NIVERSITATEA TEHNICĂ GHEORGHE ASACHI IAŞI [308592]

Licență

NIVERSITATEA TEHNICĂ GHEORGHE ASACHI IAŞI [308592]

Byadmin ianuarie 1, 2024

CUPRINS

INTRODUCERE

CAPITOLUL I CADRUL LEGISLATIV PRIVIND CALITATEA APELOR DE SUPRAFAȚĂ ȘI SUBTERANE

1.1 Cadrul legislativ privind calitatea apelor de suprafață și subterane

1.1.1 Obiectivele stabilite de Directiva Cadru Apa 2000-60 CE pentru atingerea stării de calitate bună a tuturor corpurilor de apă

1.1.2 Directivele Europene privind evaluarea apelor de suprafață și subterane transpuse în legislația din România

CAPITOLUL II MANAGEMENTUL DURABIL AL RESURSELOR DE APĂ DIN ROMÂNIA

2.1 Politici și acțiuni privind dezvoltarea managementului durabil al resurselor de apă din România

2.2 Presiuni semnificative de poluare a resurselor de apă din România

2.2.1 Surse punctiforme semnificative de poluare a resurselor de apă

2.2.2 Surse difuze semnificative de poluare a resurselor de apă

2.2.3 Alte presiuni semnificative de poluare a resurselor de apă

2.3 Tehnici de evaluare a impactului poluării resurselor de apă

CAPITOLUL III CONCEPTE ȘI METODE DE ABORDARE A CALITĂȚII APELOR DIN LACURILE DE ACUMULARE DIN ZONELE COLINARE

3.1 Monitoringul resurselor de apă

3.1.1 Tipuri de monitoring și clasificarea programelor de monitoring

3.2 Cercetări privind evaluarea calității apelor din lacurile de acumulare

3.2.1 Tipologia și condițiile de referință pentru lacurile de acumulare

3.2.2 Evaluarea calității apelor din lacurile de acumulare

3.2.2.1 Evaluarea potențialului ecologic al apelor din lacurile de acumulare

3.2.2.1.1 Elementele biologice specifice evaluării potențialului ecologic al apelor din lacurile de acumulare

3.2.2.1.2 [anonimizat]

3.2.2.2 Evaluarea stării chimice a apelor din lacurile de acumulare

3.2.3 Obiective de mediu pentru lacurile de acumulare

CAPITOLUL IV EVOLUȚIA INDICATORILOR DE CALITATE AI APELOR DIN LACURILE DE ACUMULARE DIN BAZINUL HIDROGRAFIC BAHLUI

4.1 Metodologia agreată pentru stabilirea potențialului ecologic și stării chimice a apelor din lacurile de acumulare din bazinul hidrografic Bahlui

4.1.1 Potențialul ecologic al apelor din lacurile de acumulare din bazinul hidrografic Bahlui

4.1.2 Starea chimică a apelor din lacurile de acumulare din bazinul hidrografic Bahlui

4.1.3 Zone de protecție pentru captările de apă destinate potabilizării

4.2 Stadiul calitatii apelor din lacurile de acumulare din bazinul hidrografic Bahlui

4.2.1 [anonimizat]

4.2.2 Implicații hidrogeomorfologice și ecologice ale lacurilor

4.2.3 Evoluția calității apelor din lacurile de acumulare mici și mijlocii din bazinul hidrografic Bahlui

4.2.4 Eutrofizarea lacurilor de acumulare din bazinul hidrografic Bahlui

4.2.4.1 Evoluția parametrilor indicatori ai eutrofizării apei lacului de acumulare Cucuteni

4.2.4.2 [anonimizat]

4.2.4.3 Evoluția parametrilor indicatori ai eutrofizării apei lacului de acumulare Podu Iloaiei

4.2.5 Măsuri pentru prevenirea și combaterea eutrofizării lacurilor de acumulare

CAPITOLUL V ANALIZA ȘI APLICAREA MODELELOR PENTRU STUDIUL CALITĂȚII APELOR DIN LACURILE DE ACUMULARE DIN ZONELE COLINARE

5.1 Clasificarea modelelor de calitate a apei

5.2 Balanțe regionale

5.3 Modelul WaQ pentru studiul aportului de nutrienți din bazinele hidrografice

5.3.1 Obiectivele modelului WaQ

5.3.2 Descrierea modelului

5.3.3 Etapa de lucru

5.3.4 Rezultatele modelării cu WaQ a calității apelor de suprafață din bazinul hidrografic Bahlui

5.3.5 Prognoza calității apei din lacul de acumulare Podu Iloaiei prin corelarea rezultatelor generate de modelul WaQ cu datele din măsurători

5.4 Modelul BATHUB pentru studiul procesului de eutrofizare a lacurilor de acumulare

5.4.1 Descrierea modelului

5.4.2 Aplicarea modelului Bathub pentru lacul de acumulare Cucuteni

5.4.2.1 Date de intrare

5.4.2.2 Rezultatele modelării

5.4.. Aplicarea modelului Bathub pentru lacul de acumulare Tansa-Belcești

5.4.3.1 Date de intrare

5.4.3.2 Rezultatele modelării

Capitolul VI CONCLUZII FINALE, CONTRIBUȚII PERSONALE ȘI CERCETĂRI VIITOARE

6.1 Concluzii finale

6.2 Contribuții personale

6.3 Perspective și cercetări viitoare

Bibliografie

INTRODUCERE

În România buna gospodărire a apei reprezintă o activitate importantă deoarece resursele noastre de apă se găsesc în cantități relativ reduse și neuniform distribuite la nivel de spații hidrografice, dar și din considerentul necesității conservării acestora pentru generațiile viitoare.

Din totalul de 134,6 mld. mc., resursa de apă care poate fi folosită la nivelul țării este mai mică, de aproximativ 39 mld mc., valoarea fiind raportată la gradul de amenajare al fiecărui bazin hidrografic. Resursele de apă din România sunt reprezentate de ape de suprafață: râuri, lacuri naturale, lacuri de acumulare, Dunărea și de ape subterane. Conform Administrației Naționale “Apele Române”, principala resursă de apă din țara noastră o reprezintă râurile, cararacterizate prin variabilitate în timp și spațiu.

O caracteristică importantă a apei o reprezintă calitatea acesteia, motiv pentru care poluarea trebuie atent monitorizată, prevenită sau îndepărtată acolo unde s-a produs. Urmare a presiunilor antropice reprezentate de aglomerările umane, industrie, agricultură sau alterări hidromorfologice, calitatea resurselor de apă a fost afectată determinând modificarea biodiversității și reorganizarea acestora.

Activitatea de monitoring joacă un rol important în buna gospodărire a resurselor de apă din țara noastră, contribuind la creșterea potențialului de utilizare al apei pentru necesitățile populației, pentru activitățile agricole, industriale etc. Acest considerent a stat la baza alegerii temei de cercetare a tezei de doctorat <<Cercetări privind calitatea apelor din lacurile de acumulare mici și mijlocii din zonele colinare>>.

Evaluarea calității apei se realizează la nivelul unui bazin hidrografic pe fiecare corp de apă. Conform Directivei Cadru a Apei un corp de apă este definit ca unitatea de bază care se folosește în stabilirea, raportarea și monitorizarea tuturor măsurilor prin care se ating obiectivele de mediu. Prin “corp de apă de suprafață” se înțelege un element discret și semnificativ al apelor de suprafață, printre care putem aminti: râu, tronson de râu, lac natural, lac de acumulare, canal, ape tranzitorii sau o parte din apele costiere. Directiva Cadru a Apei a definit în articolul 2 starea apelor de suprafață prin două noțiuni: starea ecologică și starea chimică: „starea unei ape de suprafață este expresia generală a stării unui corp de apă de suprafață, determinată pe baza celei mai nefavorabile valori a stării sale ecologice și chimice”.

Directiva Cadru a Apei trasează direcțiile pentru managementul calitativ al corpurilor de apă din cadrul Uniunii Europene definit de analiza calității microbiologice, biologice, fizice și chimice a apei, de modul de dezvoltare a resurselor de apă dar și de efectele de mediu.

În teza de doctorat <<Cercetări privind calitatea apelor din lacurile de acumulare mici și mijlocii din zonele colinare>> se analizează calitatea apelor din lacurile de acumulare din zonele colinare (Studiu de caz: Lacurile de acumulare Cucuteni, Tansa-Belcești și Podu Iloaiei din bazinul hidrografic Bahlui) prin monitorizarea indicatorilor biologici, fizico-chimici și poluanți specifici, respectându-se obiectivele impuse prin Directiva Cadru a Apei 2000/60/CE.

Evaluarea stării ecologice a lacurilor de acumulare din zonele colinare se stabilește prin integrarea acestor parametrii de calitate, urmând principiul “one out – all out”, respectiv cea mai defavorabilă stare va defini calitatea apei dintr-un lac de acumulare din punct de vedere ecologic. Starea chimică a lacurilor de acumulare se stabilește în urma evaluării impactului substanțelor prioritare/prioritar periculoase (substanțe sintetice și nesintetice) reprezentate de ionii metalelor grele și de micropoluanții organici.

În final, obiectivul de mediu pentru un lac de acumulare este îndeplinit atunci când se încadrează în starea ecologică bună, respectiv potențialul ecologic bun.

Inițial, marea majoritate a deciziilor de management calitativ al apelor se raportau la sursele punctiforme de poluare. Deoarece Directiva Cadru a Apei 2000/60/CE a impus analiza și interpretarea unui volum de date referitoare la tipul și importanța presiunilor antropice semnificative de poluare, s-a constatat necesitatea ca măsurile să fie aplicate în funcție și de sursele difuze de poluare, fondul natural și modificările morfologice. Această integrare a generat necesitatea normelor de monitorizare specifice tuturor surselor semnificative de poluare, în așa fel încât toate corpurile de apă să ajungă la standardele de calitate impuse de directivele europene.

În teză, pe lângă evaluarea integrată a parametrilor biologici, fizici și chimici care redau starea de calitate a apei dintr-un lac de acumulare, s-au abordat probleme de poluare a resurselor de apă, în special a lacurilor de acumulare din zonele colinare, iar la final s-a urmărit evoluția indicatorilor specifici procesului de eutrofizare și impactul asupra calității apei din lacurile de acumulare din bazinul hidrografic Bahlui.

În Europa, s-au dezvoltat un număr mare de tehnici de evaluare a calității apei din lacurile de acumulare. O analiză mai amănunțită asupra calității acestora implică realizarea unui model. Multe dintre cunoștințele acumulate și redate de specialiști de-a lungul anilor au avut la bază modele fizice, însă știința actuală se concentrează pe dezvoltarea și aplicarea modelelor matematice.

Etapele surprinse în teza de doctorat pentru parcurgerea unui model de calitate al apelor din lacurile de acumulare au constat în: definirea lacurilor de acumulare din bazinul hidrografic Bahlui (lacurile de acumulare Cucuteni, Tansa-Belcești și Podu Iloaiei), problemele de interes (conținutul mare de nutrienți de azot și fosfor la nivelul bazinului hidrografic Bahlui, respectiv eutrofizarea lacurilor de acumulare) și nu în ultimul rând scopul modelului (monitorizarea, prognoza viitoare și selectarea măsurilor prioritare în funcție de rezultatele simulate).

Calitatea apelor din lacurile de acumulare din zonele colinare a fost evaluată cu două modele matematice. Rezultatele privind încărcările de azot total și fosfor total provenite din sursele de poluare semnificative la nivelul bazinului hidrografic Bahlui obținute prin utilizarea modelului matematic WaQ de către specialiști din Administrația Bazinală de Apă Prut-Bârlad au fost analizate și interpretate pentru trasarea unei concluzii proprii privind prognoza calității apei din lacul de acumulare Podu Iloaiei. Pe de altă parte, pentru analiza procesului de eutrofizare a lacurilor de acumulare Cucuteni și Tansa-Belcești am utilizat modelul matematic BATHUB.

Principalele obiective ale tezei de doctorat <<Cercetări privind calitatea apelor din lacurile de acumulare mici și mijlocii din zonele colinare>>:

Studiul cadrului legislativ privind calitatea apelor de suprafață și subterane, în concordanță cu obiectivele stabilite prin Directiva Cadru Apa 2000-60 CE și prin elementele de bază ale strategiilor și politicilor europene din domeniul gospodăririi durabile a resurselor de apă;

Studiul unor politici și acțiuni definite pentru dezvoltarea unui management durabil al resurselor de apă;

Analiza presiunilor semnificative de poluare care influențează calitatea apelor din România dar și a mijloacelor de evaluare a impactului asupra corpurilor de apă, și implicit asupra întregului bazin hidrografic;

Analiza metodologiei actuale de monitorizare a calității apelor din lacurile de acumulare din zonele colinare cu respectarea obiectivele și direcțiilor definite prin Directiva Cadru Apă 2000/60/ CE și prin celelalte directive europene, cu modificările și completările ulterioare;

Studiul caracteristicilor bazinului hidrografic Bahlui și analiza condițiilor de calitate pentru lacurile de acumulare mici și mijlocii situate în arealul acestuia;

Urmărirea evoluției parametrilor specifici eutrofizării lacurilor de acumulare Cucuteni, Tansa-Belcești și Podu Iloaiei situate în bazinul hidrografic Bahlui;

Influența temperaturii asupra eutrofizării lacurilor de acumulare din bazinul hidrografic Bahlui;

Documentarea, clasificarea și analiza modelelor utilizate pentru studiul calității apelor din lacurile de acumulare din zonele colinare;

Documentarea cu privire la principalele probleme de calitate ale apelor din lacurile de acumulare din bazinul hidrografic Bahlui și selectarea unor modelele matematice pentru analiza acestora;

Prognoza viitoare a calității apei din lacul de acumulare Podu Iloaiei;

Analiza eutrofizării lacurilor de acumulare Cucuteni și Tansa-Belcești.

CAPITOLUL I

CADRUL LEGISLATIV PRIVIND CALITATEA APELOR DE SUPRAFAȚĂ ȘI SUBTERANE

Cadrul legislativ privind calitatea apelor de suprafață și subterane

Parcursul politicii și programelor europene din domeniul gospodăririi apelor a fost structurat în funcție de obiectivele generale de mediu în trei etape principale, respectiv:

etapa I cuprinsă între anii 1970-1980 a avut ca obiectiv general principal protecția folosințelor de apă;

etapa a II-a cuprinsă între anii 1981-2000, a avut ca obiectiv general principal reducerea poluărilor la sursă;

etapa a III-a s-a desfășurat începând cu anul 2000 și are ca obiectiv general principal managementul durabil al resurselor de apă [36].

Obiectivele stabilite de Directiva Cadru Apa 2000-60 CE pentru atingerea stării de calitate bună a tuturor corpurilor de apă

Cadrul legislativ prin care se definește managementul calitativ al corpurilor de apă se dezvoltă în jurul Directivei Cadru a Apei nr.2000/60/CE. Până la publicarea acesteia au existat proiecte de lege care se refereau la adoptarea unor măsuri de protecție a calității ecosistemului acvatic.

Inițial s-au evidențiat măsurile privind standardele de calitate impuse apelor de suprafață (atât pentru râuri cât și pentru lacuri) utilizate pentru potabilizare, urmate de aprobarea normelor de calitate referitoare la apa din domeniul pisciculturii sau al apelor subterane.

Directiva Cadru Apa 2000/60/CE a fost aprobată în data de 23 octombrie 2000. Aceasta reprezintă un cadru legislativ general pentru buna gospodărire a resurselor de apă din Statele Uniunii Europene. Directiva Cadru este alcătuită din 26 de articole și 11 anexe, prin care s-au stabilit principalele obiective privind calitatea apelor.

Directiva Cadru privind Apa aplică un management durabil tuturor resurselor de apă și este definită ca fiind cea mai însemnată parte a legislației din domeniul apei elaborată și aprobată până în prezent la nivel european [52].

Directiva Cadru Apa 2000/60/CE stabilește instrumentele, obiectivele și măsurile generale și specifice de protecție a resurselor de apă, iar rezultatul implementării managementului calitativ al apei va fi acela de a crea un ecosistem acvatic sănătos, cu o faună și o floră neafectată de sursele de poluare semnificative.

Directiva Cadru pentru Apă a fost definită prin trasarea la nivelul statelor membre Uniunii Europene a unor direcții comune pentru monitorizarea calității resurselor de apă:

menținerea, îmbunătățirea și protecția stării de calitate al întregului ecosistem acvatic;

reducerea evacuărilor de substanțe periculoase și prioritar periculoase;

gospodărirea durabilă a corpurilor de apă.

Directiva Cadru redă principii pentru gestionarea și protecția resurselor de apă:

obiectivele de mediu sunt planificate la nivelul tuturor bazinelor hidrografice, continuând pe sub-bazine și corpuri de apă;

stabilirea măsurilor necesare atingerii obiectivelor de mediu pentru fiecare corp de apă;

evaluarea presiunilor semnificative de poluare a resurselor de apă (punctiforme, difuze, hidromorfologice, etc);

analiza impactului presiunilor semnificative de poluare asupra calității ecosistemului acvatic și asupra omului;

analiza economică a măsurilor ncesare pentru menținerea unui ecosistem acvatic favorabil menținerii vieții;

implementarea măsurilor impuse de autoritățile de specialitate în domeniu;

participarea și implicarea publicului în utilizarea eficientă a resurselor de apă și a protecției calității acestora;

conservarea resurselor de apă [104].

Directiva Cadru are în vedere:

prevenirea deteriorării corpurilor de apă ca urmare a acțiunilor distructive ale fenomenelor naturale și ale omului;

protecția și îmbunătățirea calității ecosistemelor acvatice, a ecosistemelor terestre și a zonelor umede;

susținerea unui management durabil al tuturor resurselor de apă;

asigurarea îmbunătățirii și protecției calității mediului acvatic prin măsuri specifice de reducere, stopare sau eliminare a evacuărilor, emisiilor și pierderilor de substanțe prioritare/prioritar periculoase;

asigurarea reducerii treptate a poluării apelor freatice;

prevenirea poluării apelor freatice;

contribuția la diminuarea efectelor inundațiilor;

contribuția la diminuarea perioadelor de secetă [81].

Directiva Cadru a Apei definește importanța calității apei pentru mediu, dar și pentru întreaga societate: “apa nu este un rezultat comercial ca oricare altu ci reprezintă un bun național, al tututror oamenilor, care trebuie protejat, tratat și gestionat corespunzător în vederea îmbunătățirii stării de calitate”.

Obiectivul general al Directivei Cadru Apa 2000-60-CE presupune asigurarea unor condiții maxime, favorabile de viață din punct de vedere al calității apelor de suprafață și subterane pentru toți cetățenii Uniunii Europene.

Specific, au fost stabilite obiectivele:

menținerea stării bune a apelor determinată ca urmare a integrării parametrilor biologici, fizici și chimici, așa cum au fost definiți în Directiva Cadru Apa;

atingerea stării ecologice bune a tuturor râurilor, lacurilor naturale, apelor tranzitorii și costiere;

atingerea potențialului ecologic bun a tuturor corpurilor puternic modificate sau artificiale;

atingerea stării chimice bune a râurilor, lacurilor, apelor tranzitorii și costiere și a apelor puternic modificate și artificiale;

atingerea stării chimice bune a apelor subterane.

Directiva Cadru Apa 2000-60 CE impune pe de o parte atingerea unei stări ecologice bune sau al unui potențial ecologic bun, iar pe de altă parte a unei stări chimice bune, a tuturor resurselor de apă [81].

De asemenea Directiva Cadru Apa 2000-60 CE definește direcțiile și măsurile care stau la baza realizării acestui concept, prin punerea în aplicare a unor obiective și norme de protecție a mediului, a apelor și implicit a societății.

Starea ecologică a apelor, respectiv potențialul ecologic al apelor reprezintă atât calitatea structurii cât și funcționarea ecosistemelor acvatice, iar starea chimică a resurselor de apă se referă la calitatea acestora din punct de vedere chimic.

Sistemul de clasificare a „stării apelor de suprafață” prezintă cinci categorii de calitate, prin raportarea la elementele biologice, după cum se descrie mai jos:

Starea foarte bună (sistem ecologic natural) se determină atunci când valorile elementelor biologice sunt conforme cu valorile corespunzătoare celor din zonele nealterate, de referință sau cu alterări antropice reduse;

Starea bună se atinge atunci când valorile elementelor biologice prezintă abateri minore față de valorile corespunzătoare stării naturale;

Starea moderată pentru care valorile elementelor biologice se abat moderat de la valorile de referință și indică o alterare moderată a stării apelor urmare activităților umane;

Starea nesatisfăcătoare pentru care există alterări semnificative ale elementelor biologice de calitate pentru apele de suprafață. Valorile diferă substanțial față de valorile asociate condițiilor naturale;

Degradată pentru care există alterări severe ale valorilor elementelor biologice de calitate pentru apele de suprafață. În această situație un număr mai mare de comunități biologice relevante sunt absente comparativ cu cele prezente în condiții naturale [29].

Valorile propuse pentru sistemul de clasificare a stării apelor de suprafață sunt:

Stare foarte bună (cod de culoare albastru): > 0,95-1;

Stare bună (cod de culoare verde): > 0,8-0,95;

Stare moderată (cod de culoare galben): > 0,6-0,8;

Stare nesatisfăcătoare (cod de culoare portocaliu): > 0,3-0,6;

Degradată (cod de culoare roșu): > 0-0,3 [111].

Stările de calitate, așa cum au fost definite mai sunt sunt redate schematic pe coduri de culoare în Figura nr.1.1.

Figura nr. 1.1 Stările de calitate definite conform

Directivei Cadru Apa 2000-60 CE [104]

Statele membre Uniunii Europene oferă programe de monitorizare a situației calității tuturor resurselor de apă pentru stabilirea unei realități asupra situației apelor din fiecare bazin hidrografic.

Pentru apele de suprafață, programele de monitorizare se referă la:

Volumul, nivelul sau rata debitului în măsura în care acesta prezintă importanță pentru starea ecologică și chimică sau pentru potențialul ecologic, după caz;

Starea ecologică/potențialul ecologic și

starea chimică.

În cazul apelor subterane, programele se referă la monitorizarea stării chimice și la monitorizarea cantitativă a apelor.

În cazul zonelor protejate, programele de mai sus sunt completate cu programe specifice pe baza căreia s-au stabilit zonele protejate individual.

România nu a solicitat perioadă de tranziție pentru implementarea Directivei 2000/60/CE. Se consideră că o etapă în transpunerea prevederilor acesteia în legislația română s-a realizat prin modificarea Legii Apelor nr. 107/ 1996 cu Legea nr. 310/ 2004 și Legea nr.112/ 2006.

Legislația privind protecția calității apelor de suprafață și subterane în România a avut în vedere până la adoptarea Directivei Cadru Apa următoarele:

Ordinul nr. 161/16.02.2006, pentru aprobarea Normativului privind clasificarea calității apelor de suprafață în vederea stabilirii stării ecologice a corpurilor de apă;

Ordinul nr. 278/11.04.1997 privind aprobarea Metodologiei cadru de elaborare a Planurilor de prevenire si combatere a poluărilor accidentale la folosințele de apă potențial poluatoare;

HG nr. 459/2002 privind aprobarea Normelor de calitate pentru apa din zonele naturale amenajate pentru îmbăiere;

OM nr. 245/26.03.2005 privind aprobarea Metodologiei de evaluare a riscului substanțelor periculoase din lista I și II a substanțelor prioritare/prioritar periculoase în mediul acvatic;

Ordinul nr. 31/13.01.2006 pentru aprobarea Manualului pentru modernizarea și dezvoltarea Sistemului de Monitoring Integrat al Apelor din România (SMIAR);

HG nr. 472/2000 privind unele măsuri de protecție a calității resurselor de apă;

HG nr. 188/2002 pentru aprobarea unor norme privind condițiile de descărcare în mediul acvatic al apelor uzate, modificată și completată cu HG 352/2005.

Ca urmare a aprobării în anul 2000 a Directivei Cadru Apa 2000-60 CE, legislația din România a suferit modificări generând următoarele:

întocmirea Planului de Management al resurselor de apă la nivel de bazine/spații hidrografice de către Administrațiile Bazinale de Apă;

întocmirea Planului Național de Management;

definirea stării apelor și împărțirea în cinci categorii de calitate (Figura 1.1) prin raportarea la elementele biologice analizate (stare foarte bună, stare bună, stare moderată, stare nesatisfăcătoare și stare degradată);

caracterizarea pe categorii de calitate în funcție de elementele biologice specifice apelor de suprafață;

caracterizarea pe categorii de calitate în funcție de elementele fizico-chimice specifice apelor de suprafață;

caracterizarea pe categorii de calitate în funcție de poluanții specifici determinați în apele de suprafață;

definirea unei stări de referință, cu valori ghid;

definirea stării bune a apelor prin integrarea elementelor biologice, fizico-chimice și a poluanților specifici;

definirea corpurilor de apă puternic modificate sau artificiale;

definirea potențialului ecologic bun a corpurilor puternic modificate prin integrarea elementelor biologice, fizico-chimice și a poluanților specifici;

definirea stării chimice a tuturor corpurilor de apă;

definirea conceptului de reorganizare a corpurilor de apă [81].

Abrogările și dispozițiile tranzitorii pentru Directiva Cadru sunt prezentate mai jos:

Directiva 75/440/CEE din 16 iunie 1975 privind cerințele calitative pentru apa de suprafață destinată preparării de apă potabilă în statele membre;

Decizia Consiliului 77/795/CEE din 12 decembrie 1977 de stabilire a unei proceduri comune pentru schimbul de informații referitoare la calitatea apelor dulci de suprafață din Comunitate;

Directiva Consiliului 79/869/CEE din 9 octombrie 1979 referitoare la metodele de măsurare și frecvența eșantionării și analizării apelor de suprafață destinate preparării de apă potabilă în statele membre;

Directiva Consiliului 78/659/CEE din 18 iulie 1978 privind calitatea apelor dulci care necesită protecție sau îmbunătățire pentru a susține populația piscicolă;

Directiva Consiliului 79/923/CEE din 30 octombrie 1979 privind cerințele calitative pentru apele conchilicole;

Directiva Consiliului 80/68/CEE din 17 decembrie 1979 privind protecția apelor subterane împotriva poluării cauzate de anumite substanțe periculoase;

Directiva 76/464/CEE, cu excepția art. 6, care este abrogat la data intrării în vigoare a prezentei directive.

Directiva 2008/32/CE a modificat Directiva Cadru a Apei 2000/60CE și a fost aprobată pe data de 21 martie 2008.

Directivele Europene privind evaluarea apelor de suprafață și subterane transpuse în legislația din România

În Tabelul 1.1 sunt redate alte Directive și Decizii Europene ce au în vedere monitoringul apelor de suprafață și subterane în concordanță cu Directiva Cadru Apa.

Tabelul 1.1 Directivele care reglementează monitoringul apelor de suprafață și subterane în România [36]

* Prevederile acestor directive sunt incluse în Directiva Cadru 2000/60

** Standardele de calitate a apei sunt incluse în Directiva Cadru 2000/60

Pentru implementarea Directivei Cadru a Apei și al intregului cadru legislativ privind calitatea resurselor de apă un rol esențial îl are participarea publicului. Obiectivul general pentru participarea publicului constă în asigurarea unei cooperări între instituțiile pulice, utilizatorii de apă, populație, pentru accesul la informație și pentru conturarea deciziilor în domeniul managementului de calitate al apei.

CAPITOLUL II

MANAGEMENTUL DURABIL AL RESURSELOR DE APĂ DIN ROMÂNIA

2.1 Politici și acțiuni privind dezvoltarea managementului durabil al resurselor de apă din România

Managementul resurselor de apă are la bază tratarea unitară a prevederilor Directivei Cadru Apă 2000/60/CE și a directivelor europene din domeniul apelor (așa cum a fost prezentat în Capitolul I), la care se adaugă politici și acțiuni importante ale anumitor sectoare (protecția împotriva inundațiilor, protecția mediului, schimbările climatice). Pentru managementul integrat al resurselor de apă Uniunea Europeană a recomandat aplicarea unor principii care cuprind probleme de utilizare a apei împreună cu cele de protecție a calității mediului acvatic: principiul bazinal, principiul gospodăririi unitare (cantitate-calitate), principiul solidarității, principiul poluatorul plătește, principiul economic și principiul accesului la apă.

Urmărirea cantitativă și calitativă a corpurilor de apă din România dar și aplicarea cadrului legislativ din domeniul apei, sunt activități realizate de către Administrația Națională "Apele Române", prin intermediul Administrațiilor Bazinale de Apă.

Cadrul legislativ pentru gestionarea durabilă a resurselor de apă la nivelul României a fost definit prin Legea Apelor nr.107/1996, cu modificările și completările ulterioare. Modificările Legii Apelor nr. 107/1996 prin Legea nr. 310/2004 si prin Legea nr. 112/2006 au asigurat transpunerea în legislația din România a prevederilor Directivei Cadru Apa 2000/60/CE.

Strategia națională în domeniul gospodăririi apelor are drept obiectiv realizarea unei politici de gospodărire durabilă a resurselor de apă prin protecția cantitativă și calitativă a acestora, prin îmbunătățirea stării de calitate a apelor de suprafață și subterane, apărarea împotriva măsurilor distructive ale oamenilor și fenomenelor naturale (inundații, secete, alunecări de teren, eroziuni), precum și valorificarea potențialului apelor în raport cu cerințele dezvoltării societății. Toate aceste necesități trebuie să fie în legătură cu directivele europene din domeniul apelor.

Pentru realizarea și implementarea politicilor privind dezvoltarea managementului durabil al resurselor de apă din România se au în vedere următoarele obiective specifice:

aplicarea măsurilor stabilite la nivelul Planurilor de Management întocmite pentru fiecare bazin hidrografic/spațiu hidrografic de catre Administrațiile Bazinale de Apă și a Planului Național de Management, cu respectarea cerințelor Directivei Cadru Apă a Uniunii Europene;

aplicarea măsurilor definite prin Strategia națională de management al riscului la inundații, raportate la prevederile legislației europene în domeniu;

elaborarea Schemelor directoare de amenajare a bazinelor hidrografice pentru folosințele de apă, în vederea îndepărtării efectelor distructive ale fenomenelor naturale asupra vieții, bunurilor și activităților umane;

aplicarea Planului de protecție și reabilitare a țărmului Mării Negre împotriva eroziunii;

promovarea și implementarea măsurilor din Master Plan;

promovarea proiectelor transfrontaliere/internaționale pentru soluționarea problemelor comune ce privesc buna gospodărire cantitativă și calitativă a apelor.

La ora actuală se urmărește gospodărirea durabilă a apelor pe baza aplicării prevederilor legislației Uniunii Europene și în special a principiilor Directivei Cadru pentru Apă.

Aplicarea strategiilor de lungă durată pentru gestionarea resurselor de apă se bazează pe dezvoltarea științei, a noilor tehnologii și a programelor de modelare mai rapide și eficiente pentru monitorizarea resurselor de apă.

Figura 2.1 Districtul Hidrografic al Dunării

[Sursă: Administrația Națională Apele Române]

Măsurile necesare pentru îmbunătățirea stării de calitate a apelor de suprafață și a apelor subterane au fost stabilite în cadrul Planurilor de Management ale fiecărui Bazin Hidrografic în parte și în Planul Național de Management al Apelor (parte componentă a Planului de Management al Districtului Hidrografic al Dunării).

Planul de Management al Bazinului Hidrografic reprezintă principalul instrument prin care se implementează Directiva Cadru 2000/60/CE și o parte din prevederile celorlalte Directive europene.

Planurile de Management ale fiecărui Bazin Hidrografic, precum și Planul Național de Management au fost aprobate la nivel național prin H.G. nr. 80/26.01.2011 pentru aprobarea Planului Național de Management aferent porțiunii din bazinul hidrografic internațional al fluviului Dunărea care este cuprinsă în teritoriul României.

Urmărind implementarea programelor de măsuri aprobate pentru sursele semnificative de poluare, atât difuze cât și punctiforme se vor îndeplini obiectivele de mediu, printre care cel mai important obiectiv constă în atingerea stării ecologice bune și a potențialului ecologic bun pentru toate corpurile de apă [110].

Managementul resurselor de apă are drept obiectiv final implicarea tuturor factorilor de decizie și colaborarea specialiștilor cu toti utilizatorii de apă pentru gestionarea eficientă și în bune condiții a resurselor de apă.

2.2 Presiuni semnificative de poluare a resurselor de apă din România

Calitatea slabă a apei reprezintă o problemă majoră, de interes global. Sănătatea întregii societăți este direct dependentă de starea de calitate a apei pe care o consumă, iar principala presiune asupra stării ecologice a apelor de suprafață, și nu numai, este exercitată de către om prin deversarea în emisari a apelor uzate neepurate sau insuficient epurate. Pentru protecția resurselor de apă, această problemă trebuie eliminată, în sensul că apele epurate trebuie să corespundă cu valorile limitelor calitative aflate în vigoare.

În conformitate cu Directiva Cadru pentru Apă, în cadrul Planurilor Bazinale de Management au fost definite drept presiuni semnificative cele care produc neatingerea obiectivelor de mediu pentru un corp de apă. Directivele Europene prezintă limitele peste care presiunile pot fi numite semnificative și în același timp, substanțele și grupele de substanțe care trebuie luate în considerare pentru această analiză.

Stabilirea presiunilor semnificative stă la baza identificării în continuare a legăturii dintre toate categoriile de presiuni posibile – obiective de mediu – măsuri necesare îndepărtării și stopării poluării apelor.

Obiectivele definite de către Directiva Cadru se referă, pe de o parte la starea de calitate a corpului de apă, dar pe de altă parte și la impactul acestora. Astfel obiectivele de calitate reglementate de legislația europeană au în vedere starea corpului de apă (concentrația poluanților la nivelul acestuia), în timp ce elementele biologice indică impactul. Directiva Cadru în domeniul apei indică luarea în evidență numai a presiunilor semnificative și anume presiunile care produc un impact major asupra calității apelor.

Dacă presiunea asupra corpului de apă este semnificativă, evaluarea trebuie să fie bazată pe identificarea presiunilor din întreg bazinul de recepție, a elementelor de înțelegere conceptuală a curgerii și a transformărilor biologice și fizico-chimice din bazinul de recepție. După modul în care funcționează sistemul de recepție a corpului de apă studiat se poate stabili dacă o presiune poate sau nu cauza un impact semnificativ [104].

Etapele necesare pentru stabilirea presiunilor semnificative si evaluarea impactului activităților antropice asupra calității apelor sunt: identificarea activitatilor si a presiunilor, identificarea presiunilor semnificative, evaluarea impactului și evaluarea riscului neîndeplinirii obiectivelor de mediu penru corpul de apă studiat.

2.2.1 Surse punctiforme semnificative de poluare a resurselor de apă

Evacuările punctiforme pot fi controlate atât din punct de vedere al monitorizării, cât și din punct de vedere al efectului pe care acestea le provoacă asupra calității resurselor de apă. Monitorizarea acestor surse de poluare poate fi realizată prin numeroase activități, printre care cele mai importante sunt: stabilirea fiecărei surse de poluare și determinarea parametrilor specifici de emisie, monitorizarea calității efluenților uzați și monitoringul calității emisarului situat în aval de sursa de evacuare.

Aplicarea criteriilor prezentate anterior a condus la delimitarea presiunilor semnificative punctiforme, având în vedere evacuările de apă epurate sau neepurate în resursele de apă de suprafață:

Aglomerările umane, identificate în conformitate cu cerințele Directivei privind epurarea apelor uzate urbane – Directiva 91/271/EEC, care au peste 2000 locuitori echivalenți (l.e.) care prezintă sisteme de colectare a apelor uzate cu sau fără stații de epurare și care evacuează în resursele de apă; de asemenea, aglomerările <2000 l.e. sunt considerate surse semnificative punctiforme dacă au sistem de canalizare centralizat; în același timp, sunt considerate surse semnificative de poluare, aglomerările umane cu sistem de canalizare unitar care sunt lipsite de capacitatea de colectare și epurare a amestecului de ape uzate și ape pluviale în perioadele cu ploi torențiale;

Industria:

– instalațiile care s-au identificat conform Directivei privind prevenirea și controlul integrat al poluării – Directiva 96/61/EC, inclusiv unitățile care sunt inventariate în Registrul Polunaților Emiși sau în Registrul Poluanților Emiși și Transferați care sunt relevante pentru resursele de apă;

– unitățile care evacuează substanțe periculoase (lista I și II) și/sau substanțe prioritare peste limitele legislației în vigoare (în conformitate cu cerințele Directivei 2006/11/EC care înlocuiește Directiva 76/464/EEC privind poluarea cauzată de substanțele periculoase evacuate în mediul acvatic);

– alte unități specifice care elimină în resursele de apă și care nu se incadrează în parametrii legislației în vigoare privind calitatea apei;

Agricultura:

– fermele zootehnice stabilite conform Directivei privind prevenirea și controlul integrat al poluării – Directiva 96/61/EC, inclusiv unitățile care sunt inventariate în Registrul Poluanților Emiși care sunt relevante pentru resursele de apă;

– fermele care evacuează substanțe periculoase (lista I și II) și/sau substanțe prioritare peste limitele legislației în vigoare (în conformitate cu cerințele Directivei 2006/11/CE care înlocuiește Directiva 76/464/CEE privind poluarea cauzată de substanțele periculoase evacuate în mediul acvatic);

– alte unități agricole cu evacuare punctiformă și care nu se înscriu în parametrii stabiliți de legislația în vigoare privind calitatea apei [104].

2.2.2 Surse difuze semnificative de poluare a resurselor de apă

Abordarea surselor difuze de poluare a luat amploare începând cu anul 1980. Dacă în primă fază ponderea surselor difuze de poluare era stabilită prin pierderile din rețelele de canalizare, industriale și menajere, în prezent aceasta a fost pusă în legătură cu factorii de mediu, aer și sol.

În ceea ce privește sursele difuze de poluare semnificativă, se pot menționa:

Aglomerările umane/localitățile care nu prezintă sisteme de colectare a apelor uzate sau sisteme corespunzătoare de colectare și eliminare a nămolului provenit din stațiile de epurare, precum și localitățile care au depozite de deșeuri menajere necorespunzătoare;

Agricultura prin fermele agrozootehnice care nu prezintă sisteme adecvate de stocare/utilizare a dejecțiilor, localitățile identificate ca fiind zone vulnerabile la poluarea cu nitrați din surse agricole, unități care utilizează pesticide și nu se conformează legislației în vigoare, alte unități/activități agricole care pot conduce la emisii difuze semnificative;

Industria prin depozitele de materii prime, produse finite, produse auxiliare, stocări de deșeuri neconforme, unități ce produc poluări accidentale difuze, situri industriale abandonate.

Principalele modalități de producere a poluării difuze sunt: depunerile provenite din atmosferă, scurgerile de pe versanți, scurgerea din rețelele de drenaje, eroziunea solului, alunecările de teren, scurgerea subterană, scurgerea din zone impermeabile orășenești [104].

2.2.3 Alte presiuni semnificative de poluare a resurselor de apă

Un alt tip de presiune semnificativă este cea specifică presiunilor hidromorfologice semnificative. Au fost stabilite mai multe categorii de lucrări cu impact semnificativ asupra resurselor de apă, respectiv: acumulări permanente și nepermanente, derivații, regularizări de râuri, îndiguiri și apărări de maluri, executate în diverse scopuri (asigurarea cerinței de apă, regularizarea debitelor de apă naturale, apărarea împotriva inundațiilor, producerea energiei electrice, îndepărtarea surplusului de umiditate, etc), cu efecte utile pentru societatea noastră. Lacurile de acumulare a căror suprafață este mai mare de 0,5 km2 produc în principal ca presiune hidromorfologică întreruperea continuității scurgerii și regularizarea debitelor. Astfel de lacuri de acumulare sunt în număr de 236 în România.

Pe lângă presiunile semnificative prezentate, au fost identificate și alte tipuri de activități/presiuni care pot afecta starea corpurilor de apă din România, respectiv activitățile de pisciultură, activitățile de acvacultură, extragerea balastului, extragerea nisipului din albiile minore ale cursurilor de apă și nu în ultimul rând exploatările forestiere în masă.

Calitatea apelor este afectată și de poluările accidentale care reprezintă alterări rapide de natură biologică, bacteriologică, fizică și chimică a apei, peste limitele admise de legislația în domeniu. În funcție de tipul poluărilor accidentale, acestea pot avea dimensiuni și efecte diferite (efecte locale, bazinale, transfrontaliere) asupra resurselor de apă [104].

Presiunile relevante, așa cum au fost definite în Planurile de Management sunt mentionate mai jos în Tabelul 2.1.

Tabel 2.1 Surse punctiforme semnificative de poluare a resurselor de apă din România

Tabel 2.2 Surse difuze semnificative de poluare a resurselor de apă din România

Tabel 2.3 Presiuni hidrologice

Tabel 2.4 Presiuni morfologice

Pentru reducerea efectelor presiunilor prezentate mai sus se iau o serie de măsuri structurate în măsuri de bază care sunt impuse de legislația în domeniu și măsuri suplimentare atunci când măsurile de bază nu conduc la atingerea obiectivelor de mediu stabilite prin Directiva Cadru Apa.

2.3 Tehnici de evaluare a impactului poluării resurselor de apă

Evaluarea impactului asupra calității apei având la bază datelor de monitorizare obținute pentru corpurile de apă

În cazul existenței datelor de monitorizare aferente corpului de apă studiat, se poate realiza de către specialiștii în domeniu o evaluare directă a impactului poluării asupra calității apei prin compararea stării la momentul analizei cu obiectivele de calitate stabilite pentru acesta.

Evaluarea impactului pe baza modelării matematice

Evaluarea unui corp de apă se poate realiza și prin utilizarea modelelor matematice. Această metodă mai nouă față de cea descrisă anterior are ca dezavantaje solicitarea unui număr considerabil de date cantitative și calitative referitoare la corpul de apă analizat, corectitudinea și acuratețea acestora și timpul de lucru mai îndelungat.

Rezultatul constă într-o analiză a stării corpului de apă care poate fi comparată cu starea de calitate favorabilă prin care se îndeplinesc obiectivele de mediu stabilite prin Directiva Cadru a Apei.

Modelele matematice în general simulează numai proprietățile fizice și chimice ale unui corp de apă, iar problema biologică rămâne nesoluționată.

În cea mai mare parte modelele nu stabilesc o legătură între caracteristicile fizico-chimice și componenta biologică/ecologică/bacteriologică a resursei de apă. De exemplu dacă se dorește prognozarea încărcărilor de nutrienți de azot total și fosfor total care ajung într-un corp de apă (râu, lac natural, lac de acumulare, etc), aceasta se realizează fără a se ține cont și de masa fitoplanctonică care consumă o parte din nutrienți. Rezultate sigure se obțin atunci când este utilizat un model de calitate al apei care rulează pe o perioadă de timp îndelungată (ani), și care include toate elementele de variabilitate specifice corpului de apă studiat.

Metoda integrată pentru evaluarea impactului presiunilor punctiforme asupra calității apelor

Metoda se poate aplica pentru evaluarea presiunilor la nivelul corpului de apă, sub-bazinului sau bazinului hidrografic.

Util este ca această metodă să fie aplicată întâi la nivel de sub-bazine respectiv bazine hidrografice, la scară largă, iar pe măsură ce se obțin date de la noul sistem de urmărire rezultat, metoda să se aplice pentru fiecare corp de apă în conformitate cu cerințele Directivei Cadru pentru Apă.

Metoda integrată pentru evaluarea impactului presiunilor punctiforme asupra resurselor de apă ia în considerare mai multe aspecte, printre care enumerăm:

stabilirea caracteristicilor sursei de poluare atât din punct de vedere cantitativ cât și calitativ;

impactul care il generează presiunea punctiformă asupra corpului de apă analizat;

riscul asupra sănătății oamenilor, a mediului înconjurător, asupra activităților sociale și economice generat ca urmare a impactului presiunilor punctuale.

Caracteristicile sursei de poluare punctiforme

Sursele punctiforme de poluare sunt în principal de trei categorii:

surse menajere,

surse de poluare industriale si

surse de poluare agricole.

Din punct de vedere cantitativ relevanța sursei de poluare se ia în funcție de factorul de diluție D, definit prin formula:

(2.1)

unde: Qe – debitul efluent al sursei de poluare (l/s);

Q95% – debitul de diluție (l/s).

Din punct de vedere calitativ importanța sursei de poluare are în vedere calitatea următoarelor categorii de indicatori: generali, poluanți specifici, poluanți periculoși.

Importanta sursei de poluare așa cum s-a descris mai sus, duce la acordarea unui punctaj ce poate fi cuprins între 1 si 30.

Punctajul global din punct de vedere calitativ pq pentru fiecare sursă de poluare se calculează cu următoarea formulă:

(2.2)

unde:

pig, pps, ppp reprezintă punctajele obținute de fiecare indicator din grupele: generali, poluanți specifici și poluanți prioritari/ prioritar periculoși;

nig, nps, npp reprezintă numărul total de indicatori din fiecare grupă: generali, poluanți specifici și poluanți prioritari /prioritar periculoși;

, , sunt ponderile care se acordă indicatorilor de calitate ai apei în funcție de gradul de toxicitate a acestora.

De regulă: = 1, = 1,5 și = 2.

Impactul generat asupra corpului de apă

Din punct de vedere calitativ, importanța impactului surselor punctiforme de poluare asupra corpului de apă receptor pornește de la clasa de calitate în care se situează acesta și de la modul de schimbare a categoriei cauzată de sursa respectivă.

Ulterior se acorda anumite punctaje. Fiecare sursă de poluare va primi două punctaje I și II, care se adună pentru a obține punctajul final pir.

Rezultatul indică importanța impactului sursei de poluare exercitată asupra receptorului.

(2.3)

unde:

pI este punctajul acordat în funcție de categoria de calitate a corpului de apă;

pII este punctajul datorat schimbării categoriei de calitate a corpului de apă.

Riscul asupra sănătății oamenilor, a mediului înconjurător și asupra activităților sociale și economice

Riscul reprezintă probabilitatea de apariție a unui efect negativ, dăunător, într-o perioadă de timp stabilită în funcție de gradul de poluare a corpului de apă.

Pentru determinarea riscului se au în vedere următoarele considerente:

capacitatea în funcțiune a stației de epurare ce poate fi suficientă sau insuficientă;

posibilitatea de producere a unor poluări accidentale;

starea instalațiilor de epurare și modul de exploatare a acestora;

îmbunătățirea instalațiilor de epurare;

dacă se gestionează substanțe toxice și/sau periculoase;

dacă se au în vedere acte de reglementare și dacă se încadrează în prevederile acestora.

La final se stabilesc diverse punctaje conform Tabelului 2.5:

Tabel 2.5 Tipuri de risc și efectele acestora

În funcție de efectele locale, bazinale sau chiar transfrontaliere și internaționale ale poluărilor descrise anterior, punctajul pentru fiecare coeficient de risc se înmulțește cu un factor f, a cărui valoare se prezintă în Tabelul 2.6:

Tabel 2.6 Efectele poluării în spațiu

Punctajul total pr pentru fiecare sursă de poluare raportat la riscul asupra sănătății și mediului precum și la riscul asupra activităților sociale și economice, se determină utilizând următoarea ecuație:

(2.4)

unde:

ps, pb, pa, pi – reprezintă punctajele acordate fiecărui tip de risc așa cum a fost definit mai sus;

fs, fb, fa, fi – reprezintă factorii de multiplicare asociați riscului asupra sănătății, naturii și biodiversității, agriculturii și respectiv industriei;

Punctajul final (pg) pentru fiecare sursă de poluare se determină utilizând relația:

(2.5)

unde:

pc, pq, pir, pr sunt punctajele acordate pentru importanța sursei din punct de vedere cantitativ și calitativ, mărimea impactului asupra receptorului și riscul asupra sănătății oamenilor, mediului și activităților economice;

c, q, ir, r sunt ponderile acordate elementelor luate în considerare pentru evaluarea impactului presiunilor punctuale asupra resurselor de apă.

c = 0,6; q = 0,8; ir = 1,2; r = 1,4

Prin ordonarea descrescător a surselor de poluare, pe baza punctajului final (pg) obținut, rezultă clasamentul surselor de poluare pentru fiecare unitate hidrografică analizată:

corp de apă,

sub-bazin sau

bazin hidrografic.

Riscul neîndeplinirii obiectivelor de mediu

Se prezintă schematic modul de evaluare a riscului unui corp de apă de a nu atinge obiectivele de mediu stabilite conform cerințelor Directivei Cadru Apa:

Caracterizarea corpului de apă analizat;

Evaluarea presiunilor semnificative dar și a impactului acestora asupra corpului de apă analizat;

Evaluarea riscului de a nu atinge starea bună a apelor;

Definirea limitelor pentru clasele de calitate (foarte bună, bună, moderată) din punct de vedere a stării biologice și a stării chimice.

Impactul presiunilor semnificative resimțite asupra calității apei sunt cauzate pe de o parte de poluarea cu substanțe organice, cu nutrienți sau cu substanțe prioritar periculoase, iar pe de altă parte apar ca urmare alterărilor habitatelor datorate modificărilor hidrologice și a celor morfologice, precum și altor tipuri de poluări specifice corpurilor de apă de suprafață.

În continuare se reamintesc principalele tipuri de poluări semnificative cu impact major asupra calității corpurilor de apă:

Poluarea cu substanțe organice intervine ca urmare a evacuărilor de ape uzate provenite de la sursele punctiforme și difuze, în special de la aglomerările umane, de la sursele industriale și de la cele agricole. Impactul semnificativ asupra corpurilor de apă se produce prin modificarea compoziției speciilor biologice, prin scăderea biodiversității acestora, precum și prin reducerea populației de pești.

Poluarea cu nutrienți de azot și fosfor este cauzată atât de sursele punctiforme (ape uzate urbane, industriale și agricole), cât și de sursele difuze (în special, cele agricole). Prezența nutrienților în apă determină eutrofizarea acestora, în special a lacurilor naturale, a lacurilor de acumulare sau a râurilor cu adâncime mica sau care prezintă o curgere lentă. Procesul de eutrofizare a apei conduce le schimbarea compoziției speciilor din apă, scăderea biodiversității acestora, precum și la reducerea utilizării resurselor de apă ca apă potabilă sau ca loc de recreere.

Poluarea cu substanțe prioritar periculoase este cauzată de evacuările de ape uzate din surse punctiforme sau de emisiile din surse difuze ce conțin poluanți nesintetici (metale grele sau poluanți sintetici cum ar fi micropoluanții organici). Aceste substanțe sunt bioacumulate în apă și provoacă toxicitatea corpurile de apă.

Presiunile hidromorfologice influențează caracteristicile hidromorfologice specifice apelor de suprafață, iar impactul acestora asupra stării de calitate a corpurilor de apă se poate exprima prin reducerea biodiversității, pierderea unor specii, precum și prin alterarea compoziției populațiilor specifice [104].

CAPITOLUL III

CONCEPTE ȘI METODE DE ABORDARE A CALITĂȚII APELOR DIN LACURILE DE ACUMULARE DIN ZONELE COLINARE

3.1 Monitoringul resurselor de apă

Determinarea calității apei corpurilor de apă reprezintă o etapă a sistemului general de monitoring al calității factorilor de mediu.

Monitoringul resurselor de apă are la bază stabilirea unor interdependențe între:

datele calitative/cantitative,

efluent/emisar,

surse punctiforme semnificative/difuze semnificative/fond natural/alte surse și

între apă/suspensii/sedimente.

Această schemă presupune analiza și interpretarea datelor obținute în urma monitoringului biologic, fizic și chimic.

Sistemul de monitoring al resurselor de apă s-a dezvoltat prin extinderea bazelor de date calitative și cantitative și a rezultat din necesitatea unui mediu curat și nepoluat și din dorința transmiterii generațiilor viitoare a unor condiții favorabile de viață. Datele sunt obținute în urma măsurătorilor succesive pe probe de apă, care oferă posibilitatea urmăririi controlate a poluării resurselor de apă [36].

În acest context monitoringul apelor este definit ca o activitate de evaluare a caracteristicilor biologice, fizice și chimice ale apei în relație cu condițiile ecologice ale mediului și de sănătate ale omului.

Este important să se cunoască evoluția calității corpurilor de apă, gruparea acestora, selectarea, ordonarea, interpretarea și prioritizarea datelor dar și corelarea cu informații de altă natură, cunoașterea și evaluarea rapidă a rezultatelor pentru stabilirea unor măsuri de protecție a calității apelor, de reconstrucție ecologică și de evaluare a impactului surselor de poluare semnificative [74].

Principalele obiective ale unui sistem integrat de monitorizare sunt:

asigurara legăturii între tehnicile actuale de colectare a probelor de apă dezvoltate la nivel național și cele dezvoltate la nivel internațional;

stabilirea stării corpurilor de apă conform cerințelor de calitate trasate prin Direciva Cadru Apa;

efectuarea intercalibrărilor periodice;

constituirea bazelor de date calitative și interpretarea acestora;

efectuarea unui control permanent al calității apelor în laboratoarele de specialitate, pentru evitarea apariției erorilor;

descrierile fizico-geografice și fotografice ale fiecărei stații de monitorizare;

menținerea pe o perioadă mai lungă de timp a documentațiilor, a calibrărilor și a șirurilor de date obținute în urma monitorizării calitative a fiecărui corp de apă;

realizarea cel puțin o dată pe an a unor analize multiple, utilizând atât tehnicile standard cât și cele noi, deoarece pe parcurs au loc îmbunătățiri ale metodelor de monitorizare;

analiza schimbărilor pe termen lung ca urmare a cauzelor naturale și a activităților antropice;

estimarea încărcărilor de poluanți la nivel transfrontalier;

estimarea încărcărilor de poluanți la nivel internațional;

optimizarea frecvenței recoltărilor de probe;

stabilirea dimensiunii și impactului poluărilor accidentale asupra calității resurselor de apă;

determinarea cauzelor pentru care corpurile de apă nu ating obiectivele de mediu așa cum sunt stabilite de Directiva Cadru Apa.

Funcții ale sistemului de monitoring integrat al mediului:

analiza și integrarea datelor de calitate;

transmiterea datelor prelucrate catre organele cu rol de decizie;

elaborarea la nivel global a unei situații de calitate a mediului acvatic.

Deoarece există un număr mare de indicatori care stabilesc starea de calitate a unui corp de apă, gruparea și clasificarea acestora devine dificilă și variată.

În prezent, în România este implementat încă din anul 2006 un Sistem Național Integrat de Monitorizare pentru calitatea apelor de suprafață, apărut ca urmare a Directivei Cadru pentru Apă, articolul 8 (1), pe baza căruia, toate statele membre Uniunii Europene trebuie să stabilească programe de monitorizare în scopul cunoașterii și clasificării stării apelor, la nivelul fiecărui bazin hidrografic existent.

Un sistem integrat de monitorizare al apelor presupune parcurgerea mai multor etape distincte, și anume:

stabilirea subsistemelor de monitorizare;

stabilirea mediilor de investigare;

definirea tipurilor de monitoring;

stabilirea parametrilor/indicatorilor de monitorizare și nu în ultimul rând

stabilirea frecvenței de monitorizare a indicatorilor de calitate în funcție de importanța corpului de apă.

3.1.1 Tipuri de monitoring și clasificarea programelor de monitoring

Conform art. 8, alin. (1) al Directivei Cadru privind Apa 2000/60/EC, Uniunea Europeană a stabilit programele de monitoring pentru toate resursele de apă pentru determinarea și clasificarea stării acestora în cadrul fiecărui district hidrografic.

În România Sistemul Național de Monitorizare al apelor cuprinde două tipuri de monitoring, conform cerințelor prevăzute în Legea nr. 310/2004 care au modificat și completat Legea Apelor nr.107/1996 prin care s-au transpus prevederile Directivei Cadru 60/2000/CE în domeniul apei și a celorlalte Directive europene așa cum au fost prezentate în cadrul Capitolului I.

Se definește un monitoring de supraveghere necesar pentru analiza stării de calitate a tuturor resurselor de apă din cadrul bazinelor hidrografice, și un monitoringul operațional (inclus monitoringului de supraveghere) în cazul resurselor de apă ce dețin riscul să nu îndeplinească obiectivele de protecție a calității apelor.

Legea Apelor nr. 107/1996 cu modificările și completările ulterioare prevede mai multe tipuri de programe de monitoring, și anume:

Programul de monitoring de supraveghere (S) are ca scop evaluarea stării globale a apelor fiecărui bazin sau sub-bazin hidrografic din România, prin care sunt oferite date de monitorizare necesare pentru validarea instrumentelor de urmărire a impactului, modelarea favorabilă a viitoarelor programe de monitoring și analiza posibilității de variație pe termen lung a resurselor de apă.

Programul de monitoring operațional (O) are ca scop stabilirea stării ecosistemelor acvatice pentru care există riscul neatingerii obiectivelor de mediu precum și analiza oricăror modificări, perturbări asupra stării acestora cauzate de aplicarea normelor și măsurilor impuse.

Programul de monitoring de investigare (I) se efectuează pentru a stabili motivele pentru care au fost depășite valorile limitelor prevăzute în standardele de calitate și în alte proiecte și norme din domeniul gospodăririi apelor, pentru a valida cauzele pentru care un corp de apă nu poate atinge obiectivele de calitate stabilite de Directiva Cadru sau acolo unde monitoringul de supraveghere arată că obiectivele de mediu stabilite pentru un corp de apă nu se pot realiza, iar monitoringul operațional nu a fost încă stabilit dar și pentru determinarea impactului cauzat în urma poluărilor accidentale.

Programul de secțiuni de referință (R) se realizează pentru secțiunile aflate într-un regim natural sau cvasi-natural, fără impact antropic sau cu unul nesemnificativ.

Programul cea mai bună secțiune disponibilă (CBSD) se aplică pentru fiecare tip de curs de apă care suferă impactul activității umane, numit și “corp de apă”, care prezintă o singură categorie de risc, pentru care nu a fost posibilă găsirea unei secțiuni de referință.

Programul de intercalibrare pentru starea ecologică (IC) se referă la secțiunile care au participat la exercițiul european de intercalibrare, al cărui obiectiv este acela de a defini clasele specifice stării ecologice (starea foarte buna, starea buna, starea moderată, starea proastă și starea foarte proastă), respectiv valorile limită stabilite între starea foarte bună/bună și starea bună/moderată.

Programul de potabilizare (P) se referă la secțiunile de captare a apei de suprafață ce este destinată potabilizării.

Programul de monitorizare din zonele vulnerabile (ZV) se referă la tronsoanele de monitorizare din arealele care au fost stabilite ca zone vulnerabile la poluarea cu nitrați, inclusiv secțiunile pentru apele inventariate ca fiind poluate sau susceptibil a fi poluate cu nitrați proveniți din sursele agricole.

Programul de monitoring pentru ihtiofaună (ÎH) se referă la zonele salmonicole și ciprinicole care au fost identificate după niște norme bine stabilite.

Programul pentru protecție habitate și specii (HS) se aplică în zonele protejate, unde se vor monitoriza parametrii ecosistemului acvatic, specifici pentru fauna și/sau flora protejată.

Programul pentru convenții internaționale (CI) prin care se monitorizează acele secțiuni și acei parametrii prevăzuți în convențiile și acordurile internaționale la care România este parte.

Programul de cunoaștere a alterărilor presiunilor morfologice (CAPM) ce are ca scop identificarea impactului alterărilor hidrologice și morfologice asupra resurselor de apă [52].

În cazul lacurilor de acumulare, informațiile referitoare la secțiuni de monitoring, programe de monitoring, medii de investigare, elemente, parametrii și indicatori de monitoring, frecvența de monitorizare se completează în tabelele din Ordinul nr. 31/2006 pentru aprobarea Manualului pentru modernizarea și Dezvoltarea Sistemului de Monitoring Integrat al Apelor din Romania. Aceste considerente se prezintă în Tabelul 3.1.

Tabel 3.1 Secțiunile și profilele aferente monitoringului apelor din lacurile de acumulare [52]

Cercetări privind evaluarea calității apelor din lacurile de acumulare

Tipologia și condițiile de referință pentru lacurile de acumulare

Metodologia de monitorizare și evaluare a calității apelor din lacurile de acumulare nu ține cont de originea acestora.

Conform Directivei Cadru pentru Apă obiectivele de mediu pentru lacurile de acumulare se stabilesc diferit de la caz la caz în funcție de tipologia acestora.

Clasificarea tipologică a apelor de suprafață în general, este bazată pe abordarea “top-down” (parametrii descriptivi abiotici – factorii presupuși se află în relație indirectă cu comunitățile biologice) și abordarea “bottom-up” (măsurători directe ale variabilității comunităților biologice). Suprapunerea celor două modalități determină definirea tipologiilor semnificative din punct de vedere al comunităților biologice, luându-se în considerare importanța anumitor indicatori biologici pentru categoriile de apă respective și disponibilitatea datelor de monitorizare.

Tipologia abiotică a lacurilor de acumulare se realizează în funcție de următoarele criterii:

altitudinea la care este situat lacul de acumulare. Pe baza altitudinii se delimitează zona montană (altitudini mai mari de 800 m), zona de deal și de podiș (altitudini cuprinse între 200-800 m) și zona de câmpie (altitudini mai mici de 200 m);

geologia bazinului de recepție a lacului de acumulare care poate fi: calcaroasă, silicioasă sau organică (meq/l);

adâncimea medie a lacului de acumulare; acest criteriu conduce la existența a 3 tipuri de lacuri de acumulare: lacuri de acumulare de adâncime foarte mică (< 3 m), lacuri de acumulare de adâncime mică (3-15 m) și lacuri de acumulare de adâncime mare (> 15 m);

și nu în ultimul rând tipologia unui lac de acumulare depinde de timpul de retenție: mic (< 3 zile), mediu (3-30 zile) și mare (30 zile) [104].

Pentru stabilirea tipologiei lacurilor de acumulare a fost necesară prelucrarea datelor de monitoring existente, iar parametrii biologici urmăriți au fost: fitoplanctonul și fitobentosul.

Pentru stabilirea tipologiei abiotice, deoarece există o legătură strânsă între alcalinitatea unui lac de acumulare și roca dominantă a substratului acestuia, geologia este considerată ca fiind unul dintre principalele criterii analizate.

După prelucrarea și evaluarea datelor au fost definite tipurile abiotice ale lacurilor de acumulare la nivel național, rezultând 14 tipuri de lacuri de acumulare, așa cum se prezintă în Tabelul 3.2:

Tabel 3.2 Tipologia lacurilor de acumulare [103]

Tipurile abiotice pentru lacurile de acumulare descrise mai sus au fost reanalizate și regrupate pe baza caracteristicilor biotice comune.

În prezent, cele 14 tipuri stabilite în prima fază s-au redus la 7 tipuri prin reorganizarea acestora:

prin gruparea ROLA01 cu ROLA02 a rezultat noul tip ROLA01,

prin gruparea ROLA03 cu ROLA04 a rezultat noul tip ROLA02,

prin gruparea ROLA06 cu ROLA08 a rezultat noul tip ROLA04,

prin gruparea ROLA07 cu ROLA10 a rezultat noul tip ROLA05,

prin gruparea ROLA09 cu ROLA11 a rezultat noul tip ROLA06

iar prin gruparea tipurilor ROLA12, ROLA13 și ROLA14 a rezultat noul tip ROLA07. Tipul ROLA05 a primit ulterior acestei regrupări denumirea de ROLA03 [103].

Evaluarea calității apelor din lacurile de acumulare

Inițial în țara noastră, evaluarea calității apei în scopul administrării și utilizării ei a avut la bază, în principal analiza indicatorilor fizico-chimici, metodele de evaluare biologică devenind in totalitate acceptate in anii ’70 ai secolului trecut (Balaban, 2008).

Singurul parametru biologic și microbiologic stabilit la început pentru analiza calității apelor din lacurile de acumulare și implicit pentru determinarea stării ecologice a fost biomasa fitoplanconică.

Din punct de vedere legislativ, înainte de anul 1990, calitatea apelor de suprafață era clasificată în trei categorii, după modul de folosire, și anume:

Categoria I, reprezentată de apele utilizate pentru alimentarea cu apă a oamenilor, în industria alimentară, la irigarea unor recolte, la reproducerea și dezvoltarea salmonidelor sau a apelor care servesc ca locuri de îmbăiere și ștranduri;

Categoria a II-a pentru apele care servesc unor scopuri urbanistice și de agrement, în industrie (alte ramuri decât cea alimentară), la reproducerea și dezvoltarea fondului piscicol natural și

Categoria a III-a destinată apelor utilizate în agricultură pentru irigații, ca sursă de alimentare pentru hidrocentrale și termocentrale (apă de răcire).

Pentru aceste trei categorii au fost stabilite o serie de norme pe care apa trebuie să le îndeplinească din punct de vedere calitativ la locul de utilizare.

Calitatea apei era evaluată inițial folosind următoarele grupe de indicatori de calitate: indicatori fizici, indicatori chimici, radioactivitatea, indicatori microbiologici și indicatori specifici procesului de eutrofizare.

De la primul standard pentru stabilirea categoriilor și condițiilor de calitate ale apelor de suprafață (STAS 4706-55), normativele naționale de analiză a calității apei au progresat, au înregistrat modificări și astăzi cuprind mai mulți indicatori de calitate.

În prezent, în România, evaluarea apelor de suprafață are la bază Normativul 161/2006, prin intermediul căruia se stabilește clasificarea din punct de vedere biologic și chimic pentru toate categoriile de ape de suprafață (râuri, lacuri naturale, ape tranzitorii, costiere, corpuri de apă puternic modificate sau artificiale).

Acest normativ a fost aprobat ca urmare a prevederilor Legii apelor nr. 107/1996 cu modificările și completările ulterioare, ale articolului 3 si articolului 10 din Hotărârea Guvernului nr.351/2005 privind aprobarea Programului de eliminare treptată a evacuărilor, emisiilor și pierderilor de substanțe prioritar periculoase.

Directiva Cadru pentru Apă introduce noțiunea privind starea de calitate a apei lacurilor de acumulare ce are în vedere următoarele elemente:

potențialul ecologic și

starea chimică.

Potențialul ecologic al lacurilor de acumulare se determină prin integrarea elementelor de calitate biologice, fizico-chimice și a poluanților specifici.

Pentru lacurile de acumulare sunt definite în Directiva Cadru Apa 2 tipuri de potențial ecologic, respectiv:

potențial ecologic maxim și bun,

potențial ecologic moderat.

Starea chimică este evaluată pe baza analizei impactului substanțelor prioritare/prioritar periculoase (substanțe sintetice și nesintetice) reprezentate de ionii metalelor grele și de micropoluanții organici.

Schema grafică pe culori a potențialului ecologic unui lac de acumulare se redă astfel:

potențial ecologic maxim și bun – culoarea verde

potențial ecologic moderat – culoarea galbenă

la care se adaugă o linie de culoare gri închis atunci când se analizează starea de calitate a corpurilor de apă puternic modificate.

Neatingerea potențialului ecologic bun a lacurilor de acumulare datorită poluanților specifici sintetici și nesintetici, se reprezintă grafic printr-un punct negru.

Pentru ilustrarea stării chimice a unui lac de acumulare se utilizează două culori și anume:

albastru pentru starea chimică bună

roșu pentru altă stare decât bună. [104].

Evaluarea stării globale a apelor din lacurile de acumulare se realizează pe baza:

datelor de monitoring, date furnizate de programul de supraveghere și programul operațional așa cum au fost descrise anterior, pentru toate elementele, și anume: elementele biologice, fizico-chimice și poluanți specifici;

principiului grupării acestora;

pe baza reactualizării analizei de risc privind neatingerea obiectivelor de mediu [103].

Evaluarea potențialului ecologic al apelor din lacurile de acumulare

Evaluarea potențialului ecologic al apelor din lacurile de acumulare se realizează prin integrarea elementelor de calitate (biologice, fizico-chimice suport, poluanții specifici).

În stabilirea potențialului ecologic a lacurilor de acumulare se ia în considerare principiul “one out – all out”. După integrarea și interpretarea datelor cel mai prost rezultat va indica starea de calitate a apei din lacul de acumulare studiat.

Elementele biologice specifice evaluării potențialului ecologic al apelor din lacurile de acumulare

Elementele biologice de calitate specifice pentru evaluarea potențialului ecologic al lacurilor de acumulare sunt în prezent reprezentate de:

fitoplancton și

fitobentos.

Evaluarea potențialului ecologic pe baza elementelor biologice se realizează aplicând principiul „cel mai nefavorabil element biologic” indică starea de calitate a apei din lacul de acumulare. Potențialul ecologic cel mai nefavorabil pentru un lac de acumulare stabilit în urma analizei fitoplanctonului și fitobentosului este potențialul „Moderat”.

Fitoplanctonul este sensibil la următoarele presiuni:

aport de nutrienți;

poluare organică;

variații de nivel;

degradare generală.

Pentru evaluarea potentialului ecologic al unui lac de acumulare trebuie să se țină cont de algele din zona fotică și de perioada maximă de vegetație, cuprinsă între lunile mai și septembrie. Evaluarea se face inițial la nivel de secțiune/segment (priză potabilizare, mijloc lac, amonte baraj) și apoi la nivelul întregului lac de acumulare.

Parametrii selectați pentru evaluarea potențialului ecologic a lacurilor de acumulare pe baza fitoplanctonului sunt:

indicele număr de taxoni – reprezintă taxonii identificați într-o probă de apă;

indice biomasă – greutatea algelor dintr-o probă, momentană sau medie, exprimată în mg/l (mmᶟ/l);

clorofila „a” – concentrația acestui pigment dintr-o probă, momentană sau medie, exprimată în µg/l;

abundență biomasă cianobacterii – biomasa cianobacteriilor raportată la biomasa totală a algelor din probă (aceasta se exprimă în procente);

indicele de diversitate Shannon-Wiener.

H= – i lnpi (3.1.) [105]

S = numărul de specii;

pi = numărul de indivizi al speciei i raportat la numărul total de indivizi din probă.

În Tabelele 3.3 – 3.12 [Sursă: Administrația Națională “Apele Române”] se prezintă valorile propuse pentru fiecare dintre parametrii selectați pentru evaluarea potențialului ecologic al unui lac de acumulare, pe categorii tipologice, inclusiv valorile ghid pentru starea de referință (conform legislației în vigoare).

Tabel 3.3 Valori pentru indicele număr de taxoni

Tabel 3.4 Valori pentru indicele abundență biomasă cianobacterii

Tabel 3.5 Valori pentru indicele clorofila „a” (µg/l)

Tabel 3.6 Valori pentru indicele biomasă fitoplanctonică

Tabel 3.7 Valori pentru indicele de diversitate Shannon-Wiener

Pentru fiecare indice se calculează un Raport de Calitate Ecologică pe baza valorii obținute în raport cu valoarea ghid pentru starea de referință corespunzătoare așa cum s-a stabilit în tabelele anterioare. Pentru determinarea Raportului de Calitate Ecologică se împarte întotdeauna valoarea mai mică la valoarea mai mare pentru obținerea unui rezultat subunitar cuprins între 0 și 1. Acolo unde valorile obținute sunt mai mari decât valorile ghid ale stării de referință se consideră valoarea Raportului de Calitate Ecologică egală cu 1.

Pentru determinarea Raportului de Calitate Ecologică trebuie studiate valorile propuse pentru fiecare indice de calitate și pentru starea de referință și potențialele ecologice pentru a se analiza tendința acestora, de creștere sau de scădere de la un potențial ecologic la altul.

Pentru indicii specifici stabilirii potențialului ecologic al unui lac de acumulare pe baza fitoplanctonului s-a propus o pondere a acestora:

Indice număr taxoni (INT) – 10%;

Indice abundența biomasă cianobacterii (CYANO) – 20%;

Indice biomasa (BIO) – 30% ;

Indice clorofila a (CHL) – 15%;

Indicele de diversitate Shannon-Wiener (ID) – 25%.

Formula utilizată pentru determinarea indicelui multimetric este următoarea:

Indice multimetric = 0.1 x RCEINT + 0.2 x RCECYANO + 0.3 x RCEBIO + 0.15 x RCECHL + 0.25 x RCEID (3.2) [105]

Valoarea indicelui multimetric va determina potențialul ecologic al lacului de acumulare și trebuie să fie cuprins între 0 și 1, așa cum am stabilit anterior.

Pentru încadrarea în potențiale ecologice se propune împărțirea domeniului de variație al valorilor indicelui multimetric (de la 0 la 1), după cum urmează:

potențial ecologic maxim min. 0,8;

potențial ecologic bun min. 0,6;

potențial ecologic moderat min. 0,4. [105]

În situația în care sunt determinate mai multe rezultate sezoniere, evaluarea potențialului ecologic a lacurilor de acumulare se face pe baza mediei anuale a valorilor indicelui multimetric.

Cel de-al doilea element biologic pe baza căruia se determină potențialul ecologic al unui lac de acumulare este fitobentosul.

Fitobentosul este sensibil la următoarele presiuni:

aport de nutrienți;

poluare organică;

degradare hidromorfologică;

degradare generală (presiuni nespecifice).

Evaluarea se face la început la nivel de secțiune/segment și apoi la nivel de lac de acumulare.

Parametrii selectați pentru evaluarea potențialului ecologic al lacurilor de acumulare pe baza fitobentosului sunt:

indice numărul de taxoni;

indice de diversitate Shannon-Wiener;

indice de troficitate TDI.

Tabel 3.8 Valori pentru indicele numărul de taxoni

Tabel 3.9 Valori pentru indicele de diversitate Shannon-Wiener

Tabel 3.10 Valori pentru indicele de troficitate (TDI)

Ca și în cazul indicatorului fitoplancton și pentru fitobentos se calculează Rapoartele de Calitate Ecologică pentru fiecare indice menționat mai sus, urmărinduse aceeași metodologie.

Pentru cei trei indici s-a propus o pondere a importanței acestora pentru fitobentos și pentru evaluarea potențialului ecologic, astfel:

Indice număr taxoni (INT) – 30% ;

Indice diversitate Shannon-Wiener (ID) – 40% ;

Indice de troficitate (TDI) – 30%.

Formula utilizată pentru determinarea indicelui multimetric este următoarea:

Indice multimetric = 0.3 x RCEINT + 0.4 x RCEID + 0.3 x RCETDI (3.3) [105]

Valoarea indicelui multimetric va indica potențialul ecologic care trebuie să fie cuprins între 0 și 1.

Pentru încadrarea în potențiale ecologice se propune împărțirea domeniului de variație al valorilor indicelui multimetric (de la 0 la 1), după cum urmează:

potențial ecologic maxim min. 0,65;

potențial ecologic bun min. 0,40;

potențial ecologic moderat min. 0,40.

Evaluarea potențialului ecologic al lacurilor de acumulare se face pe baza mediei anuale a fiecărui parametru pentru datele obținute în sezonul de creștere (mai-septembrie) [105].

Elementele fizico-chimice specifice evaluării potențialului ecologic al apelor din lacurile de acumulare

Metoda de stabilire a potențialului ecologic a lacurilor de acumulare pe baza analizei elementelor fizico-chimice generale respectă deasemenea cerințele Directivei 90/2009/CE și au în vedere următoarele elemente:

Elemente fizico-chimice generale:

Starea acidifierii (pH) – Mărimea statistică determinată pentru conformarea față de limitele propuse este media aritmetică pentru sezonul de creștere a fitoplanctonului. pH-ul reprezintă un factor important pentru analiza calității ecosistemelor hidrice și este definit de activitatea ionilor de hidrogen din apă.

Pentru indicatorul pH, stabilirea potențialului ecologic maxim (PEM), bun (PEB) și moderat (PEMo) presupune următoarele:

1. dacă media aritmetică a valorilor de pH pentru sezonul de creștere al fitoplactonului se află în interiorul intervalului [6,5 – 8,5], atunci corespunde unui potențial ecologic maxim (PEM);

2. dacă media aritmetică a valorilor de pH pentru sezonul de creștere al fitoplactonului se află în afara intervalului [6,5 – 8,5], atunci corespunde unui potențial ecologic moderat (PEMo).

Regimul de oxigen (oxigen dizolvat în termeni de concentrație, CCO-Cr, CBO5). În vederea cunoașterii regimului de oxigen al apelor sunt analizate particularitățile spațiale și temporale ale următorilor indicatori de calitate: oxigen dizolvat, consum biochimic de oxigen și consum chimic de oxigen.

Oxigenul dizolvat reprezintă cantitatea de oxigen dizolvată în apă și depinde de o serie de factori printre care: temperatura apei, presiunea atmosferică, adâncimea apei, turbiditatea apei, și cantitatea de materie organică aflată în descompunere (Trufaș, 1980).

Oxigenul dizolvat are o importanță deosebită pentru evaluarea ecosistemelor acvatice, iar conținutul acestuia în lacurile de acumulare, în special în cele în care se găsesc pești trebuie să aibă valori cuprinse între 8 – 15 mg/l. Un nivel scăzut de oxigen dizolvat conduce la apariția procesului de eutrofizare a lacurilor de acumulare.

Consumul biochimic de oxigen – CBO5 reprezintă cantitatea de oxigen consumată de microorganisme în cinci zile, la o temperatură de 20 C stabilită pentru descompunerea biologică și chimică a substanțelor organice ce se regăsesc în apă.

Consumul chimic de oxigen – CCO: substanțele ce se oxidează atât la rece cât și la cald, sub acțiunea unui oxidant [105].

În Tabelul 3.11 se prezintă valorile limită între potențialul ecologic “Maxim” și “Bun”, respectiv “Bun” și “Moderat” pe categorii tipologice ale lacurilor de acumulare pentru regimul de oxigen.

Tabel 3.11 Valorile limită între potențialul ecologic „Maxim” și „Bun” (PEM/PEB), respectiv „Bun” și „Moderat” (PEB /PEMo) – categorii tipologice pentru lacurile de acumulare – CBO5, CCO-Cr și Oxigen dizolvat [105]

Nutrienții (N-NH4, N-NO2, N-NO3, Ntotal, P-PO4, Ptotal).

Chiar dacă prezintă o toxicitate relativ scăzută, sunt indicatori ai proceselor de eutrofizare.

În Tabelul 3.12 se prezintă valorile limită între potențialul ecologic “Maxim” și “Bun”, respectiv “Bun” și “Moderat” pe categorii tipologice ale lacurilor de acumulare pentru nutrienți.

Tabel 3.12 Valorile limită între potențialul ecologic „Maxim” și „Bun” (PEM/PEB) și respectiv „Bun” și „Moderat” (PEB /PEMo) – categorii tipologice pentru lacurile de acumulare – nutrienți [105]

Poluanții specifici sunt de două feluri:

nesintetici (Cu, Zn, As, Cr)

Aceștia se găsesc în mod natural în apele de suprafață, dar în cantități mari pot afecta ecosistemele acvatice;

sintetici (Xileni, PCB-uri, toluen, fenol, detergenți și cianuri totale).

Determinarea potențialului ecologic al lacurilor de acumulare pe baza analizei elementelor fizico-chimice generale și a poluanților specifici se realizează urmând principiul „cel mai nefavorabil element”. Cel mai prost potential ecologic al unui lac de acumulare stabilit ca urmarea a evaluării elementelor fizico-chimice este potențialul „Moderat” [105].

Obiectivul de mediu pentru un lac de acumulare se consideră a fi atins atunci când corpul de apă se încadrează în potențialul ecologic bun [105].

În continuare s-a redat evoluția potențialului ecologic și a stării chimice a apelor din lacurile de acumulare la nivel național.

În anul 2013 dintr-un total de 164 de lacuri de acumulare (13 lacuri de acumulare din bazinul hidrografic Someș-Tisa, 8 lacuri de acumulare din bazinul hidrografic Crișuri, 14 lacuri de acumulare din bazinul hidrografic Mureș, 8 lacuri de acumulare din bazinul hidrografic Banat, 11 lacuri de acumulare din bazinul hidrografic Jiu, 11 lacuri de acumulare din bazinul hidrografic Olt, 24 de lacuri de acumulare din bazinul hidrografic Argeș-Vedea, 10 lacuri de acumulare din bazinul hidrografic Buzău-Ialomița, 13 lacuri de acumulare din bazinul hidrografic Siret, 46 lacuri de acumulare din bazinul hidrografic Prut și 6 lacuri de acumulare din Dobrogea-Litoral), situația potențialului ecologic a lacurilor de acumulare s-a prezentat astfel:

97 lacuri de acumulare au atins potențialul ecologic maxim și bun;

67 lacuri de acumulare au atins potențialul ecologic moderat (fapt ilustrat și în Figura 3.1) [103].

În Figura 3.1 se poate observa ca la nivelul anului 2013 un procent mai mare a fost stabilit pentru potențialul ecologic maxim și bun. Chiar și așa în continuare trebuie întreprinse măsuri de îmbunătățire a stării de calitate a lacurilor de acumulare din România.

Figura 3.1 Potențialul ecologic al lacurilor de acumulare la nivel național în anul 2013 [Prelucrat după Administrația Națională Apele Române]

Figura 3.2 Lacurile de acumulare ce ating obiectivul de mediu

în perioada 2012-2014

În Figura 3.2 s-a redat situația îndeplinirii obiectivelor de mediu a lacurilor de acumulare la nivel național în perioada 2012-2014.

Analizând evoluția pe toată perioada s-a constatat că în anul 2014, la nivel național, au atins obiectivul de mediu un numar mai mare de lacuri de acumulare.

3.2.2.2 Evaluarea stării chimice a apelor din lacurile de acumulare

În conformitate cu prevederile Directivei Cadru a Apei 60/2000/CE, pentru evaluarea stării chimice a substanțelor periculoase și prioritar periculoase, atât de tip sintetic/organice cât și nesintetice/metale, pentru lacurile de acumulare se procedează așa cum se descrie mai jos:

Se derulează programul de monitoring specific care trebuie să asigure minim 12 valori pe an ale concentrațiilor substanțelor urmărite, pentru aceeași secțiune de monitorizare.

Se calculează pentru fiecare substanță monitorizată concentrația medie anuală și concentrația maximă anuală la acele substanțe pentru care sunt stabilite standarde de calitate pentru mediu.

În cazul substanțelor nesintetice (metale), pentru corpurile de apă în care există în mod natural aceste substanțe, se ține cont și de concentrația fondului natural.

Un lac de acumulare este în stare chimică bună dacă obiectivele de calitate sunt atinse pentru toți indicatorii monitorizați comparativ cu standardele de calitate pentru concentrațiile medii anuale, cât și față de standardele de calitate pentru concentrațiile maxime admise. Orice depășire a standardelor de calitate pentru concentrațiile medii anuale și/sau a standardelor de calitate pentru concentrațiile maxime admise conduce la declararea corpului de apă ca fiind în stare chimică proastă [105].

La nivel național, din totalul de 164 lacuri de acumulare, 161 au atins starea chimică bună. Această constatare se prezintă în Figura 3.3 [103].

Figura 3.3 Starea chimică a lacurilor de acumulare la nivel național în anul 2013

[Prelucrat după Administrația Națională Apele Române]

Printre indicatorii menționați mai sus pentru evaluarea calității apelor este necesar a se avea în vedere atât volumul cât și gradul de epurare al apelor uzate evacuate (Trufaș 1980). La acestea se poate de asemenea adăuga indexul saprobic și cel de eutrofizare.

Principiul pe care se bazează analiza bacteriologică și biologică pentru stabilirea calității apei are în vedere faptul că de-a lungul evoluției organismelor, acestea s-au adaptat la o mare parte din condițiile de mediu dar și la schimbările acestuia. S-a constatat că poluarea apelor provoacă scăderea cantității de oxigen, apariția unor substanțe toxice, modificări ale pH-ului, modificări organoleptice, dar și creșterea turbidității.

În funcție de capacitatea lor de adaptare la condițiile de mediu, unele specii de organisme ajung să trăiască în ape poluate cu materii organice, ele fiind cunoscute ca și indicatori biologici de calitate a apei, indicatori ai gradului de încărcare cu substanțe organice sau a gradului de saprobitate a apei. Pe de altă parte, opus acestora, există și o categorie de organisme care se dezvoltă în ape curate, de calitate bună, cu o foarte mică încărcare cu substanțe organice. Acestea sunt cunoscute ca indicatori biologici ai gradului de curățenie a apei.

În practica evaluării calității apei se urmărește dacă numărul speciilor indicatoare este foarte mare, iar acest lucru se întâmplă la extreme, fie în zonele foarte poluate, fie în cele foarte curate. Numai atunci se poate stabili clar starea de calitate a apei. Astfel, analiza biologică și bacteriologică a apelor se bazează pe toate reacțiilor de răspuns ale acestor organisme descrise mai sus la condițiile de mediu.

Analiza chimică oferă informații despre caracteristici valabile numai pentru momentul prelevării probelor, pe când analiza biologică furnizează informații reale, valabile și specifice pentru o perioadă mai îndelungată. Acest avantaj se datorează faptului că organismele nu au un răspuns imediat la schimbarea factorilor de mediu, ci într-o perioadă mai lungă, în funcție de caracteristica biologică/ecologică a speciei în cauză.

În acest sens dacă poluarea este puternică și se produce brusc, moartea organismelor poate fi instantă, pe când dacă are loc treptat, se produce în timp o modificare a echilibrului ecologic al ecosistemului acvatic și unele specii dispar încet, iar altele care se adaptează noilor condiții se înmulțesc și se determină un nou tip de biocenoză ce caracterizează apa poluată.

Cunoscând mecanismele ecologice de adaptare și modificare a structurii populațiilor și biocenozelor, analizele biologice pot da informații asupra gradului de intoxicare a ecosistemului acvatic. La pol opus, analiza chimică nu îl poate pune în valoare decât dacă măsurătorile se repetă frecvent și pe o perioadă îndelungată de timp. Limitele analizei biologice se remarcă prin faptul că nu poate furniza informații asupra valorilor cantitative și calitative ale poluanților.

Având în vedere faptul că atât analizele biologice cât și cele chimice prezintă avantaje dar și dezavantaje, aceste metode se completează reciproc, iar pentru o determinare corectă a calității apei lacurilor de acumulare trebuie corelate rezultatele ambelor tipuri de analize [11].

3.2.3 Obiective de mediu pentru lacurile de acumulare

Obiectivele de mediu prevăzute în Directiva Cadru privind Apa reprezintă unul dintre elementele importante ale acestei reglementări europene, având ca scop protecția pe termen lung, utilizarea eficientă și gospodărirea durabilă a resurselor de apă.

Directiva Cadru privind Apa definește obiectivele de mediu indicând ca elemente principale pentru lacurile de acumulare următoarele:

prevenirea deteriorării stării acestora;

protecția și îmbunătățirea lacurilor de acumulare în vederea atingerii “potențialului ecologic bun” și a “stării chimice bune”;

reducerea progresivă a poluării cu substanțe prioritare și încetarea sau eliminarea treptată a emisiilor, evacuărilor și pierderilor de substanțe prioritar periculoase în apele de suprafață prin implementarea măsurilor necesare și prin participarea publicului.

În cazul în care unui lac de acumulare i se aplică unul sau mai multe obiective de mediu, se va alege cel mai greu de atins obiectiv de mediu pentru lacul respectiv. Obiectivele de mediu se reactualizează prin Planurile de Management Bazinale.

CAPITOLUL IV

EVOLUȚIA INDICATORILOR DE CALITATE AI APELOR DIN LACURILE DE ACUMULARE DIN BAZINUL HIDROGRAFIC BAHLUI

4.1 Metodologia agreată pentru stabilirea potențialului ecologic și stării chimice a apelor din lacurile de acumulare din bazinul hidrografic Bahlui

4.1.1 Potențialul ecologic al apelor din lacurile de acumulare din bazinul hidrografic Bahlui

a)Elemente de calitate biologică

Elementele de calitate biologice definite pentru evaluarea potențialului ecologic a lacurilor de acumulare din arealul bazinului hidrografic Bahlui sunt fitoplanctonul și fitobentosul. Pentru fiecare element biologic menționat se stabilesc indici de evaluare, cu valori specifice celor 5 clase de calitate a apei și valori ghid pentru starea de referință. Pentru indicii fitoplancton și fitobentos, pe baza ponderii asociate fiecărui indice de evaluare introdus într-o formulă de calcul se determină un indice multimetric.

Pentru evaluarea potențialului ecologic a lacurilor de acumulare prin analiza fitoplanctonului se ține cont de principalele presiuni la care răspund comunitățile de alge fitoplanctonice, iar apoi sunt selectați cei 5 indici caracteristici (indicele număr de taxoni, indice biomasă, clorofilă „a”, abundență biomasă cianobacterii, indicele de diversitate Shannon-Wiener). Se iau în considerare valorile din zona mijloc lac, zona fotică și din sezonul de creștere, apoi se calculează Rapoarte de Calitate Ecologică, conform metodologiei descrisă în Capitolul III, și în final se determină indicele multimetric.

Pentru evaluarea stării de calitate a apei lacurilor de acumulare pe baza comunitățile de alge bentice (fitobentosul) se țină cont de principalele presiuni: aport de nutrienți, poluare organică, degradare hidromorfologică, degradare generală (presiuni nespecifice). Indicii luați în considerare sunt: indicele număr de taxoni, indicele de diversitate Shannon-Wiener, indice troficitate. Urmărind aceași metodologie ca și în cazul fitoplanctonului, așa cum s-a prezentat detaliat în Capitolul III, se calculează Rapoarte de Calitate Ecologică, iar apoi se determină indicele multimetric, valoarea acestuia determinând potențialul ecologic pentru acest element de calitate.

b) Elemente de calitate fizico-chimice suport

Metodologia de evaluare a apei lacurilor de acumulare din bazinul hidrografic Bahlui, pentru elementele fizico-chimice ia în calcul următoarele elemente de calitate: starea acidifierii (pH), regimul de oxigen (oxigen dizolvat în termeni de concentrație, CCO-Cr, CBO5) și nutrienți (N-NH4, N-NO2, N-NO3, Ntotal, P-PO4, Ptotal). De regulă sunt efectuate analize fizico-chimice în toate secțiunile de monitorizare, respectându-se frecvența și indicatorii specifici fiecărui tip de program de monitoring.

c) Poluanți specifici

Evaluarea poluanților specifici, pentru determinarea potențialului ecologic al lacurilor de acumulare din bazinul hidrografic Bahlui are în vedere următoarele:

pentru substanțele nesintetice (metale: Cu, Zn, As, Cr) se consideră concentrația fracțiunii dizolvate în coloana de apă și încărcarea fondului natural;

pentru substanțele sintetice (organice si anorganice): Xileni, PCB-uri, toluen, fenol, detergenți și cianuri totale se stabilește concentrația totală în coloana de apă.

Programele de monitorizare a potențialului ecologic se revizuiesc ținându-se cont de următoarele elemente:

Selecționarea locurilor de monitorizare a calității apei unui lac de acumulare

La nivelul fiecărui lac de acumulare se vor considera următoarele:

Sursele punctiforme de poluare;

Sursele difuze de poluare;

Zonele neafectate de presiunea antropică;

Secțiuni transfrontaliere (dacă este cazul);

Secțiuni de descărcare în apele teritoriale;

Puncte reprezentative pentru caracterizarea ecotipurilor;

Alte puncte suplimentare necesare pentru asigurarea unei evaluări de ansamblu a stării de calitate a apei.

Parametrii de monitorizare

Frecvența de monitorizare

Frecvența de monitorizare trebuie să asigure că orice modificări ale clasei de calitate sunt detectate cu un grad de confidență de 90% pe o perioadă de trei ani [106].

Elementele, parametrii și frecvența de monitorizare a calității apelor din lacurile de acumulare din bazinul hidrografic Bahlui se prezintă în Tabelul 4.1.

Tabel 4.1 Elementele, parametrii și frecvența de monitorizare a apelor din lacurile de acumulare din bazinul hidrografic Bahlui [106]

*Frecvența de monitorizare a calității apei unui lac de acumulare din bazinul hidrografic Bahlui poate deveni lunară sau mai mare în funcție de evoluția procesului de eutrofizare (mai-septembrie).

4.1.2 Starea chimică a apelor din lacurile de acumulare din bazinul hidrografic Bahlui

Elementele de calitate fizico-chimice monitorizate pentru evaluarea stării chimice a apei lacurilor de acumulare din bazinul hidrografic Bahlui cuprind:

substante nesintetice (metale): plumb dizolvat, mercur dizolvat, nichel dizolvat, cadmiu dizolvat;

substante sintetice (organice): pentaclorbenzen, tetracloretilenă, DDT total, 1,2-Dicloretan, Pesticide ciclodiene, Tricloretilena, Hexaclorbutadienă, Tetraclorură de carbon, Alaclor, Antracen, Atrazin, Triclorbenzeni, Cloroform (Triclorometan), Trifluralin, Naftalină, Endosulfan, Hexaclorbenzen, Benzo[a]piren, Diclormetan, Para-para-DDT, Clorfenvinfos, Clorpirifos, Simazin, Benzen, Hexaclorciclohexan, Fluoranten.

Analiza acestor substanțe se efectuează numai într-o secțiune a lacului de acumulare: fie în secțiunea priză în cazul în care există secțiune de potabilizare, fie în secțiunea mijloc lac pentru lacurile de acumulare în care nu există secțiune de potabilizare.

4.1.3 Zone de protecție pentru captările de apă destinate potabilizării

Conform NTPA 013/2002 – H.G. nr. 100/2002 modificată și completată prin H.G. nr. 567/2004 și H.G. nr. 662/2005, apele de suprafață destinate potabilizării sunt delimitate, în funcție de valorile limită, în trei categorii: A1, A2 și A3. Conform caracteristicilor microbiologice, biologice, fizice și chimice, fiecărei categorii de apă îi corespunde o tehnologie specifică de tratare a apei. Încadrarea în categoriile de calitate se realizează pe baza analizei indicatorilor microbiologici, biologici și fizico-chimici. Încadrarea secțiunilor de apă destinate potabilizării în bazinul hidrografic Bahlui se prezintă în Tabelul 4.2 [104].

Tabel 4.2 Încadrarea secțiunilor de apă destinate potabilizării în

bazinul hidrografic Bahlui [104]

4.2 Stadiul calității apelor din lacurile de acumulare din bazinul hidrografic Bahlui

4.2.1 Caracteristicile fizico-geografice ale bazinului hidrografic Bahlui

Evaluarea caracteristicilor fizico-geografice ale bazinului hidrografic Bahlui care conduc la formarea resurselor de apă din arealul acestuia este necesară pentru a putea identifica relațiile dintre factorii fizico-geografici și caracteristicile hidrologice.

În cadrul României, bazinul hidrografic Bahlui este situat în partea de nord-est a țării. Acesta corespunde unui areal cu o poziție central-nord-estică în cadrul Podișului Moldovei.

Hidrologic face parte din sistemul hidrografic al Prutului Mijlociu, râul Bahlui fiind afluent de dreapta al râului Jijia.

Figura 4.1 Poziția geografică a bazinului hidrografic Bahlui în cadrul României [Sursă: Administrația Bazinală de Apă Prut-Bârlad]

Din punct de vedere administrativ și teritorial, bazinul hidrografic Bahlui aparține județului Iași, mai puțin partea extrem nord-vestică [39].

Fiind considerat unul dintre “cele mai antropizate bazine hidrografice din țara noastră” (Savin Nicoleta, 1998), bazinul hidrografic Bahlui poate fi privit drept model de management al resurselor de apă din partea de est a României, model ce poate fi adus la nivelul întregului spațiu geografic cuprin între Prut și Siret.

Geologia

Bazinul hidrografic Bahlui aparține părții central-estice a Platformei Moldovenești.

Figura 4.2 Secțiune geologică între Mădârjac și valea Prutului [39]

Geologic, Platforma Moldovenească este o zonă dură cu un fundament cristalin vechi, cutat, faliat și scufundat la adâncimi mari, mai ales spre partea de sud și vest și este acoperită de sedimente cu importante și numeroase diferențe de stratificare între ele.

Numeroasele cercetări geologice au arătat că în cadrul acestei platforme pot fi identificate două structuri cu trăsături tectono-structurale specific fiecăreia:

Soclul Platformei Moldovenești care spre partea de vest se găsește la adâncimi din ce în ce mai mari, rezultând o stratificare în trepte;

Cuvertura sedimentară a Platformei Moldovenești care s-a format odată cu instalarea unui regim tectonic caracterizat prin mișcări oscilatorii pe verticală largi, care au permis manifestarea unor transgresiuni care provoacă apariția unei cuverturi de sedimente [39].

Relieful

Relieful constituie unul dintre factorii naturali cei mai importanți în formarea resurselor de apă la nivelul unui bazin hidrografic în general, fapt aplicabil și în cazul reliefului bazinului hidrografic Bahlui.

Figura 4.3 Harta hipsometrică a bazinului hidrografic Bahlui [39]

Între caracteristicile particulare de natură geologică, morfometrice și hidrologice specifice unui bazin se stabilesc interdependențe. Pe de o parte, relieful prin caracteristicile sale morfografice și morfometrice, influențează tipul surselor de alimentare cu apă, scurgerea lichidă și solidă, procesele de eroziune ale solului, transportul și acumularea, iar pe de altă parte, relieful este supus în permanență acțiunii modelatoare exercitată de rețeaua hidrografică [39].

Aspectul general al reliefului este rezultatul interacțiunii în permanență a factorilor interni și externi, a regimului geotectonic și al transgresiunilor și regresiunilor marine repetate.

În cadrul Podișului Moldovei, bazinul râului Bahlui cuprinde suprafețe apreciabile din cadrul a trei unități fizico-geografice distincte: Podișul Sucevei în partea de nord-vest și vest, Coasta Iașilor în partea de sud și nu în ultimul rând Câmpia Colinară a Jijiei, situată în partea centrală, nordică și estică.

Morfologia lui pune în evidență două trepte mari: una înaltă, în partea de vest, sub formă de masive deluroase și platouri, ușor înclinate spre sud-est, cu altitudini medii de 300- 350 m și alta mai joasă, situată în partea de nord și nord-est, cu aspect de câmpie colinară și altitudini medii de 100- 150 m.

Altitudinile maxime ating 556 m în Dealul Holm, situat la limita cu județul Botoșani și 530 m, în Dealul Santurilor, situat la vest de Hârlau, iar altitudinile cele mai joase se întâlnesc în Lunca Prutului (32 m la confluența Bahluiului cu Jijia și 28 m la confluența Jijiei cu Prutul).

Din punct de vedere genetic relieful aparține tipului mixt, fluvio-deluvial, el apărând datorită activității arterelor hidrografice și proceselor de versant.

Solurile

Solurile specifice bazinului hidrografic Bahlui sunt solurile de luncă. Acestea s-au format pe toate șesurile râurilor mai importante din regiunea studiată (Prut, Bașeu, Jijia, Bahlui). În timpul perioadelor umede aceste tipuri de soluri se umplu cu apă în partea superioară și astfel devin impermeabile (Pantazică Maria, 1974).

În bazinul hidrografic Bahlui apar două clase principale de soluri zonale: clasa cernisolurilor, caracteristică vegetației de stepă și silvostepă, și cea a luvisolurilor, reprezentativă zonei pădurilor de foioase.

Caracteristicile climatice generale

Aspectul general al reliefului, cu altitudni medii mai joase de 200 m, dar și poziția geografică a bazinului hidrografic Bahlui în cadrul României influențeză evoluția elementelor climatice, cu un rol major în formarea scurgerii din acest bazin.

Principalii factori care condiționează manifestările fenomenlor și proceselor climatice din bazinul hidrografic Bahlui sunt:

Radiația solară;

Circulația maselor de aer;

Suprafața subiacentă;

Influența alcătuirii geologice;

Relieful;

Particularitățile topoclimatice;

Suprafețele climatice;

Solul;

Activitățile umane.

Prin poziția în partea de est a țării, Podișul Moldovei are un climat temperat-continental. În zonele joase se evidențiază un climat de stepă, iar în zonele mai înalte, un climat specific zonelor împădurite.

Temperaturile medii anuale cele mai ridicate din bazinul hidrografic Bahlui se înregistrează la stațiile meteorologice de la Iași și Podul Iloaiei, iar cele mai scăzute în partea vestică și sudică, diferențele ce apar se datorează variației altitudinii dar și influenței climatice a zonelor limitrofe.

Temperatura aerului se caracterizează printr-o medie anuala de 9°C și o amplitudine anuală a mediilor lunare de 24 ÷ 25°C. Regimul termic în luna cea mai rece (ianuarie) cuprinde areale cu temperaturi de -3,3°C, iar ale lunii iulie de +21,4°C. Cea mai mare temperatură înregistrată a fost de +40 °C la Iași pe 27 iulie 1909, iar cea mai mică de -32,3°C la Podu Iloaiei pe 23 ianuarie 1963.

Umiditatea relativă a aerului are valori medii anuale de 70%, fiind mai coborâtă decât în celelalte regiuni ale tării.

În sectoarele deluroase din vestul și sudul județului, cantitatea medie anuală de precipitații depășește 600 mm, în timp ce în Câmpia Moldovei coboară sub 500 mm. Regimul anual al precipitațiilor variază, precipitațiile medii lunare aflându-se în creștere din luna ianuarie în luna iunie, urmând ca apoi să scadă [39].

Caracterizarea rețelei hidrografice

Bazinul hidrografic Bahlui este cuprins între secțiunile: amonte confluența cu râul Nicolina-confluența cu râul Jijia și are o suprafață de 434 kmp și o altitudine medie de 130 m.

În cadrul Câmpiei colinare a Jijiei, ca de altfel la nivelul întregii țări, lacurile sub diversele lor forme (lacuri naturale sau de acumulare, bălți, iazuri, heleștee) ocupă un areal important în cadrul spațiului geografic. Condițiile fizico-geografice și cele social-economice specifice părții sudice a Câmpiei colinare a Jijiei au favorizat, în decursul timpului istoric, apariția și dezvoltarea a numeroase lacuri și iazuri. Lacurile naturale sunt foarte puține, în schimb cele de acumulare sunt mai numeroase, având ca scop principal asigurarea necesarului de apă pentru consumul casnic și industrial al localităților din zonă, de protecție a populației și a terenurilor agricole împotriva inundațiilor și a viiturilor, în atenuarea acestor fenomene de risc și în regularizarea debitelor, de utilizare în fermele zootehnice și pentru irigații, amenajarea de unități piscicole sau de agrement [52].

Bazinul hidrografic Bahlui este caracterizat de resurse deficitare de apă subterană, astfel, pânza freatică prezintă debite mici, de 0,3÷ 0,5 l/s și este nesatisfăcătoare din punct de vedere calitativ consumului uman; în zonele de luncă nivelul apelor freatice este dependent de regimul de alimentare/infiltrare de pe versanți și din precipitații, iar textura solului imprimă terenului permeabilități reduse, ceea ce conduce la înmlăștiniri, în condiții de precipitații abundente. În bazinul hidrografic Bahlui, caracteristicile chimice ale apelor subterane sunt determinate de caracteristicile fizico-chimice ale substratului litologic și astfel depozitele argilo-marnoase și nisipoase redau caracteristici hidrochimice specifice apelor subterane din bazinul hidrografic Bahlui. Determinarea calității chimice a acestor ape oferă posibilitatea de a stabili utilizarea acestor ape: pentru alimentare cu apă potabilă, pentru alimentare cu apă industrială sau irigații.

In județul Iași, bazinul Bahlui acoperă o suprafață de 1967 kmp, cursurile de apă cele mai importante fiind:

Râul Bahlui (aproximativ 119 km lungime);

Râul Bahlueț (aproximativ 41 km lungime);

Râul Nicolina (aproximativ 20 km lungime);

Rețeaua de afluenți.

Figura 4.4 Bazinul hidrografic Bahlui

[Sursă: Administrația Bazinală de Apă Prut-Bârlad]

Râul Bahlui este cel mai mare afluent al Jijiei, iar în bazinul său se găsesc numeroase lacuri de acumulare. Râul Bahlui izvorăște din Dealul Mare al Hârlăului de la altitudinea de 500 m. Din apropierea de șaua care îl desparte de Oneaga, afluent al Miletinului, primește primul său afluent de stânga, Bahluiul Mic, iar din dreapta, dinspre coasta calcaroasă a Dealului Mare – Hârlău primește: Valea Mare, Cetățuiei, Buhalnița, Măgura și Putina.

Regularizarea debitelor de viitură se realizează prin lacul de acumulare Pârcovaci, lucrare hidrotehnică amenajată la 10 km amonte de orașul Hârlău. Pe cursul mijlociu, la 70 km de izvoare pe râul Bahlui este amenajată o altă lucrare hidrotehnică importantă, acumularea Tansa-Belcești. Aval de lacul de acumulare Tansa-Belcești, Bahluiul primește ca afluenți de stânga cursurile de apă Vulpoiului, Gurguiata, Lungu, Durușca și Totoiești. Dintre aceștia, aportul de apă cel mai important îl are cursul de apă Gurguiata pe care este amenajat lacul de acumulare Plopi și o serie de iazuri în cascadă, cu rol agropiscicol.

În depresiunea Podu Iloaiei, Bahluiul primește cel mai important afluent, Bahluețul.

Râul Bahlueț își are izvoarele în arealul Porții Ruginoasa, la capătul sudic al Dealului Mare de la altitudinea de 310 m. Până la Târgu Frumos are pante destul de mari, în medie de 7,8 m/km. Pe sectorul superior colectează câteva cursuri mici de apă din stânga: Pașcania, Probota și Cucuteni, iar din dreapta cursul de apă Rediu cu izvoarele dinspre Șaua Rediului. Râul Bahlueț este colectorul principal al afluenților ce vin din Podișul înalt al Bârladului. Aceste cursuri sunt în general mici, au pante mari și scurgere intermitentă sau semipermanentă. Singurul afluent mai important al Bahluețului este pârâul Oii pe care este amplasată acumularea Sârca cu rol de apărare împotriva inundațiilor. Amonte de localitatea Podu Iloaiei debitele de viitură sunt atenuate de lacul de acumulare Podu Iloaiei.

Bahluiul colectează apele din bazinul hidrografic al cursului de apă Voinești pe care este amenajată acumularea Cucuteni. La intrarea in municipiul Iași cursul de apă Fundu Văii confluează cu râul Bahlui după ce își atenuează undele de viitură în lacul de acumulare Rediu. În municipiul Iași primește, din dreapta, apele râului Nicolina. Râul Nicolina este un afluent important al Bahluiului și prezintă grad complex de amenajare cu lucrări hidrotehnice: acumularea Ciurea pe cursul de apă Nicolina, acumulările Bârca (nepermanentă) și Ciurbești (permanentă) și acumulările Cornet (nepermanentă) și Ezăreni (permanentă) pe râul Ezăreni. Aval de confluența cu Nicolina, Bahluiul traversează municipiul Iași primind din stânga cursul de apă Cacaina pe care sunt amenajate acumulările nepemanente Vânători și Cârlig cu rol de apărare împotriva inundațiilor și cursul de apă Ciric pe care sunt amenajate acumulările Aroneanu, Ciric I, Ciric II, Ciric III. Pe distanța de 7 km pe care o parcurge până la vărsarea în râul Jijia, Bahluiul primește afluenții Vămășoaia, Chirița și Orzeni.

Volumul total al lacurilor de acumulare prezentate este de 219 mil m3, iar suprafața ocupată de luciul de apă depășește 2000 ha, adică aproximativ 1% din suprafața bazinului hidrografic Bahlui. La acestea se mai adaugă peste 150 de lacuri de mici dimensiuni, majoritatea pe afluenții râului Bahlui și utilizate în scop hidrotehnic (pentru regularizarea debitelor și atenuarea undelor de viitură) sau în scop economic (piscicultură).

O categorie mai specială este reprezentată de iazurile și heleșteele, realizate în preajma localităților și utilizate doar în scop piscicol [39].

4.2.2 Implicații hidrogeomorfologice și ecologice ale lacurilor

Implicațiile hidrogeomorfologice și ecologice ale lacurilor de acumulare din bazinul hidrografic Bahlui pot fi grupate în modificări ale tipologiei și ale distribuției microreliefului, regularizarea regimului scurgerii apei, modificări complexe ale regimului scurgerii aluviunilor, modificări ale calității apei, influențe microclimatice în teritoriile limitrofe [50].

Implicațiile hidrogeomorfologice privind modificări ale tipologiei și ale distribuției microformelor de relief sunt determinate de totalitatea lucrărilor hidrotehnice ce au în vedere construcția barajelor, a consolidărilor de maluri, a canalelor, drenurilor, aducțiunilor. Pe lângă acestea se mai adaugă abraziunile lacustre, colmatarea lacurilor, creșterea susceptibilității și a riscului de eroziune a terenurilor agricole și alunecările de teren care pot afecta lacurile de acumulare de dimensiuni mari, cum ar fi lacul de acumulare Podu Iloaiei sau lacul de acumulare Tansa-Belcești.

Scopul principal pentru care se execută lucrări de amenajare a lacurilor de acumulare îl reprezintă regularizarea regimului scurgerii apei pentru asigurarea cu apă a consumatorilor din spațiul hidrografic Bahlui și pentru valorificarea eficientă a resurselor de apă.

Prin realizarea lacurilor de acumulare se asigură redistribuirea în timp a debitelor de apă, astfel încât în perioadele de scurgere mică să fie asigurat cel puțin un debit ecologic supraviețuirii florei și faunei acvatice pe de o parte, și pe de altă parte să fie asigurat un debit minim necesar pentru buna funcționare a unităților socio-economice din spațiul hidrografic Bahlui.

Prezența lacurilor de acumulare are efect și asupra tranzitului de aluviuni. Fenomenele legate de modificările regimului scurgerii aluviunilor sunt numeroase și într-o strânsă legătură cu lucrările de combatere a eroziunii solului sau cu amenajările din albiile râurilor. De cele mai multe ori, lacurile de acumulare devin niște areale în care se depun aluviunile, diminuându-se astfel tranzitul lor către sectoarele din aval.

Prin amenajarea lacurilor de acumulare nu rezultă niciun fenomen de poluare a mediului, dar în realitate, realizarea acestora conduce la modificări semnificative în hidraulica albiilor dar și în echilibrul hidrodinamic al ecosistemului.

Din punct de vedere ecologic, în bazinul hidrografic Bahlui există în jur de 15 specii de pești (de exemplu leuciscus cephalus, orthrias barbatulus, alburnus, lepomis gibbosus), multe dintre ele găsindu-se în lacurile de acumulare.

La nivelul lacurilor de acumulare, stocul numeric și gravimetric este mai sporit, mai ales în fermele piscicole. Datorită populării în ultimii ani cu specii alohtone, transformării biotopului lotic într-unul lentic, compoziția specifică s-a modificat radical.

Figura 4.5 Leuciscus cephalus [Sursă: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/4/43/Leuciscus_idus_Hungary.jpg]

Figura 4.6 Alburnus [Sursă: http://www.ittiofauna.org/webmuseum/pesciossei/cypriniformes/cyprinidae/alburnus/alburnus_alburnus/a_alburnus.htm]

4.2.3 Evoluția calității apelor din lacurile de acumulare mici și mijlocii din bazinul hidrografic Bahlui

Calitatea apei lacurilor de acumulare din bazinul hidrografic Bahlui este analizată în permanență de specialiștii din cadrul Administrației Bazinale de Apă Prut-Bârlad prin interpretarea rezultatelor obținute în urma analizelor biologice și fizico-chimice ale probelor de apă recoltate conform unor norme bine stabilite, cu o frecvență determinată de importanța lacului de acumulare dar și în funcție de regimul termic și pluviometric.

Prezentarea globală a calității apei din lacurile de acumulare reprezintă rezultatul combinării a două modele de studiu:

pe de o parte, Normativul privind obiectele de referință pentru clasificarea calității apelor de suprafață, în care se consideră că lacul de acumulare este un ecosistem acvatic static și utilizează valorile absolute ale rezultatelor obținute din analize [39];

iar pe de altă parte, se consideră lacul de acumulare un ecosistem dinamic, fapt pentru care se utilizează valori medii comparative ale indicatorilor de calitate, dintr-o perioadă considerată actuală față de o perioadă anterioară [19].

Figura 4.7 Lacurile de acumulare Pârcovaci, Tansa-Belcești, Podu Iloaii, Cucuteni

Pentru a evidenția calitatea apei lacurilor de acumulare din bazinul hidrografic Bahlui, am ales pentru analiză lacuri de acumulare atât de ordinul I, cât și de ordinul II (Figura 4.7).

Evoluția calității apei unui lac de acumulare poate fi favorabilă, mai ales dacă vor continua investițiile în stațiile de epurare ale apelor menajere și industriale, dar și dacă se va monitoriza continuu deversarea semnificativă a apelor poluante în rețeaua hidrografică prin intermediul căreia ajung în lacurile de acumulare.

Tabel 4.3 Limitele pentru încadrarea potențialului ecologic a lacurilor de acumulare mici și mijlocii [Sursă: Administrația Bazinală de Apă Prut-Bârlad]

Monitorizarea s-a realizat respectând prevederile stabilite în Directiva Cadru pentru Apă iar interpretarea și evaluarea rezultatelor ține cont de legislația națională și europeană aflată în vigoare.

Dacă pentru un lac de acumulare există două sau mai multe secțiuni de monitorizare (de exemplu: mijloc lac, amonte baraj, priză potabilizare), potențialul ecologic va corespunde celei mai nefavorabile clase de calitate dintre secțiunile urmărite. Pentru un lac de acumulare cel mai nefavorabil potențial ecologic este cel moderat.

Lacul de acumulare Pârcovaci (Figura 4.8) a fost realizat pe cursul de apă Bahlui.

Acumularea se găsește în apropierea izvoarelor Bahluiului, amonte de satul Pârcovaci, la 10 km de orașul Hârlău, județul Iași. Lacul de acumulare Pârcovaci prezintă un rol important în alimentarea cu apă potabilă a orașului Hârlău din județul Iași și totodată apără zona împotriva inundațiilor.

Figura 4.8 Lacul de acumulare Pârcovaci

În perioada 2012-2016 calitatea apei din lacul de acumulare Pârcovaci a fost monitorizată prin intermediul a 3 secțiuni de control, și anume: mijloc lac, baraj lac și priză lac. Excepție a fost în anul 2013 când a fost monitorizată calitatea apei din lacul de acumulare numai prin secțiunea priză lac.

Tabel 4.4 Evoluția potențialului ecologic și a stării chimice – Lacul de acumulare Pârcovaci

* În anul 2013 calitatea apei lacului de acumulare Pârcovaci a fost monitorizată prin intermediul unei singure secțiuni de control, și anume priză lac.

** În anul 2013 calitatea apei lacului de acumulare Pârcovaci a fost evaluată doar din punct de vedere al elementelor suport: fizico-chimice generale și poluanți specifici și astfel nu s-a realizat evaluarea integrată a elementelor.

Pentru lacul de acumulare Pârcovaci, se observă că potențialul ecologic scade de la unul bun (perioada 2012-2015) la unul moderat în anul 2016 fapt datorat condițiilor de oxigenare (Tabel 4.4). În ceea ce privește starea chimică aceasta se menține bună pe toată perioada de studiu 2012-2016.

Lacul de acumulare Tansa-Belcești (Figura 4.9) este amplasat pe cursul de apă Bahlui și a fost dat în folosință în anul 1975.

Figura 4.9 Lacul de acumulare Tansa-Belcești

Cu o suprafață de 352 ha și un volumul util de 10 mil. mc., lacul de acumulare are mai multe utilități, printre care: alimentarea cu apă a localității Belcești, irigații dar și apărarea împotriva inundațiilor.

Calitatea apei din lacul de acumulare este monitorizată prin intermediul a 3 secțiuni de control, și anume: mijloc lac, baraj lac și priză lac, excepție a fost în anul 2013, când au fost realizate analize corespunzătoare calității apei din lac numai în secțiunea priză lac.

În perioada 2012-2016 potențialul ecologic al lacului de acumulare Tansa-Belcesti este unul moderat, mai puțin în anul 2015 când calitatea apei a înregistrat o îmbunătățire și astfel potențialul ecologic a fost unul bun (Tabel 4.5).

Starea chimică este una bună pe întreaga perioadă de studiu.

Tabel 4.5 Evoluția potențialului ecologic și a stării chimice – Lacul de acumulare Tansa-Belcești

* În anul 2013 calitatea apei lacului de acumulare Tansa a fost monitorizată prin intermediul unei singure secțiuni de control: priză lac.

** În anul 2013 calitatea apei lacului de acumulare Tansa a fost evaluata doar din punct de vedere al elementelor suport: fizico-chimice generale si poluanți specifici și nu s-a realizat evaluarea integrata a elementelor.

Lacul de acumulare Podu Iloaiei (Figura 4.10) este situat pe cursul de apă Bahlueț la 25 km amonte de confluența acestuia cu cursul de apă Bahlui.

Figura 4.10 Lacul de acumulare Podu Iloaiei

Din punct de vedere administrativ, lacul de acumulare Podu Iloaiei este situat pe teritoriul orașului Podu Iloaiei, la 400 m amonte de orașul Podu Iloaiei din județul Iași. Lacul de acumulare Podu Iloaiei a fost realizat în scopul regularizării debitelor cursului de apă Bahlueț, atenuării viiturilor, pisciculturii, irigațiilor și apărării împotriva inundațiilor.

Potențialul ecologic al lacului de acumulare Podu Iloaiei este unul moderat, calitatea apei fiind afectată de condițiile favorabile pentru apariția eutrofizării.

Starea chimică, ca și în cazul celorlalte lacuri de acumulare analizate este una bună.

Tabel 4.6 Evoluția potențialului ecologic și a stării chimice – Lacul de acumulare Podu Iloaiei

Lacul de acumulare Cucuteni (Figura 4.11).

Figura 4.11 Lacul de acumulare Cucuteni

Lacul de acumulare este amplasat pe cursul de apă Voinești, afluent de dreapta al râului Bahlui la circa 14 km de la izvoare și la circa 3,3 km față de confluența cu râul Bahlui.

Din punct de vedere administrativ lacul de acumulare Cucuteni este situat pe teritoriul localității Cogeasca, în județul Iași. Acumularea Cucuteni este o acumulare utilizată în scopul agrementului.

Tabel 4.7 Evoluția potențialului ecologic și a stării chimice – Lacul de acumulare Cucuteni

Potențialul ecologic al lacului de acumulare Cucuteni, în perioada analizată este unul moderat, iar starea chimică nu a fost determinată.

4.2.4 Eutrofizarea lacurilor de acumulare din bazinul hidrografic Bahlui

Indicatorul cel mai important pentru analiza stării ecologice a unui lac de acumulare este nivelul de eutrofizare.

Conceptul de eutrofizare a fost introdus de Weber în anul 1907, acesta considerând că îmbogățirea, suplimentarea peste limitele admisibile de legislația în vigoare a apelor cu nutrienți de fosfor și azot reprezintă cauza majoră a eutrofizării apelor [11].

Eutrofizarea reprezintă un proces dezvoltat natural, prin care sunt acumulate în timp elementele nutritive într-un ecosistem acvatic, de cele mai multe ori într-un lac, într-o apă stagnantă. Procesul eutrofizarii este accelerat de om prin deversarea în ecosistemul studiat a apelor ce sunt insuficient epurate și care prezintă caracter distructiv asupra faunei si florei acvatice.

În stadiu avansat, și anume atunci când se ajunge la un lac eutrof sau hipereutrof, eutrofizarea modifică funcțiile ecologice ale ecosistemului, determinând probleme mari atât sub aspect ecofiziologic cât și din punct de vedere al folosinței apei în scop social și economic.

Cel mai adesea procesul de eutrofizare se observă în lacuri, iar elementele biologice care accelerează cel mai bine producerea fenomenului de înflorire a apei sunt cianobacteriile, atunci când temperaturile ajung la o temperatură de aproximativ 25°C. Speciile specifice acestui fenomen sunt: Anabaena flos-aquae, Anabaenopsis sp., Aphanizomenon flos-aquae, Gloeotrichia echinulanata, Microcystis aeruginosa, Oscillatoria rubescens, Synechococcus planeticus, etc [11].

1 – Anabaena flos-aquae

[Sursă: https://s-media-cache-ak0.pinimg.com/originals/25/9c/da/259cda9f09162706ea9dee726a3ac70f.jpg]

2 – Anabaenopsis sp

[Sursă: http://protist.i.hosei.ac.jp/PDB/images/Prokaryotes/Nostocaceae/Anabaenopsis/sp_03.jpg]

3- Microcystis aeruginosa

[Sursă: https://s-media-cache-ak0.pinimg.com/originals/08/d2/52/08d252d911efd7558c65d232e4dcf175.jpg]

4 – Oscillatoria rubescens

[Sursă: http://homepages.eawag.ch/~steiner/Echte%20Algen/Bilder/Blaualgen/Bilder/29.jpg]

Figura 4.12. Cianobacterii specifice eutrofizării

Etapele eutrofizării apei unui lac de acumulare se pot reda astfel:

Cantitatea ridicată de nutrienți ajunge în apa lacurilor de acumulare;

Proliferarea fitoplanctonului și a fitobentosului;

Descompunerea aerobă cauzată de înflorirea algală;

Descompunerea anaerobă, cu modificarea calității apei lacului de acumulare.

Efectele nefavorabile manifestate asupra sistemului acvatic se evidențiază pe de o parte cantitativ prin reducerea transparenței apei, apariția de formațiuni plutitoare mai dense, iar pe de altă parte chimic și biologic.

Din punct de vedere chimic se modifică nivelul de oxigen și dioxid de carbon, este influențat pH-ul, apar condițiile anaerobe, iar din punct de vedere biologic se alterează mirosul, culoarea, apar specii de alge toxice și în principal se modifică structura biocenozei.

Supravegherea calității apei din lacurile de acumulare se realizează astfel:

supravegherea vizuală prin care sunt înregistrate orice modificări legate de aspectul calitativ al apei (culoare, transparență, miros, gust, apariția unor pelicule dense la suprafața apei etc.);

determinări periodice monitorizându-se evoluția următorilor indicatori:

a) indicatori ai regimului de oxigen (O2 dizolvat, CCO-Mn, CCO-Cr, CBO5);

b) indicatori ai regimului de nutrienți (amoniu, azotiți, azotați, fosfați);

c) fitoplancton și fitobentos;

d) indicatori fizico-chimici și bacteriologici auxiliari (pH, CO2, alcalinitate, Mn, Fe, bacili coliformi totali, etc) [106].

Elementul biologic principal pentru stabilirea gradului de eutrofizare al unui lac de acumulare îl reprezintă biomasa algală ce se definește ca fiind creșterea algală în lacul de acumulare la un moment dat, în funcție de cantitatea de nutrienți acumulată în ecosistemul acvatic.

Determinarea categoriei de calitate a apei și a stadiului trofic al apei se efectuează după prevederile Regulamentului igienic. Protecția bazinelor de apă contra poluării (Sirețeanu ș. a., 1997), conform prevederilor STAS 4706/88 „Categorii și condiții de calitate a apelor de suprafață” (1988) [78].

Pentru evaluarea condițiilor trofice și clasificarea diferitelor ape Vollenweider în anul 1971 a recomandat folosirea a două criterii și anume concentrațiile de P și N (Tabelul 4.8), iar Hutchinson în anul 1973 a propus drept criteriu pentru evaluarea eutrofizării, transparența și culoarea apei.

Tabel 4.8 Indicatori ai procesului de eutrofizare a lacurilor de acumulare

Clasa I de calitate pentru lac ultraoligotrof, codificată prin culoarea albastră;

Clasa II de calitate pentru lac oligotrof, codificată prin culoarea verde;

Clasa III de calitate pentru lac mezotrof, codificată prin culoarea galbenă;

Clasa IV de calitate pentru lac eutrof, codificată prin culoarea portocalie;

Clasa V de calitate pentru lac hipertrof, codificată prin culoarea roșie.

Din punct de vedere al eutrofizării, fosforul apare ca un factor limitativ important pentru procesele biologice din lacurile de acumulare. Deși acesta nu prezintă forme gazoase, iar fosfații minerali sunt mai puțin solubili și puternic sorbiți pe aluviuni sedimentabile, în apă se găsesc cantități însemnate de fosfor provenite din deșeuri menajere, surse difuze de origine agricolă, îngrășăminte sau eroziuni de versanți.

Spre deosebire de fosfor, azotul se regăsește și în fază gazoasă, formele anorganice sunt mai puțin sorbite de materiile în suspensie, iar procesul de denitrificare constituie o sursă suplimentară de aport în masa de apă. Din aceste considerente azotul reprezintă un factor mai puțin limitativ comparativ cu fosforul pentru dezvoltarea florei acvatice [54].

Cercetările și studiile întreprinse până în prezent de specialiști arată că acumularea elementelor nutritive într-un lac de acumulare crește substanțial în adâncime, de la suprafață spre profunzime, identificând o concentrație limită anuală de încărcare suportabilă pentru lacurile de acumulare.

Tabel 4.9 Limitele de încărcare anual admisibile pentru azot total și fosfor total

Aceste criterii nu pot fi aplicate la toate categoriile de ape.

Astfel în conformitate cu cerințele europene pentru lacurile naturale și de acumulare se propun drept criterii de clasificare a apelor următorii parametri: P total, N total, producția primară medie în sezonul de creștere, producția primară anuală, biomasa maximă a fitoplanctonului în zona fotică, clorofila "a", saturația minimă în oxigen și capacitatea de mineralizare aerobă.

Tabel 4.10 Valori limită pentru principalii parametri ce caracterizează stadiile trofice ale lacurilor de acumulare [11]

Din punct de vedere calitativ, lacurile de acumulare Podu Iloaiei, Cucuteni și Tansa Belcești prezintă limite ridicate pentru încărcările de nutrienți de azot și fosfor. Caracteristicile biologice și fizico-chimice ale acestor lacuri de acumulare sunt dependente de caracteristicile de calitate a întregii rețele hidrografice din cadrul bazinului hidrografic Bahlui.

Bazinul hidrografic Bahlui se confruntă cu o poluare difuză cu nutrienți de azot și fosfor provocată în principal de practicile agricole, dar și cu o poluare punctoformă rezultată de la efluenții aglomerărilor umane.

Aceste concluzii au determinat alegerea acestor 3 lacuri de acumulare pentru un studiu mai amănunțit.

4.2.4.1 Evoluția parametrilor indicatori ai eutrofizării apei lacului de acumulare Cucuteni

Lacul de acumulare Cucuteni (Figura 4.13) face parte din ansamblul lucrărilor hidrotehnice din bazinul hidrografic al râului Bahlui.

Lacul de acumulare Cucuteni este exploatat și monitorizat de specialiștii Administrației Bazinale de Apă Prut-Bârlad. Acumularea Cucuteni este amplasată pe cursul de apă Voinești, afluent de dreapta al râului Bahlui și se găsește pe teritoriul localității Cogeasca, comuna Lețcani din județul Iași.

Lacul de acumulare Cucuteni ajută alături de alte lucrări hidrotehnice la protecția împotriva inundațiilor a zonelor joase din oraș și a industriei din acest areal.Totodată acumularea Cucuteni, are rolul de atenuare a undelor de viitură care se propagă în bazinul hidrografic al râului Voinești, în vederea apărării împotriva inundațiilor a terenurilor agricole din aval de baraj și a construcțiilor civile și industriale amplasate în albia majoră a râului Bahlui, aval de localitatea Lețcani și a celor amplasate în zonele joase ale municipiului Iași.

Figura 4.13 Lacul de acumulare Cucuteni

[Sursă: Administrația Bazinală de Apă Prut-Bârlad]

Din punct de vedere geomorfologic terenul pe care s-a construit acumularea Cucuteni face parte din arealul podișului Moldovenesc, subunitatea Câmpia Moldovei. Această unitate se caracterizează prin prezența unor interfluvii bine dezvoltate, separate de văi largi, puternic aluvionate. Din punct de vedere al reliefului, zona se caracterizează prin dealuri joase cu o altitudine medie de 160 m.

Constituția geologică a interfluviilor, caracterizată prin dominarea unor formațiuni prăfoase, a condus la o degradare accentuată a acestora, sub influența factorilor de mediu. Pe cea mai mare parte a versanților se observă procese intense de eroziuni, alunecări de teren, ravenări și spălări ale solului.

Geologic, zona amplasamentului este constituită din formațiuni ce aparțin sarmațianului, peste care se suprapun formațiunile cuaternare:

sarmațianul este constituit din marne, argile și nisipuri;

cuaternarul este alcătuit din prafuri argiloase, luturi loessoide, argile și nisipuri, dispuse în straturi relativ paralele, iar uneori sub formă de lentile.

Valea în care se formează lacul de acumulare, după construcția barajului se desparte în trei ramuri, astfel că o coadă a lacului se va întinde spre satul Cucuteni, iar celelalte două ating limita satului Cogeasca.

Condițiile hidrogeologice s-au determinat pe baza datelor obținute din forajele geotehnice executate. În majoritatea forajelor executate în ampriza barajului nu s-a găsit apă subterană din cauza caracterului argilos al pământului. Prezența apei freatice a fost vizibilă în cantități reduse în depozitele cu constituție granulometrică fină sau foarte fină, având o circulație mai mult sau mai puțin diferențiată [107].

Caracteristicile biologice, microbiologice, fizico-chimice ale acumulării Cucuteni sunt dependente de caracteristicile ecologice, de calitate a rețelei hidrografice din bazinul hidrografic Bahlui, afectate de poluarea difuză cu nutrienți de azot și fosfor cauzată de lucrările agricole, dar și de poluarea din surse punctiforme rezultată de la efluenții aglomerărilor umane.

Conform cerințelor Legii Apelor nr. 107/1996 cu modificările si completările ulterioare, Ordinului nr.31/2006 privind aprobarea Manualului de operare al Sistemului de Monitoring Integrat al Apelor din România (SMIAR), precum și în conformitate cu cerințele legislației prin care s-a transpus legislația europeana din domeniul apelor, calitatea apei în lacul de acumulare Cucuteni se monitorizează într-o secțiune de control: mijloc lac, iar parametrii urmăriți sunt: elemente biologice (fitoplancton și microfitobentos) și elemente fizico-chimice (transparența, condiții termice, condiții de oxigenare, salinitate, stare acidifiere, nutrienți, poluanți specifici neprioritari).

Conform instrucțiunilor de realizare a Manualului de operare al sistemului de monitoring, frecvența de monitorizare pentru lacul de acumulare Cucuteni este:

frecvență trimestriala pentru toate grupele de indicatori fizico-chimici.

Analiza indicatorilor fizico-chimici generali, transparența, cei specifici condițiilor termice, condițiilor de oxigenare, salinității, stării de acidifiere, nutrienților, alți poluanți, metalele, se efectuează de către specialiștii din cadrul Laboratorului de Calitate a Apelor al Administrației Bazinale de Apă Prut-Bârlad.

frecvență trimestrială sau anuală pentru elementele biologice.

Dacă sunt observate poluări accidentale sau se instalează procesul de eutrofizare a lacului de acumulare, frecvența de monitorizare devine mai mare, până la înlăturarea acestor fenomene.

Tabel 4.11 Variația azotului total în perioada 2010-2014 – secțiunea mijloc lac

[Sursă: Administrația Bazinală de Apă Prut-Bârlad]

Conform Tabelului 4.11 se poate observa că în anul 2014 (luna iunie) se atinge maximul valorii de azot total, și anume 2,50 mg/l.

Pentru determinările efectuate vara în luna iulie în perioada 2011-2014 (Figura 4.14) se poate observa că în anul 2014 se atinge maximul valorii de azot total, și anume 1,55 mg/l.

Figura 4.14 Variația azotului total în perioada 2011-2014

luna iulie – mijloc lac

Tabel 4.12 Variația fosforului total în perioada 2010-2014 – secțiunea mijloc lac

[Sursă: Administrația Bazinală de Apă Prut-Bârlad]

Pentru perioada 2010-2014, maximele valorilor de fosfor total se înregistrează vara, în lunile iulie-august, așa cum se poate observa și în Tabelul 4.12. Maximele sunt determinate în anul 2011 (august), respectiv 2014 (iulie) cu valoarea de 0,29 mg/l.

În Figura 4.15 s-a redat variația fosforului total în perioada 2011-2014 în funcție de valorile determinate în lacul de acumulare Cucuteni în luna iulie. Se poate observa o creștere importantă din anul 2011 până în anul 2014 (de la 0,19 mg/l la 0,29 mg/l).

Figura 4.15 Variația fosforului total în perioada 2011-2014

luna iulie – mijloc lac

Dacă analizăm valorile maxime de azot total în lacul de acumulare Cucuteni în perioada 2010-2014, se observă o scădere în anul 2011, iar apoi valorile prezintă o tendință de creștere, atingând maximul în anul 2014, de 2,50 mg/l. Referitor la valorile maxime de fosfor total, acestea variază nesemnificativ în perioada 2010-2014 (Figura 4.16).

Figura 4.16 Variația azotului total si a fosforului total în perioada 2010-2014

mijloc lac, valori maxime

În perioada 2010-2014 media valorilor de azot total crește de la an la an (Figura 4.17), iar media valorilor de fosfor total variază ușor, cu o creștere în anul 2014.

Figura 4.17 Variația azotului total si a fosforului total în perioada 2010-2014

mijloc lac, valori medii

Rezultatele arată că din anul 2010 până în anul 2013 lacul de acumulare Cucuteni prezintă caracteristici eutrofe din punct de vedere al analizei azotului total, iar în anul 2014 hipertrofe. Raportat la evaluarea fosforului total lacul de acumulare Cucuteni prezintă caracteristici hipertrofe pe întreaga perioadă 2010-2014.

Figura 4.18 Variația transparenței în perioada 2010-2014 – mijloc lac

Un alt parametru monitorizat pentru stabilirea potențialului de eutrofizare a apei din lacul de acumulare Cucuteni este transparența. Valorile acestui parametru au variat relativ puțin (între 30cm și 40 cm) în perioada 2010-2014, așa cum se observă în Figura 4.18.

Valorile medii ale “clorofilei a” (Figura 4.19) variază și ele de la an la an.

În Figura 4.19 sunt redate diferențele acestui indicator de calitate, valoarea maximă fiind determinată în anul 2012.

Figura 4.19 Variația “clorofilei a” medie anuală

în perioada 2010-2014 – mijloc lac

Gradul de eutrofizare al lacului de acumulare Cucuteni poate fi stabilit pe baza elementelor biologice (biomasa maximă a fitoplanctonului și clorofila “a” medie anuală), saturației minime în oxigen și pe baza nutrienților de azot total și fosfor total astfel:

Tabel 4.13 Gradul de troficitate pentru lacul de acumulare Cucuteni în anul 2014

Conform rezultatelor redate în Tabelul 4.13 , din punct de vedere al încărcării cu azot total și fosfor total (valori medii), a biomasei maxime a fitoplanctonului și a clorofilei “a” medie anuală lacul de acumulare Cucuteni prezintă în anul 2014 caracteristici hipertrofe, iar din punct de vedere al saturației minime în oxigen prezintă caracteristici oligotrofe.

4.2.4.2 Evoluția parametrilor indicatori ai eutrofizării apei lacului de acumulare Tansa-Belcești

Lacul de acumulare Tansa-Belcești este realizat pe cursul de apa Bahlui, în dreptul satului Tansa, comuna Belcești și este exploatat de către Administrația Bazinală de Apă Prut-Bârlad încă din anul 1975 (Figura 4.20).

Lacul de acumulare este utilizat pentru alimentarea cu apă a localității Belcești, pentru irigații și pentru apărarea împotriva inundațiilor a municipiului Iași alături de celelalte acumulări existente dar și a diverselor obiective sociale și economice situate în aval de baraj.

Din punct de vedere morfologic zona aparține Podișului Moldovenesc, caracterizată prin dealuri joase care prezintă înălțimi de până la 200 m. Relieful are în general aspect colinar, cu pante domoale, formând adesea culmi paralele ce converg către albia râului Bahlui.

Afluenții râului Bahlui au în general debite reduse sau sunt lipsiți de apă în cea mai mare parte a anului. Principalul afluent în zona lacului de acumulare este râul Putina, cu debit permanent în tot cursul anului.

Figura 4.20 Lacul de acumulare Tansa-Belcești

Albia râului Bahlui este bine conturată, cu multe meandre și maluri abrupte, care spre coada lacului de acumulare ajung la 7-8 m înălțime. Datorită procesului de colmatare, în aval, albia râului își pierde din adâncime, diferența de nivel dintre talvegul văii și cota luncii ajungând la aproximativ 3.5 m.

Principalele tipuri de structuri hidrogeologice sunt: hidrostructuri aluvionare în lunci, terase și conuri de dejecție. Acviferele din nivelele superioare de terasă se pot descărca sub formă de izvoare, formând aliniamente de izvoare. În conurile de dejecție și uneori în aluviuni, apele subterane se pot găsi sub ușoară presiune.

Conform cerințelor Legii Apelor nr. 107/1996 cu modificările si completările ulterioare, Ordinului nr.31/2006 privind aprobarea Manualului de operare al Sistemului de Monitoring Integrat al Apelor din România (SMIAR), precum și în conformitate cu cerințele legislației europene din domeniul apelor, lacul de acumulare Tansa Belcești se monitorizează în mai multe secțiuni de control.

Având în vedere că din lacul de acumulare Tansa-Belcești se captează apa pentru potabilizare, prelevarea de apă se efectuează și în secțiunea priză, conform HG 100/2002.

Astfel secțiunile de control pentru lacul de acumulare Tansa-Belcești sunt: priză potabilizare, mijloc lac și amonte baraj, iar parametrii urmăriți sunt: elemente fizico-chimice (transparența, condiții termice, condiții de oxigenare, salinitate, stare acidifiere, nutrienți, poluanți specifici neprioritari) și elemente biologice (fitoplancton, microfitobentos, macrofite, zoobentos, fauna piscicolă).

Pentru secțiunile de captare apă de suprafață destinată potabilizării (program monitoring P), se vor monitoriza toți parametrii din HG 100/2002 (Directiva 75/440/EEC) și substanțele prioritare/prioritar periculoase, iar frecvența este in funcție de comunitatea deservită.

Conform instrucțiunilor de realizare a Manualului de Operare al Sistemului de Monitoring, frecventa de monitorizare pentru lacul de acumulare Tansa-Belcești este frecvență trimestriala pentru mijloc lac și amonte baraj și frecvență lunară în secțiunea priză, pentru grupele de indicatori fizico-chimici: generali, substanțe organice, nutrienți, metale grele și alți poluanți.

Pentru substanțele prioritare și prioritar periculoase (micropoluanți organici) frecvența de monitoring este anuală și se realizează doar în secțiunea priză, conform instrucțiunilor de realizare a Manualului de Operare al Sistemului de Monitoring.

În vederea asigurării unei ape de calitate, se urmărește aplicarea instrucțiunilor din H.G. 930/2005 care aprobă normele speciale privind caracterul și mărimea zonelor de protecție sanitara și hidrogeologică. De asemenea se respectă prevederile Legii apelor nr. 107/1996 reactualizată prin Legea nr. 310/2004, completata prin Legea 112/2005.

Toți utilizatorii din zonă sunt supravegheați să nu evacueze apele uzate în emisarii ce debușează în acumulare sau la mai puțin de 15 km amonte de aceasta.

Se urmărește ca asociațiile agricole riverane și gospodării particulare din zona acumulării să nu folosească substanțe erbicide sau contra dăunătorilor, care prin intermediul apelor pluviale pot ajunge în lacul de acumulare sub formă de substanțe toxice.

În caz de poluare a apei se iau măsuri de colectare și îndepărtare a reziduurilor, deșeurilor sau corpurilor plutitoare.

Se recomandă crearea în jurul lacului de acumulare a unei zone verzi cu plantații de pomi care să reducă scurgerile de suprafață direct în lacul de acumulare [108].

Tabel 4.14 Variația azotului total si fosforului total în perioada 2010-2015 – secțiune priză potabilizare, valori maxime [Sursă: Administrația Bazinală de Apă Prut-Bârlad]

Tabel 4.15 Variația azotului total si fosforului total în perioada 2010-2015 – secțiune mijloc lac, valori maxime [Sursă: Administrația Bazinală de Apă Prut-Bârlad]

Tabel 4.16 Variația azotului total si fosforului total în perioada 2010-2015 – secțiune amonte baraj, valori maxime [Sursă: Administrația Bazinală de Apă Prut-Bârlad]

Dacă analizăm valorile maxime de azot total în perioada 2010-2015 în lacul de acumulare Tansa-Belcești, se observă o variație semnificativă a celor determinate în secțiunea de control – priză potabilizare, în celelalte secțiuni: mijloc lac și amonte baraj, valorile rămân în cea mai mare parte constante. Deasemenea maximele de azot total se determină în secțiunea priză potabilizare (Figura 4.21).

Figura 4.21 Variația azotului total în perioada 2010-2015

priză potabilizare, mijloc lac, amonte baraj (valori maxime)

Dacă analizăm valorile maxime de fosfor total în perioada 2010-2015 în lacul de acumulare Tansa-Belcești, se observă ca cele mai mari valori au fost determinate in anul 2012, în toate cele trei secțiuni de monitorizare (Figura 4.22).

Figura 4.22 Variația fosforului total în perioada 2010-2015

priză potabilizare, mijloc lac, amonte baraj (valori maxime)

Analizând valorile medii de azot total din lacul de acumulare Tansa-Belcești (Figura 4.23) se constată ameliorarea stării de calitate, de la un lac hipertrof în anul 2010 la un lac eutrof în perioada 2011-2015.

Figura 4.23 Variația azotului total în perioada 2010-2015

priză potabilizare, mijloc lac, amonte baraj (valori medii)

Analizând valorile medii de fosfor total din lacul de acumulare Tansa-Belcești (Figura 4.24), se constată ca în anul 2012 se încadrează în categoria de lac hipertrof, ca începând cu anul 2013 până în anul 2015 să prezinte caracteristici eutrofe.

Figura 4.24 Variația fosforului total în perioada 2010-2015

priză potabilizare, mijloc lac, amonte baraj (valori medii)

Transparența se menține constantă în cele două secțiuni de monitorizare (mijloc lac și amonte baraj) și este într-o ușoară creștere în perioada 2010-2015, așa cum se observă și în Figura 4.25. Între anul 2010 și 2015 apare o diferență a transparenței de 10 cm.

Figura 4.25 Variația transparenței în perioada

2010-2015 – mijloc lac și amonte baraj

Dacă se analizează valorile pentru transparența lacului de acumulare Tansa-Belcești în anul 2015 se observă o diferență mare între sezonul de primăvară și cel de vară. Diferența de transparență între cele doua sezoane este cu 30 cm mai mult pentru sezonul de primăvară (Figura 4.26).

Valorile mai mici măsurate în perioada de vară-toamnă se pot datora suspensiilor solide din apă și prezenței în lacul de acumulare a organismelor acvatice care constituie planctonul (în special fitoplanctonul) și care se dezvoltă cu intensitate în această perioadă.

Figura 4.26 Variația transparenței lacului de acumulare Tansa-Belcești

În Figura 4.27 se redă variația clorofilei “a” medie anuală în perioada 2010-2015 în secțiunile mijloc lac și amonte baraj. Cele mai ridicate valori au fost determinate în anul 2012.

Figura 4.27 Variația clorofilei “a” medie anuală în perioada

2010-2015 – mijloc lac și amonte baraj

În Figura 4.28 se observă că în lacul de acumulare Tansa-Belcești în anul 2015, concentrația maximă a clorofilei “a” s-a determinat vara, atunci când cresc temperaturile și are loc o activitate foarte mare a fotosintezei organismelor fitoplanctonului.

Temperatura este un factor important de mediu care trebuie luat în considerare atunci când abordăm probleme de calitate a apei. Aceasta manifestă o influență semnificativă asupra tuturor organismelor mediului acvatic, fie direct prin acțiunea asupra metabolismului, reproducerii și repartiției speciilor, fie indirect prin modificarea proprietăților fizico-chimice ale apei.

Figura 4.28 Dinamica Clorofilei “a” la nivelul anului 2015

În Tabelul 4.17 se redă gradul de troficitate pentru lacul de acumulare Tansa-Belcești din punct de vedere al încărcării cu azot total și fosfor total, al biomasei maxime a fitoplanctonului, a clorofilei “a” medie anuală și a saturației minime în oxigen.

Tabel 4.17 Gradul de troficitate pentru lacul de acumulare Tansa-Belcești în anul 2014

4.2.4.3 Evoluția parametrilor indicatori ai eutrofizării apei lacului de acumulare Podu Iloaiei

Lacul de acumulare Podu Iloaiei face parte din ansamblul de lacuri de acumulare situate în bazinul hidrografic Bahlui, respectiv în subbazinul hidrografic Bahluet și aflat în exploatarea Administrației Bazinale de Apă Prut-Bârlad. Rolul acumulării este de apărare împotriva inundațiilor a obiectivelor sociale și economice din aval, precum și de atenuare a undelor de viitură produse pe cursul de apă Bahluieț, afluent al râului Bahlui. Pe de altă parte lacul de acumulare Podu Iloaiei este utilizat pentru irigarea terenurilor agricole.

Din punct de vedere geografic acumularea Podu Iloaiei se află în partea de sud-vest a localității Podu Iloaiei din județul Iași la aproximativ 25 km de orașul Iași.

Bazinul hidrografic al râului Bahlueț, afluent al râului Bahlui, este situat în zona de legătură dintre Câmpia Moldovei și Podișul Central Moldovenesc, ambele fiind subunități geografice ce aparțin Podișului Moldovei. Astfel din punct de vedere geologic zona aparține Platformei Moldovenești, aceasta fiind constituită dintr-un soclu cristalin, rigid peste care se suprapun roci sedimentare alcătuită din formațiuni paleozoice, mezozoice, neozoice și cuaternare. Fundamentul Platformei Moldovenești este alcătuit din șisturi cristaline mezometamorfice, migmatite și roci eruptive asociate cu granite și șisturi verzi. Cuvertura sedimentară a apărut în urma mai multor etape de transgresiuni și regresiuni marine provocate de instalarea regimului tectonic de platformă.

Relieful, adaptat la structură și litologie, prezintă caracteristici diferite pe cei doi versanți ai văii râului Bahlueț. În zona de obârșie și pe partea dreaptă formele sunt mai înalte și cuprind suprafețe structurale care coboară abrupt spre albia râului. Pe stînga, procesul mai avansat de eroziune a generat forme mai domoale de relief cu aspect de dealuri și coline cu văi largi.

În zona de amplasare a acumulării Podu Iloaiei apa subterană este cantonată în stratele prăfoase, nisipoase cu un nivel hidrostatic ce poate ajunge până la 1- 2 m față de cota terenului.

Climatul este unul temperat, fiind caracterizat de ierni geroase și veri călduroase (uneori cu perioade prelungite de secetă).

Masele de aer predominante sunt cele continentale, baltice și scandinave, și mai puțin cele oceanice atlantice și mediteraneene. Circulația generală a atmosferei este determinată de advecția aerului maritim din V și a celui continental uscat dinspre NE, E și N, fiind frecvente pătrunderile din părțile posterioare ale ciclonilor care se deplasează din vestul Europei.

Temperatura medie anuală se situează în jurul valorii 9,0șC. Temperatura medie a lunii iulie variază usor în jurul valorii de 21ș C, în tmp ce temperatura medie a lunii ianuarie prezintă valori cuprinse în intervalul – 3ș C.

Din punct de vedere seismic, zona se află în aria de influență a cutremurelor moldave, care își au originea în zona Vrancea. Intensitatea cu care sunt resimțite mișcările telurice depind în mare măsură de o serie de factori cum ar fi: poziția amplasamentului față de focar, magnitudinea seismului, consistența formațiunilor geologice care alcătuiesc terenul de fundare, caracteristicile undelor seismice, s.a [109].

Din punct de vedere calitativ, acumularea Podu Iloaiei prezintă conform valorilor obținute pentru indicatorii de calitate studiați, caracteristici hipertrofe din punct de vedere al regimului nutrienților de azot și fosfor. Toate aceste considerente se datorează în principal poluării difuze cu nutrienți de azot și fosfor ce provin din activitățile agricole, dar și poluării punctiforme rezultată de la efluenții aglomerărilor umane, surse de poluare semnificative la nivelul bazinului hidrografic Bahlui.

Calitatea apei în lacul de acumulare Podu Iloaiei se monitorizează în 2 secțiuni de control: mijloc lac si baraj lac.

Elementele și parametrii de monitorizare sunt pe de o parte elemente fizico-chimice și chimice reprezentate de: transparență, condiții termice, condiții de oxigenare, salinitate, stare acidifiere, nutrienți, substanțe prioritare și poluanți specifici neprioritari, iar pe de altă parte elemente biologice: fitoplancton (pentru ambele secțiuni), microfitobentos (pentru secțiunea baraj lac), macrofite și fauna piscicolă. Frecvența de monitorizare pentru acumularea Podu Iloaiei diferă în funcție de parametrii urmăriți, și anume: pe de o parte frecvență trimestrială pentru cele 2 secțiuni (mijloc lac, baraj lac), pentru grupele de indicatori fizico-chimici: transparență, condiții termice, condiții de oxigenare, salinitate, stare de acidifiere, nutrienți, Zn, Cu, Ni, pesticide organoclorurate, analiza acestora fiind realizată de către Laboratorul de Calitate a Apei al Administrației Bazinale de Apă Prut-Bârlad, iar pe de altă parte frecvență trimestrială pentru fitoplancton, bianuală pentru microfitobentos și anuală pentru macrofite și fauna piscicolă.

Atunci când sunt sesizate poluări accidentale sau când se constată procesul de eutrofizare a lacului de acumulare colectarea datelor se realizează cu o frecvență mai ridicată, obiectivul fiind îndepărtarea acestui fenomen.

Tabel 4.18 Variația azotului total și a fosforului total în perioada 2010-2014 – mijloc lac [Sursă: Administrația Bazinală de Apă Prut-Bârlad]

Tabel 4.19 Variația azotului total și a fosforului total în perioada 2010-2014 – baraj lac [Sursă: Administrația Bazinală de Apă Prut-Bârlad]

Dacă analizăm valorile de azot total în perioada 2010-2014 în lacul de acumulare Podu Iloaiei (Tabel 4.18 și Tabel 4.19), se observă o ușoară scădere de la an la an, cele mai mici valori fiind determinate în anul 2014 – 2,18 mg/l în secțiunea mijloc lac și 2,20 mg/l în secțiunea baraj lac.

În ceea ce privește valorile măsurate de fosfor total, pentru secțiunea mijloc lac acestea se mențin constante (Tabel 4.18), iar pentru secțiunea baraj lac în anul 2010 se determină valoarea maximă de 0,56 mg/l, ca apoi acestea să scadă la valoarea de 0,20 mg/l în anul 2014 (Tabel 4.19).

Analizând Figura 4.29 și Figura 4.30 se constată că în perioada 2010-2014 lacul de acumulare Podu Iloaiei prezintă caracteristici hipertrofe din punct de vedere al monitorizării azotului total și a fosforului total.

Figura 4.29 Variația azotului total în perioada 2010-2014 – mijloc lac, baraj lac

Figura 4.30 Variația fosforului total în perioada 2010-2014 – mijloc lac, baraj lac

În Tabelul 4.20 s-a redat potențialul ecologic în anul 2014 pentru lacul de acumulare Podu Iloaiei ca urmare a analizei nutrienților de azot, de fosfor și a clorofilei “a” medie anuale în secțiunile baraj și mijloc lac.

Tabelul 4.20 Caracterizarea potențialului biologic pe baza regimului nutrienților

În Tabelul 4.21 se redă gradul de troficitate pentru lacul de acumulare Podu Iloaiei din punct de vedere al încărcării cu azot total și fosfor total, al biomasei maxime a fitoplanctonului, a clorofilei “a” medie anuală și a saturației minime în oxigen.

Tabel 4.21 Gradul de troficitate pentru lacul de acumulare Podu Iloaiei în anul 2014

În Tabelul 4.22 s-a redat variația potențialului ecologic pentru lacul de acumulare Podu Iloaiei în perioada 2010-2016 în funcție de analiza nutrienților de azot și fosfor.

Dacă până în anul 2014 s-a menținut un potențial ecologic moderat, începând cu anul 2015 s-a constatat o îmbunătățire a acestuia, stabilindu-se un potențial ecologic bun.

Tabelul 4.22 Potențialul ecologic determinat pe baza analizei nutrienților

4.2.5 Măsuri pentru prevenirea și combaterea eutrofizării lacurilor de acumulare

Principalele două surse generatoare de nutrienți în apa din lacurile de acumulare din bazinul hidrografic Bahlui sunt sursele difuze, în special cele provenite din agricultură și sursele punctiforme, cele determinate de apele uzate orășănești.

O altă influență a încărcării cu nutrienți este dată de temperaturile mai ridicate care determină condiții favorabile pentru înmulțirea algelor și care conduc la prelungirea perioadei de creștere a acestora.

Principalele urmări ale procesului de eutrofizare sunt:

a) modificarea culorii, gustului, transparenței și mirosului apei din lacul de acumulare ca urmare a creșterii biomasei algale;

b) colmatarea lacului de acumulare cauzată de creșterea conținutului de materie organică;

c) scăderea conținutului de oxigen dizolvat;

d) eliminarea în apă a unor substanțe toxice.

Procesul de eutrofizare este un proces continuu în condițiile în care nu se aplică măsuri de combatere. Eutrofizarea poate fi preventivă prin reducerea sau chiar îndepărtarea cauzelor care o declanșează. Acest lucru necesită pe de o parte sensibilizarea poluatorului, iar pe de altă parte conștientizarea și implicarea publicului asupra efectelor negative. Față de cele prezentate măsurile de combatere sunt:

a) tratarea apelor înainte de a fi deversate în lacurile de acumulare;

b) igienizarea râurilor;

c) igienizarea lacurilor de acumulare;

d) reciclarea substanțelor nutritive;

e) interzicerea depozitării deșeurilor pe malul lacului de acumulare;

f) descompunerea și neutralizarea deșeurilor;

g) îndepărtarea vegetației de baltă de pe marginea lacului de acumulare și mai ales din zonele conurilor de dejecție de la coada acestuia;

h) menținerea perdelei de protecție, plantarea și înmulțirea de arbori specifici;

i) evitarea utilizării îngrășămintelor în perioadele ploioase pentru a se evita răspândirea acestora;

j) aplicarea îngrășămintelor în dozele corespunzătoare limitelor stabilite de legislația în vigoare;

k) aerarea artificială a apei din lacul de acumulare;

l) concepția și dispunerea prizelor de apă din lac;

m) reducerea cantitativă și calitativă a efluenților deversați în lacul de acumulare;

n) îmbunătățirea sistemului de management al apelor uzate ale localităților situate în apropierea lacului de acumulare.

Urmărirea în permanență a evoluției eutrofizării lacurilor de acumulare reprezintă baza pentru aplicarea tuturor măsurilor de prevenire și combatere a acestui fenomen, din punct de vedere a calității apei.

CAPITOLUL V

ANALIZA ȘI APLICAREA MODELELOR PENTRU STUDIUL CALITĂȚII APELOR DIN LACURILE DE ACUMULARE DIN ZONELE COLINARE

5.1 Clasificarea modelelor de calitate a apei

Directiva Cadru a Apei împreună cu Directivele Europene stau la baza managementului integrat al resurselor de apă. Ele trasează direcțiile metodologiei pentru evaluarea calității biologice (ecologice) și chimice a tuturor corpurilor de apă din cadrul Uniunii Europene raportate la efectele de mediu cauzate de poluările semnificative.

Directiva urmărește să pună la dispoziție un management integrat al bazinului hidrografic în favoarea biodiversității mediului dar și al dezvoltării societății.

Pe lângă metodele clasice de evaluare s-au stabilit a fi favorabile și cele de modelare a calității apei. Prognozele rezultate prin modelare pot permite instituțiilor cu rol de decizie să stabiliească principalele surse de poluanți, precum și limitele evacuărilor care conduc la o calitate slabă a apei. Modelele de calitate permit specialiștilor preocupați cu monitorizarea calității resurselor de apă să se îndrepte către corpurile de apă cele mai permisibile îmbunătățirilor din punct de vedere ecologic și chimic.

Inițial, majoritatea deciziilor de management calitativ al resurselor de apă au fost specifice surselor punctuale, diferențiate de tipul stațiilor de epurare și descărcărilor provenite din industrie. Directiva Cadru a Apei solicită colectarea și actualizarea unei baze mari de date și informații. Acestea realizează conexiuni cu tipul, amploarea și impactul presiunilor antropice semnificative, ca de exemplu:

Sursele punctuale de poluare;

Sursele difuze de poluare;

Efectele modificării regimului de curgere datorită regularizării râului sau amenajărilor hidrotehnice;

Modificările morfologice realizate.

Și celelalte presiuni resimțite asupra mediului trebuie avute în vedere, în principal modul de utilizare a terenului (zona urbană, în scop industrial, pentru agricultură, păduri sau zone umede) care contribuie la identificarea și localizarea impactului asupra mediului. Abordarea cumulată a condus la introducerea instrumentelor care permit integrarea sursele punctuale și difuze, modificarea scurgerii, schimbările morfologice, în așa fel încât la nivel național și european bazinele hidrografice să ajungă la standardele de calitate impuse de legislația aflată în vigoare.

Sursele difuze, cum ar fi agricultura, au fost foarte puțin reglementate inițial datorită dificultății întâmpinate pentru definirea problemelor și a numărului mare de elemente de interes implicate. Aplicând directivele anterioare, s-a înregistrat o îmbunătățire în reducerea surselor de poluare punctuale din industrie și evacuările din stațiile de epurare, determinând implicit o creștere relativă a contribuției surselor difuze. Este greu să se măsoare contribuția surselor difuze din încărcarea poluantă totală, iar aceasta trebuie în acest caz evaluată prin intermediul unor tehnici de estimare bazate pe studii științifice.

Ca și în alte domenii științifico-tehnice, orice analiză mai amănunțită asupra problemelor de calitate a apelor implică realizarea unui model al realității și totodată gestionarea unor studii asupra acestuia. Multe dintre cunoștințele acumulate de-a lungul anilor au avut la bază modele fizice, însă știința actuală se concentrează în principal pe dezvoltarea modelelor matematice.

Modelele de calitatea a apei au la bază cercetări și studii teoretice caracterizate prin trei coordonate, și anume:

Coordonata temporală deoarece un model de calitate definește procese dinamice în timp sau procese staționare;

Coordonata spațială care se bazează pe geometria ecosistemului acvatic studiat;

Coordonata ecologică care definește numărul de variabile de stare/parametrii/indicatori care reflectă starea de calitate a resursei de apă.

Având în vedere că majoritatea modelelor de calitate nu abordează coordonata temporală, acestea se încadrează între două tipuri de modele, și anume:

Modele orientate pe transport, care oferă detalii semnificative despre distribuția poluanților în spațiu, dar care pot defini o singură variabilă de stare ecologică, adică un singur poluant și

Modele orientate pe componenta ecologică, care definesc corpul de apă ca o incintă globală cu amestec complet. Astfel pot fi specifice mai multe variabile de stare/parametrii de calitate interdependente/interdependenți și care ignoră total sau în cea mai mare parte transportul.

Referitor la cele două tipuri de modele definite mai sus, din punct de vedere matematic, modelele orientate pe transport sunt caracterizate de sisteme de ecuații cu derivate parțiale, neliniare, pe când modelele orientate ecologie sunt alcătuite din sisteme de ecuații diferențiale ordinare.

Aceste diferențe implică abordări diferite între strategia de modelare și baza de date necesară pentru calibrarea modelului.

Etapele parcurse în elaborarea unui model de calitate a apei:

definirea sistemului – lacul de acumulare studiat;

problema de interes – bilanțul oxigenului dizolvat, regimul termic, eutrofizarea, etc;

scopul – cunoașterea proceselor, prognoză, controlul, selectarea măsurilor etc. [54].

Primele două etape au fost parcurse prin studiul întreprins la nivelul Capitolului IV unde s-au stabilit trei lacuri de acumulare din bazinul hidrografic Bahlui (lacurile de acumulare Cucuteni, Tansa-Belcești și Podu Iloaiei) pentru care s-au conturat ca și probleme de calitate următoarele: bilanțul masic de nutrienți ridicat și apariția procesului de eutrofizare.

Astfel, în continuare se va trece la cea de-a treia etapă necesară pentru elaborarea unui model de calitate, și anume: prognoza calității apei din lacurile de acumulare luate ca studiu de caz.

Cele mai multe modele de calitate a apei sunt modele matematice.

Un model matematic se rezumă la o ecuație, sau un set de mai multe ecuații, în legătură cu parametrii de intrare și variabile cu rezultate cuantificabile, bazate pe ipoteze specifice și pe simplificarea realității.

Dezvoltarea modelării matematice la nivelul protecției calității apei unui lac de acumulare, răspunde în prezent la mai multe cerințe:

simularea și anticiparea unei situații în timp și spațiu, ca rezultat al modificării datelor de intrare într-un lac de acumulare;

aproximarea capacității suport și a nivelului critic, specifice lacului de acumulare la presiunea antropică;

prognoza concentrației de poluanți pentru evaluările de risc;

asigurarea suportului logistic de alarmare în caz de constatare a poluărilor accidentale;

optimizarea parametrilor de densitate spațio-temporală și a indicatorilor urmăriți;

dezvoltarea cunoștințelor privind procesele și interdependențele la nivelulul lacului de acumulare;

optimizarea rezultatelor.

Modele matematice sunt clasificate după mai multe criterii diferite în:

Modele empirice sau mecanice

Modelele empirice se bazeaza pe rezultatele datelor experimentale.

Aceste modele matematice se pot utiliza numai pentru suprafața și perioada de timp în care aceste date au fost obținute.

Caracteristica unui model empiric constă, în primul rând, în analiza datelor experimentale. Modelele empirice se bazează în principal pe identificarea unui set de date și mai puțin pe principiile teoretice care stau la baza definirii acestuia.

La pol opus, modelele mecanice, sunt relatări matematice ale principiilor teoretice.

Ar trebui precizat faptul că orice model bun prezintă atât caracteristici empirice cât și mecanice, adică îmbină partea teoretică cu relațiile matematice.

Modele de simulare sau de optimizare

Modelele de simulare sunt proiectate pentru a descrie principiul de funcționare al unui sistem.

Modelele de optimizare sunt utilizate pentru a găsi cea mai bună soluție (minim sau maxim), spre exemplu obiectul unor constrângeri, cum ar fi costul necesar sau atingerea calității bune a mediului.

Numeroase modele de calitate a apei au fost adaptate la un format de program de calculator pentru scopuri de simulare a unor probleme de calitate.

Un program constituie o interfață, o legătură între utilizator și modelul de calitate, iar gradul de complexitate al programelor variază în funcție de capacitatea programatorului. Unele programe au interfețe ușor de utilizat, în timp ce altele necesită o cunoaștere aprofundată a programului, unele modele necesită o bază de date relativ mică, în timp ce altele necesită o bază de date complexă.

Modele statice sau dinamice

Aceste modele se bazează pe prezența sau absența dependenței de timp a modelului.

Modelele statice sau cvasi- statice descriu comportamentul variabilelor care sunt constante în timp și care sunt astfel independente de timp.

Spre deosebire de modelele statice, modelele dinamice descriu un comportament al variabilelor care se modifică în timp și, astfel, sunt dependente de acesta.

Modele cu parametrii concentrați sau distribuiți

Aceste modele se bazează pe prezența sau absența dependenței de spațiu.

Modelele cu parametrii concentrați sunt a-dimensionale în spațiu, și au la bază presupunerea unor condiții constante pe toată perioada de modelare.

În schimb, modelele cu parametri distribuiți, sunt dezvoltate pentru a descrie sisteme cu condiții variabile în unul sau mai multe dimensiuni spațiale.

Modelele cu parametrii distribuiți sunt clasificate în continuare în funcție de modul în care acestea redau lumea reală în termeni de rezoluție spațială.

Modelele uni-dimensionale sunt considerate a fi cele mai simple. Ele simulează fie comportamentul pe verticală fie pe cel în secțiunea longitudinală al unui corp de apă studiat.

Modele bi-dimensionale simulează comportamentul longitudinal si transversal, sau de adâncime al unui corp de apă.

Modele tridimensionale sunt cele mai complexe.

Ele încearcă să simuleze comportamentul unui întreg sistem, prin luarea în considerare a tuturor tipurilor de circulație a apei, așa cum au fost menționate în modelele uni-dimensionale și bi-dimensionale.

Modele deterministe sau stohastice

Modelele deterministe utilizează pe de o parte valorile dorite și nu pe cele reale obținute din măsurători, pentru toți parametrii și variabilele sistemului, iar pe de altă parte folosește previziuni ale randamentului, care sunt, de asemenea, valorile preconizate a fi obținute.

Modele stohastice încorporează variabilitatea sistemului dar și posibilele erori, în funcții cu densitate de probabilitate pentru parametrii selectați și sau pentru variabile. Rezultatele sunt funcții de predicție cu probabilitate mare.

Modele transversale sau longitudinale

Modelele transversale descriu comportamentul mai multor cazuri, în contrast cu modelele longitudinale, care descriu comportamentul pentru un singur caz variabil în timp.

Ca regulă modelele transversale sunt de cele mai multe ori empirice, în timp ce modelele longitudinale pot fi atât empirice cât și mecaniciste.

Modelele de prognoză ar putea fi folosite împreună sau în locul datelor de monitorizare din mai multe motive:

Modelarea ar putea fi posibilă în anumite situații în care nu este realizabilă monitorizarea;

Monitoringul integrat și sistemele de modelare ar putea oferi informații mai bune decât un sistem de monitoring singular la aceleași costuri;

Modelarea poate fi folosită pentru a evalua și prognoza calitatea apei în viitor ca rezultat al diferitelor strategii de management.

În alegerea favorabilă a unui model matematic de calitate a apei unui corp de apă, sau pentru analiza unui sub-bazin sau chiar a întregului bazin hidrografic pentru care se dezbate o problemă prezentă sau viitoare de poluare, trebuie luate în evidență nu numai interdependențele și factorii de influență, ci și scopul în care va fi utilizat modelul matematic respectiv.

Pornind de la scopul pentru care se realizează modelarea calității unui corp de apă se va decide asupra gradului de detaliere al componentei biologice din model (numărul parametrilor de calitate și legăturile dintre aceștia), rezoluția spațială utilizată pentru discretizarea geometrică a sistemului fizic, tipul de ecuații care redau matematic procesele și nu în ultimul rând necesarul de date de intrare folosite pentru calibrarea modelului matematic.

De cele mai multe ori, modelele matematice sunt destinate în domeniul hidrotehnic următoarelor scopuri:

pentru proiectarea construcțiilor și amenajărilor hidrotehnice;

pentru cercetare;

ca instrumente operaționale în stabilirea măsurilor necesare pentru un corp de apă, sub-bazin sau bazin hidrografic;

pentru optimizarea exploatării curente;

pentru supraveghere și control și nu în ultimul rând

pentru prognoză.

În același timp sunt create modele de calitate a apei complexe care sunt utilizate pentru determinarea unui managementului calitativ și cantitativ al resurselor de apă. Prin acestea se rezolvă probleme legate de poluare, de procesul ploaie-scurgere sau de eroziunea solului, alunecări de teren, transportul și depunerea de sedimente [54].

Modelele matematice utilizate pentru prognoza calității apelor au un mecanism și o însemnătate diferită față de cele utilizate în scopul prognozelor hidrologice. Predicțiile hidrologice se bazează pe evoluția unor procese mai dinamice (în special cele apărute în perioadele de viituri) ce pot avea consecințe cu impact negativ major prin pierderi de vieți omenești, distrugeri de bunuri materiale, construcții și prin afectarea societății și economiei țării. Opus acestora, în domeniul calității apelor fenomenele se petrec mai puțin îngrijorător, dacă exceptăm poluările accidentale. Din această cauză, analizele pentru diversele scenarii de evaluare și prognoză a calității apelor pot fi elaborate și utilizate în timp, pe o perioadă mai lungă. Astfel se pot folosi diferite modele matematice care permit simularea proceselor specifice managementului de calitate a resurselor de apă. Scenariile pot cuprinde diferite ipoteze și simulări numerice care evidențiază consecințele, dar și remediile operaționale posibile în vederea îmbunătățirii calității apelor.

Utilizarea unor modele matematice adecvate poate ajuta la descrierea sau prognoza unor procese biologice și a răspunsului mediului acvatic la presiunile antropice.

Modelele pot influență politicile și strategiile de management și ajută la interpretarea rezultatelor obținute, a datelor de ieșire din sistem, ca urmare a calibrării modelului. De asemenea, ele pot acoperi lipsa de date provenite din măsurători, principiile și mecanismele modelelor matematice fiind utile pentru îndeplinirea obiectivelor Directivei Cadru privind Apa (Hession și Strorm, 2000).

Utilizarea favorabilă a unui program de modelare depinde de două categorii de date: cele teoretice, obținute de specialiști în domeniu și cele experimentale, practice, rezultate în laboratoarele de calitate a apei [67].

Datele teoretice presupun redarea matematică, pe baza unor ecuații cu derivate parțiale, neliniare, care conțin indicatorii calitativi mai dificil de determinat experimental a diverselor procese biologice, fizice și chimice care se manifestă la nivelul unui corp de apă, precum și a legăturilor ce se stabilesc între acestea.

Datele experimentale sunt reprezentate printr-o serie de baze de date, cu măsurători fixe, clar stabilite, care permit alegerea variabilelor necesare în procesul de modelare.

Combinând cele două tipuri de date se obține un model de calitate a apei cât mai exact, stabil, iar problema de calitate studiată se bazează pe o prognoză cât mai reală.

Pentru prognoza calității apelor de suprafață este necesară îmbinarea celor două tipuri de date (a celor teoretice cu cele experimentale).

Un proces standard de modelare a calității apelor constă în parcurgerea mai multor etape cu respectarea ordinii acestora:

Obiectivul care stă la baza modelării;

Scopul și alegerea modelului în funcție de problema de calitate studiată;

Prezentarea sistemului de ecuații;

Introducerea datelor de intrare;

Calibrarea și validarea modelului;

Erorile modelului;

Aplicațiile acestuia [67].

Alegerea corectă a unui program de modelare a calității apelor este foarte importantă deoarece trebuie evitată atât prognoza unui viitor incorect, nesigur cât și prognoza unui viitor corect cu mari incertitudini:

”It is possible to predict an incorrect future with great accuracy or a correct future with great uncertainty” – Beck 1987 [67].

Modelele descriu principalele procese de calitate a apei, și necesită de obicei, intrările hidrologice și a caracteristicilor morfologice și de calitate (debitele și volumele de apă sau încărcări cu poluanți). Aceste modele includ condițiile de dispersie și/sau de transport advective în funcție de caracteristicile hidrologice și hidrodinamice ale corpului de apă, precum și condițiile pentru reacții biologice, chimice și fizice între componente.

Prognoza calității apelor în lacuri este afectată de influența direcției vântului și a vitezelor, care influențează de multe ori stratul de suprafață, curenții și stratele de sub suprafață. Din aceste motive, obținerea de previziuni reale ale calității apei în lacuri este mult mai dificilă decât pentru apele curgătoare.

Dezvoltarea și aplicarea modelelor de calitate a apei reprezintă atât o știință cât și o artă. Fiecare model reflectă creativitatea celui care l-a gândit și l-a realizat, a programatorului. Ele diferă prin abordarea problemelor legate de managementul calității apei, prin datele disponibile pentru calibrare și verificare a parametrilor modelului, de timpul disponibil pentru modelare și prin erorile generate de model, precum și alte considerații.

Chiar și modele relativ simple pot ajuta persoanele care le gestionează să înțeleagă condițiile din lumea reală și să estimeze schimbările privind calitatea apei asociate cu modificări ale datelor de intrare [52].

5.2 Balanțele regionale

Un element deosebit de important pentru protecția calității apelor constă în elaborarea la nivel de bazin hidrografic, la o anumită perioadă de timp a balanțelor regionale între emisii (debite masice de efluenți uzați pe diferite categorii de poluanți) și imisiile aferente.

Procesele luate în considerare pentru întocmirea acestor balanțe sunt:

diluția și transportul de poluanți prin corpul de apă:

repartiția poluanților pe faze (suspensii/sedimente);

degradarea biotică și/sau abiotiocă a poluanților;

procesele de bioacumulare/bioconversie a poluanților.

Evaluarea și analiza proceselor pe care le suportă un poluant sau cunoașterea în amănunt a datelor de emisii, respectiv imisii impreună cu debitele aferente sunt condiții obligatorii pentru realizarea balanțelor regionale.

Elaborarea balanțelor regionale determină o serie de informații asupra:

necesitatea de extindere sau de diminuare a indicatorilor de calitate analizați;

identificarea surselor semnificative de poluare a apei;

diminuarea capacității de recepție.

Pentru întocmirea balanțelor regionale imisii-emisii, elementele de bază sunt următoarele:

fluxuri (transportul unei mase de poluanți pe unitatea de timp într-o anumită suprafață)

procese (transportul poluanților, transformarea acestora, stocarea sau bioacumularea lor);

debite transferate;

ecuații de bilanț specifice [75].

5.3 Modelul WaQ pentru studiul aportului de nutrienți din bazinele hidrografice

5.3.1 Obiectivele modelului WaQ

Modelul de calitate WaQ a fost dezvoltat în cadrul Institutului Național de Hidrologie și Gospodărire a Apelor și utilizat la nivel de prognoză a calității apelor dintr-un bazin hidrografic în cadrul Administrației Naționale “Apele Române”.

Obiectivele îndeplinite prin acest model matematic ales pentru prognoza calității apelor de suprafață din bazinul hidrografic Bahlui sunt cele stabilite prin Directiva Cadru pentu Apă (2000/60/CE) și prin celelalte Directive Europene.

Cel mai important obiectiv îl reprezintă atingerea stării bune a corpurilor de apă din bazinul hidrografic Bahlui.

Modelul WaQ ajută la prognoza viitoare a calității apelor de suprafață din bazinul hidrografic Bahlui, pornind de la calitatea apelor fiecărui sub-bazin, prin modelarea a doi parametri indicatori ai procesului de eutrofizare: azot total și fosfor total.

Acest program de modelare matematică permite elaborarea de scenarii de bază (stabilirea măsurilor de reducere sau de îndepărtare a poluării apelor de suprafață cu azot total și fosfor total) și a scenariilor optime (atunci când măsurile stabilite în scenariul de bază nu sunt suficiente pentru atingerea obiectivelor de mediu).

Rezultatele se obțin în urma aplicării fiecărui scenariu a ecuației de bilanț de încărcări cu nutrienți proveniți din sursele de poluare punctiforme, difuze și de fond natural.

Tabel 5.1 Încărcări specifice pentru azot și fosfor provenite din surse punctiforme, difuze și de fond

Sursele punctiforme introduse în programul de modelare WaQ sunt reprezentate de: aglomerări umane, unități industriale, iar sursele difuze sunt reprezentate de: scurgerile provenite în urma aplicării de îngrășăminte, sistemele individuale de colectare a apelor uzate care nu sunt conectate la sisteme centralizate. Toate aceste surse de poluare au fost descrise în Capitolul II. Încărcările de azot total și fosfor total sunt generate și din poluarea rezultată din fondul natural, cum ar fi: aportul zonelor umede, scurgerile de pe terenurile naturale pe care se găsesc păduri, pășuni, culturi perene precum și din depuneri din atmosferă [102].

Conform metodologiei descrise în <<Instrucțiuni de aplicare a modelului WaQ pentru analiza prognozelor de calitate a apelor în vederea stabilirii corpurilor de apă la risc>> modelul WaQ necesită ca prim pas realizarea modelării topologice a bazinului Bahlui în sub-bazine. Aceasta se realizează în conformitate cu schema prezentată în Figura 5.1 și constă în delimitarea sub-bazinelor care au ca secțiune de închidere secțiunea de monitorizare a calității apei.

Sub-bazinele sunt determinate astfel:

Delimitarea Sub-bazinului de tip 1 începe de la izvorul râului și are secțiune de închidere prima secțiune de monitorizare a calității apei, și anume secțiunea A;

Delimitarea Sub-bazinului de tip 3 începe de la izvorul râului și are drept secțiune de închidere secțiunea de monitorizare a calității apei, și anume secțiunea B;

Sub-bazinul de tip 2 este cuprins între două secțiuni consecutive de monitorizare a calității apei (între secțiunea A și secțiunea B);

Sub-bazinul de tip 4 este cuprins între două secțiuni consecutive de monitorizare a calității apei (între secțiunea B și secțiunea D), dar spre deosebire de sub-bazinul de tip 2 cuprinde și un afluent important [102].

În concluzie, modelarea topologică a unui bazin hidrografic are la bază 4 secțiuni de monitorizare a calității apei: secțiunea A, secțiunea B, secțiunea C, secțiunea D și 4 tipuri de sub-bazine: sub-bazin de tip 1, sub-bazin de tip 2, sun-bazin de tip 3 și sub-bazin de tip 4.

Figura 5.1 Schema topologică a bazinului hidrografic [102]

Modelul WaQ se aplica pe fiecare sub-bazin rezultat în urma modelării topologice a bazinului hidrografic Bahlui, iar datele de ieșire obținute prin calibrarea modelului pentru sub-bazinul amonte devin date de intrare pentru sub-bazinul aval următor [102].

În urma modelării topologice a bazinului hidrografic Bahlui, conform Schemei din Figura 5.1 au rezultat 10 sub-bazine de tipul 2, 3 și 4, prezentate în Tabelul 5.2.

Tabel 5.2 Delimitarea bazinului hidrografic Bahlui pe sub-bazine și identificarea lacurilor de acumulare

Ecuația modelului este următoarea [102]:

Imav. = (1- CL) * [Imam. + Empct. * (1-Cred.p) + (1-CR) * (Emdif *(1-Cred.dif) + Emfond) (5.1)

Imav. = (imisiile) încărcările măsurate în râu în secțiunea de monitorizare a calității apei din aval;

Imam. = (imisiile) încărcările măsurate în râu în secțiunea de monitorizare a calității apei din amonte;

Empct. = (emisiile) încărcările evacuate de la sursele de poluare punctiforme în sub-bazinul analizat;

Emdif. = (emisiile) încărcările provenite de la sursele de poluare difuze în sub-bazinul

analizat;

Emfond = (emisiile) încărcările provenite din fondul natural măsurate în sub-bazinul analizat;

CL = coeficientul de reducere a poluanților în lacuri (valoare subunitară);

CR = coeficientul de reducere a poluanților pe interfluvii și in râurile mici (valoare

subunitară);

Cred.p = coeficient de reducere a poluării din surse punctiforme necesar pentru aplicarea scenariului optim;

Cred.dif = coeficientul de reducere a poluării din surse difuze necesar pentru aplicarea

scenariului optim.

Având în vedere că debitele și concentrațiile variază vizibil în timpul unui an, pentru determinarea concentrațiilor medii anuale și a imisiilor anuale (încărcărilor anuale) rezultate din surse punctiforme au fost utilizate următoarele ecuații:

Incarcarileanuale(t/an) = x (mg/l)*Qan (m3/s)*31,5 (5.2) [102]

= (5.3) [102]

Qan=* (5.4) [102]

unde:

Qan – debitul mediu anual;

Qi – debitul mediu zilnic;

Cxi – concentrația instantanee a indicatorului chimic x;

– concentrația medie anuală a indicatorului x;

n – numărul de analize pe an;

31,5 – constantă de transformare.

Fig. 5.2 Variația debitului mediu și a concentrației indicatorului chimic x pe perioada unui an într-o secțiune [102]

5.3.2 Descrierea modelului

Deoarece teza de doctorat are drept subiect de studiu calitatea apelor din lacurile de acumulare, în acest capitol modelul WaQ utilizat în cadrul Administrației Bazinale de Apă Prut-Bârlad a ajutat la trasarea unei concluzii privind prognoza calității apei din lacul de acumulare Podu-Iloaiei ca urmare a rezultatelor obținute pentru sub-bazinul Războieni – amonte Podu Iloaiei.

Parametrii specifici modelului matematic sunt CR (coeficientul de reducere a poluanților pe interfluvii și în râurile mici) și CL (coeficientul de reducere a poluanților în lacuri), iar determinarea acestora și calibrarea modelului s-a făcut utilizând datele provenite din monitorizarea aferentă anului 2012.

Datele de intrare au în vedere informații specifice fiecărui sub-bazin așa cum a fost definit și prezentat în Tabelul 5.2.

Prin urmare primele date introduse se referă la datele generale ce au în vedere: suprafața totală a bazinului Bahlui (ha), suprafețele în ha a sub-bazinelor obținute în urma modelării topologice (sub-bazinul Izvoare – Vama cu Tabla, sub-bazinul Vama cu Tabla – amonte Hârlău, sub-bazinul amonte Hârlău – aval Hârlău, sub-bazinul aval Hârlău – aval Belcești, sub-bazinul aval Belcești – Podu Iloaiei, sub-bazinul Podu Iloaiei – Holboca, sub-bazinul Izvoare – amonte Târgu Frumos, sub-bazinul amonte Târgu Frumos – Războieni, sub-bazinul Războieni – amonte Podu Iloaiei, sub-bazinul Izvoare – amonte confluența Bahlui), debitul mediu anual din secțiunea amonte, dar și din aval (m3/s), debitul cu asigurare de 95% în seciunea din amonte și în secțiunea din aval (m3/s), încărcările de azot total și fosfor total din secțiunile amonte și aval (t/an), valorile concentrațiilor medii măsurate pentru cei doi indicatori amintiți mai sus (azot total și fosfor total) și nu în ultimul rând valorile concentrațiilor limită ce corespund unei stări de calitate bună a apelor.

Modelul solicită totodată și introducerea datelor privind sursele difuze de poluare referitoare la: suprafețele ocupate de terenurile agricole (ha) și aglomerările umane neracordate la rețele de canalizare.

Estimările constau în:

Evoluția suprafeței agricole preconizată pentru anul 2021 (suprafața terenurilor agricole variază cu 10-20%);

Pentru aglomerările umane, s-a presupus că cele mai mari de 2000 locuitori echivalenți vor fi racordate în totalitate la rețele de canalizare, iar poluarea difuză analizată în anul de referință 2012 se va transforma în poluare punctiformă pentru anul 2021.

În model au fost introduse și datele privind suprafețele ocupate de culturi perene, păduri și zone umede (ha). Evoluția acestora pentru anul 2021 s-a realizat astfel:

scăderea suprafețelor ocupate de culturi perene cu aproximativ 5-10% datorită creșterii suprafețelor terenurilor agricole pe care se aplică îngrășăminte chimice;

scăderea cu aproximativ 2% a suprafețelor cu păduri datorită despăduririlor în masă;

creșterea suprafețelor ocupate de zone umede cu circa 10%.

Nu în ultimul rând este necesară analiza încărcării cu nutrienți proveniți de la sursele punctiforme.

Pentru anul 2021 s-au realizat o serie de estimări cu privire la sursele industriale, agricole și aglomerările umane:

pentru sursele punctiforme se consideră creșterea debitului evacuat cu câte un procent pe an, iar pentru concentrație de poluanți evacuată se ia în considerare valoarea limită din legislația națională aflată în vigoare, și anume H.G. 352/2005;

pentru aglomerările umane se presupune o scădere a numărului populației [102].

5.3.3 Etapa de lucru

Datele introduse în modelul matematic WaQ au fost cele specifice monitorizării din anul 2012, iar prognoza stării de calitate a apelor din bazinul hidrografic Bahlui s-a efectuat pentru anul 2021 de către specialiștii din Administrația Bazinală de Apă Prut-Bârlad prin monitorizarea variației în timp a azotului total și fosforului total.

Pentru analiza condițiilor din anul 2012 dar și pentru prognoza aferentă anului 2021 s-au folosit pe de o parte concentrația medie anuală a celor doi indicatori chimici corespunzătoare debitului mediu anual (la nivelul anului 2012), iar pe de altă parte, pentru elaborarea celor două scenarii aferente anului 2021 s-a utilizat concentrația medie anuală a celor doi indicatori chimici corespunzătoare unui debit cu probabilitatea de depășire 95%.

În bazinul hidrografic Bahlui au fost evaluate încărcările chimice provenite în principal de la următoarele surse de poluare: SC APAVITAL SA Iași, ABATOR Războieni, SC COTNARI SA – Stație de epurare, S.C. Prodalex S.A. Podu Iloaiei, Spital TBC Deleni, RAJAC Iași Stație Epurare Podu Iloaiei, SC Europa Express SRL Lețcani, SC ANTIBIOTICE SA Iași, SC DEDEMAN SRL IASI, SC ARABESQUE SRL Iași, SC BTM GRUP 2004 SRL IASI, SC BUILD CORP PREFABRICATE SRL – Ape Menajere Iași, Abator Pd. Iloaiei, SC DELPHI DIESEL SYSTEM ROMANIA SRL Iași, SC METRO CACH & CARRY SRL, SC SPIROCA SA Iași, SC SYMETRICA SRL – Pct lucru Podu Iloaiei, SC TRANSGOR LOGISTIK SRL Tomești, SC MEGA AUTO (TOYOTA) SRL IAȘI, SC SELGROS SRL, SC DELCAR SRL IAȘI, SC FORTUS SA IAȘI. Cele mai importante aglomerări analizate au fost: Iași, Târgu Frumos, Podu Iloaiei, Războieni, Hârlău, Lețcani.

Tabel 5.3 Ponderea suprafețelor sub-bazinelor din bazinul hidrografic Bahlui în anul 2012 [Sursă:Administrația Bazinală de Apă Prut-Bârlad]

[Sursă:Administrația Bazinală de Apă Prut-Bârlad]

În urma evaluărilor suprafețelor pe fiecare sub-bazin în parte (Tabel 5.3) s-a constatat că la nivelul bazinului hidrografic Bahlui ponderea cea mai mare este reprezentată de suprafețe agricole, urmate de păduri și culturi perene. Cea mai mică pondere o au zonele umede, după cum se poate observa și în tabelul de mai sus în care s-au centralizat pe sub-bazine, suprafețele ocupate cu păduri, culturi perene, suprafață agricolă, suprafață arabilă și suprafață zone umede, conform datelor obținute de la Administrația Bazinală de Apă Prut-Bârlad.

Tabel 5.4 Emisii de azot total si fosfor total pe sub-bazine în anul 2012 [Sursă: Administrația Bazinală de Apă Prut-Bârlad]

Analiza emisiilor de azot total și fosfor total realizată în anul 2012, la nivelul fiecărui sub-bazin al bazinului hidrografic Bahlui și pe fiecare sursă de poluare analizată (surse difuze, surse punctiforme și surse fond natural) a evidențiat faptul că emisiile rezultate din surse difuze (teren agricol) și din surse fond natural (depuneri atmosferice, culturi perene, păduri) au cea mai mare pondere (Tabel 5.4).

Dacă evaluăm emisiile rezultate din sursele punctiforme acestea se mențin la nivelul fiecărui sub-bazin al bazinului hidrografic Bahlui în limite constante, cu o variație mai puțin influențabilă.

5.3.4 Analiza rezultatelor modelării cu WaQ a calității apelor de suprafață din bazinul hidrografic Bahlui

În cadrul cercetărilor de protecție, supraveghere și îmbunătățire a calității apelor din bazinul hidrografic Bahlui, factorii geologici, hidrologici la care se adaugă datele privind amenajarea albiilor, vor fi corelate cu datele de monitorizare a calității apei, și anume datele biologice, bacteriologice și fizico-chimice.

Acest principiu generează informații complexe și cât mai reale privind starea actuală și evoluția viitoare a calității apei, o componentă importantă în ansamblul factorilor ecologici și de protecție a mediului.

Analizând emisiile de azot total și fosfor total din surse difuze, au fost înregistrate creșteri pentru toate sub-bazinele analizate. Acest fapt este cauzat și de creșterea în timp a suprafețelor agricole cultivate.

Pentru emisiile de azot total și fosfor total din fond natural se observă o variație nesemnificativă între valorile măsurate la nivelul anului 2012 și cele simulate la nivelul anului 2021.

Evaluând emisiile de azot total și fosfor total care au fost prognozate pentru anul 2021 prin aplicarea modelului matematic WaQ s-a constatat doar pentru sub-bazinele izvoare – Vama cu Tabla si Vama cu Tabla – am. Hârlău o creștere foarte mică a celor provenite din surse punctiforme, iar în toate celelalte sub-bazine o descreștere (Figura 5.3 și Figura 5.4).

(1)

(2)

(3)

Figura 5.3 Emisii de azot total (t/an) în bazinul hidrografic Bahlui provenite din surse difuze (1), fond natural (2), punctiforme (3)

(1)

(2)

(3)

Figura 5.4 Emisii de fosfor total (t/an) în bazinul hdrografic Bahlui provenite din surse difuze (1), fond natural (2), punctiforme (3)

Rezultatele obținute indică faptul că la nivelul bazinului hidrografic Bahlui, în anul 2021, principala sursă de poluare a resurselor de apă va fi cea difuză. Dacă se ține cont că acestea continuă să crească în anul 2021, se poate concluziona că poluarea difuză se menține în bazinul hidrografic Bahlui, comparativ cu celelalte surse semnificative definite mai sus.

Ca urmare a aplicării modelului WaQ, prognoza stării de calitate a bazinului hidrografic Bahlui realizată pentru anul 2021 a evidențiat în cea mai mare parte o creștere a imisiilor de azot total și fosfor total, fată de valorile măsurate în anul 2012.

Excepție se observă pentru sub-bazinele: Izvoare – Războieni, Războieni – amonte Podu Iloaiei unde s-a stabilit o descreștere a încărcării în azot total si în fosfor total, așa cum se poate observa în Figura 5.5.

(1)

(2)

Figura 5.5 Imisii de azot total (t/an) și fosfor total (t/an) în bazinul hidrografic Bahlui

5.3.5 Prognoza calității apei din lacul de acumulare Podu Iloaiei prin corelarea rezultatelor generate de modelul WaQ cu datele din măsurători

Rezultatele privind prognoza stării de calitate la nivelul anului 2021 a sub-bazinului Războieni–amonte Podu Iloaiei, generate prin utilizarea modelului WaQ de către specialiștii Administrației Bazinale de Apă Prut-Bârlad, au contribuit la trasarea unei concluzii proprie privind starea de calitate viitoare a apei din lacul de acumulare Podu-Iloaiei.

Prin aplicarea modelării topologice așa cum s-a evidențiat și în Tabelul 5.2 a rezultat că în arealul sub-bazinului Războieni-amonte Podu Iloaiei se găsește lacul de acumulare Podu Iloaiei, considerat unul dintre cele mai poluate lacuri din bazinul hidrografic Bahlui. În continuare se analizează starea de calitate a lacului de acumulare Podu Iloaiei în anul 2021, pornind de la starea de calitate a sub-bazinului Războieni-amonte Podu Iloaiei.

Conform Figurii 5.6, ca urmare a modelării cu WaQ, prognoza realizată în perspectiva anului 2021 a evidențiat pentru sub-bazinul Războieni – amonte Podu Iloaiei o descreștere a conținutului de azot total și fosfor total față de celelalte sub-bazine din bazinul hidrografic Bahlui.

(1)

(2)

Figura 5.6 Imisii de azot total (t/an) și fosfor total (t/an) în sub-bazinul Războieni

– amonte Podu Iloaiei

Din punct de vedere calitativ, caracteristicile lacului de acumulare Podu Iloaiei (Figura 5.7) depind de caracteristicile ecologice ale sub-bazinului Războieni – amonte Podu Iloaiei influențate în primul rând de poluarea cu nutrienți de azot și fosfor provenită în principal din practicile agricole. O parte considerabilă din cantitățile de nutrienți de azot total și fosfor total sunt transportate în lacul de acumulare Podu Iloaiei prin rețeaua hidrografică a sub-bazinului Războieni – amonte Podu Iloaiei.

Figura 5.7 Lacul de acumulare Podu Iloaiei

Dacă rezultatele obținute în urma aplicării modelului WaQ pentru anul 2021 au indicat o scădere a încărcării cu azot total și fosfor total pentru sub-bazinului Războieni – amonte Podu Iloaiei, se poate deduce o ameliorare a potențialului ecologic pentru lacul de acumulare Podu Iloaiei.

Concluzia este susținută de:

<<Studiul privind evoluția potențialului ecologic pentru lacul de acumulare Podu Iloaiei (din punct de vedere a analizei nutrienților) prezentat în Capitolul IV >> care a indicat pentru lacul de acumulare Podu Iloaiei un potențial ecologic moderat începând cu anul 2010 și care a atins un potențial ecologic bun atât în anul 2015 cât și în anul 2016;

și de ajustarea seriilor cronologice pentru cei doi indicatori evaluați.

În Tabelul 5.5 sunt redate valorile de azot total și fosfor total din lacul de acumulare Podu Iloaiei monitorizate în perioada 2010-2015. Valorile au rezultat ca urmare a alegerii situației mai nefavorabile dintre cele două secțiuni: mijloc lac și baraj.

Tabel 5.5 Variația azotului total și a fosforului total în perioada 2010-2015

Estimarea valorilor de azot total în perioada 2016-2021 s-a realizat prin ajustarea seriilor cronologice prin metoda modificării mediei absolute, având ca punct de plecare datele provenite din măsurători în perioada 2010-2015.

Expresia prin intermediul careia se determina valorile ajustate (Ý) se bazeaza pe relația dintre ultimul termen (yn), modificările absolute (Δ) și primul termen (y1).

Δ = (y1-yn)/n; (5.5)

Ýt = y1-(t-1) x Δ; (5.6)

Δ = (y1-yn)/n = (2,42-2,18)/6=0,04 mg/l;

Ý2010 = y1 = 2,42 mg/l;

Ý2011 = y1 – Δ = 2,38 mg/l;

Ý2012 = y1 – 2Δ = 2,34 mg/l;

Ý2013 = y1 – 3Δ = 2,3 mg/l;

Ý2014 = y1 – 4Δ = 2,26 mg/l;

Ý2015 = y1 – 5Δ = 2,22 mg/l;

Ý2016 = y1 – 6Δ = 2,18 mg/l;

Ý2017 = y1 – 7Δ = 2,14 mg/l;

Ý2018 = y1 – 8Δ = 2,1 mg/l;

Ý2019 = y1 – 9Δ = 2,06 mg/l;

Ý2020 = y1 – 10Δ = 2,0 mg/l;

Ý2021 = y1 – 11Δ = 1,98 mg/l.

Corelând datele din monitorizare cu rezultatele obținute prin aplicarea metodei modificării mediei absolute se observă descreșterea valorilor de azot total în perioada 2010-2021.

Estimarea valorilor de fosfor total în perioada 2016-2021 s-a realizat prin interpretarea valorilor măsurate în perioada 2010-2015. Din Tabelul 5.5 se observă că începând cu anul 2011 până în anul 2015, modificarea absolută este 0. Astfel dacă nu vor exista fenomene naturale deosebite care să modifice condițiile actuale, valorile de fosfor total vor rămâne constante sau vor descrește cu o modificare absolută de 0,003. Aplicând principiul descries mai sus, valoarea de fosfor total la care se poate ajunge în anul 2021 este de 0,25 mg/l.

5.4 Modelul BATHUB pentru studiul procesului de eutrofizare a lacurilor de acumulare

Pentru analiza riscului apariției procesului de eutrofizare a apei lacurilor de acumulare, se poate utiliza un model de calitate, denumit BATHUB, versiunea 6.14 (“Simplified Techniques for Eutrophication”), elaborat în cadrul U.S. Army Corps of Engineers de către William W. Walker. Rezultatele simulării se redau tabelar sau grafic.

5.4.1 Descrierea modelului

Modelul de calitate BATHUB se bazează pe aplicarea metodelor de cuantificare emipirice a proceselor de eutrofizare, în mișcare permanentă a apei.

Se ia în considerare bilanțul masic al nutrienților de azot și fosfor dintr-un lac de acumulare privit ca un cumul de segmente/secțiuni cu caracteristici distincte. Acolo unde nu se stabilesc condiții diferite, lacul de acumulare va fi definit printr-o singură secțiune.

Programul are două importante funcționalități, și anume:

de diagnostic (formularea bilanțului masic al apei și al nutrienților, clasamentul indicatorilor de stare trofică, identificarea factorilor care controlează producția algală);

sau de prognoză (evaluarea impactului schimbărilor în apă și/sau în încărcarea nutrienților, evaluarea impactului schimbărilor apărute în sezonul de creștere, estimarea încărcării cu nutrienți în concordanță cu obiectivele managementului de calitate a apei).

Într-un mod de diagnosticare, modelul furnizează un cadru specific pentru analiza și interpretarea datelor de monitorizare existente pentru un lac de acumulare. Acest fapt conduce la o perspectivă a eutrofizării asupra condițiilor de calitate a apei și a factorilor de control. Evaluările pot fi exprimate în termeni absoluți (la nivel național, de exemplu, în ceea ce privește obiectivele de calitate a apei, criteriile sau standardele) și/sau termeni relativi.

Într-un mod de prognoză, modelele sunt folosite pentru a proiecta condițiile viitoare. Diferența între aceste două tipuri de funcții ale modelului este importantă. În primul caz, monitorizarea datelor existente dintr-un lac de acumulare poate fi utilizată în combinație cu modelele și analizele de diagnostic, ca un punct de plecare pentru extrapolare la condițiile viitoare. Din cauza oportunității de calibrare specific amplasamentului, predicțiile viitoarelor condiții într-un lac de acumulare existent sunt, în general, mai puțin supuse incertitudinii decât predicțiile condițiilor de calitate a apei într-un lac de acumulare simulat.

Pentru evaluarea riscului potențialului de eutrofizare a celor două lacuri de acumulare studiate Cucuteni și Tansa-Belcești din bazinul hidrografic Bahlui, s-a utilizat ca model de calitate modelul BATHUB, urmărind principiul Schemei 1 în cazul lacului de acumulare Cucuteni și Schemei 2 în cazul lacului de acumulare Tansa-Belcești (Figura 5.8) din cele 6 posibile.

Schema 1 se utilizează pentru lacurile de acumulare care prezintă doar o secțiune de monitorizare.

Schema 2 implică împărțirea lacului de acumulare studiat într-o rețea de segmente pentru estimarea variațiilor spațiale a indicatorilor de calitate.

Segmentele reprezintă diferite zone ale lacului de acumulare (coadă lac, mijloc lac, amonte baraj). Bilanțul masic al nutrienților dintr-o rețea hidrografică rezultă în urma proceselor de transport advectiv, transport difuziv și de sedimentare a acestora. Săgețile inversate reflectă simularea dispersiei longitudinale.

Figura 5.8 Schemele modelului Bathub [BATHUB Water Quality Model]

Structura de bază a modelului BATHUB redată în Figura 5.9 este una simplă: date de intrare, modelare, date de ieșire și posibilele erori.

Figura 5.9 Structura de bază a modelului BATHUB [BATHUB Water Quality Model]

Datele de intrare sunt reprezentate de: caracteristicile bazinului de recepție și ale afluenților care contribuie la scurgere (de exemplu suprafață totală a bazinului de recepție), debitul anual, calitatea apei care intră în lacul de acumulare, batimetria lacului de acumulare, temperatura, caracteristicile chimice ale sedimentelor de fund.

Modelul BATHUB solicită și precizarea condițiilor hidrologice pentru arealul în care se află situat lacul de acumulare, cum ar fi: precipitații, evapotranspirație, producția de apă ș.a.

Datele de ieșire sunt reprezentate prin: tabele sau afișaje grafice ale hidraulicii segmentului/secțiunii, bilanțul masic al nutrienților, balanța apei, predicții ale concentrației de nutrienți, transparența, concentrația de clorofilă, statistici ale condițiilor măsurate și ale condițiilor simulate.

Figura 5.10 Elementele (inputuri si outputuri ) implicate in modelul BATHUB [BATHUB Water Quality Model]

Elementele de bază ale acestui model matematic includ:

<<Segments>> – zone specifice lacului de acumulare pentru care condițiile variază suficient pentru a justifica acest lucru (coadă lac, mijloc lac, amonte baraj, priză potabilizare). Segmentul este definit prin număr, nume, segment aval.

Pentru fiecare segment se introduc:

date morfometrice (suprafață, adâncimea medie, lungime, adâncimea stratului de amestec);

date privind calitatea apei;

factorii de calibrare;

rata internă de încărcare.

<<Tributaries>> – intrările externe (intrările din rețeaua hidrografică). Ele sunt asociate cu un anumit segment și sunt definite prin număr, nume și tip.

Legătura segmentelor este definită prin atribuirea fiecărui segment a unui număr de identificare (de la 1 la 50) și specificarea segmentului care este imediat în aval. Pentru fiecare segment se specifică sursa/încărcarea externă de nutrienți. Pot fi specificate mai multe surse externe pentru fiecare segment.

<<Variabilele modelului>> sunt redate în Figura 5.11 și se rezumă la:

perioada medie considerată;

precipitații medii;

evapotranspirație;

producția de apă înregistrată în lacul de acumulare între începutul și sfârșitul perioadei medii;

încărcările atmosferice care sunt reprezentate prin: azot total, fosfor total, ortofosfați și azot anorganic.

<<Canale de transport>>

În sistemele de segmentare normale, ieșirea din fiecare segment se realizează în următorul segment din aval sau în afara sistemului. Este prevăzută, de asemenea, o opțiune pentru specificarea transportului advectiv și /sau difuziv suplimentar între orice pereche de segmente.

Figura 5.11 Variabilele modelului BATHUB

Erori, variabilitate și analiză de sensibilitate

Distincția între "eroare" și "variabilitate" este importantă. Eroarea se referă la o diferență între o valoare medie observată și o valoare estimată. Variabilitatea se referă la fluctuațiile spațiale sau temporale ale concentrației în jurul valorii mediei. Predicția variabilității temporale este, în general, dincolo de modelarea empirică, deși o astfel de variabilitate este importantă deoarece influențează precizia valorilor medii observate calculate din datele de monitorizare limitate.

Deoarece atât erorile de măsurare, cât și cele ale modelului tind să crească cu scala de concentrație, erorile sunt cel mai convenabil exprimate în procente sau în scale logaritmice. Se utilizează frecvent coeficientul mediu de variație (CV) ca măsură de eroare. CV-ul este egal cu eroarea standard a estimării exprimată ca o fracție a valorii estimate. De exemplu, un CV de 0,2 indică faptul că eroarea standard este de 20% din valoarea medie estimată.

Diferențele dintre condițiile observate și cele prognozate pot fi atribuite efectelor combinate ale unui număr de erori:

Erorile variabilelor independente. Acestea sunt erori în estimările variabilelor de intrare în model, incluzând încărcările nutritive externe, fluxurile și morfometria lacului de acumulare.

Erorile variabilelor dependente. Acestea sunt erori în estimările condițiilor medii observate privind calitatea apei din lacul de acumulare, pe baza datelor limitate de monitorizare.

Erori de parametrii. Aceste erori sunt atribuite coeficienților de model estimați din seturile de date transversale.

Eroare model. Aceste erori sunt atribuite unor erori în structura modelului sau a efectelor unor factori care nu sunt reprezentați explicit.

Impactul erorilor variabilelor sau coeficienților de intrare în model depinde de sensibilitățile prognozelor de model la acele intrări. Sensibilitățile, la rândul lor, reflectă structura modelului și intervalele variabile.

Prezența în ape în cantități mari a nutrienților de azot și fosfor, determină contaminarea acestora și apariția procesului de eutrofizare manifestat printr-o creștere accelerată a algelor și a altor forme vegetale superioare.

Nivelul de eutrofizare reprezintă un indicator important al stării biologice al unui lac de acumulare, iar în conformitate cu cerințele europene s-au propun drept criterii de clasificare a apelor următorii parametri: P total, N total, producția primară medie în sezonul de creștere, producția primară anuală, biomasa maximă a fitoplanctonului în zona fotică, clorofila "a", saturația minimă în oxigen și capacitatea de mineralizare aerobă.

Modelarea potențialului de eutrofizare a apei lacurilor de acumulare cu ajutorul modelului matematic BATHUB este expimată prin elemente ca: fosfor total, azot total, clorofila a, transparența, azot organic, fosfor organic. Aceste variabile pot fi simulate pe baza relațiilor empirice specifice lacurilor de acumulare (Walker, 1983).

Modelarea dinamicii fosforului are la bază modele cinetice de ordinul 1 și 2:

Model cinetic de ordinul 2 (A2=2): P = [-1 + (1 + 4 K A1 Pi T)0.5 ]/(2 K A1 T) (5.7)

Model cinetic de ordinul 1 (A2=1): P = Pi / (1 + K A1 T) (5.8)

Unde viteza de sedimentare a fosforului este: CP A1 PA2 (mg/mc-an) [52].

Modelarea dinamicii azotului are la bază modele cinetice de ordinal 1 și 2:

Model cinetic de ordinul 2 (B2 = 2): N = [-1 + ( 1 + 4 K B1 Ni T )0.5 ]/(2 K B1 T) (5.9)

Model cinetic de ordinul 1 (B2 = 1): N = Ni / (1 + K B1 T) (5.10)

Unde viteza de sedimentare a azotului este = CN B1 NB2 (mg/mc-an) [52].

Tabel 5.6 Modele pentru determinarea clorofilei “a” [BATHUB Water Quality Model]

Tavel 5.7 Modele pentru estimarea adâncimii Secchi [BATHUB Water Quality Model]

Tabel 5.8 Modele privind estimarea coeficientului de dispersie [52].

Figura 5.12 Relațiile între variabilele cheie ale modelării cu BATHUB [BATHUB Water Quality Model]

Mai sus se redau grafic relațiile între variabilele cheie ale modelului: fosfor total, azot total, clorofila “a”, transparența și turbiditate.

5.4.2 Aplicarea modelului Bathub pentru lacul de acumulare Cucuteni

5.4.2.1 Date de intrare

Pentru lacul de acumulare Cucuteni s-a aplicat modelul de calitate BATHUB în vederea urmăririi indicatorilor specifici procesului de eutrofizare. Modelarea a pornit prin definirea unui singur segment al lacului de acumulare – mijloc lac (doar din această secțiune se iau probe pentru urmărirea calității apei lacului de acumulare Cucuteni).

În mod normal, fiecare segment se descarcă fie într-un alt segment din aval, fie în afara lacului de acumulare, așa cum se specifică pe ecranul de <<Editare segmente>> din model. În cazul lacului de acumulare Cucuteni, fiind definit un singur segment, acesta se descarcă în afara lacului de acumulare.

Așa cum s-a precizat și în descrierea modelului BATHUB este necesară introducerea variabilelor globale (Tabel 5.9).

Acestea sunt reprezentate de datele privind condițiile hidrologice specifice arealului în care se găsește lacul de acumulare Cucuteni (precipitații, evapotranspirația și producția de apă) și de încărcările atmosferice. Zona de amplasare a acumulării Cucuteni este caracterizată de o medie multianuală a precipitațiilor de 562,1 l/mp și o evapotranspirație de 1163 l/mp.

Tabel 5.9 Variabilele modelului BATHUB

Sgment/Secțiune

Segmentului/secțiunii îi este atribuit un număr de identificare: 1 (Figura 5.13).

Figura 5.13 Definirea segmentului 1 – mijloc lac

Figura 5.14 Datele morfometrice

Pentru lacul de acumulare Cucuteni, inițial s-au introdus datele morfometrice – Morphometry: suprafață lac, adâncime medie, lungime, volum, timp de retenție (conform Figura 5.14 și Tabel 5.10) iar ulterior au fost definite datele ce redau calitatea apei, factorii de calibrare și rata internă de încărcare.

Tabel 5.10 Caracteristici morfometrice

Datele ce privesc calitatea apei (Figura 5.15 – Observed WQ și Tabel 5.11) pentru lacul de acumulare Cucuteni sunt cele provenite din monitorizarea existentă pentru secțiunea mijloc lac.

Acestea presupun valorile de intrare ale poluanților de azot total, fosfor total, azot organic, ortofosfați, clorofila “a”, adâncimea secchi, valori care au fost prezentate și în studiile de caz din Capitolul IV.

Figura 5.15 Indicatori de calitate a apei lacului de acumulare Cucuteni

Tabelul 5.11 Indicatori de calitate ai apei lacului de acumulare în secțiunea mijloc lac (Observed WQ)

Modelele empirice implementate în BATHTUB sunt generalizări privind comportamentul lacului de acumulare studiat. O facilitate de calibrare a modelului pentru a corespunde condițiilor observate este redată în BATHUB prin aplicarea <<Factorilor de Calibrare>> care pot fi introduși global (aplicabile tuturor segmentelor) și individual (aplicând fiecărui segment).

Factorii de calibrare s-au considerat 1 pentru indicatorii: rata de dispersie, azot total, fosfor total, clorofila “a”, adâncimea secchi, ortofosfați si azotul organic (Tabel 5.12).

Tabel 5.12 Factorii de calibrare

Rata internă de încărcare – Internal load este setată în mod normal la 0. Acesteia i s-a dat valoarea 0 pentru indicatorii: azot total și fosfor total (Tabel 5.13).

Tabel 5.13 Rata internă

Tributary – Intrările externe provenite din rețeaua hidrografică

Această secțiune a modelului de calitate BATHUB reprezintă un instrument pentru a urmări modificarea calității apei unui lac de acumulare ca urmare a încărcărilor din rețea.

Acumularea Cucuteni este dependentă de regimul hidrologic al cursului de apă Voinești format de pe o suprafață de recepție de 131 km2 .

Figura 5.16 Definirea intrărilor

5.4.2.2 Rezultatele modelării

În urma simulării potențialului de eutrofizare a apei din lacul de acumulare Cucuteni cu modelul BATHUB s-au obținut date privind bilanțul masic de nutrienți pentru secțiunea definită – mijloc lac – sectiunea 1 și valorile principalilor indicatori ai eutrofizării.

În modelarea încărcării de azot și fosfor asupra stării trofice a unui lac de acumulare, succesiunea de etape poate fi schematizată astfel (Chapra ,1980) :

Model al surselor de azot/fosfor -> încărcarea în azot total/fosfor total -> model al bilanțului azotului/fosforului în lacul de acumulare -> concentrația azotului total/fosforului total -> corelația azot/fosfor/clorofilă -> concentrația clorofilei -> corelația clorofilă/producție primară -> producție primară. Cunoașterea nivelului critic al încărcării cu nutrienți de azot și fosfor este importantă pentru prevenirea și reducerea eutrofizării unui lac de acumulare.

Tabel 5.14 Rezultate bilanț masic pentru secțiunea/segmentul mijloc lac (Azot total)

Tabel 5.15 Rezultate bilanț masic pentru secțiunea/segmentul mijloc lac (Fosfor total)

Tabel 5.16 Indicatori ai eutrofizării lacului de acumulare Cucuteni

Valori măsurate și valori simulate

(1)- Ntotal

(2)- Ptotal

(3)- Clorofila a

– Secchi

Figura 5.17 Variabilele eutrofizării pentru lacul de acumulare Cucteni-secțiunea mijloc lac

Din analiza rezultatelor finale prezentate mai sus se poate observa că s-au obținut valori apropiate de cele măsurate (așa cum au fost prezentate în Capitolul IV) pentru indicatorii potențialului de eutrofizare: azot total, fosfor total și adâncime secchi. Diferențe între valorile măsurate și simulate apar în cazul “clorofilei a” deoarece la rularea modelului nu s-a ținut cont de variația sezonieră a acestui indicator (Figura 5.17).

Pentru a exista erori cât mai mici ale rezultatelor simulate, utilizatorul modelului BATHUB ar trebui să se țină cont de categoria de utilizare a terenului la etapa de definire a <<intrărilor de nutrienți din rețeaua hidrografică>>.

Modelul BATHUB a fost aplicat pentru a determina sensibilitatea concentrațiilor de nutrienți la ratele de sedimentare și coeficienții de dispersie. Concentrațiile simulate de nutrienți sunt prezentate ca o funcție a ratelor relative de descompunere și de dispersie.

5.4.3 Aplicarea modelului Bathub pentru lacul de acumulare Tansa-Belcești

5.4.3.1 Date de intrare

În vederea rulării modelului BATHUB pentru lacul de acumulare Tansa-Belcești s-au utilizat date procurate de la Administrația Bazinală de Apă Prut-Bârlad.

Spre deosebire de lacul de acumulare Cucuteni monitorizat doar în secțiunea miloc lac, pentru Tansa-Belcești au fost definite trei secțiuni, respectiv: mijloc lac, amonte baraj și priză potabilizare. Secțiunilor/segmentelor li se atribuite câte un număr de identificare: 1, 2 și 3 (Figura 5.18).

Figura 5.18 Definirea secțiunilor lacului de acumulare Tansa-Belcești

Fiecare segment se descarcă fie într-un alt segment din aval, fie în afara lacului de acumulare.

Astfel segmentul 1 se varsă în segmentul 2, segmentul 2 în segmentul 3, iar segmentul 3 în afara acumulării. Zona de amplasare a acumulării Tansa-Belcești este caracterizată de o medie multianuală a precipitațiilor de 605 l/mp și o evapotranspirație de 1163 l/mp.

Tabel 5.17 Variabilele modelului BATHUB

Prima etapă constă în introducerea variabilelor globale, care se aplică pentru toate cele 3 segmente (Tabel 5.17).

Acestea sunt reprezentate de datele privind condițiile hidrologice specifice arealului în care se găsește lacul de acumulare Tansa-Belcești (precipitații, evapotranspirația și producția de apă) și de încărcările atmosferice.

Segment/Secțiune

(1)

(2)

(3)

Figura 5.19 Fereastra BATHUB pentru introducerea datelor de intrare aferente fiecărei secțiuni în parte (1-mijloc lac lac, 2-amonte baraj, 3-priză potabilizare)

În Figura 5.19 se redă modul cum sunt definite cele 3 secțiuni aferente lacului de acumulare Tansa-Belcești (mijloc lac, amonte baraj și priză potabilizare), pentru care se introduc datele solicitate de model (datele morfometrice, datele de calitate, factorii de calibrare și rata internă). Datele morfometrice sunt redate în Tabelul 5.18.

Tabel 5.18 Caracteristici morfometrice

Datele de calitate a apei sunt redate în Tabelul 5.19. Se urmărește același principiu ca și în cazul modelării potențialului de eutrofizare pentru lacul de acumulare Cucuteni. Valorile necesare modelului BATHUB sunt cele prezentate în studiile de caz în capitolele anterioare.

Tabel 5.19 Indicatori de calitate ai apei lacului de acumulare în secțiunea mijloc lac (Observed WQ)

Factorii de calibrare se consideră 1 pentru indicatorii: rata de dispersie, azot total, fosfor total, clorofila “a”, adâncimea secchi, ortofosfați si azotul organic (Tabel 5.20).

Tabel 5.20 Factorii de calibrare pe segmente

Ratei interne de încărcare i s-a dat valoarea 0 pentru indicatorii: azot total și fosfor total (Tabel 5.21).

Tabel 5.21 Rata internă

Tributary – Intrările provenite din rețeaua hidrografică

În Figura 5.20 s-au definit intrările externe de nutrienți de azot total și fosfor total (surse de poluare difuză și punctiformă), corespunzătoare primului segment definit – mijloc lac. Pentru celelalte 2 segmente: amonte baraj și priză potabilizare nu au fost definite în model surse externe de nutrienți de azot total și fosfor total. Acumularea Tansa-Belcești este dependentă de regimul hidrologic al cursului de apă Bahlui format de pe o suprafață de recepție de 346 km2 .

Figura 5.20 Definirea intrărilor

5.4.3.2 Rezultatele modelării

În urma simulării potențialului de eutrofizare a apei din lacul de acumulare Tansa-Belcești cu modelul BATHUB s-au obținut date calitative pentru cele trei secțiuni în ordinea în care au fost definite:

Mijloc lac;

Amonte baraj;

Priză potabilizare.

Tabelul 5.22 Rezultate bilanț masic pentru secțiunea mijloc lac (Azot total)

Tabelul 5.23 Rezultate bilanț masic pentru secțiunea mijloc lac (Fosfor total)

Tabelul 5.24 Rezultate bilanț masic pentru secțiunea amonte baraj (Azot total)

Tabelul 5.25 Rezultate bilanț masic pentru secțiunea amonte baraj (Fosfor total)

Tabelul 5.26 Rezultate bilanț masic pentru secțiunea priză potabilizare (Azot total)

Tabelul 5.27 Rezultate bilanț masic pentru secțiunea priză potabilizare (Fosfor total)

Tabel 5.28 Variația azotului total și a fosforului total în lacul de acumulare Tansa-Belcești

Valori măsurate

Tabel 5.29 Variația azotului total și a fosforului total în lacul de acumulare Tansa-Belcești

Valori simulate

Din rezultatele redate mai sus se observă că cele mai mici valori pentru azot total și fosfor total rezultate din simularea cu modelul de calitate BATHUB s-au determinat în secțiunea priză potabilizare.

Figura 5.21 Variația azotului total

Figura 5.22 Variația fosforului total

Rezultatele obținute în urma simulării indică calitatea apei din lacul de acumulare Tansa-Belcești care diferă ușor în funcție de secțiunea și perioada anului în care s-a realizat monitorizarea.

Totodată erorile apărute între valorile măsurate și cele simulate în secțiunile de monitorizare ale lacului de acumulare Tansa-Belcești pentru cei doi indicatori de calitate azot total și fosfor total (Figura 5.21 și Figura 5.22) se pot datora ipotezei de calcul stabilită la rularea modelului, prin care secțiunea definită se descarcă direct în secțiunea din aval. Rezultatele ar trebui confirmate prin utilizarea modelului ținând cont de un posibil flux/schimb între oricare pereche de segmente/secțiuni ale lacului de acumulare.

Modelul BATHUB a fost aplicat pentru a determina sensibilitatea concentrațiilor de nutrienți la ratele de sedimentare și coeficienții de dispersie în toate cele 3 secțiuni de monitorizare.

Atât pentru lacul de acumulare Cucuteni, cât și pentru lacul de acumulare Tansa-Belcești s-au obținut valori mari ale azotului total și fosforului total care indică o calitate slabă a apei, valori confirmate prin studiile prezentate în Capitolul IV. Acumularea în timp a nutrienților de azot total și fosfor total reprezintă o poluare cu efect cumulativ care determină apariția procesului de eutrofizare.

CAPITOLUL VI

Concluzii finale, contribuții personale și cercetări viitoare

6.1 Concluzii finale

Teza de doctorat a fost realizată în cadrul Universității Tehnice “Gheorghe Asachi” din Iași, Facultatea de Hidrotehnică, Geodezie și Ingineria Mediului, sub îndrumarea domnului prof.dr.ing. Ion GIURMA.

Lucrarea intitulată <<Cercetări privind calitatea apelor din lacurile de acumulare mici și mijlocii din zonele colinare>> are ca obiectiv principal analiza și simularea principalilor parametrii ce definesc starea de calitate a apelor din lacurile de acumulare din zonele colinare combinând studiile teoretice cu rezultatele obținute prin modelarea matematică.

În Introducere am realizat o scurtă descriere privind importanța temei studiate și am evidențiat principalele obiective ale tezei de doctorat <<Cercetări privind calitatea apelor din lacurile de acumulare mici și mijlocii din zonele colinare>>.

În cadrul Capitolului I <<Cadrul legislativ privind calitatea apelor de suprafață și subterane>> am realizat o sinteză privind legislația din domeniul calității apelor, la nivel național și european având în prim plan Directiva Cadru privind Apa 2000/60/CE care prin prevederile și obiectivele definite sprijină managementul durabil al resurselor de apă ce aparțin țărilor Uniunii Europene.

Instrumentele, obiectivele și măsurile generale și specifice de protecție a resurselor de apă sunt definite prin Directiva Cadru Apa 2000/60/CE;

Directiva Cadru Apa 2000/60/CE a fost aprobată în data de 23 octombrie 2000 și cuprinde 26 de articole și 11 anexe prin care se promovează managementul durabil al resurselor de apă din interiorul Uniunii Europene;

Transpunerea în legislația din România a prevederilor Directivei Cadru Apa 2000/60/CE s-a realizat prin Legea Apelor nr.107/1996, cu modificările și completările ulterioare.

În Capitolul II <<Managementul durabil al resurselor de apă din România>> am realizat o cercetare privind strategia de monitorizare a apelor.

Managementul resurselor de apă are la bază tratarea unitară a tuturor prevederilor Directivei Cadru privind Apa 2000/60/CE în concordanță cu cele specifice principalelor Directive Europene din domeniul apelor;

Strategia națională în domeniul gospodăririi apelor are drept obiectiv realizarea unei politici de gospodărire durabilă a resurselor de apă prin protecția cantitativă și calitativă a acestora;

Urmărirea cantitativă și calitativă a corpurilor de apă din România în concordanță cu aplicarea cadrului legislativ din domeniul apei, sunt activități realizate de către Administrația Națională "Apele Române", prin intermediul Administrațiilor Bazinale de Apă;

Principalul instrument prin care se implementează Directiva Cadru 2000/60/CE îl reprezintă Planul de Management al Bazinului Hidrografic întocmit de fiecare Administrație Bazinală de Apă în parte;

În conformitate cu Directiva Cadru pentru Apă, în cadrul Planurilor Bazinale de Management au fost definite presiunile semnificative, respectiv cele care nu ating obiectivele de mediu pentru un corp de apă (presiuni difuze, punctiforme, hidro-morfologice);

Impactul presiunilor semnificative la nivelul unui bazin hidrografic/sub-bazin/corp de apă se datorează poluării cu substanțe organice, cu nutrienți sau cu substanțe prioritar periculoase, alterării mediului, precum și altor tipuri de poluări specifice apelor de suprafață.

În Capitolul III, denumit <<Concepte și metode de abordare a calității apelor din lacurile de acumulare din zonele colinare>> am realizat o scurtă descriere a Structurii Sistemului de Monitoring Integrat al Apelor din România, continuând cu clasificarea programelor de monitoring.

Tot în cadrul acestui capitol am prezentat stadiul cercetărilor la nivel național privind evaluarea calității apelor din lacurile de acumulare, având la bază un concept nou introdus și definit prin Directiva Cadru, și anume potențialul ecologic și starea chimică a apelor.

Monitoringul apelor reprezintă o activitate integrată de evaluare a caracteristicilor bacteriologice, biologice, fizico-chimice ale apei în relație cu condițiile ecologice ale mediului și de sănătate ale omului;

Directiva Cadru privind Apa a introdus noțiuni noi privind analiza calității apelor din lacurile de acumulare, și anume: potențialul ecologic care se determină prin evaluarea indicatorilor biologici, fizico-chimici, poluanți specifici și starea chimică care se evaluează pe baza analizei impactului substanțelor prioritare și prioritar periculoase;

Urmare a analizei potențialului ecologic a lacurilor de acumulare monitorizate la nivel național în perioada 2012-2014 s-a constatat o creștere a numărului celor care ating obiectivul de mediu;

Referitor la starea chimică a lacurilor de acumulare monitorizate la nivel național cea mai mare parte a acestora prezintă o stare chimică bună.

În Capitolul IV <<Evoluția indicatorilor de calitate ai apelor din lacurile de acumulare din bazinul hidrografic Bahlui>> am realizat o analiză privind calitatea apelor din lacurile de acumulare mici și mijlocii din bazinul hidrografic Bahlui, pe baza prelucrării datelor obținute de la Administrația Bazinală de Apă Prut-Bârlad.

Am urmărit evoluția potențialului ecologic și a stării chimice în perioada 2012-2016 pentru lacurile de acumulare Pârcovaci, Cucuteni, Tansa-Belcești și Podu-Iloaiei, iar cele trei din urmă acumulări au fost evaluate mai detaliat din perspectiva evoluției indicatorilor specifici eutrofizării și pentru stabilirea stadiului trofic. Calitatea apelor din lacurile de acumulare menționate s-a analizat pe fiecare secțiune de monitorizare, variația parametrilor urmăriți fiind evidențiată și prin graficele realizate. Evoluția stării trofice a lacurilor de acumulare stuadiate ajută la estimarea viitoare și la stabilirea prioritizării măsurilor necesare.

Lacul de acumulare Pârcovaci a evidențiat în perioada 2012-2015 un potențial ecologic bun, trecând în anul 2016 la un potențial ecologic moderat, obiectivele de calitate nefiind atinse din cauza condițiilor de oxigenare. În ceea ce privește starea chimică a lacului de acumulare Pârcovaci, aceasta se menține bună;

Lacul de acumulare Cucuteni prezintă un potențial ecologic moderat pe întreaga perioadă de studiu cauzat de încărcările cu nutrienți, starea de acidifiere și condițiile de oxigenare. Starea chimică a lacului de acumulare în perioada 2012-2016 nu a fost stabilită;

În perioada 2010-2014 lacul de acumulare Cucuteni a fost monitorizat în secțiunea mijloc lac iar datele de analiză au arătat că valoarea maximă de azot total a fost determinată în anul 2014, luna iunie – 2,50 mg/l, iar pentru fosfor total maximele au fost înregistrate vara (august 2011 și iulie 2014) – 0,29 mg/l.

Pentru aceași perioadă de studiu media valorilor de azot total din lacul de acumulare Cucuteni crește de la an la an, iar media valorilor de fosfor total variază ușor, cu o creștere în anul 2014;

Gradul de troficitate al lacului de acumulare Cucuteni din punct de vedere al monitorizării azotului total trece de la eutrof (perioada 2010-2013) la hipertrof în anul 2014, iar raportat la evaluarea fosforului total se menține hipertrof pe toată perioada de studiu 2010-2014;

Gradul de troficitate al lacului de acumulare Cucuteni a fost determinat în anul 2014 și pe baza analizei saturației minime în oxigen (oligotrof), a biomasei maxime a fitoplanctonului (hipertrof) și a clorofilei “a” medie anuală (hipertrof);

Lacul de acumulare Tansa-Belcești prezintă în perioada 2012-2016 un potențial ecologic moderat, mai puțin în anul 2015 când calitatea apei a înregistrat o îmbunătățire. Potențialul ecologic moderat este susținut de cantitățile însemnate de nutrienți de azot și fosfor, de condițiile de oxigenare și de starea de acidifiere. Referitor la starea chimică a lacului de acumulare Tansa-Belcești, aceasta se menține bună pe toată perioada de studiu;

Analiza calității apei din lacul de acumulare Tansa-Belcești din punct de vedere a azotului total și fosforului total s-a realizat în perioada 2010-2015 în 3 secțiuni de monitorizare: priză potabilizare, mijloc lac și amonte baraj;

Datele de monitorizare privind valorile medii ale azotul total au evidențiat trecerea lacului de acumulare Tansa-Belcești de la un grad de troficitate hipertrof în anul 2010 la eutrof în perioada 2011-2015, iar ale fosforului total au evidențiat îmbunătățirea caracteristicilor hipertrofe din anul 2012 în eutrofe în perioada 2013-2015;

Gradul de troficitate al lacului de acumulare Tansa-Belcești a fost determinat în anul 2014 și pe baza analizei saturației minime în oxigen (mezotrof), a biomasei maxime a fitoplanctonului (eutrof) și a clorofilei “a” medie anuală (hipertrof);

Lacul de acumulare Podu Iloaiei prezintă un potențial ecologic moderat, calitatea apei fiind afectată de condițiile favorabile de dezvoltare ale eutrofizării. Starea chimică a lacului de acumulare Podu-Iloaiei este una bună;

În perioada 2010-2014 calitatea apei din lacul de acumulare Podu Iloaiei se analizează în secțiunile mijloc lac și baraj.

Cantitățile de azot total și fosfor total din lacul de acumulare Podu Iloaiei sunt într-o ușoară scădere, cele mai mici valori fiind determinate în anul 2014 în ambele secțiuni de monitorizare;chiar și așa în perioada 2010-2014 lacul de acumulare Podu-Iloaiei prezintă caracteristici hipertrofe din punct de vedere al analizei azotului total și fosforului total;

Gradul de troficitate al lacului de acumulare Podu Iloaiei în anul 2014 a fost determinat și pe baza analizei saturației minime în oxigen (oligotrof), a biomasei maxime a fitoplanctonului (hipertrof) și a clorofilei “a” medie anuală (hipertrof);

Pentru perioada 210-2016 s-a urmărit și evoluția potențialului ecologic al lacului de acumulare Podu Iloaiei din perspectiva nutrienților de azot și fosfor. Dacă până în anul 2014 s-a menținut un potențial ecologic moderat, începând cu anul 2015 și continuând cu anul 2016 s-a sesizat o imbunătățire, determinând un potențial ecologic bun.

În Capitolul V <<Analiza și aplicarea modelelor pentru studiul calității apelor din lacurile de acumulare>> am realizat o documentare privind principalele modele de calitate a apelor dar și principiile matematice specifice modelării calității resurselor de apă.

Rezultatele prezentate în cadrul acestui capitol evidențiază starea actuală și/sau viitoare a apelor din lacurile de acumulare Cucuteni, Tansa-Belcești și Podu Iloaiei din bazinul hidrografic Bahlui.

Prognoza calității apelor de suprafață în perspectiva anului 2021 realizată cu modelul WaQ de către specialiști din cadrul Administrației Bazinale de Apă Prut-Bârlad a evidențiat pentru sub-bazinul Războieni – amonte Podu Iloaiei o scădere a concentrației de azot total și fosfor total;

Din punct de vedere calitativ, caracteristicile lacului de acumulare Podu Iloaiei sunt dependente de caracteristicile sub-bazinului Războieni – amonte Podu Iloaiei și astfel corelând rezultatele provenite din model am trasat o concluzie proprie, și anume îmbunătățirea potențialului ecologic pentru lacul de acumulare Podu Iloaiei din punct de vedere al analizei nutrienților de azot total și fosfor total;

Ameliorarea viitoare a stării de calitate a lacului de acumulare Podu Iloaiei este confirmată de evoluția bună a potențialului ecologic specific lacului de acumulare Podu Iloaiei din punct de vedere a analizei nutrienților, prezentată în Capitolul IV și de interpretarea seriilor cronologice pentru cei doi indicatori de calitate provenite din măsurători;

Potențialul de eutrofizare a lacurilor de acumulare Cucuteni și Tansa-Belcești s-a estimat folosind relațiile empirice din modelul de calitate BATHUB;

Prin modelarea caltății lacurilor de acumulare Cucuteni și Tansa-Belcești cu modelul BATHUB au rezultat valori mari ale azotului total și fosforului total care indică o stare hipertrofă a lacului de acumulare Cucuteni și eutrofă a lacului de acumulare Tansa-Belcești. Acumularea în timp a nutrienților reprezintă o poluare cu efect cumulativ care determină apariția fenomenului de eutrofizare;

Pentru obținerea rezultatelor cât mai exacte, la rularea modelului ar trebui să se țină cont de categoria de utilizare a terenului aferent bazinului hidrografic care contribuie la încărcarea cu nutrienți a lacului de acumulare;

Pentru lacul de acumulare Cucuteni s-au observat diferențe semnificative între valorile măsurate și cele simulate cu modelul BATHUB a “clorofilei a” datorită variației sezoniere a acestui indicator;

Pentru lacul de acumulare Tansa-Belcești, simularea cu modelul BATHUB a indicat starea de calitate a apei pentru 3 secțiuni de monitorizare (mijloc lac, amonte baraj și priză potabilizare), cele mai mici valori fiind determinate în secțiunea priză potabilizare;

Pentru lacul de acumulare Tansa-Belcești erorile între valorile măsurate și cele simulate determinate în cele 3 secțiuni de monitorizare se pot datora ipotezei de calcul stabilită în model, prin care secțiunea definită se descarcă direct în secțiunea din aval. Rezultatele ar trebui confirmate prin rularea modelului ținând cont de un posibil flux/schimb între oricare pereche de segmente/secțiuni ale lacului de acumulare.

În Capitolul VI am stabilit concluziile finale privind calitatea lacurilor de acumulare din zonele colinare îmbinând legislația din domeniu, studiile teoretice, monitoringul actual și rezultatele modelelor de calitate. Totodată am surprins contribuțiile personale dar și propunerile pentru cercetările viitoare.

6.2 Contribuții personale

În elaborarea tezei de doctorat <<Cercetări privind calitatea apelor din lacurile de acumulare mici și mijlocii din zonele colinare>>, contribuțiile personale au constat în:

Documentarea privind modul de aplicare a legislației naționale și europene în domeniul calității apei;

Realizarea unui studiu referitor la metodologia actuală folosită în stabilirea calității apelor din lacurile de acumulare din zonele colinare din punct de vedere ecologic și chimic;

Documentarea privind eutrofizarea lacurilor de acumulare și măsurile de prevenire și combatere;

Realizarea unui studiu care urmărește evoluția potențialului ecologic și a stării chimice a apelor din lacurile de acumulare situate în bazinul hidrografic Bahlui în perioada 2012-2016;

Sistematizarea și analiza datelor din perioada 2010-2015 pe baza caracteristicilor indicatorilor specifici eutrofizării lacurilor de acumulare Cucuteni, Tansa-Belcești și Podu Iloaiei;

Documentarea privind modelarea calității apelor de suprafață, în special a apelor din lacurile de acumulare;

Analiza rezultatelor obținute în urma aplicării modelului WaQ de către specialiștii din Administrația Bazinală de Apă Prut-Bârlad prin care am prognozat îmbunătățirea calității apei din lacul de acumulare Podu Iloaiei din punct de vedere a încărcării cu nutrienți de azot total și fosfor total;

Aplicarea modelului BATHUB prin care se permite estimarea calității apelor din lacurile de acumulare Cucuteni și Tansa-Belcești pe baza potențialului de eutrofizare, estimare care se bazează pe legături între date morfometrice, hidrologice si de calitate a apei;

Aplicarea modelului BATHUB pentru a determina sensibilitatea concentrațiilor de nutrienți la ratele de sedimentare și coeficienții de dispersie în lacurile de acumulare Cucuteni și Tansa Belcești;

Compararea datelor măsurate cu datele rezultate din simulări pentru lacurile de acumulare Cucuteni, Tansa-Belcești și Podu Iloaiei.

6.3 Perspective și cercetări viitoare

Cercetări privind modul în care practicile agricole influențează populațiile de microorganisme din apele lacurilor de acumulare;

Impactul poluării asupra populațiilor bacteriene din apele lacurilor de acumulare;

Modelarea potențialului de eutrofizare cu ajutorul modelului BATHUB ținând cont de variația sezonieră a biomasei fitoplanctonice;

Modelarea potențialului de eutrofizare a unui lac de acumulare cu modelul BATHUB prin considerarea mai multor scenarii de încărcare: fiecare segment reprezintă același lac de acumulare, dar sub o altă condiție (de exemplu, segmentul 1 ar putea reflecta condițiile existente, segmentul 2 ar putea reflecta predicția încărcărilor viitoare ca urmare a dezvoltării terenurilor agricole, iar segmentul 3 ar putea reflecta predicția încărcărilor viitoare cu opțiuni de control specifice);

Determinarea activității enzimatice a sedimentului celor trei lacuri de acumulare: Cucuteni, Tansa-Belcești și Podu Iloaiei;

Măsuri pentru reducerea intensității procesului de colmatare în legătură cu procesul de eutrofizare a lacurilor de acumulare.

Bibliografie

Agafitei, A., Agafitei, M., Marcoie, N.- Caracterizarea calitatii apei raului Prut pe grupe de indicatori, Simpozionul Facultatii de Agronomie, Iasi, 26- 27 Octombrie 2000;

Agafitei, A., Agafitei M., Comisu O. – Eutrofizarea apei lacurilor de acumulare, Editura PIM, 2010;

Ambrose, R.B. Jr., Wool, T.A., Conolly – A hidrodynamic and water quality model – Model theory, User’s manual and programmer’s quide, Report EPA/600/3-87/039, US, EPA, Athens, GA, 1998;

Antohi, C.M.- Monitoringul factorilor de mediu. Lucrări practice, Editura Performantica, Iași, 2004;

Antonescu, C.S. – Biologia apelor, Editura Didactică și Pedagogică, București, 1967;

Antoniu, R., Teodorescu, I., Varduca, A., Popescu, M., Craciun, M. – Optimizarea supravegherii calității apelor prin control automat, Editua Tehnica, 1987;

Balan Isabela, Crenganiș Loredana, Corduneanu Flaviana, Pricop Claudiu, Popoiu Loredana Andreea – Infiltration losses calculated for the flash flood in the upper catchment of Geru river, Galați county, Romania, DE GRUYTER, PESD, Vol. 10, No. 2, 2016;

Barab Ghe., Serban p., – Dezvoltarea durabila si managementul resurselor de apa, Revista Hidrotehnica, Vol. 45, nr. 3-4, 2007;

Bartha, I., Javgureanu, M.- Hidraulica, vol. I, Editura Tehnică, Chișinău, 1998;

Bartram, J., Ballance, R.- Water Quality Monitoring, UNEP/ WHO, 1996;

Brezeanu, Gh.- Limnologie generală, Editura *H*G*A*., București, 2002;

Brezeanu, Gh., Gâștescu P. – Ecosisteme acvatice din România. Caracteristici hidrografice și limnologice. Mediu Înconjurător, vol.7, 1996;

Botnariuc, N., Vădineanu, A. – Ecologie, Editura Didactică și Pedagogică, București, 1982;

Chapra, S.C- Surface Water quality modelling. Mcgraw-Hill, New York, 1996;

Chiorescu E, I, Popescu St,- Simularea numerică a dispersiei poluanților. Aplicație pentru Râul Bahlui , Universitatea Ovidius, Analele Construcțiilor vol. 1, nr. 2 mai 2000;

Cismaru C, Blidaru V- Abordarea în sistem informatic a problemelor legate de monitorizarea și utilizarea rațională a apelor râului Prut pentru irigații și alte cerințe, Prima Conferință științifică “Apele Moldovei”, noiembrie 1994, Chișinău, p. 69;

Chiriac V., Filotti A., Savu I. – Influența modului de gospodărire a apelor asupra eutrofizării lacurilor, Hidrotehnica nr.5, București, 1978;

Cojocaru, I.- Surse, procese și produse de poluare, Editura Junimea, Iași, 1995;

Crăciun, I- Contribuții la gestionarea calității apelor din bazinul hidrografic Bahlui. Teză de doctorat, U.T.C. București, 2003;

Crăciun, I.- Water quality management of the Bahlui River Using the Mike 11.3.01 Model, Ovidius University annals of Constructions, Vol. 1, Numer 3-4, Aprilie 2002;

Crăciun, I., – Water quality management of the basin river Bahlui according to the european legislacion, Buletinul Institutului Politehnic Iasi,Tomul LII (LVI), Fasc. 1-4;

Crăciun, I., Drobot R.- Modelarea calității apei din lacurile de acumulare din bazinul hidrografic Bahlui utilizțnd modelarea matematică (germ., rez. rom.), Buletinul I.P. Iași, Tom XLVII (LI), Fasc. 1-4 (II), Secția III, Ingineria Mediului, 2001;

Crăciun, I.- Study Regarding the Diminution of the Pollutants Concentration of the Bahlui River by Advancing the Dilution Degree, Buletinul I.P.Iași Tom XIX, Fasc,1-4, Hidrotehnica, 2002;

Crăciun, I.- The Analysis of the Capacity of the Bahlui River to Disperse the Pollutants, Buletinul I.P.Iași Tom XLI(XLI), Fasc,1-4, Secția VII, Hidrotehnica, 1999;

Cristina Axinte, Ion Giurma, Ioan Crăciun, Diana-Andreea Timofti, Mihaela Dumitran – Lucrare stiintifica publicata in nr. 5 volume 11/2012, 1009-1013, Factor de impact 1,004 al revistei “Environmental Engineering and Management Journal” al Facultatii de Inginerie Chimica si Protectia Mediului, Universitatea Tehnica “Gheorghe Asachi” Iasi, 2012;

Cusa E., – Monitorizarea calitatii apelor din Romania. Situatia calitatii apelor de suprafata, 1999;

Drobot R., – Conservarea și protecția resurselor de apă, Rev. Hidrotehnica, “Ziua Mondială a apei”, 46, 2-3, pg. 64-68, București, 2001;

Dughila A., Ianca O.G., – Evaluarea geochimica a indicatorilor de calitate a apei lacului Tansa, Al VI-lea Simpozion Internațional Mediul Actual și Dezvoltarea Durabilă Universitatea Alexandru Ioan Cuza din Iași;

Dumitran Mihaela – Teza de doctorat, Cercetari privind calitatea apelor de suprafata, Iasi, 2012;

Gâștescu P., – Lacurile din România – limnologie regională, Editura Academiei R.S.R., București, 1971;

Giurma I., – Colmatarea lacurilor de acumulare, Tempus S_JEP 09781/95Gestion et protection de la resource en eau, Ed. H.G.A. București, 1997;

Giurma I., Giurma-Handley C.R., Crăciun I., – Impactul lacurilor de acumulare asupra mediului, Ed. Performantica, Iași, 2010;

Giurma I., Craciun I., – Hidrologie si hidrogeologie. Aplicatii, Editura Ghe. Asachi, Iasi, 2001;

Giurma I., – Hidrologie speciala, Editura Politehnium, Iasi, 2004;

Giurma, I., Giurma Raluca Handley., Crăciun I.- Hidrologie, Politehnium Iași, 2009;

Giurma I., – Managementul integrat al Resurselor de Apa, Editura Politehnium Iasi, 2010;

Giurma I., – Sisteme de gospodarire a apelor, Editura Cermi, Iasi, 2000;

Giurma I., – Unele măsuri preventive eficiente pentru atenuarea colmatării lacurilor, Al II-lea Simpozion Francofon al apei, Iși, 1993;

Ionuț Minea – Bazinul hidrografic Bahlui- Studiu Hidrologic;

Jolankai, G- Hidrological chemical and biological processes of contaminant transformation and transport in river and lake sistems, IHP- IV Project H-3.2, UNESCO Paris, 1992 and IHP-V Projects 8.1, 2.3, and 2.4, 2000 Venice Office;

Jula, G., Serban, P. – Monitorizarea și caracterizarea calității apelor de suprafață în conformitate cu prevederile Directivei Cadru 200/ 60/ EC în domeniul apei, Rev. Hidrotehnica 46, 9, 324-329;

Malder, W.H.- Water quality monitoring, foresting and control in Advances in water quality monitoring, NOHR, 1954;

Manoliu., M., Ionescu, Cr. – Dezvoltarea durabilă și protecția mediului, Editura *H*G*A*, București, 1998;

Marcoci, S. – Analiza biologică aplicată în studiul calității apei râurilor din România. Studii de protecție și epurarea apelor, XI, București, 1968;

Mihaela Dumitran – Teză de doctorat “Cercetări privind calitatea apelor de suprafață”, 2012;

Minea, I., Evaluarea chimismului si calitatii apei lacurilor din sudul campiei colinare a Jijiei – Bazinul Bahlui;

Mitroi Raluca, Boboc Valentin, Popoiu Loredana, Lepadatu Daniel – Incidența cazurilor de methemoglobinemie în județul Iași între 2010-2014 cu referire la sistemul de alimentare cu apă, Buletinul Institutului Politehnic din Iasi, tomul LX (LXIV), fasc. 3-4, 2014, Buletinul institutului Politehnic din Iași, Tomul LX (LXIV), Fasc.3-4, Chimie și inginerie chimică, Editura Politehnium, 2014;

Mustață, Gh., – Hidrobiologie, Editura Universității Alexandru Ioan Cuza, Iași, 1998;

Nistor A., Agafiței M., Marcoie N.- Tehnici și metode moderne de prevenire și control ale procesului de eutrofizare (engl., rez. rom.), Buletinul I.P. Iași, Tom XLVII (LI), Fasc. 1-4 (II), Secția III, Ingineria Mediului, 2001;

Olariu, P., 1992. – Scurgerea naturală în spațiul hidrografic Siret în contextul amenajării și utilizării sale complexe, Lucr. Sem. Geogr. “Dimitrie Cantemir”, nr. 10, Iași;

Ouyang W, et al (2009)- Nonpoint source pollution responses simulation for conversion of cropland to forest in mountains by SWAT in China, Soil and Water Assessment Tool (SWAT) Global Aplications, 2009, by World Association of Soil and Water Conservation (WASWC), Biejing, 2009, special publication no 4, pp.145- 162;

Păduraru, C., Teză de doctorat – Contribuții la îmbunătățirea metodelor de monitorizare a calității apelor din resurse de suprafață, Universitatea Tehnică “Gheorghe Asachi” din Iași – Facultatea de Hidrotehnică, 2012;

Păduraru C., Cismaru, C.- Studiu asupra poluării difuze în bazinul hidrografic Bahluieț: modelarea nutrienților de azot și fosfor, ce migrează spre cursul de apă Bahluieț la suprafața sau în orizonturile de sol din bazinul de recepție – Conferința științifică Internațională a INHGA, "Hazarduri hidrologice si managementul riscurilor asociate” 8 – 11 octombrie 2012, București;

Popa, R. – Modelarea calității apei din râuri, Editura *H*G*A* București, 1998;

Popoiu Loredana Andreea – Proiect de cercetare științifică <<Cercetări privind calitatea apelor din lacurile de acumulare mici și mijlocii din zonele colinare>> 2014;

Popoiu Loredana Andreea – Raport de cercetare științifică nr. 1 <<Stadiul actual privind calitatea apelor din lacurile de acumulare mici și mijlocii din zonele colinare>> 2015;

Popoiu Loredana Andreea – Raport de cercetare științifică nr. 2 <<Baza experimentală folosită pentru studii și cercetări>> 2016;

Popoiu Loredana Andreea – Raport de cercetare științifică nr. 3 <<Rezultatele parțiale>> 2016;

Popoiu Loredana Andreea, Mitroi Raluca – Environmental status of small and mediul barrier lakes, Lucrări științifice, Seria agronomie, Universitatea de Științe Agricole și Medicină Veterinară “Ion Ionescu de la Brad”, Vol.58, Nr.2, Editura “Ion Ionescu de la Brad”, Iași, 2015;

Popoiu Loredana Andreea, Mitroi Raluca – Evaluation of ecological potential of barrier lakes on phytoplankton and phytobenthos as required by the Water Directive 2000/60/EC, International Symposium GEOMAT 2015, RevCAD Journal of Geodesy and Cadastre, No.20, 2016, “1 Decembrie 1918” University of Alba Iulia;

Popoiu Loredana Andreea, Mitroi Raluca – Evaluarea calității apelor din lacurile de acumulare mici și mijlocii pe baza monitorizării nutrienților, Lucrare comunicată în cadrul Simpozionului Național de Geomorfologie și Aniversarea a 60 de ani de la înțiințarea Stațiunii de Cercetări Biologice, Geologice și Geografice “Stejarul”, 2016;

Popoiu Loredana Andreea, Giurma-Handley Catrinel-Raluca – Research of surface waters quality in hilly areas with model “WaQ”, International Symposium GEOMAT 2016, RevCAD Journal of Geodesy and Cadastre, No.22, 2017, “1 Decembrie 1918” University of Alba Iulia;

Popoiu Loredana Andreea, Giurma Ion – Research on water quality in small and medium barrier lakes in hilly areas with Bathub model, International Symposium GEOMAT 2016, RevCAD Journal of Geodesy and Cadastre, No.22, 2017, “1 Decembrie 1918” University of Alba Iulia;

Popoiu Loredana Andreea, Giurma-Handley Catrinel-Raluca – Calitatea apei în lacurile amplasate în zone colinare, Lucrare comunicată în cadrul Conferinței Școlilor Doctorale 29-30 Mai 2017, Universitatea Tehnică “Gheorghe Asachi” din Iași;

Rojanschi V., Bran F., Diaconu G., – Protectia si ingineria mediului, Editura Economica, Bucuresti;

Sanda A., – Calitatea apelor de suprafata in bazinul hidrografic inferior al raului Jiu, Universitatea din Bucuresti, 2010;

Sandală, Adina., Teză de doctorat – Calitatea apelor de suprafață în bazinul hidrografic inferior al râului Jiu, Universitatea din București;

Savin C., – Impactul poluarii asupra calitatii apelor de suprafata din bazinul hidrografic Jiu, 1999;

Sofronie., C. – Resursele și cerințele de apă ale României, 2002;

Somlyody, L,. Herodek, S., Fischer, J.- Eutrophication of Shallow Lakes. Modeling and Management, Collaborative Proceedings Cp-83-S3. IIASA International Institute for Applied Systems Analysis, Laxenburg, Austria, 1983;

Stanescu Viorel Alexandru, Ciprian C., – Modele matematice in hidrologie, CNAIMH Bucuresti, 1985;

Șerban, P., Stănescu, V.Al., Roman, P. – Hidrologie dinamică, Editura Thnică, București, 1989;

Varduca., A. – Hidrochimie și poluarea chimică a apelor, Editura *H*G*A*, București, 1997;

Varduca, A. – Monitoringul integrat al calității apelor, Editura *H*G*A*, București, 1999;

Varduca., A. – Protecția calității apelor, Editura *H*G*A*, București, 2000;

Varduca, A., Moldoveanu, A.M., Moldoveanu, G.A. – Poluarea, prevenire și control, Editura MatrixRom, București, 2002;

Vădineanu, A. – Dezvoltarea durabilă – teorie și practică, Editura Universității din București, 1998;

Victor ȘALARU, Tatiana DUDNICENCO, Ana TINCU, Troficitatea unor lacuri de acumulare din Municipiul Chișinău, Seria “Științe ale naturii”, 2007;

Trufaș Constanța – Calitatea apei, Editura Agora, Călărași, 2003;

Trufaș V., Pătroescu Maria, Iana Sofia, Badea Klebleev – Eutrofizarea accelerată a lacurilor și căile lor de prevenire, Analele Universității București, anul XXX, București., 1975;

*** Directiva Cadru a Comunitatii Europene pentru Apa 2000;

*** “Directiva Cadru privind apa- contribuții în aplicarea ei” – Ghid de implementare UE – proiect PHARE publicat de Centrul Regional de Mediu pentru Europa Centrală și de Est;

*** Directiva 75/440/EEC privind calitatea apelor de suprafață destinate prelevării de apă potabilă

*** Directiva 76/160/EEC privind calitatea apei de îmbăiere;

*** Directiva 76/464/EEC privind descărcarea substanțelor periculoase;

*** Directiva 80/68/EEC asupra protecției apei subterane împotriva poluării cauzate de anumite substanțe periculoase;

*** Directiva 78/659/EEC asupra calității apelor dulci ce necesită protecție sau îmbunătățire pentru a susține viața peștilor;

*** Directiva 79/923/EEC asupra calității apelor pentru moluște;

*** Directiva 79/869/EEC privind metodele de prelevare și analiză a apelor de suprafață destinate producerii apei potabile;

*** Directiva 91/676/EEC privind protecția apelor împotriva poluării cu nitrați proveniți din surse agricole;

*** Directivele 98/83/EC și 80/923/EEC privind calitatea apei destinate consumului uman;

*** Legea apelor 107/1996;

*** Legea nr. 310/28.06.2004 pentru modificarea și completarea Legii apelor nr. 107/1996;

*** HG nr. 188/ 2002, modificata și completată prin HG nr. 352 / 2005 pentru aprobarea unor norme privind conditiile de descarcare in mediul acvatic a apelor uzate – NTPA 001. Valori- limita de incarcare cu poluanti a apelor uzate industriale si urbane evacuate in receptori naturali;

*** OM nr. 161/2006 pentru aprobarea Normativului privind clasificarea calitatii apelor de suprafata in vederea stabilirii starii ecologice a corpurilor de apa- MMGA, M Of, nr. 511/ 13 iunie 2006;

*** Administrația Națională „Apele Române”, Elemente metodologice privind identificarea presiunilor semnificative si evaluarea impactului acestora asupra apelor de suprafata – Identificarea corpurilor de apa care prezinta riscul de a nu atinge obiectivele Directivei Cadru a Apei;

*** Administrația Națională „Apele Române”, Instrucțiuni metodologice pentru desemnarea corpurilor de apă artificiale și puternic modificate 2005;

*** Administrația Națională „Apele Române”, Instrucțiuni metodologice privind modernizarea și dezvoltarea Sistemului Național de Monitoring Integrat al Apelor, 2005;

*** Administrația Națională „Apele Române”, Instrucțiuni metodologice privind identificarea surselor punctiforme și difuze de poluare și evaluarea impactului acestora asupra apelor de suprafată, 2005;

*** Administrația Națională „Apele Române”, Instrucțiuni metodologice pentru stabilirea măsurilor privind reducerea efectelor presiunilor cauzate de activitățile industriale, 2005;

*** Administrația Națională „Apele Române”, Instrucțiuni metodologice pentru stabilirea măsurilor privind reducerea efectelor presiunilor cauzate de activitățile agricole, 2005;

*** Administrația Națională „Apele Române”, Administrația Bazinală de Apă Prut-Bârlad – Instrucțiuni de aplicare a modelului WaQ pentru analiza prognozelor de calitate a apelor în vederea stabilirii corpurilor de apă la risc;

*** Administrația Națională „Apele Române”, Planurile de Management ale Bazinelor Hidrografice – Raport National;

*** Administrația Națională „Apele Române”, Administrația Bazinală de Apă Prut-Bârlad, Planul de Management al spațiului hidrografic Prut – Bârlad;

*** Administrația Națională „Apele Române”, Sinteza calității apelor din România pentru anii 2011, 2012, 2013;

*** Administrația Națională „Apele Române”, Administrația Bazinală de Apă Prut-Bârlad, Sinteza calității apelor din bazinul hidrografic Prut-Bârlad în anii 2011, 2012, 2013, 2014, 2015;

*** Administrația Națională „Apele Române”, Administratia Bazinala de Apa Prut-Bârlad Iași, Regulament de exploatare pentru lacul de acumulare Cucuteni;

*** Administrația Națională „Apele Române”, Administratia Bazinala de Apa Prut-Bârlad Iași, Regulament de exploatare pentru lacul de acumulare Tansa-Belcești;

*** Administrația Națională „Apele Române”, Administratia Bazinala de Apa Prut-Bârlad Iași, Regulament de exploatare pentru lacul de acumulare Podu Iloaiei;

*** Raport național privind starea mediului – anul 2012;

www.rowater.ro.

Copyright Notice

© Licențiada.org respectă drepturile de proprietate intelectuală și așteaptă ca toți utilizatorii să facă același lucru. Dacă consideri că un conținut de pe site încalcă drepturile tale de autor, te rugăm să trimiți o notificare DMCA.

Acest articol: NIVERSITATEA TEHNICĂ GHEORGHE ASACHI IAŞI [308592] (ID: 308592)

Dacă considerați că acest conținut vă încalcă drepturile de autor, vă rugăm să depuneți o cerere pe pagina noastră Copyright Takedown.

NIVERSITATEA TEHNICĂ GHEORGHE ASACHI IAŞI [308592]

Copyright Notice

Studiu de caz: SPIT Constan ța [608057]

Asist. Univ. Dr. Gârjoabă Ionuț Cristian [304002]

Am ales ca temă pentru lucrarea de disertație Managementul resurselor umane în transportul pe apă [605038]

Nu din averi izvoraste virtutea, ci din virtute izvorasc si averile si celelalte bunuri omenesti (Platon) [304684]

Oscurtă examinare apublicațiilor tratând despre metodele [615773]

Coperta: IT Developper ANDREI-COSMIN PAVEL (web22.ro) Tehnoredactare computerizată și corectori: IONUȚ-POMIAN MARIAN VIG (UTCN CLUJ-NAPOCA) RENDES… [310866]

Copyright Notice

Similar Posts