rezultatul final, extragerea liniei tarmului.

Reprezentarea grafică obținută pe baza datelor raster a fost analizată cu aplicația ArcGIS 10, luând în considerare hărți istorice, măsurători topografice, GPS, fotografii aeriene etc. Tehnicile de analiză spațială ArcGIS au fost dezvoltate pe baza inregistrarilor liniei țărmului sau reprezentărilor (date GPS, date obținute prin digitizare) într-un model plan, configurație de referință, ceea ce a permis evaluarea dinamicii geomorfologice a zonelor de coastă; rezultatele au luat în considerare următoarele date spațiale disponibile:

Harta topo-hidrografică Direcția Hidrografică Maritimă, 1898, 1: 250000;

Harta topo-hidrografică al Direcției Generale de Management al Apelor (1962), 1: 25.000, 1942 sistem de coordonate, Marea Neagră sistem MWL, Sulina;

hărți topo-hidrografice (1951, 1993, 2007) – Direcția Hidrografică Maritimă la diferite scări (1: 750.000 – 1: 10.000);

hărți topografice (Direcția Hidrografică Maritimă 1975) – scara 1: 25.000, 1: 50.000.

Fotogramele și fotografiile aeriene (1980-1985, scara 1: 45.000-1: 1.500), imaginile satelitare Landsat, SPOT, ASTER, ERS și, pentru unele sectoare, KONOS, în general, de la open source și doar rareori cu plata unei taxe (în special pentru orto-foto planurile achiziționate în diferite proiecte din cadrul INCDM), au fost utilizate și prelucrate / vectorizate, în scopul de a detecta schimbările în diferite scale de timp scurt și mediu, cu scopul de a obține o colecție suficient de mare de date pentru evaluarea variabilității a țărmului.

Imaginile Landsat au fost astfel descărcate gratuit prin FTP folosind motorul de căutare GLOVIS (Global vizualizare Viewer), puse la dispoziție de USGS, prin Departamentul de știință și observare a Resurselor Pământului (EROS- Earth Resources Observation and Science).

Au fost descărcate imagini Landsat 5 (TM) și Landsat 7 (ETM +) pe cadrul 181/29, din 2000 până în 2005, în iunie, iulie sau august.

Imaginile SPOT 2007 și ASTER 2003, precum și orto-foto planurile 2004/2008, au fost vectorizate pentru a obține o imagine a țărmului, la un anumit moment.

Analiza spațială a datelor furnizate de interpretarea vizuală și vectorizarea manuală sau automată a caracteristicilor tarmului diferite în timp, a fost realizată prin extensii ArcGIS pentru analiza spațială și a procedurilor de analiză a calității.

În final s-a obținut o hartă, în care au fost comparate liniile tarmului, obținute prin prelucrarea diferențiată pe parcursul mai multor orizonturi de timp cu zonele evidențiate, care au fost supuse unor modificări morfologice care au fost evidente în intervalul studiat – mai mult de 40 de ani. Hărțile istorice, reproiectate în Stereo70 și ulterior vectorizate au fost utilizate pentru a evalua retragerile țărm, corespunzătoare suprafețelor care au suferit modificări semnificative în această perioadă, evidențiind astfel, evoluția tarmului.

Analiza calitativă a acestor hărți vectoriale evidențiază unele aspecte importante în ceea ce privește procesele de sedimentare / eroziune în anumite sectoare, în special în unitatea de nord. De asemenea, pe termen mediu și scurt, factorii naturali care influențează dinamica de coastă includ două categorii principale: meteorologice (vânt prin disiparea nisipului de pe plaja, reapariția valurilor și a curenților marini, creșterea temporară a nivelului mării) și hidrologice (valuri și curenți – factorii principali pentru dinamica mal, oscilațiile nivelului mării).

Schimbările cele mai dinamice ale țărmului au fost observate aproape de delta secundara a fluviului Dunărea, în Golful Musura.

După extinderea digurilor de protecție din canalul Sulina, procesele de sedimentare s-au intensificat, în principal, din cauza transportului de aluviuni pe brațul Chilia blocat de diguri. Aspectul insulei din Golful Musura implică probleme cu privire la frontiera cu Ucraina, care până acum a fost pe brațul Musura. Granița trebuie redefinită în conformitate cu schimbările geomorfologice actuale.

Pentru acest sector, corelarea proceselor sedimentare cu lucrări de dragare și cu evenimentele hidrologice ale Dunării a fost dificilă, din cauza lipsei de date și contextului transfrontalier.

În ultimele decenii, sectorul extrem de dinamic este insula Sahalin care a fost mutat spre vest cu aproximativ 750 m, lungimea a crescut cu 3,8 km, iar latimea cu 200 m. Rata de creștere calculată pentru perioada 1975-1990 este de 167 m/an. După 1990 până în anul 2000, procesele s-au transformat în eroziune. În 2006, zonele cu eroziune și acreție sunt relativ echilibrate (fig.51 și fig. 52).

Campaniile de masuratori GPS din 2008, 2009 și 2010 au arătat o alungire și curbare a insulei/peninsula la sud-vest [3]. S-a constatat existența unei centuri de nisip foarte subțire în prelungirea insulei, instabilă în timpul furtunilor. Zona Sahalin a fost până în 1990 o zonă de acreție, dar după acest an, procesul predominant a fost de eroziune, cu o rată diferită pe sectoare. Dacă 1990 zona peninsulei era 670 ha, în 1996, zona a scăzut la 620 ha și la 450 ha în 2000. Între 1990 și 1996, rata de eroziune a suprafeței de nisip a fost 8,3 ha/an. În interval de timp 1996-2000 rata de eroziune a crescut la 42,5 ha/an, și, de asemenea, în perioada 2000-2006 s-a observat o stagnare a ratei de eroziune, ajungând la un echilibru relativ între zonele cu eroziune și acreție [4].

Fig. 50 Musura: Dinamica țărmului dat de maăsurătorile GPS și date satelitare.

Fig. 51. Evoluția liniei țărmului în zona Sahalin, 2007-2010 (măsurători GPS, imagini SPOT)

Fig. 52. Evoluția liniei țărmului în zona Sahalin, 1960-2008 (LANDSAT, hărți istorice, imagini SPOT)

Fig. 53. Detecția modificărilor: cu roșu – reducerea reflexiei, cu verde – creșterea reflexiei în banda spectrală 4. Imaginea de fundal: Landsat 5 TM, înregistrată la data de 29 iulie 2010 afișaj infraroșu color (b4, b5, b3-R, G, B). Interpretare: 1 – eroziune; 2 – extinderea tarmului; 3 – fixarea nisipului cu vegetație.

O altă aplicație a tehnicilor GIS și teledetecției a fost dezvoltat în contextul construirii țărmului din sudul litoralului românesc, unde există diferențe importante între procesul de eroziune și de inundare a plajei datorate diferitelor evenimente hidrologice, cum ar fi furtunile din perioada de iarnă, retragerea tarmului fiind legată de ambele procese.

Condițiile ecologice și fizice ale zonei de coastă nu sunt optime pentru integrarea ecologică a variabilității tarmului și este esențial să se ia în considerare ecosistemul bazat pe practicile de gestionare a zonei costiere a Mării Negre (Romanian Black Sea Coastal Zone, BSCZ).

Pentru unitatea de sud, litoralul turistic, odată ce calculul pentru retragerea liniei tarmului a fost făcut pe baza mai multor analize și modelele de răspuns incluse în CEDAS4.0, restul factorilor au avut o subiectivitate relativă (indicatori de vulnerabilitate litoral: mediu capacitate, stațiuni turistice tradiționale, etc) și pot fi luați în considerare pe secțiuni transversale, prin înmulțirea ratei de retragere cu anumiți coeficienți / factori pe diferite sub-sectoare.

Delimitarea spațiului public, respectiv delimitarea limitelor de siguranță se bazează pe luarea în considerare a scenariului cel mai defavorabil al prognozei privind evoluția liniei de coastă / vulnerabilitate.

Delimitarea interfaței teren-mare este determinată de trei componente:

modificări ale liniei țărmului (p), inclusiv linia de coastă din hărțile istorice, fotoplanurile aeriene și parametrii geomorfologici;

modificări verticale ale profilurilor plajei la diferite anotimpuri și evenimente hidrologice (f);

prognoza pe următorii zece ani privind modificările liniei țărmului datorate creșterii nivelului mării (n).

Limita interfeței teren-mare = (p) + (f) + (n)

Fig. 53. Determinarea variației limite pentru fiecare profil

Fig. 54. Delimitarea interfaței teren-mare în zona Baia Mamaia

Utilizarea sistemelor automate de zbor în supravegherea integrată a mediului zonei costiere

Utilizarea sistemelor miniaturale de zbor fără pilot, pe lânga constrângerile fizice și financiare, prezintă o serie unică de provocări. Pe de o parte, dimensiunea și greutatea, iar pe de altă parte puterea motoarelor și autonomia de zbor, sunt limitări care fac ca utilizarea modelelor de aeronavă UAV (unmaned aerial vehicle) adecvate utilizării în monitoringul costier, în special în cartarea de înaltă rezoluție în cadrul sistemelor de georeferențiere directă (DG), să fie foarte costisitoare.

Evoluția rapidă a interfaței mare-uscat la litoralul românesc, pentru o perioadă de cca. 5 ani, a fost revizuită pe baza măsurătorilor și a tehnicilor de analiză a datelor de teledetecție satelitară și aeriană, incluzând tehnici de utilizare a dronelor. Astfel, prin analiza complexă a datelor provenind de la diferiti senzori, au fost determinate zonele cele mai vulnerabile ale litoralului românesc.

Multe faleze și plaje naturale prezintă un comportament de eroziune inegal. Utilizarea vehiculelor aeriene disponibile pe scară largă în sectorul civil pentru obținerea unei mari varietați de date de teledetecție ca disciplină științifică, și în special tehnologia digitală fotogrammetrică dezvoltată recent a permis integrarea datelelor în bazele de date vectoriale și raster GIS. Tehnicile de monitoring costier tradițional, reprezentate de tehnicile clasice de survey, cartare cu topo-batimetrică folosind diferite instrumente de lucru: GPS-ul, stația totala, scanarea ultrason/Sidescan, dar și de investigații seismice, investigații video la sol și aeropurtate, pot fi optimizate și extinse prin utilizartea tehnicilor moderne de fotogrametrie aeriană aferente dronelor, complementare sistemului LIDAR, fiind utilizare în aplicații specifice, aferente aplicării diferitelor metode de cercetare, în vederea sporirii gradului de ințelegere actuală asupra proceselor, mediului natural costier.

Vehiculele aeriene fără pilot cu cameră oferă cercetătorilor o vedere panoramică asupra elementelor de mediu costier supuse investigației. Astfel, un elicopter cu opt motoare, echipat cu un aparat foto digital de înaltă rezoluție, și un GPS de precizie poate fi un instrument avansat în cercetarea imagistică a zonelor costiere.

Astfel, utilizarea acestei noi tehnologii, împreună cu eforturile de măsurare in situ, sunt în măsură să acopere zone costiere/umede inaccesibile și permit o mai bună înțelegere cu privire la starea ecosistemelor în schimbare rapidă. Această metodă aeriana de investigare, colectare și de cartografiere a datelor spatiale este noua tehnologie dezvoltată în ultimii cinci ani.

Obiectivul principal al supravegherii costiere prin metode aeriene este dezvoltarea unei baze informațioanale și tehnice, suport pentru fundamentarea soluțiilor de proiectare-extindere și menținere-optimizare a mãsurilor de protecție și conservare costierã, menite sã conducã la limitarea degradãrii zonei costiere românesti și la asigurarea condițiilor dezvoltării durabile a acesteia.

Obiectivele specifice ale unui program de supraveghere sunt:

Determinarea modificărilor țărmului construit – evaluări la nivel sezonier, bianual, anual și multianual;

Evaluarea variabilității condițiilor de mediu (starea geomorfologică, regimul valurilor, nivelul mării și a curenților din zona de mică adâncime) în scopul modelãrii și prognozei evoluției proceselor costiere;

Cuantificarea cauzelor și evaluarea riscurilor potențiale în arealele naturale, și în cele protejate de construcții costiere;

Identificarea și fundamentarea măsurilor, metodelor și tehnologiilor de protecție durabilă și reabilitare a zonei litorale naturale și construite;

Optimizarea soluțiilor de reabilitare și gestionare durabilă a zonelor litorale protejate, prin monitorizarea efectelor, capacității funcționale și stării fizice a acestor soluții;

Perfecționarea legislației și a cadrului instituțional și administrativ pentru protecția și reabilitarea integrată a zonei costiere protejate în vederea îndeplinirii obligațiilor care revin guvernului din convenții și programe internaționale la care România este parte semnatară sau participantã.

Desfăsurarea supravegherii integrate costiere de la distanță se realizeazã de-a lungul întregului litoral românesc, iar metodologia și parametri urmăriți se referă la metodologia măsurătorilor hidrologice, geomorfologice și sedimentologice, și a măsurătorilor specifice ingineriei costiere. Datele colectate sunt de tip cantitativ și calitativ. Cele cantitative se determină cu aparatură fotogrametrică de precizie, sunt apoi prelucrate su softuri dedicate și stocate în format electronic în baza de date. Datele calitative constau în investigații și observații vizuale, realizate prin fotografiere de detaliu și înregistrare video.

Frecvența zborurilor este în strânsă legătură cu intensitatea/magnitudinea proceselor studiate, și este stabilită pe unități componente ale sistemului costier astfel:

1. unități geomorfologice: plaja emersă- lunar/ sezonier/ bianual/anual și după evenimente deosebite (furtuni, înghet), plaja aferentă sistemului de protecție costieră – bianual, plaja submersă – la cinci ani, faleza – anual.

țărm amenajat și/sau protejat de structuri costiere: capacitate funcțională, rezistență la acțiunea valurilor/apei subterane, dispunerea în vecinătatea obiectivelor de importanță socio-economică, etc.

Pentru operativitate, investigațiile realizare cu ajutorul dronelor necesită o rețea de sprijin, respectiv o dispunere a unei rețele de puncte de control (GCP – ground control point, determinate prim metode clasice de survey topografic,/măsurători GPS, clasa geodezică) pentru o georeferențiere rapidă, conectată la baza bornată de supraveghere a eroziunii costiere. Sistemul litoral existent de reperi ai Companiei Naționale ”Apele Române”, INCDM, etc, este extins în funcție de zonă, de numărul și tipul de amplasamente construite, dar și de conectarea la rețeaua utilizatã pentru măsurarea nivelului mării, formată din bench-mark-urile maregrafelor Sulina, Constanța și Mangalia.

Fig.55. Cap Schitu – Amplasament, lansarea dronei – 21.10.2014

Pentru fiecare zbor, de cca 15 minute se colectează aproximativ 1-2000 de fotografii, care se compun în mozaicuri, și se georeferențiază prin metode informace sau interpretare vizuală, în softuri specializare (Pix4D, EnsoMosaic, etc), și ulterior produsele obținute, reprezentate de aerofotograme, DSM/DTM, imagini NDVI, date de reflectanță, etc, se analizează în vederea identificării aspectelor importante, semnifiactive cu privire la evoluția elementelor sistemului costier [1].

Rezultatele obținute prin implementarea tehnologiilor de utilizare a dronelor, vizează dezvoltarea unui program de supraveghere integrată a zonei costiere românesti. Invesțigațiile și măsurătorile desfăsurate s-au materializat ulterior sub formă de rapoarte tehnice și studii, documente aferente rapoartelor tehnice, care au fost transmise catre agenția finanțatoare a proiectului care a permis asimilarea, implementarea și dezvoltarea tehnologiei, ROSA (Romanian Space Agency). Cateva din rezultatele acțiunilor demarate pot fi consultate direct sau indirect (pe siteul proiectului: www.cosmomar.ro) de către factorii de interes din zona costieră, respectiv autoritațile guvernamentale centrale și locale, ministerele cu activitate în zona costieră, agenți economici și alte unitãți interesate: ABADL Administrația Bazinala a Apelor Dobrogea – Litoral Constanța, Inspectoratul de Protecția Mediului Constanța, Consiliul Județean Constanța, Primăriile/prefecturile localitãților din zona costierã, Institute de proiectare/ Universitãți.

O aplicatie a dronelor in domeniul geodeziei este realizarea Modelelor digitale ale suprafetelor sau ale terenului (DSM/DTM). O astfel de aplicatie, avand ca scop urmarirea eficientei implementarii unei solutii de protectie a falezei, a fost desfasurata in zona Costinesti – Schitu.

Fig. 56. Cap Schitu – Imagine orto-mozaic și imagine corespondenta DSM (Digital Surface Model) – 21.10.2014

Datele DTM obtinute prin procesarea imaginilor cu ajutorul pachetului de programe Pix4D, au permis sa fie efectuata o comparatie a doua orizonturi de timp, inainte si dupa amenajearea versantilor de faleza, respectiv evaluarea eficientei solutiei de protectie adoptate, precum si cartarea habitatelor si a izobatelor in zona de mica adancime in ariile investigate [1], [3].

Fig.57. Cap Schitu – Imagine DTM (Digital Terain Model) – 04.2011 și 07.2012,

inainte si dupa amenajarea versantilor de faleza.

Fig. 58. Cap Schitu – Imagine DSM sub nivelul marii, utilizata la realizarea batimetriei in arii invecinate constructiilor hidrotehnice, și imagine reflectanta, utilizata in cartarea habitatelor in zona de mica adancime – 21.10.2014

Bazele de date existente și cele obținute prin derularea sesiunilor de supraveghere de la distanță cu ajutorul dronelor se gestionează în cadrul Centrului Cosmomar, având ca obiective de lucru [2]:

elaborarea elementelor de fundamentare-optimizare pentru măsurile de protecție, conservare a zonei costiere românesti;

propunerea de proiecte care vizează reconstrucția și protecția costieră;

elaborarea de programe naționale/internaționale, precum și proiecte de cercetare/demonstrative privind zona costierã;

studii de impact/bilant de mediu pentru evaluarea impactului activităților socio-economice la nivel regional;

asistentă tehnică/consultantă pentru limitarea degradării zonei costiere;

dezvoltarea bazelor de date și a serviciilor de informare stiințificã/tehnică la nivel local, regional, național și internațional;

propuneri de reglementări administrativ-juridice pentru completarea cadrului legislativ și armonizarea acestuia cu ‘aquis’-ul comunitar european.

Urmare a implementării tehnologiilor de supraveghere cu ajutorul dronelor/UAV se va urmări dezvoltarea unui program de monitoring privind starea mediului costier, care va fi inițiat în vederea protecției și reabilitării tărmului românesc, urmarindu-se implicarea tuturor stackholder-ilor, instituțiile care au capacitate de expertizã: INCDGGM – GeoEcoMar, INCDPM-ICIM Bucuresti, Aquaproiect S.A., INMHGA, CN “Apele Romane”, IPTANA, Facultatea de Construcții București, Universitatea București, Universitatea “Ovidius” Constanța, societăți de construcții specializate în construcții hidrotehnice de protecție costierã, Consiliul Judetean Constanța, etc.

Utilizarea tehnologiei UAV in monitorizarea falezelor costiere

Utilizarea tehnologiei UAV (Unmanned Aerial vehicle), alături de metodele clasice de măsurare in situ, sunt în măsură să ofere o acoperire completă în cazul zonelor costiere greu accesibile, furnizând o vedere de ansamblu în ceea ce privește starea ecosistemelor marine și costiere în schimbare accelerată în ultimii ani. Această metodă permite colectarea de imagini și informații 3D, precum și cartografierea arealelor cu modificări spațiale notabile. Obiectivul principal al supravegherii falezelor costiere prin metode aeriene este dezvoltarea unei baze de date, suport pentru dimensionarea soluțiilor de protecție și amenajare a acestora. Rezultatele studiilor de evaluare asupra stării actuale a falezelor marine și costiere de la litoralul românesc a condus și la realizarea unei baze de date de referință sintetice, prin extinderea rețelei de observații și măsurători, desfășurate în anul 2014-2015, în zona falezelor, cuprinzând o caracterizare a modificărilor mediului marin și costier de la litoralul românesc sudic și surprinzând modificări spectaculoase cu un impact ecologic în zona acestuia. Totodata, Au fost investigate caracteristicile zonelor litorale turistice și vulnerabilitatea habitatelor naturale la modificările induse de factori antropici/naturali extremi care s-au produs în perioada menționată.

Ca principal factor modelator al falezelor sunt valurile, care în dezvoltarea lor depind în principal de factorii hidrometeorologici (anemobarici) și de caracteristicile morfometrice ale bazinului și coastei Mării Negre. Valurile de furtună și de hulă creează agitații puternice ale maselor de apă a căror intensitate maximă se îngustează mai mult în sezonul rece, dar se pot înregistra furtuni puternice și în perioada sezonului cald, deși frecvența acestora este destul de redusă comparativ cu situațiile înregistrate în ultimii ani la litoralul românesc. Valurile de vânt sunt generate de vânturile puternice predominante din direcția NE și E având viteze mai mari de 10m/s. În timpul furtunilor, înălțimea valurilor variază între 4-6 m în zona de mică adâncime iar ca perioadă între 10-12 s. Direcția de propagare a valurilor este în general orientată perpendicular pe țărm și este influențată de asemenea și de configurația țărmului și a obstacolelor întâlnite în calea propagării lor.

Concentrarea energiei valurilor pe plaja emersă și pe baza versanților de faleză în regim natural, care poate apărea în anumite condiții hidrodinamice, incluzând difracția valurilor de către digurile longitudinale sau transversale, permeabile sau nepermeabile, are ca rezultat creșterea ratei eroziunii țărmului în anumite areale. Un astfel de sector vulnerabil este și sectorul 2 Mai în care valurile creează situații deosebite de risc asupra construcțiilor și utilităților de pe faleză.

Pentru desfășurarea proiectului pilot de investigare a țărmului cu ajutorul metodelor de investigație aeropurtate/UAV, au fost realizate masuratori topo-geodezice cu GPS-ul și telemetru laser asupra liniei țărmului, liniei vegetației, liniei înaintare val, precum și evaluarea volumelor prăbușirilor versantului de faleză, în corelație cu modificarea câmpului de valuri și traiectoriile de curenți în ariile de îmbaiere din zona 2Mai – Vama Veche și 2Mai – Eforie Sud.

Prin utilizarea dronelor în zona 2 Mai – Vama Veche au fost desfășurate investigații aeropurtate. Măsurătorile au evidențiat căderea a cca 5-9 m3 din materialul de pe faleză, în cazul unui singur eveniment în anumite sub sectoare de țărm situate între promontoriile naturale în care placa Sarmațiană se extinde în mare. Au fost înregistrate cca. 400 de metri de țărm vulnerabil, cu alunecări în dezvoltare pe sectorul 2 Mai – Vama Veche.

Fig. 59. Alunecare produsă în zona 2 Mai

A fost luată în considerare prelucrarea cu softul Agisoft PhotoScan pentru o parte din imaginile aeriene preluate cu ajutorul elicopterului fără pilot în zona localității 2 Mai.

Procesarea cuprinde următoarele etape principale:

Încărcarea fotografiilor în Agisoft PhotoScan;

Verificarea imaginilor încărcate, eliminarea imaginilor nenecesare;

Alinierea fotografiilor;

Generarea norului de puncte de înaltă densitate;

Construirea rețelei (modelul poligonal tridimensional);

Generarea texturii;

Exportul rezultatelor.

Încărcarea fotografiilor

Inainte de a începe orice operațiune este necesar să indicăm care puncte vor fi folosite pentru reconstrucția imaginii tridimensionale. In realitate fotografiile nu sunt încărcate efectiv în Agisoft Photoscan până când nu este nevoie de ele, deci când „încărcăm fotografiile” de fapt doar selectăm care dintre ele vor fi utilizate pentru procesarea ulterioară (fig. 60).

Fig. 60. Încărcarea fotografiilor în Agisoft Photoscan

Verificarea imaginilor încărcate

Imaginile încărcate sunt afișate în spațiul de lucru cu etichete care indică statutul lor. Acestea sunt necalibrate dacă lipsesc datele despre distanța focală a camerei (fișierul EXIF), în acest caz fiind necesară calibrarea lor manuală, distanța focală implicită fiind de 50 mm. In cazul nostru caracteristicile camerei sunt cunoscute (tabelul 9)

Deoarece parametri de orientare externă a camerei nu au fost estimați încă, pentru se indică și statusul lor ca fiind nealiniate. La această etapă se pot elimina fotografiile de care nu avem nevoie, fiind în altă zonă sau cele neclare, trenate, mișcate (figura 61).

Tabelul 9. Caracteristicile camerei Canon EOS 5D Mark II

Fig. 61 – Pozițiile camerei și suprapunerea imaginilor.

Alinierea fotografiilor

După ce au fost încărcate și verificate în PhotoScan, este necesar ca fotografiile să fie aliniate, în aceasta etapă fiind identificată poziția camerei pentru fiecare fotografie și construiește modelul unui nor de puncte de densitare redusă (fig. 62). Sunt estimate caracteristicile imaginilor și punctele de legătură (tabelul 10). Sunt estimate locațiile camerei și erorile de poziționare estimate. Parametri de orientare (interni și externi) ai camerei pot fi importați, alături de imaginile asociate.

După ce alinierea este finalizată, pozițiile calculate ale camerei și norul de puncte de densitate scăzută vor fi afișate. Se poate verifica rezultatul alinierii și pot fi eliminate imaginile poziționate incorect sau poziția acestora poate fi corectată prin realiniere. După finalizarea acestei etape norul de puncte și pozițiile estimate ale camerei pot fi exportate pentru utilizarea lor cu alte softuri.

Fig. 62. Locațiile camerei cu imaginile aliniate

Tabelul 10. Caracteristicile imaginilor preluate

Setarea sistemului de coordonate

In cazul aplicațiilor fotogrammetrice este necesară definirea sistemului de coordonate. Aceasta asigură punerea corectă în scara precum și măsurarea corectă a distanțelor, suprafețelor și volumelor. Unele funcționalități, cum ar fi modelul digital de elevație (DEM) este valabil doar după definirea sistemului de coordonate. Acesta poate fi definit în software sau poate fi importat din coordonatele punctelor de control la sol (reperi fotogrammetrici) sau din coordonatele pozițiilor camerelor, măsurate cu GPS. In cazul nostru a fost setat sistemul de coordonate stereografic 1970. Coordonatele punctelor de control la sol (reperi fotogrammetrici, markeri) au fost preluate de pe ortofotoplanurile oficiale furnizate de ANCPI:

Tabelul 11. Coordonatele punctelor de control utilizate

Amplasarea reperilor fotogrametrici se face prin marcarea lor în cadrul unei perechi de fotografii. Aceasta se poate face manual pentru fiecare fotografie, dar dacă avem deja calculat modelul tridimensional, este suficientă indicarea reperului doar pe una dintre fotografii, proiecția lui pe celelalte fotografii fiind calculată automat. Aceștia pot fi ajustați manual pentru o mai bună poziționare (fig. 63)

Fig. 63. Amplasarea markerilor (punctelor de control la sol)

Softul calculeaza și erorile de poziționare a imaginilor în raport cu reperii (tabelul 12)

Tabelul 12. Erorile punctelor de control utilizate

Generarea norului de puncte de înaltă densitate

Pe baza pozițiilor estimate ale camerei se calculează informațiile tridimensionale pentru fiecare imagine care prin combinare permit generarea și vizualizarea norilor de puncte de densitate ridicată (fig. 64).

PhotoScan tinde să producă nori de puncte extra-denși, de o densitate similară sau mai ridicată ca și norii de puncte rezultați din date LiDAR. Diferiți parametri ai reconstruirii modelului tridimensional pot fi ajustați. Astfel dacă se urmărește o obținerea unei geometrii cât mai detaliate și exacte, se vor seta parametri la calitate mai ridicată. Un nor de puncte de înaltă densitate poate fi editat și clasificat în PhotoScan sau exportat pentru utilizarea cu alte softuri.

Fig. 64. Generarea norului de puncte de înaltă densitate

Generarea modelului tridimensional

Parametri reconstrucției modelului 3D se poate face prin numeroase metode și cu diferite setări ale parametrilor, pentru a obține rezultatele optime pentru un scop dat (fig. 65).

Tipul de suprafața poate fi ales pentru a modela orice tip de obiect. Este ideal sa fie ales pentru modelarea obiectelor apropiate, cum sunt statui, clădiri, faleze. Tipul de suprafață „Height field” este optimizat pentru modelarea suprafețelor planare, cum sunt terenurile joase și plate, fiind dedicat procesării fotografiilor aeriene, permițând prelucrarea seturilor de date de mari dimensiuni, cu cerințe mai reduse pentru memoria computerului.

Sursa datelor pentru generarea modelului tridimensional poate fi specificată în funcție de necesități. Pentru generarea rapidă a unui model 3D mai putin detaliat se poate folosi norul de puncte de densitate redusă. Norul de puncte de densitate înaltă cere un timp de procesare îndelungat, dar modelul tridimensional va fi de înaltă calitate, de rezoluție înaltă, cu multe detalii. Se pot specifica și alți parametri cum sunt numărul de poligoane sau modul de interpolare.

Pentru norii de puncte în care punctele au fost clasificate anterior, clasele de puncte pot fi specificate pentru generarea modelului tridimensional. Astfel pot fi selectate doar punctele clasificate ca „teren” pentru a produce un model digital al terenului (DTM) comparativ cu un model al suprafeței (DSM).

Fig. 65. Aspectul modelului tridimensional.

Exportul ortofotoimaginilor

Exportul ortofotoimaginilor este utilizat pentru generarea de imagini georeferențiate de foarte înaltă rezoluție pe baza imaginilor sursă și a modelului geometrice tridimensional. Sunt suportate următoarele formate pentru exportarea ortofotoimaginilor: JPEG, PNG, TIFF, GeoTIFF, Multiresolution Google Earth KML mosaic.

Pentru obținerea unor ortofotoimagini corecte este necesară setarea prealabilă a sistemului de coordonate. Culorile pot fi corectate pentru imagini care au luminozitate extrem de diferită. Pot fi setate dimensiunile pixelilor iar pentru ortofotoimaginile de dimensiuni mari poate fi utilă divizarea lor în blocuri, mai ușor de utilizat (fig. 66).

Fig. 66. Ortofotoimaginea generată pentru suprafața de probă

Exportul modelelor digitale de elevatie DEM (DSM / DTM)

Modelele digitale de elevatie (DEM) reprezintă modelul suprafeței ca un grid regulat cu valori ale altitudinii și pot fi combinate cu ortofotoimaginile pentru a produce un model 3D al ariei vizate. Sunt suportate următoarele formate de export DEM: GeoTIFF, Arc/Info ASCII Grid (ASC), Band interleaved file format (BIL), XYZ file format, Sputnik KMZ.

PhotoScan permite atât exportul modelului digital al suprafeței (DSM) cât și al modelului digital al terenului (DTM). DSM poate fi exportat dacă a fost contruit un model tridimensional bazat pe toate clasele de puncte. DTM poate fi exportat dacă a fost contruit un model bazat doar pe punctele de la sol.

Pentru obținerea unui DEM corect este necesară setarea prealabilă a sistemului de coordonate. Pot fi setate dimensiunile pixelilor iar pentru DEM de dimensiuni mari poate fi utilă divizarea lor în blocuri, mai ușor de utilizat (fig. 67).

Astfel în zona 2 Mai în apropiere de digul de sud al Portului Mangalia s-a observat din multiple unghiuri mecanismul de alunecare a versantului de faleză aflat în regim natural, care periclitează amplasamentele militare învecinate, în special datorită desfășurării accelerate a unor modificări ireversibile în condițiile de precipitații intense însoțite de fenomenul de wave run-up.

Fig. 67. Modelul digital de elevație (al suprafeței) reconstruit din norul de puncte

Menționăm de asemenea că a fost măsurată decompensare importantă a depozitelor/pachetelor de sedimentare din care este alcătuită faleza, în special în zona în care placa Sarmațiană coboară sub nivelul apei, urmare a ultimelor evenimente hidrologice marine, ceea ce a determinat dezafectarea și prăbușirea amplasamentelor cu folosință militară din zonă. Se evidențiază astfel că este necesară efectuarea unei protecții corespunzătoare, de tip greu, realizată în zona submersă aferentă, dar și în zona versantului, care să reducă local coeficientul energetic al valurilor și curenților.

Întrucât, în lipsa unor înnisipări artificiale consistente, impactul dezafectării amenajărilor de protecție cu faguri de plastic, pe parcursul furtunilor de vară, semnalăm apariția unor posibile conflicte de interese semnificative, în special cu activitățile turistice din zona Eforie – dat fiind rigiditatea materialului plastic al fagurilor, acestea pot râni turiștii aflați pe plaja, și de asemenea, atractivitatea plajei este afectată sub multiple aspecte. În cazul litoralului românesc cuprins între Portița și Vama Veche, protecția naturală a țărmului nu a fost grav afectată (excepție făcând deteriorarea profilului falezelor prin construirea unor drumuri de acces spre baza acestora) dar credem că trebuie luată în considerație această posibilitate în alcătuirea viitoarelor planuri de urbanizare.

Pentru perioada imediat următoare, adoptarea și optimizarea măsurilor de conservare-reabilitare a sectorului sudic al litoralului românesc va trebui sa includă gestionarea mai bună a sedimentelor nisipoase transportate de Dunăre în zona costieră a Deltei Dunării, refacerea suprafețelor de plajă, cu deficit sedimentar, din stațiunile turistice Mamaia, Eforie, Olimp – Venus (în acest sens trebuie identificate sursele de sedimente pentru înnisiparea artificială a acestor plaje), o mai buna protecție a plajei emerse în perioada sezonului rece, precum și consolidarea și îmbunătățirea schemelor eficiente de construcții costiere de protecție extinse la Mamaia, Constanța și Eforie Nord, până la Vama Veche.

Este important ca activitățile umane să nu distrugă mecanismele de refacere naturală a plajei (distrugerea vegetației, exploatarea de nisip, distrugere dunelor și a profilului plajei/falezei), astfel încât plaja să urmeze o evoluție apropiată de cea naturală, iar echilibrarea proceselor morfologice să fie similară celei naturale. Acțiuni recente în vederea realizării unei protecții costiere au fost reinițiate prin dezvoltarea și propunerea implementării unui program de supraveghere al eroziunii costiere prin utilizarea mijloacelor moderne aeropurtate, dar este necesar adoptarea unor reglementări clare în ceea ce privește utilizarea și protecția resurselor naturale costiere. Aceste reglementări vor cuprinde metodologii pentru protecția resurselor naturale ale plajei și falezelor (reconstrucția plajei prin mijloace naturale, reabilitarea profilului natural al plajei prin plantare de arbuști specifici, înierbarea dunelor create, protecția versanților cu ziduri tip întoarce-val) cât și sancțiuni pentru interzicerea exploatărilor de nisip și piatră, a nivelării plajelor, ce sunt importante în schemele de protecție a plaje.

În perspectivă, pentru creșterea capacitaților turistice prin creșterea suprafețelor de plaja, se poate considera soluția construcției de plaje suspendate în aliniamentele unde plaja s-a retras sau a dispărut datorită condițiilor fizio-grafice, respectiv geo-hidrodinamice locale, dar existența în vecinătate a Ariilor Marine Protejate impune un nivel de abordare complex bazat pe modele numerice de ultima generatie, pentru asigurarea implementarii corecte si adecvate a principiilor dezvoltării durabile a zonei costiere.

Imaginile aeriene obținute în urma zborului cu avioane fără pilot reprezintă un nou tip de date date de foarte înaltă rezoluîie, de precizie ridicată, ușor și ieftin de obținut și utilizat, cu capacitate de revenire frecventă pe aceeași suprafață, ceea ce le va face din ce în ce mai utilizate în domeniul aplicațiilor marine costiere.

Datele rezultate prin prelucrarea acestora, cum sunt norii de puncte de înaltă densitate, ortofotoimaginile de înaltă rezoluție precum și modelele digitale de elevație detaliate (DEM) sunt foarte utile pentru modelarea și monitorizarea datelor cu privire la eroziunea costieră, fiind posibilă compararea și integrarea lor cu datele ALS și cu măsuratorile terestre.

Un aspect important este ca în zona de mica adâncime este posibilă inclusiv obținerea informațiilor cu privire la batimetrie, dacă imaginile sunt preluate în perioade în care apa mării prezintă un grad ridicat de transparență.

Softurile moderne de prelucrare a imaginilor, care utilizează noua paradigmă din domeniu, numită „computer vision”, prin care modelul tridimensional al terenului este reconstruit cu ajutorul unei viziuni „multidimensionale” care implică multiple imagini, reprezintă viitorul în acest domeniu al fotogrametriei digitale.

Programe de calcul proprii realizate în domeniul hidraulicii

Fiind absolventă și a Facultății de Matematică-Informatică, candidata a realizat o serie de programe de calcul în domeniul hidraulicii, cum ar fi: program pentru calculul loviturii de berbec, pentru calculul debitelor și a pierderilor de sarcină pe tronsoanele unui inel (CalculInel), program de calcul al propagării valurilor (Waves).

Toate programele de calcul au fost scrise in limbajul de programare Java, dezvoltat de JavaSoft, companie în cadrul firmei Sun Microsystems. Dintre caracteristicile principale ale limbajului amintim:

simplitate, elimina toate "facilitatile" ce pot provoca scrierea unui cod confuz (ex. supraîncarcarea operatorilor, mostenirea multipla);

robustete, elimina sursele frecvente de erori ce apar in programare prin eliminarea pointerilor, administrarea automata a memoriei si eliminarea fisurilor de memorie printr-o procedura de colectare a obiectelor neutilizate, care ruleaza în fundal. Un program Java care a trecut de compilare are proprietatea ca la executia sa nu "crape sistemul".

complet orientat pe obiecte – elimina complet stilul de programare procedural

usurinta in ceea ce priveste programarea in retea

securitate, este cel mai sigur limbaj de programare disponibil în acest moment, asigurând mecanisme stricte de securitate a programelor concretizate prin: verificarea dinamica a codului pentru detectarea secventelor periculoase, impunerea unor reguli stricte pentru rularea programelor lansate pe calculatoare aflate la distanta, etc

portabilitate, cu alte cuvinte Java este un limbaj independent de platforma de lucru, aceeasi aplicatie ruland, fara nici o modificare, pe sisteme diferite cum ar fi Windows, UNIX sau Macintosh, lucru care aduce economii substantiale firmelor care dezvolta aplicatii pentru Internet.

dinamicitate

compilat si interpretat: codul de octeti rezultat in urma compilarii este interpretat de mediul Java si de aceea poate fi rulat pe orice platforma care foloseste mediul de executie Java (JRE – Java Runtime Environment).

Toate aplicațiile au o interfață grafică prietenoasă, care îi prezinta utilizatorului într-o maniera simpla și ușor de înțeles ceea ce acesta trebuie să realizeze pentru executarea algoritmului de calcul.

Program de calcul al loviturii de berbec (HydraulicSystem)

Aplicatia dezvoltată îndeplinește cerințele unui utilizator care dorește să efectueze o analiză a loviturii de berbec în cadrul unui sistem hidraulic și să vizualizeze rezultatele reprezentate extrem de sugestiv și ușor de înțeles. Aplicația pune la dispoziția utilizatorului o multitudine de operații, de la cele mai simple precum introducerea datelor de intrare, la cele complexe, precum generarea de rapoarte și grafice pentru diverse seturi de date.

Interfața aplicatiei este realizată atât în limba română, cât și în limba engleză, utilizatorul putând alege limba în care să ruleze aplicația.

Schema logică din Fig.3 arată pașii pe care trebuie să îi parcurgă utilizatorul pentru a rula fiecare caz implementat în aplicație.

Datele necesare pentru prelucrare pot fi introduse de către utilizator în aplicație prin intermediul unor interfețe grafice specifice fiecărui tip de sistem hidraulic și salvate pe disc pentru o reutilizare ulterioară, sau pot fi încărcate din fișiere. Procedurile implementate în Java asigură acuratețea și consecvența datelor de intrare.

Au fost implementate patru tipuri de sisteme hidraulice (conducta-pompă-rezervor, rezervor-vana simplu, rezervor-vană complex și conducta-pompa-rezervor complex), fiecare cu procedurile corespunzătoare pentru a calcula și reprezenta grafic viteza, sarcina și presiunea. Pentru fiecare tip de sistem au fost luate in considerare două cazuri – cu și fără mijloace de protecție, și două tipuri de mijloace de protecție: castel si hidrofor. Totodata, pentru fiecare tip de sistem a fost dezvoltata o interfață grafică, cu secțiuni de intrare / ieșire, ce permite introducerea datelor de intrare si analiza rezultatelor.

Pentru a mări acuratețea rezultatelor obtinute, programul de calcul a fost dezvoltat astfel încât să țină seama de variația vitezei de propagare a undelor socului hidraulic (celeritatea) cu variația de presiune din sistem și cu prezența aerului liber în instalație.

Programul de calcul conceput și realizat pentru efectuarea de studii prin simulare numerică, referitor la mișcări nepermanente în sistemele hidraulice sub presiune, a fost utilizat pentru două instalatii hidraulice diferite:

– instalație hidraulică gravitațională, de tip rezervor – conductă – vană;

– instalație de pompare de tip pompă – conductă de refulare – rezervor.

Se oferă suport pentru:

încărcarea datelor de intrare (parametrii geometrici și hidraulici ai instalației hidraulice) dintr-un fișier text;

captarea datelor de intrare de la tastatură;

modificarea datelor de intrare, pe masură ce sunt captate sau după ce au fost încărcate din fișier;

verificarea corectitudinii datelor de intrare, cu mesaje sugestive către utilizator în cazul detectării unei erori (ex. utilizatorul a introdus un sir de caractere in locul unei valori numerice);

vizualizarea datelor de intrare, pentru ca utilizatorul să poată efectua o verificare acestora;

salvarea rezultatelor într-un fișier text sau excel dintr-o locație dată de utilizator;

încărcarea rezultatelor din fișiere text sau excel, interpretarea și vizualizarea lor.

Schema logică se prezintă în fig. 68.

Fig. 68 Schema logică

Fig. 69. Interfața grafică

Pentru a mări acuratetea rezultatelor obtinute, programul de calcul poate fi dezvoltat în continuare astfel încât să țină seama si de alti parametri care influentează socul hidraulic si care în prezent sunt neglijați în calcule.

Program de calcul al debitelor si a pierderilor de sarcina pe tronsoanele unui inel (CalculInel) [Omer&al2007]

Aplicatia CalculInel reprezinta o implementare a formulelor de calcul a debitelor si a pierderilor de sarcina pe tronsoanele unui inel. Datorita portabilitatii limbajului Java, aplicatia poate fi rulata pe orice platforma, ex. Windows, UNIX, Macintosh; tot ceea ce calculatorul utilizatorului trebuie sa aiba instalat este pachetul JRE (de preferat versiunea 1.5.0 sau mai recenta, ce poate fi descarcat de pe sit-ul www.sun.com).

Schema logică de calcul este prezentată în fig 70.

Fig. 70 Schema logică pentru programul de calcul CalculInel

Se ofera suport pentru:

incarcarea datelor de intrare (numar noduri, debit initial, debite finale, date tronsoane) dintr-un fisier text;

captarea datelor de intrare de la tastatura;

modificarea datelor de intrare, pe masura ce sunt captate sau dupa ce au fost incarcate din fisier;

verificarea corectitudinii datelor de intrare, cu mesaje sugestive catre utilizator in cazul detectarii unei erori (ex. utilizatorul a introdus un sir de caractere in locul unei valori numerice);

vizualizarea datelor de intrare, pentru ca utilizatorul sa poata efectua o verificare acestora (fig. 71);

Fig. 71

salvarea rezultatelor intr-un fisier text dintr-o locatie data de utilizator

Fig. 72

incarcarea rezultatelor din fisiere text, interpretarea si vizualizarea lor intr-un mod sugestiv, sub forma de tabele.

Fig. 73

informarea utilizatorului cu privire la optiunile aplicatiei, prin intermediul unei documentatii ample.

Instalarea si rularea aplicatiei se face simplu, prin dublu click asupra arhivei CalculInel.jar.

Aplicatia CalculInel ofera utilizatorului sansa de a aplica rapid si eficient un algoritm complex de calcul asupra unui mare set de date, rezultatele fiind obtinute intr-un timp scurt (functie de resursele calculatorului pe care se executa aplicatia) si inregistrate persistent pe disc sub forma unor fisiere text.

1.4.3. Program de calcul al propagării valurilor (Waves) [OmerGhe2008]

Aplicatia „Waves” reprezintă o implementare a formulelor de calcul al adâncimilor și vitezelor valurilor, prin metoda caracteristicilor, care să răspunde următoarelor cerințe:

gestionarea facilă a mai multor proiecte;

introducerea, editarea și modificarea facilă a datelor de intrare.

introducerea secțiunilor în care se vor afișa datele de ieșire: valorile vitezei și adâmcimii apei la fiecare moment de timp.

Aplicația are o interfață grafică prietenoasă, ce îi prezintă utilizatorului într-o manieră simplă și ușor de înțeles ceea ce acesta trebuie să realizeze pentru executarea algoritmului de calcul.

Fig. 74 Schema logică pentru programul de calcul Waves

Aplicația permite:

introducerea datelor de intrare de la tastatură sau încărcate din fișier

modificarea datelor de intrare;

vizualizarea datelor de intrare;

verificarea corectitudinii datelor de intrare, cu mesaje sugestive către utilizator în cazul detectării unei erori (ex. utilizatorul a introdus un șir de caractere în locul unei valori numerice);

salvarea rezultatelor într-un fisier .xls dintr-o locație dată de utilizator;

încărcarea rezultatelor, interpretarea și vizualizarea lor într-un mod sugestiv, sub formă de tabele;

informarea utilizatorului cu privire la optiunile aplicatiei, prin intermediul unei documentatii ample.

Instalarea și rularea aplicației se face simplu, prin dublu click asupra arhivei Waves.jar.

Fig. 75. Interfața grafică a aplicației „Waves”

PROPUNEREA DE DEZVOLTARE A CARIEREI UNIVERSITARE

Ca obiectiv permanent îmi propun consolidarea continuă a prestigiului individual și organizațional pe plan național și, mai ales, pe plan internațional. Pentru realizarea acestei aspirații, am în vedere continuarea dezvoltării mele profesionale pe cele două direcții, respectiv activitatea didactică și activitatea de cercetare științifică.

3.1. Privind dezvoltarea carierei didactice

Dezvoltarea activității educaționale se bazează pe continua îmbunătățire a metodologiei de predare, prin sprijinirea și implicarea studenților în procesul de învățare și cercetare precum și prin asigurarea unui schimb de informații la nivel național și internațional.

Instrumentele pe care le voi utiliza pentru dezvoltarea carierei didactice vor fi menținerea și creșterea standardelor de excelență academică și profesională, pe de o parte, și colaborarea nemijlocită cu colegii (cadre didactice, masteranzi, parteneri în diverse proiecte comune), pe de altă parte. Pentru dezvoltarea competențelor didactice îmi propun:

– promovarea unei culturi a calității, fundamentată pe cunoștințe, entuziasm, responsabilitate, vizibilitate și viziune;

– diversificarea metodelor didactice, bazate pe creativitate colaborativă și parteneriat educațional, apelând la tehnologii inovative de învățare și forme interactive, bazate pe creativitate, colaborare, tehnologia informației și comunicațiilor, precum și pe un parteneriat educațional cu universități și firme de profil din țară și din străinătate;

– stimularea participării și implicarea activă a studenților în desfășurarea cursurilor, seminariilor și exercițiilor, utilizând metode didactice centrate pe învățarea prin descoperire, învățarea pe echipe și învățarea în grup;

– actualizarea periodică a cursurilor, fișelor disciplinelor, în scopul adaptării permanente le schimbările apărute, facilitând accesul studenților la informații;

– continuarea dezvoltării profesionale și personale prin participarea la diverse forme de formare continuă;

– participarea, în calitate de profesor invitat la activitățile didactice desfășurate în universități din țară și din străinătate.

3.2. Privind activitatea de cercetare științifică

Prin participarea mea în continuare la evenimente de specialitate, atât în plan național cât și internațional, prin publicarea și diseminarea rezultatelor de cercetare precum și prin inițierea și susținerea unor proiecte de cercetare consider că voi aduce un plus de valoare la dezvoltarea cercetării științifice universitare.

Pentru a crește relevanța și impactul rezultatelor mele în cercetarea științifică îmi propun:

– publicarea a minimum 2 articole pe an în reviste științifice indexate în bazele de date internaționale, luate în considerare pentru evaluarea științifică, urmărind diversitatea și tematica revistelor în care voi publica, fără a ignora, pe plan național, revistele și buletinele recunoscute CNATDCU;

– participarea la cel puțin o conferință, cu precădere de nivel internațional, desfășurate atât în țară cât și în străinătate;

– depunea de proiecte la competiții diverse în cadrul rețelelor de cercetare științifică naționale și internaționale, prin lansarea de propuneri de granturi, în calitate de director/responsabil de proiect sau de membru în colectivul de cercetători;

– abordarea în cercetarea mea științifică a unor teme de maximă actualitate în domeniul ingineriei civile;

– implicarea în organizarea de conferințe științifice, creând astfel noi oportunități de colaborare cu diverși parteneri.

Directii de cercetare – Inginerie Costiera/Civila

Introducere

Pe mapamond, în spatiul terestru al zonei costiere, cu o lãtime de 50 – 60 km, se înregistreazã aproximativ 60% din populatia globului, care se estimeazã cã va creste la cca 80% în anul 2020. În aceastã zonã se dezvoltã o activitate socio-economicã intensã si existã o puternicã bazã de resurse naturale. Activitatea antropicã, precum si actiunea factorilor naturali (uragane, furtuni, curenti marini) exercitã o puternicã presiune asupra mediului litoral, la acestea adaugându-se efectul de serã, care produce schimbãri climatice globale si o crestere generalã a nivelului mãrilor si oceanelor.

O evaluare recentã realizatã de Analiza Diagnosticã Transfrontierã a Planului Strategic de Actiune pentru Reabilitarea si Protectia Mãrii Negre (Istanbul,1996) aratã cã starea mediului este într-o continuã degradare, iar în ceea ce priveste zona litoralã se precizeazã cã “multe zone costiere au fost deteriorate ca urmare a eroziunii, a dezvoltãrii urbane si industriale necontrolate”.

Gestionarea unui astfel de sistem complex, cum este sistemul costier, impune o abordare integratã, capabilã sã reuneascã si sã rezolve interesele multiple ale utilizãrilor zonei costiere. În acest scop, pentru a evita conflictele de interese, este necesarã elaborarea unor solutii fundamentate teoretic si conceptual, care vor asigura mentinerea echilibrului ecologic al planetei în conditiile unei dezvoltãri durabile a societãtii.

Pentru limitarea influentelor negative ale factorilor antropici si naturali în scopul protectiei, conservãrii si dezvoltãrii durabile a zonei costiere, se implementeazã în prezent conceptul de gestionare integratã a zonei costiere (ICZM), initiat în 1972 printr-un act al congresului american si adoptat, în cadrul programului global pentru secolul viitor, Agenda 21 (Conferinta Natiunilor Unite pentru Mediu si Dezvoltare de la Rio de Janeiro, UNCED, 1992), de majoritatea statelor, printre care si România.

Prezentarea generalã

Studiile elaborate care evidentiazã cã fenomenul de eroziune s-a extins pe areale aferente intregului litoral.

În anul 2011, la o investigatie preliminarã efectuatã de institutele de cercetari marine, s-a constat cã cca. 55% din sistemul hidrotehnic de protectie costierã se aflã într-o stare medie si avansatã de degradare. În perioada 1990-2000, efectul eroziv a fost predominant (cca. 76% din tãrm a fost afectat), ceea ce reflectã faptul ca solutiile de protectie si-au atins numai partial scopul initial.

Cauzele si efectele principale ale eroziunii costiere de la litoralul românesc, care în mare parte sunt specifice pentru toate tãrile cu litoral de pe mapamond sunt redate în tabelul de mai jos (Tab. 1).

Daca asupa fenomenelor de eroziune nu se poate actiona la scara regionala datorita proceselor de sedimentare perturbate, la scara locala se por face demersuri de optimizare a solutiilor de protective costiera, iar aceasta poate fi o prima directive de cercetare a Facultatii.

Activitatea de supraveghere a eroziunii costiere

Cercetãrile, studiile si observatiile efectuate de în perioada 1975 – 2015, cu privire la modificãrile liniei tãrmului, plajei emerse si plajei submerse au evidentiat agravarea, de la un an la altul, a stãrii geomorfologice a litoralului. In acest camp de lucru mereu actual exista un potential imens de cercetare.

Consecintele negative care se referã la retragerea liniei tãrmului, pierderea prin eroziune a suprafetelor de plajã, avarierea/distrugerea unor constructii de interes turistic sau economic (cherhanale, puncte pescãresti, etc.) si nu în ultimul rând la afectarea ecosistemelor litorale, inclusiv a pãrtii litorale a ecosistemului specific Rezervatiei Biosferei Delta Dunãrii, pot fi abordate cu mijloace modern, incluzand tehnologii de modelare numerica, realizata pe calculatoare si servere performante.

Studiile care se vor realiza în perioada urmatoare vor viza interese economice (constructia, extinderea porturilor) si amenajarea tãrmului, mai ales în judetul Constanta.

Lucrãrile hidrotehnice costiere execuate au avut ca obiectiv rezolvarea unor probleme de mare dificultate si diversitate, cuprinzând aspecte teoretice, tehnice si tehnologice legate de stabilitatea si functionalitatea constructiilor, modul de executie si interactiunea cu mediul înconjurator. În acest sens au fost elaborate studii de teren în care au fost urmãrite si fenomenele de eroziune costirã de I.R.C.M.Constanta, I.M.H.Bucuresti, I.C.P.G.A. Bucuresti, I.G.F.C.O.T. Bucuresti, I.G.G. Bucuresti I.P.J. Constanta, D.M.H. Cercetãrile de fundamentare a solutiilor s-au realizat de I.C.H. Bucuresti , I.I.S Constanta, si F.H. Bucuresti, colectivele de proiectanti de la IPTANA Bucuresti, I.P.J. Constanta. Pe baza documentatiilor întocmite s-au construit de cãtre intreprinderile specializate, de mare capacitate, I.A.C.H.P. si C.A.G.C.H. din Constanta lucrãrile hidrotehnice de la tãrmul românesc.

Amploarea deosebitã a amenajãrilor litorale realizate la care se adaugã modificãrile regimului de scurgere lichidã si aluvionarã de la gurile Dunarii, ca urmare a lucrarilor hidrotehnice amplasate pe fluviu, afluenti si în bazinele lor hidrografice si descãrcarea apelor uzate în mare au avut ca rezultat modificarea profundã a conditiilor naturale în lungul coastelor românesti, fapt ce necesita cercetari actualizate, de urmarire a proceselor in tridimensionalitatea lor.

1.3 Necesitatea cercetarilor de inginerie costiera si cadrul professional existent in Romania

Pentru limitarea efectelor eroziuni si protectia costierã, majoritatea specialistilor în domeniu considerã necesarã o schemã generalã de activitãti pentru etapele de supraveghere, proiectare, implementare si monitorizare a structurilor hidrotehnice litorale.

Aceastã schema de lucru include programul de supraveghere a eroziunii costiere care constã în colectarea de date si stocarea lor prin efectuarea de mãsuràtori specifice pentru realizarea unei baze de date complexe, dar prezinta si potentiale foarte mari de colaborare institutionala, precum si potential educational corespunzator importantei socio-economice a domeniului. Astfel, se creeazã patforma colaborativa in cadrul unui flux de lucru/date si informatii, cu institutiile/comuintatea stiintifica aferenta doemniului inginerie costiere/marine, in cadrul unei scheme generale a activitãtilor de supraveghere si protectie costierã UOC/Facultatea de Constructii va avea un input corespunzator in domenii cruciale ale dezvoltarii regionale/durabile a zonei costiere romanesti.

2. Obiectivele si directiile de cercetare

Obiectivul principal este dezvoltarea unei baze informatioanale si tehnice, suport pentru fundamentarea solutiilor de proiectare si a mãsurilor de protectie menite sã conducã la limitarea degradãrii zonei costiere românesti si pentru a asigura conditiile dezvoltarii durabile a acesteia, precum si a capacitatilor corespondente de formare profesionala active a tinerei generatii de specialiști.

Obiectivele specifice:

Determinarea modificãrilor tãrmului– evaluãri la nivel lunar, sezonier, bianual;

Determinarea tendintelor de evolutie pe componente geomorfologice ale zonei litorale;

Parametrizarea conditiilor de mediu, valuri, nivelul mãrii si a curentilor din zona de micã adâncime în scopul modelãrii proceselor costiere ;

Cuantificarea cauzelor si evaluarea riscurilor;

Identificarea si fundamentarea mãsurilor, metodelor si tehnologiilor de protectie si reabilitare a zonei litorale;

Implementarea solutiilor de reabilitare a zonelor litorale si monitorizarea efectelor acestor solutii;

Perfectionarea legislatiei si a cadrului institutional pentru protectia si reabilitarea integratã a zonei costiere si îndeplinirea obligatiilor care revin guvernului din conventii si programe internationale la care România este parte semnatarã sau participantã.

Crearea unui centru de modelare numerica a proceselor/unui colectiv de supraveghere costiera integrate si a unui data center specializat de diseminare a rezultatelor

Metodologia – parametri urmãriti

Supravegherea eroziuni costiere se realizeazã de-a lungul întregului litoral românesc prin efectuarea de mãsuratori hidrologice, geomorfologice si sedimentologice. Datele colectate sunt de tip cantitativ si calitativ. Cele cantitative se determinã cu aparaturã oceanograficã, sunt apoi codificate în format electronic si stocate în baza de date. Datele calitative constau în observatii vizuale, fotografii si înregistrãri video, harti GIS, distributii parametrii rezultate din modele numerice, etc .

Se va urmari integrarea FdC/UOC in sistemul national RIFI.

Dotãri

Baza tehnicã minimalã pentru realizarea obiectivelor de cercetare propuse

barcã pneumaticã cu motor;

sondã ultrason;

aparaturã topograficã;

aparaturã pentru analizã granulometricã;

curentometre;

captatore de sedimente;

aparatuarã de scufundare si filmare subacvaticã;

masini de teren;

tehnica de calcul

modele numerice, soft dedicat

Personal

IN FdC/UOC existã personal specializat cu experientã. Participarea la diferite actiuni a contribuit la îmbogãtirea cunostintelor în domeniu. Pentru realizarea programului este necesarã o echipã formatã din 6 cercetãtori …

Valorificarea datelor si informatiilor

Rezultatele obtinute se vor materializa sub formã de rapoarte si studii, documente care vor fi transmise direct sau prin retea autoritatilor guvernamentale centrale si locale, agentilor economici si altor unitãti interesate, dupã cum urmeazã:

Ministerul Apelor si Protectiei Mediului,

Ministerul Turismului;

Ministerul Lucãrilor Publice Transporturilor si Locuintei;

Ministerul Apararii Nationale ( Garda de Coasta);

Compania Nationalã “Apele Române” Directia Apelor Dobrogea – Litoral Constanta;

Inspectoratul de Protectia Mediului Constanta si Tulcea;

Administratia Rezervatiei Biosferei Delta Dunãrii;

Consiliul Judetean Constanta /Tulcea;

Primãriile/prefecturile localitãtilor din zona costierã;

Institute de proiectare/ Universitãti.

Bazele de date existente si cele obtinute se vor gestiona într-un Centru Informational având ca scop:

elaborarea elementelor de fundamentare pentru mãsurile de protectie a zonei de coastã;

propunerea de proiecte care vizeazã protectia si reconstructia costierã;

elaborarea de programe nationale/internationale privind zona costierã;

studii de impact/bilant de mediu pentru evaluarea impactului activitãtilor economice;

asistentã tehnicã/consultantã pentru limitarea degradãrii zonei costiere;

dezvoltarea bazelor de date si a serviciilor de informare stiintificã/tehnicã la nivel local/regional/national/international;

propuneri de reglementãri administrativ-juridice pentru completarea cadrului legislativ si armonizarea acestuia cu ‘aquis’-ul comunitar;

Sistemul informational al bazei de date va fi o componentã a fundamentãrii studiile si proiectele în vederea implementãrii solutiilor de protectie costiera

Relatii cu alte institutii

La realizarea întregului program de cercetare trebuie implicate toate institutiile care au capacitate de expertizã pentru realizarea obiectivelor vizate. Având în vedere elaborarea de modele de calcul, verificarea acestora pe modele hidrodinamice, proiectarea de solutii, studii de fezabilitate si altele, este necesar ca pe lângã INCDM Constanta sã fie implicate mai multe institutii: INCDGGM – GeoEcoMar, INCDPM-ICIM Bucuresti, Aquaproiect S.A., INCDDD Tulcea, INMHGA, CN “Apele Romane”, IPTANA, Facultatea de Constructii Bucuresti, Universitatea Bucuresti, Societãti de constructii specializate în constructii hidrotehnice de protectie costierã, Consiliul Judetean Constanta si Tulcea, Primãriile si Prefecturile din zona costierã.

CONCLUZII

Planul de dezvoltare a carierei mele profesionale este în concordanță cu liniile directoare ale planului de dezvoltare al Facultății de Construcții și cu planurile manageriale ale conducerii facultății și universității.

Obiectivele formulate în acest plan de dezvoltare a carierei universitare implică colaborare și susținere din partea colegilor din departament și facultate, precum și din partea colegilor din țară și străinătate. Cadrul în care îmi propun continuarea carierei se bazează pe un set de valori precum feedback-ul, transparența, deschiderea la nou, comunicarea sau lucrul în echipă, îmi propun să realizez cât mai multe din imperativele didactice și științifice care sunt în responsabilitatea mea, ca și cadru didactic, cercetător și coleg.

Voi căuta să realizez o re-cuantificare și o re-estimare a efortului depus pentru dobândirea și pentru aprofundarea cunoștințelor, astfel încât evaluările efectuate în scopul aprecierii muncii intelectuale depuse să reflecte capacitatea studenților, masteranzilor și cursanților de a utiliza informațiile primite și nu doar de a reproduce sub o formă cât mai fidelă definiții și concepte.

Îmi propun să îmi consolidez nivelul de entuziasm și eficiență și să dezvolt domeniul Ingineriei civile. Menținerea și crearea unor relații trainice cu cu toți colegii din comunitatea academică, promovarea ideilor de comunitate, transparență și feedback, dezvoltarea de conținut didactic modern și competitiv sunt doar câteva direcții pe care voi insista în perioada următoare.

Consolidarea carierei academice și menținerea unei reputații profesionale excelente îmi vor aduce împlinire și succes atât în plan personal cât și profesional, crescând astfel gradul de vizibilitate și prestigiu al Departamentului de Construcții și al Universității „Ovidius" din Constanța.

REFERINȚE BIBLIOGRAFICE

Lucrări științifice proprii

[Omer2016a] I.Omer, D. Niculescu, E. Vlasceanu, T. Cristescu, R. Mateescu, Marine pollution risks assessment in the Romanian coastal zone, Journal of Environmental Protection and Ecology (JEPE), Vol. 17, Issue: 3, pp. 911-921, Factor de impact 0.838,

https://docs.google.com/a/jepe-Journal.info/viewer?a=v&pid=sites&srcid=amVwZS1qb3VybmFsLmluZm98amVwZS1qb3VybmFsfGd4OjczNmJmNjFiZjM2Zjc2MGI

[Omer2016b] I. OMER, R. Mateescu, A. Dimache, Heavy metal pollution of the Romanian costal area, Revista de chimie, vol. 67, nr. 3/2016, pp. 553-556. Factor de impact 0.956 http://www.revistadechimie.ro/pdf/ICHINUR%20O%203%2016.pdf

[Omer&al2015a] I. Omer, R. Mateescu, L. Rusu, D. Niculescu, E. Vlasceanu, Coastal Works Extensions on the Romanian Touristic Littoral, its Ecological Impacts on the Nearshore Bathing Areas, Journal of Environmental Protection and Ecology (JEPE), Vol. 16, Issue: 2, Pages: 424-433, Published: 2015. Impact factor is: 0.838

http://www.jepe-journal.info/vol-16-no2-2015

[Omer&al2015b] I. Omer, R. Mateescu, E. Vlasceanu, D. Niculescu, E. Rusu, Hydrodynamic regime analysis in the shore area taking into account the new Master Plan implementation for the coastal protection at the Romanian shore, The 15th SGEM Geoconference 2015, Albena, Bulgaria, 16-25 iunie 2015, Section MARINE AND OCEAN ECOSYSTEMS. DOI: 10.5593/SGEM2015/B32/S15.086 http://www.sgem.org/sgemlib/spip.php?article6094

[Nic&al2015] D. Niculescu, E. Vlasceanu, I. Omer, R. Mateescu, The monitoring of the Romanian littoral cliffs using Automatic Flight Systems, 15th SGEM Geoconference 2015, Albena, Bulgaria, 18-24 iunie 2015, Section PHOTOGRAMMETRY AND REMOTE SENSING. SGEM2015 Conference Proceedings, ISBN 978-619-7105-34-6 / ISSN 1314-2704, Book2 Vol. 1, pp, 1187-1194 DOI: 10.5593/SGEM2015/B21/S10.151 http://www.sgem.org/sgemlib/spip.php?article5740

[Vla&al2015a] E. Vlasceanu, D. Niculescu, I. Omer, E. Rusu, A. Ivan, Offshore wave regime investigations towards safety port operations in the transitional zone of the Romanian coast, The 15th SGEM Geoconference 2015, Albena, Bulgaria,16-25 iunie 2015, MARINE AND OCEAN ECOSYSTEMS. DOI: 10.5593/SGEM2015/B32/S15.089 http://www.sgem.org/sgemlib/spip.php?article6097

[Vla&al2015b] E. Vlasceanu, I.Omer, D. Niculescu, E. Rusu, A. Ivan, Modeling aspects of hydro – geomorphologic process with impact on the Romanian coastal eco – system evolution of the Black Sea, in the new climate change context, The 15th SGEM Geoconference 2015, Albena, Bulgaria,16-25 iunie 2015, MARINE AND OCEAN ECOSYSTEMS. DOI: 10.5593/SGEM2015/B32/S15.088 http://www.sgem.org/sgemlib/spip.php?article6096

[OmerMat2014] I. Omer, R. Mateescu, Monitoring of treated waste waters parameters evacuated in the Black Sea, The 14th SGEM Geoconference 2014, Albena, Bulgaria,17-23 iunie 2014, publicata in SGEM2014 Conference Proceeding, Section MARINE AND OCEAN ECOSYSTEMS pp. 653-660. DOI: 10.5593/SGEM2014/B32/S15.086, http://www.sgem.org/sgemlib/spip.php?article4532

[Mat&al2014a] R. Mateescu, I. Omer, L. Buga, Certain results of the remote sensing techniques applications for the coastal environment quality monitoring and romanian ICZM process implementation, The 14th SGEM Geoconference 2014, Albena, Bulgaria,17-23 iunie 2014, publicata in SGEM 2014 Conference Proceeding, Section PHOTOGRAMMETRY AND REMOTE SENSING, pp. 93-98, DOI: 10.5593/SGEM2014/B23/S10.012, http://www.sgem.org/sgemlib/spip.php?article4210

[Mat&al2013] R. Mateescu, A. Spinu, I. Omer, Remote sensing and GIS applications on the Romanian coastal zone management and rehabilitation works, 13th SGEM GeoConference on Informatics, Geoinformatics And Remote Sensing, SGEM2013 Conference Proceedings, ISBN 978-954-91818-9-0 / ISSN 1314-2704, June 16-22, 2013, Vol. 1, 875 – 880 pp, DOI:10.5593/SGEM2013/BB2.V1/S11.034, http://www.sgem.org/sgemlib/spip.php?article2932

[Omer&al2009] I. OMER, D.I. Arsenie, M. Florea, The influence of longitudinal elastic properties on the celerity of elastic waves, CMEM Algarve, Portugal, 10-12 June 2009; publicat în WATER RESOURCES MANAGEMENT, ISSN 978-1-84564-199-3; pp 393-399 doi : 10.2495/WRM090351, http://www.witpress.com/Secure/elibrary/papers/WRM09/WRM09035FU1.pdf

[Vla&al2015b] E. Vlasceanu, R. Mateescu, I. Grigoras, M. Lungu, I Omer, Hydrological and Geomorphological Vulnerability on the Romanian Cliffs Shore Sector under Climate Change Influence of the Last Decades – Case Study: Costinesti Flood from 22nd of September 2005, Analele Universității „Ovidius”Constanța, seria Constructii, Anul XVII – Nr 17 (2015), pp. 71-78 (Index Copernicus Journal Master List, ProQuest, EBSCO and Google Scholar.) http://revista-constructii.univ-ovidius.ro/doc/editii/2015.pdf

[OmerGel2015] I. Omer, S. Gelmambet, Influența procesului de eroziune în zona costieră Olimp-Vama Veche, Buletinul AGIR nr. 4, pp. 67-71, 2015. http://www.buletinulagir.agir.ro/articol.php?id=2436

[Mat&al2014b] R. Mateescu, D. Niculescu, E. Vlăsceanu, I. Omer, Utilizarea sistemelor automate de zbor în supravegherea integrată a mediului zonei costiere, Buletinul AGIR nr. 4, pp. 65-69, 2014. http://www.buletinulagir.agir.ro/articol.php?id=2163

[OmerGel2013] I. Omer, S. Gelmambet, Waves regime in Romanian Coastal Zone, Analele Universității „Ovidius”Constanța, seria Constructii, Anul XV – Nr 15 (2013), pp. 125-130, (Index Copernicus Journal Master List, ProQuest, EBSCO and Google Scholar.) http://revista-constructii.univ-ovidius.ro/doc/editii/2013.pdf

[OmerFlo2013] I. Omer, M. Florea, A Relationship for Calculation of Waves Hydraulic Shock (Water Hammer) Speed, Closer to the Reality Phenomenon, Analele Universității „Ovidius”Constanța, seria Constructii, Anul XV – Nr 15 (2013), pp. 241-248, (Index Copernicus Journal Master List, ProQuest, EBSCO and Google Scholar.) http://revista-constructii.univ-ovidius.ro/doc/editii/2013.pdf

[Omer&al2013a] I. Omer, D. Butunoiu, R. Mateescu, A. Ivan, Modeling of marine hydrological processes in the proximity of Mangalia harbour, Romania, presented at International Conference 3E – 2013 Energy, Environment and Efficiency, Interdisciplinary Researches in the Danube and Black Sea areas, Galati 18-21 September 2013, Annals of the University Dunarea de Jos of Galati: Fascicle II, 2013, Vol. 36 Issue 2, pp. 323-330, http://connection.ebscohost.com/c/articles/96847884/modeling-marine-hydrological-processes-proximity-mangalia-harbour-romania

[Omer&al2013a] R. Mateescu, A. Ivan, I. Omer, D. Butunoiu, D. Niculescu, Aspects of coastal hydro-geomorphological processes at the Danube River Mouths, presented at International Conference 3E – 2013 Energy, Environment and Efficiency, Interdisciplinary Researches in the Danube and Black Sea areas, Galati 18-21 September 2013, Annals of the University Dunarea de Jos of Galati: Fascicle II, 2013, Vol. 36 Issue 2, pp. 316-322, http://connection.ebscohost.com/c/articles/96847883/aspects-coastal-hydro-geomorphological-processes-danube-river-mouths

[Mat&al2012] R. Mateescu, A. Spinu, I. Omer, Analysis of the sea-land interface variability on the Romanian Littoral, based on the Remote Sensing and GIS, Analele Universității „Ovidius”Constanța, seria Constructii, Anul XIV – Nr 14 (2012), pp. 49-58 (Index Copernicus Journal Master List, ProQuest, EBSCO and Google Scholar.) http://revista-constructii.univ-ovidius.ro/doc/editii/2012.pdf

[Mat&al2012] R. Mateescu, I. Omer, S. Matei, Wave conditions in the transitional zone of Romanian Coast- Mamaia Bay, Ovidius University Annals Series: Civil Engineering Vol.1, Issue 12, Ovidius University Press, iunie 2010, pp. 39-46 (Index Copernicus Journal Master List, ProQuest, EBSCO and Google Scholar.). http://wwwold.univ-ovidius.ro/revista-constructii/doc/anale/2010.pdf

[OmerGhe2008] I. Omer, C. Gherghina, A software implementation of water waves propagation, ANNALS of the ORADEA UNIVERSITY, Fascicle of Management and Technological Engineering, Volume VII (XVII), 2008, pp. 485-490 DOI: 10.15660/AUOFMTE.2008.982 http://imtuoradea.ro/auo.fmte/files-2008/MECANICA_files/OMER%20ICHINUR%201.pdf

[Nit&al2008] C.Nițescu, D.I.Arsenie, M.Florea, I.Omer, M.Stănescu, Local Elastic System for Protection Against Hydraulic Shock, Acta Technica Napocensis: Civil Engineering & Architecture, (Index Copernicus Journal Master List, EBSCO, Google Scholar), vol.51, nr. 1, pp. 207-212, 2008, http://constructii.utcluj.ro/ActaCivilEng/download/Acta_Technica_Napocensis_Vol51_1_Contents.pdf

[Ars&al2007] D. I. Arsenie, I. Omer, C. St. Nitescu, Hydraulic calculus of a loop with a large number of bars, Annals of Oradea Unversity, Fascicle of Management and Technological Engineering, ISSN 1583 – 0691, revista cotata CNCSIS B+, pp. 310-315, pag. 180-184, 5 pg., 2007, DOI: 10.15660/AUOFMTE.2007.508 http://imtuoradea.ro/auo.fmte/files-2007/MECANICA_files/Dumitru_Ioan_Arsenie_1.pdf

[Ars&al2007] I. Omer, D. I. Arsenie, C. St. Nitescu, C. Gherghina, „A software implementation of a calculus algorithm over the sections of a loop”, Annals of Oradea Unversity, Fascicle of Management and Technological Engineering, ISSN 1583 – 0691, revista cotata CNCSIS B+, pp. 310-315, 6 pg., 2007 DOI: 10.15660/AUOFMTE.2007.530 http://imtuoradea.ro/auo.fmte/files-2007/MECANICA_files/Ichinur_Omer_1.pdf

[Omer&al2007] I. Omer, D. I. Arsenie, C. St. Nitescu, C. Gherghina, A software implementation of a calculus algorithm over the sections of a loop, Annals of Oradea Unversity, Fascicle of Management and Technological Engineering, ISSN 1583 – 0691, revista cotata CNCSIS B+, pp. 310-315, 6 pg., 2007 DOI: 10.15660/AUOFMTE.2007.530 http://imtuoradea.ro/auo.fmte/article.php?v1=2007.

ARSENIE, D.I., FLOREA, M., MÎRZALI, I., NIȚESCU, C., Some aspects concerning the propagation of the water hammer in pressure pipes, Timișoara, Romania, 2005.

Lucrări științifice ale altor autori

CHAUDHRY H. M., Applied Hydraulic Transients, second edition, Von Nastrand Reinhold Company, U.S.A., 1987.

CIOC D., MĂRUȚĂ AL., CRISTEA AL., Unele probleme referitoare la metoda grafic de calcul a micrii nepermanente sub presiune, Hidrotehnica, nr. 7, 1963.

CONSTANTINESCU GH., Aerul liber în sisteme sub presiune. Contribuții, Teză de doctorat, Timișoara, 1983.

FLOREA M., Contribuții la studiul mișcărilor nepermanente sub presiune, Teză de doctorat, Constanța, 1997.

OMER I., Contribuții la calculul sistemelor hidraulice sub presiune funcționând în regim nepermanent, teza de doctorat, 2002, 182 pp.

POPESCU M., Rezultate experimentale n studiul micrilor nepermanente din sistemele hidraulice sub presiune, Studii i cercetri de mecanic aplicat, Nr.4-5, 1982.

Popescu, M., Arsenie, D.I. & Vlase, P., Applied Hydraulic Transients – For Hydropower Plants and Pumping Stations, Balkema, Netherlands, 2003

POPESCU M., Cteva rezultate privind curgerile nepermanente din sistemele hidraulice sub presiune, Hidrotehnica, Nr. 11-12, 1985.

STREETER V.L., WYLIE B.E., Hydraulic transients, McGraw – Hill Book Company, New York, 1987.

Z. Michael Lahlou, Water Hammer, Tech Brief NATIONAL DRINKING WATER CLEARINGHOUSE, 2003.

[1] Popescu, M., Arsenie, D.I. & Vlase, P., Applied Hydraulic Transients – For Hydropower Plants and Pumping Stations, Balkema, Netherlands, 2003.

[2]. Arsenie, D.I., Florea, M., Mîrzali, I., Nițescu, C., “Some aspects concerning the propagation of the water hammer in pressure pipes”, Timișoara, Romania, 2005.

[3] Arsenie, D.I., Florea, M., Omer, I., “Hydraulic system protection from the water hammer using a longitudinal elastic element”, Cluj, pp. 303–308, Romania, 2003.

[4] Chaudry, H., “Applied hydraulic transients”, Van Nastrand Reinhold Company, 1987.

[5] Streeter, V., Wylie, E., “Hydraulic transients”, Mc. Graw Hill, New York, 1967.

[6] Glover, T. J., Pocket Ref. Sequoia Publishing Inc. 2ed., 1996.

[7] Hwang, Ned H .C., Houghtalen R. J., “Fundamentals of hydraulic engineering systems”, Prentice Hall, 1996.

Eroziunea costiera

References

NICOLAEV S., BOLOGA A. S., Black Sea ecosystem research, environmentalquality monitoring, regional co-operation: Romanian involvements and achievements (1990-2005) http://www.igic.bas.bg/clean_black_sea/CD/Papers/Bologa.pdf

BOLOGA A.S., A Black Sea integrated environmental quality monitoring – a prerequisite for regional co-operation and EU accession. Geo-Eco-Marina, 9-10, 8-11 & ICS-UNIDO EGM “Integrated Management of Coastal Areas of the Mediterranean Basin and the Black Sea”. Trieste, Italy, 13-15 Dec. 2004 (2003/2004).

NIMRD Constanta, Marine Research, nr. 38, p. 26-35, 269-277

NIMRD Constanta, Evaluarea inițială a mediului marin din 2012, p. 14-15, p. 105-118.

NIMRD Constanta, Rapoarte privind starea mediului marin și costier, 2006-2012.

NICOLAEV S., ISPAS C., ALEXANDROV L, The Black Sea and sustainable development, NIMRD, Cercetări marine, nr. 39/2010, p. 61-64.

UNEP, Annual report, http://www.unep.org/pdf/annualreport/UNEP_AR_2006_English.pdf

Grasshoff, K., Kremling, K., Ehrhardt M., 1999. Methods of Seawater Analysis, Third, Completely Revised and Extended Edition, Ed. Wiley, 4.

OROS A., Trace metals concentrations in the Romanian Black Sea coastal waters in 1997-2007 period, 2008.

COATU V., PIESCU V., OROS .A, MIHNEA R., Evaluation of heavy metal and persistent organic pollutants input from Danube waters in the Black Sea area influenced by the Danube, in the context of recent climatic changes and bioaccumulation of these compounds in biota, I.N.C.D.M, Revista Cercetări marine, nr. 38, 2008, 39-50.

ÇOBAN B., BALKIS N. AND AKSU A., Heavy metal levels in sea water and sediments of Zonguldak, Turkey, J. Black Sea/Mediterranean Environment, Vol. 15, 2009, p 23-32.

STANCIU G, LUPȘOR S., Detection of Heavy Metals and Organic Pollutants from Black Sea Marine Organisms – Chemicals as Intentional and Accidental Global Environmental Threats. NATO Security through Science Series, Ed. Springer, 2006, p. 451.

MICLEAN M., LEVEI E.-A., SENILA M., ROMAN C., CORDO E., Assessment of Cu, Pb, Zn and Cd Availability to Vegetable Species Grown in the Vicinity of Tailing Deposits from Baia Mare Area, REV. CHIM. Bucuresti, 60, Nr. 1, 2009, p. 1-4.

RADULESCU R., STIHI C., BARBES L., CHILIAN A., CHELARESCU D. E., Studies Concerning Heavy Metals Accumulation of Carduus nutans L. and Taraxacum officinale as Potential Soil Bioindicator Species, REV. CHIM., Bucharest, 64, No.7, 2013, p. 754-760.

YIĞITERHAN O., MURRAY J. W., TUĞRUL S, Trace metal composition of suspended particulate matter in the water column of the Black Sea, Ed. Elsevier, Marine Chemistry, vol. 126, 2011, p. 207-226.

Risc la poluare

1. A. N. Romanian Water Basin Administration Dobrogea – Litoral: Master Plan ‘Protection and

Rehabilitation of Coastal Zone’. Technical Assistance for Project Preparation Priority Axis 5.

Key Area of Intervention 2: Reduction of Coastal Erosion, Conducted by Halcrow Romania

SRL, December 2011.

2. A. N. Romanian Water Basin Administration Dobrogea – Litoral: Environmental Report, Technical

Assistance for Project Preparation Priority 5, Implement Appropriate Structure of Natural

Risk Prevention in the Most Vulnerable Key Area of Intervention 2 – Reduction of Coastal

Erosion EVALUATION Strategic Environmental Assessments (SEA) Conducted by BLOM,

December 2011.

3. M. GOLUMBEANU, M. N. ENCIU, M. TEOHAREVA, K. STEPANOVA, O. RUBEL, A. D.

YACHENKO, N. GORIUP, A. GILC, K. BILASHVILI: Environmental Sustainable Tourism

within the Black Sea Region. J Environ Prot Ecol, 15 (2), 574 (2014).

4. I. OMER, R. MATEESCU, L. RUSU, D. NICULESCU, E. VLASCEANU: Coastal Works Extensions

on the Romanian Touristic Littoral, Its Ecological Impacts on the Nearshore Bathing

Areas. J Environ Prot Ecol, 16 (2), 424 (2015).

5. A. D. GHEORGHIU, Z. TOROK, A. OZUNU: How Can Existing Risk Assessment Methodologies

Be Used in a Systematic Manner, in the Extractive Mining Industry? J Environ Prot Ecol,

14 (4), 1597 (2013).

6. N. FLORIN, M. RISTEA, A. COTORCEA: Estimating the Containment Costs in the Situation

of Oil Spill in the Marine Environment. Case Study: Romanian Black Sea Coast. J Environ Prot

Ecol, 16 (1), 110 (2015).

7. Ministry of Regional Development and Tourism: Methodology for the Design and Content of

Documentation Framework for Coastal Landscaping; Landscaping Plan Area – the Black Sea

Coast, Phase III ‘Landscaping Plan Area – the Black Sea Coast’. Analysis of Current Situation

in the Coastal Zone of the Black Sea, National Institute for Research – Development Urban

Planning and Sustainable Territorial Development ‘URBAN – try’ – Branch URBANPROIECT,

June 2010 Associate: National Institute of Research – Development of Marine Geology and

Geoecology – GEOECOMAR.

8. N.I.M.R.D. ‘Grigore Antipa’ Constanta: Environmental Reports 2006–2009.

9. Project MISIS: No 07.020400/2012/616044/SUB/D2, Diagnostic Report II, Guiding Improvements

in the Black Sea Integrated Monitoring System (Including Capacity Building and Utilization

of Equipment). Data Management and Assessments. EC DG Env. www.misisproject.eu.

10. C. GASPAROTTI, E. RUSU: Methods for the Risk Assessment in Maritime Transportation in

the Black Sea Basin. J Environ Prot Ecol, 13 (3A), 1751 (2012).

921

11. PIERRE POTIN: Sentinel-1 Mission Overview. ESA/ESRIN, Frascati, Italy, Jan. 19, 2011, URL:

http://earth.eo.esa.int/pub/polsarpro_ftp/RadarPol_Course11/Wednesday19/Sentinel-1_overview.

pdf.

12. M. SCHWERDT, K. SCHMIDT, N. T. RAMON, G. C. ALFONZO, B. DÖRING, M. ZINK,

P. PRATS: Independent Verification of the Sentinel-1A System Calibration – First Results. In:

Proc of EUSAR 2014 (10th European Conference on Synthetic Aperture Radar), Berlin, Germany,

June 3–5, 2014.

13. Papua New Guinea National Marine Pollution Risk Assessment, Vol. 1: Port Moresby September

2011. An Assessment of the Risk of Spills of Oil and Other Pollutants from Ships and Related

Sources into PNG Aaters Led by the PNG National Maritime Safety Authority with Support

from the PNG Ports Corporation . Undertaken with Guidance from EcoStrategic Consultants.

GIS si teledetectie

5. Acknowledgments

This work was partly supported by the strategic grant POSDRU/89/1.5/S/58852, Project ”Postdoctoral program for researcher formation in the field of sciences” and POSDRU/88/1.5/S/61150, Project “Doctoral Studies in the field of life and earth sciences”, co-financed by the European Social Found within the Sectorial Operational Program Human Resources Development 2007 – 2013.

6. References

1 Scally R., 2006 – GIS for Environmental Management. Environmental Systems Research Institute (ESRI) Press, Redlands, California;

[2] Carvalho, A., Fitzpatrick,K. [online] Streamlining Coastal Monitoring Programs with GIS in Martin County, Florida, http://gis.esri.com/library/userconf/proc03/p0603.pdf;

[3] Constantinescu, Ș. [online] III. Litoralul românesc în documente cartografice. Perioada modernă și contemporană,http://earth.unibuc.ro/articole/iii-litoralul-romanesc-in-documente-cartografice-perioada-moderna-i-contemporana;

[4] Grigoraș I., Constantinescu A. (1994)– GIS în sprijinul managementului în Rezervația Biosferei Deltei Dunării, Analele INCDDD Tulcea;

[5] Ielenicz, M., Visan, Gh., (2003), Morphology of the Romanian Black Sea shoreline. Comunicari de geografie, vol. 7. Ed Universitatii din Bucuresti;

[6] Vespremeanu, E., (2004), Geografia Marii Negre, Editura Universitatii din Bucuresti;

[7]*** GIS, Spatial Analysis and Modeling. ESRI Press, Redlands, California, 2005;

[8] ECOH/JICA Masterplan for protection, 2005.

Utilizarea sistemelor automate de zbor în supravegherea integrată a mediului zonei costiere

BIBLIOGRAFIE

[1] Piotr J. Dziubana, Anna Wojnara*, Artur Zolicha, Krzysztof Ciseka, Wojciech Szumińskia, Solid state sensors – practical implementation in Unmanned Aerial Vehicles (UAVs), Procedia Engineering 47 ( 2012 ) 1386 – 1389;

[2] Rachel L. Finn, David Wright Unmanned aircraft systems: Surveillance, ethics and privacy in civil applications, Computer law & s e c u r i t y r e v i e w 2 8 ( 2 0 1 2 ).

[3] Graciela Metternicht a,*, Lorenz Hurni b, Radu Gogu , Remote sensing of landslides: An analysis of the potential contribution to

geo-spatial systems for hazard assessment in mountainous environments, Remote Sensing of Environment 98 (2005) 284 – 303

BIBLIOGRAFIE

[1] Rachel L. Finn, David Wright Unmanned aircraft systems: Surveillance, ethics and privacy in civil applications, Computer law & s e c u r i t y r e v i e w 2 8 ( 2 0 1 2 ).

[2] Graciela Metternicht a,*, Lorenz Hurni b, Radu Gogu , Remote sensing of landslides: An analysis of the potential contribution to geo-spatial systems for hazard assessment in mountainous environments, Remote Sensing of Environment 98 (2005) 284 – 303

Ultima lucrare

REFERENCES

FINN R. L., WRIGHT D., Unmanned aircraft systems: Surveillance, ethics and privacy in civil applications, Computer law & securityview (2012).

METTERNICHT G., HURNI L., GOGU R., Remote sensing of landslides: An analysis of the potential contribution to geo-spatial systems for hazard assessment in mountainous environments, Remote Sensing of Environment 98 (2005) 284 – 303.

EISENBEISS, H., 2012, The Potential of Unmanned Aerial Vehicles for Mapping, Zurich, 11p.

PEREZ, M., AGUERA, F., CARVAJAL, F., 2013, Low Cost Surveying Using an Unmanned Aerial Vehicle, Rostock, 5p.

NEDELCUT F., Current aspects of using unmanned aerial vehicles in environmental monitoring, Journal of Environmental Protection and Ecology 12, No 4, 1818–1824 (2011).

OMER I., MATEESCU R., RUSU L., NICULESCU D., VLASCEANU E., Coastal Works Extensions on the Romanian Touristic Littoral, its Ecological Impacts on the Nearshore Bathing Areas, Journal of Environmental Protection and Ecology (JEPE), Vol. 16, Issue: 2, Pages: 424-433, Published: 2015. Impact factor is: 0.838 http://www.jepe-journal.info/vol-16-no2-2015.

MATEESCU R., DIACONEASA D., SPINU A., MALCIU V., Hydro-geomorphological processes in the transitional Romanian Black Sea coast, Their consequences on the Masterplan for coastal protection implementation, Journal of Environmental Protection and Ecology 13, No 3A, 1664–1672 (2012).

RUSU L., BUTUNOIU D., RUSU E., Analysis of the Extreme Storm Events in the Black Sea Considering the Results of a Ten-year Wave Hindcast, Journal of Environmental Protection and Ecology 15, No 2, 445–454 (2014).

ttp://www.lumenera.com/resources/documents/casestudies/UnmannedAerialVehicles.pdf