Proiectare Depozit Ecologic de Deseuri

TEMA PROIECTULUI

Proiectarea depozitului ecologic de deșeuri al Jud. Bistrița Năsăud. Pentru stabilirea locaței depozitului au fost studiate două amplasamente : Valea Scurtă și Dumitra. Proiectul cuprinde proiectarea depozitului ecologic de deșeuri din amplasament Dumitra.

DATE DE TEMA

Pentru proectarea unui depozit ecologic de deșeuri se impune cunoașterea topografiei amplasamentului, regimul de curgere al apei subterane, caracteristicile fizice și mecanice ale terenului de fundare.

În condițiile specifice amplasamentului Dumitra un interes deosebit îl prezintă analiza stabilității pantei atât în configurația actuală cât și în toate etapele de execuție a depozitului, pânâ la umplerea completă a acestuia.

Pentru funcționarea în condiții normale a unui depozit ecologic de deșeuri este obligatore funcționarea corectă a sistemelor de etanșare de bază și de suprafață și a sistemelor de drenare și colectare a levigatului și a gazelor produse în corpul depozitului.

CUPRINSUL PROIECTULUI

Alegerea sistemelor de etnșare-drenaj de bază și de suprafață în condițiile specifice amplasamentului;

Analiza stabilității terenului natural și a deșeurilor din corpul depozitului;

Proiectarea sistemului de drenare și colectare a levigatului..

ANALIZA STABILITĂȚII VERSANȚILOR

Noțiuni generale. Alunecǎrile de teren

Printre calamitațile naturale care aduc pagube insemnate si uneori provoacǎ pierderi de vieți omenești, se numǎrǎ alunecǎrile de teren. Astfel de fenomene de proporții mijlocii sau mari se manifestǎ și în țara noastrǎ în zona de dealuri subcarpatice, în podișul Transilvaniei și în Moldova.

Primul semn al unei alunecǎri iminente este apariția unor fisuri la partea superioarǎ a taluzului sau versantului, perpendiculare cu direcția de mișcare. Aceste fisuri se pot umple treptat cu apǎ, care se infiltreazǎ în pǎmânt slǎbindu-i rezistența și mǎrindu-i greutatea. În mod frecvent se pot observa și fisuri inclinate de forfecare pe ambele laturi ale masei în mișcare ca și o ușoara refulare la piciorul pantei.

Alunecarile de teren sunt în general provocate de forțele gravitaționale; uneori la declanșarea fenomenului contribuie si forțele seismice.

Deplasǎrile masei de pǎmânt în mișcare pot fi urmǎrite în suprafatǎ cu ajutorul mijloacelor topografice sau în adancime, cu ajutorul unor înclinometre bazate pe principiul pendulului.

Vitezele masei de pǎmânt în mișcare diferǎ atât de la un punct la altul, cât și în timp. Studiul deplasǎrilor și vitezelor permite stabilirea dimensiunilor masei de pǎmânt în mișcare. În funcție de adâncimea acestei mase alunecǎrile pot fi calificate ca fiind:

superficiale (< 1.5 m);

de adâncime redusǎ (1.5 5 m);

de adâncime (5 20 m);

de foarte mare adâncime (> 20 m).

La contactul cu masivul de la bazǎ, alunecarea provoacǎ o orientare a particulelor argiloase într-o banda ce are grosimi de la cațiva centrimetri pânǎ la cațiva microni.

Alunecǎrile de pǎmânt sunt favorizate de un numǎr mare de factori, cum sunt condițiile topografice și hidrologice sau procesele de alterare a rocilor. Sunt rare situațiile când alunecarea de teren poate fi atribuitǎ unei singure cauze: de obicei ele se datoresc acțiunii combinate a câtorva din urmatoarele cauze:

lucrǎri de construcție (debleuri sau rambleuri pentru drumuri, cǎi ferate, canale, cariere, solicitǎri suplimentare prin ridicarea unor construcții, batere de piloți în zonele cu argile moi senzitive, umflarea datoritǎ destinderii prin excavare etc.) și eroziunea bazei versanților (în argilele tixotropice);

mișcǎri tectonice cere conduc la mǎrirea pantei;

cutremure si vibrații datorate traficului sau exploatarii carierelor;

precipitații abundente si variații bruște ale nivelului apelor subterane;

infiltrații provenite din surse artificiale de apǎ, inclusiv cele datorate umplerii lacurilor sau bazinelor de acumulare.

Pierderile de stabilitate ale malurilor sau versanților se pot prezenta sub forma unor prǎbușiri, alunecǎri rotaționale, alunecǎri de translație sau curgeri de suprafațǎ. Alunecǎrile rotaționale se pot prezenta sub forma unei singure mase ce alunecǎ și la care de obicei raportul adâncime/lungime (D/L) este cuprins intre 0.15-0.35, sub forma unor alunecǎri multiple sau succesive. La randul lor, alunecǎrile de translație pot fi împarțite in alunecǎri de blocuri, în translații de dale simple sau multiple, sau împrǎștieri laterale. O trasaturǎ caracteristicǎ a curgerilor este aceea cǎ materialul este amestecat pe masurǎ ce curge în jos pe pantǎ, întocmai ca un lichid vâscos. Pot fi distinse mai multe tipuri de curgeri, cum sunt curgerile de pǎmânt (material moale alterat), curgeri de noroi, detritus sau curgeri de maluri datorate în special lichefierii de nisipuri sau prafuri situate la partea inferioarǎ a versanților.

Tot din categoria curgerilor fac parte si fenomenele de soliflucțiune ce conduc la vǎluirea solului vegetal din regiunile montane sub acțiunea dezghețului de primavarǎ.

Cele de mai sus aratǎ cât de complexe sunt fenomenele de pierdere a stabilitǎții taluzelor și versanților.

Pentru combaterea sau atenuarea pierderilor de stabilitate existǎ diferite metode care pot fi grupate în urmatoarele categorii:

geometrice, adicǎ modificarea profilului prin descǎrcare la partea superioarǎ, încǎrcate la bazǎ sau îndulcirea generalǎ a taluzului;

hidrologice, prin organizarea colectǎrii și scurgerii apelor de suprafațǎ și plantare, realizarea de drenuri de suprafatǎ sau de adǎncime (galerii, drenuri orizontale care ajung uneori la 60-70 m lungime), coborârea nivelului apei din stratele acvifere;

mecanice, adicǎ introducerea unor elemente de rezistențǎ; piloți sau pereți îngropați, chesoane sau elemente de sprijinire flexibile din gabioane.

În general sunt de preferat metodele ce acționeaza asupra cauzelor declanșǎrii fenomenelor de instabilitate.

Deoarece volumele maselor instabile și forțele ce genereaza alunecǎrile de pǎmânt sunt considerabile, combaterea alunecǎrilor ridicǎ probleme tehnice și, în special, economice, deosebite.

În ceea ce privește problemele tehnice de proiectare, o importanțǎ deosebita o prezintǎ stabilirea corectǎ a parametrilor rezistenței la forfecare și, atunci când este cazul, a împingerii asupra elementelor de rezistența. Pentru aceasta trebuie exploatat la maximum faptul cǎ o alunecare produsǎ reprezintǎ de fapt o încercare la scarǎ naturalǎ. Cunoscându-se limita de separație dintre masivul nederanjat și masa ce a alunecat se pot stabili prin calcule inverse parametrii rezistenței la forfecare, ținand seama cǎ în momentul ruperii gradul de mobilizare al rezistenței corespunde unui factor de stabilitate =1.

1.1.CAUZELE ALUNECĂRILOR DE TEREN

1.1.1.Aspecte generale

Alunecǎrile de teren sunt o urmare a perutrbǎrii stǎrii de echilibru dinamic în care se afla vresanții ,echilibrul menținut ,pe de o parte de acțiunea factorilor de mediu (forțe active),iar pe de alta parte ,de opoziția masivului la aceasta acțiune (forțe resistive).Echilibrul între forțele active și cele resistive asigurǎ versantului o stare de repaus sau de mișcare uniformǎ.Daca forțele active depașesc pe cele rezitive ,mișcarea versantului devine acceleratǎ ,pânǎ la atingerea unei noi stǎri de echilibru relative.

Studiind factorii care influențeaza alunecǎrile ,Terzaghi [1950] i-a clasificat în externi și interni :

Factori care influnțeaza condițiile de stabilitate ale pantelor

Influența diferiților factori (agenți) asupra stǎrii de echilibru a pantelor,se exercitǎ în mod combinat și izolat.

1.1.2.Cauze litologice

Alunecǎrile de teren se produc mai ales în massive stratificate,care,în general,sunt depozite sedimentate formate din alternațe de strate de praf argilos,praf nisipos și nisip prǎfos,cu grosimi variind de la cațiva metrii,la zeci de metrii.Aceasta sedimentarǎ cu structura stratificatǎ se datoreazǎ transportului realizat de râuri,de multe ori cu un caracter neregulat ,fiind influențata de schimbarea direcției curenților apei.Stratele de pǎmânt sunt în general purtǎtoare de apǎ,fie sub forma unui film subțire la zona de trecere între argilǎ și stratul mai permeabil(ex.praf nisipos),fie sub forma unei curgeri laminare în stratele permeabile de nisip,ieșind la suprafațǎ.Dacǎ în masivul mǎrginit de pantǎ existǎ strate subțiri de nisip,iar afluxul de apǎ din amonte este mai mare decât posibilitațile de drenaj ale stratelor ,presiunea apei din pori crește considerabil ,ceea ce poate duce ușor la declanșarea aluncǎrilor.

1.1.3.Cauze morfologice

Forma suprafeței terenului și înclinarea sa joacǎ un rol important în stabilitatea masivelor.

Declanșarea pierderii stabilitǎții poate fi produsǎ de mǎrirea excesivǎ a înclinǎrii pantei,de creșterea eforturilor datorate încǎrcǎrii pe pantǎ sau de slǎbirea bazei pantei.Aceasta se poate datora efectelor separate sau combinate ale acțiunii umane sau ale fenomnenelor naturale (eroziune,acțiunea apei de suprafațǎ).

1.1.4.Cauze fizico-chimice și biotice

Efectul cel mai important al diferitelor cauze fizice care afectezǎ direct stabilitatea masivelor,îl constitue scǎderea rezistenței la forfecare și în special micșorarea coeziunii,în cazul pǎmânturilor argiloase și prǎfoase.Se pot distinge douǎ aspecte :pe de o parte este vorba de o scǎdere a coeziunii întregului masiv prin fisurare și evoluția acestor fisuri pe mǎsura infiltrǎrii apei,urmatǎ în mod firesc de procese de umflare-contracție,favorizate de fenomene naturale datorate modificarilor sezoniere (cicluri îngheț-dezgeț,uscare,umezire);pe de altǎ parte ,ca urmare a eforturilor ce apar în aceste fisuri ,are loc o scǎdere a coeziunii materialului care constitue masivul de pǎmânt.

Factorii ce pot contribui la apariția acestor fenomene cu caracter fizico-chimic sunt fie naturali,fie legați de activitatea umanǎ(activitatea de construcții ,irigații,poluarea apelor,lucrǎri de canalizare).

O comportare specialǎ cauzatǎ de fenomene cu caracter fizico-chimic o prezintǎ argilele sensitive ,care ,atunci când structura le este deranjatǎ ,curg ca un fluid. Aceastǎ comoprtare se poate explica prin fenomenul de tixotrepie și,totodatǎ,prin spǎlarea sǎrururilor din pori.În cazul pierderii stabilitații unor astfel de pǎmânturi,mǎsurile luate pentru oprirea procesului de curegere rǎmân fǎrǎ efect.

1.1.5.Acțiunea apei

Apa reprezintǎ factorul predominant responsabil pentru producerea alunecǎrilor, aspect care de altfel a fost reliefat și în considerațiile anterioare.

Absența apei,pentru moment nu exclude apariția sa ulterioara,ca și activarea fenomenelor legate de prezența ei dupǎ un timp,de exemplu dupa precipitații puternice.

DESEN PG.21

PG.22

Modul în care variazǎ umiditatea materialului din masiv,ca urmare a precipitațiilor ,este prezent în urmatoarea figurǎ ,de unde necesitatea luǎrii în considerație a stǎrii de umiditate a pǎmântului odatǎ cu relațiile efort-deformație.

Desen pg.22

Din acțiunea apei în aceste forme asupra masivelor de pǎmânt se evidențiazǎ unele aspecte relevante:

apa reținutǎ

Interacțiunea apei cu scheletul mineral reprezintǎ un element hotarator al comportamentului mecanic al pǎmânturilor manifestându-se în special la pǎmânturile argiloase prin mǎrirea complexului de absorție;desen pg.24

Pentru diferitele tipuri de pǎmânturi ,curbele de reținere a apei (respectiv secțiunile corespunzatoare diferitelor stǎri de umiditate),au aliuri diferite ,dupǎ cum se remarcǎ în urmatoarea figurǎ,evidențiindu-se astfel și rǎspunsul diferit al acestor pǎmǎnturi la solicitǎrile hidrice(variații de umiditate).

Desen pg24

Acțiunea apei din pori care se poate manifesta:

-pe o suprafațǎ potențialǎ ori existentǎ de alunecare în materiale omogene ;

-pe de o parte este vorba de o scǎdere a coeziunii întregului masiv prin fisurare și evoluția acestor fisuri pe mǎsura infiltrǎrii apei,urmatǎ în mod firesc de procese de umflare-contracție,favorizate de fenomene naturale datorate modificarilor sezoniere (cicluri îngheț-dezgeț,uscare,umezire);pe de altǎ parte ,ca urmare a eforturilor ce apar în aceste fisuri ,are loc o scǎdere a coeziunii materialului care constitue masivul de pǎmânt.

Factorii ce pot contribui la apariția acestor fenomene cu caracter fizico-chimic sunt fie naturali,fie legați de activitatea umanǎ(activitatea de construcții ,irigații,poluarea apelor,lucrǎri de canalizare).

O comportare specialǎ cauzatǎ de fenomene cu caracter fizico-chimic o prezintǎ argilele sensitive ,care ,atunci când structura le este deranjatǎ ,curg ca un fluid. Aceastǎ comoprtare se poate explica prin fenomenul de tixotrepie și,totodatǎ,prin spǎlarea sǎrururilor din pori.În cazul pierderii stabilitații unor astfel de pǎmânturi,mǎsurile luate pentru oprirea procesului de curegere rǎmân fǎrǎ efect.

1.1.5.Acțiunea apei

Apa reprezintǎ factorul predominant responsabil pentru producerea alunecǎrilor, aspect care de altfel a fost reliefat și în considerațiile anterioare.

Absența apei,pentru moment nu exclude apariția sa ulterioara,ca și activarea fenomenelor legate de prezența ei dupǎ un timp,de exemplu dupa precipitații puternice.

DESEN PG.21

PG.22

Modul în care variazǎ umiditatea materialului din masiv,ca urmare a precipitațiilor ,este prezent în urmatoarea figurǎ ,de unde necesitatea luǎrii în considerație a stǎrii de umiditate a pǎmântului odatǎ cu relațiile efort-deformație.

Desen pg.22

Din acțiunea apei în aceste forme asupra masivelor de pǎmânt se evidențiazǎ unele aspecte relevante:

apa reținutǎ

Interacțiunea apei cu scheletul mineral reprezintǎ un element hotarator al comportamentului mecanic al pǎmânturilor manifestându-se în special la pǎmânturile argiloase prin mǎrirea complexului de absorție;desen pg.24

Pentru diferitele tipuri de pǎmânturi ,curbele de reținere a apei (respectiv secțiunile corespunzatoare diferitelor stǎri de umiditate),au aliuri diferite ,dupǎ cum se remarcǎ în urmatoarea figurǎ,evidențiindu-se astfel și rǎspunsul diferit al acestor pǎmǎnturi la solicitǎrile hidrice(variații de umiditate).

Desen pg24

Acțiunea apei din pori care se poate manifesta:

-pe o suprafațǎ potențialǎ ori existentǎ de alunecare în materiale omogene ;

-la zona de trecere între pǎmânturi de diferite naturi(masive stratificate),argile , pǎmânturi prǎfoase;

-în pǎmânturi permeabile (straturi de nisip) cu grosimi de ordinul metrilor și de unde de câte ori umiditatea crește ,apar tendințe de cedare sau de curegere lentǎ.

Desen pg.26

Aceastǎ ploaie eficace se poate stabili,ținand cont de zonele saturate și nesaturate din versant ,pornind de la relația:

P=E+I+δS

P=cantitatea de ploi cǎzute

E=evapotranspirația realǎ

I=infiltrația în zona nesaturatǎ

δS=variația stocului de apa în zona nesaturatǎ.

La constatǎri deosebit de interesante în acest sens s-a ajuns prin urmarirea în paralel ,pe baza unor mǎsurǎtori de teren, a variațiilor presiunii apei din pori(ca urmare a precipitațiilor),a deplasǎrilor și a vitezelor de deplasare în cazul unor versanți instabili din Franța ,variații exemplificate în urmǎtoarea figurǎ:

Desen pg.27

efectele unui curent de apǎ care se infiltreazǎ în teren depind de naturǎ terenului

-prin pǎmânturile nisipoase ,gradientul hidraulic ,care are valori maxime în zona de izvorâre la suprfatǎ produce antrenarea materialului ,dând naștere la o eroziune regresivǎ ,însoțitǎ de fenomene de lichefiere ,nisipul curgând ca un fluid . Alunecǎrile generate de astfel de fenomene se decalnseazǎ spontan și cauzeazǎ adeseori pagube importante.

-când apa se infiltreazǎ prin pǎmânturi prǎfoase sau argilo-prǎfoase ,se produc miscǎri ale întregii mase de pǎmânt ,de regula sub formǎ de curgeri lente . Volumul de material se deplaseazǎ cu viteze puțin variabile (de exemplu câțiva mm/zi) și acoperǎ tot ceea ce întǎlnește în cale-construcții ,drumuri ,canale etc.

În urma sa ,suprafața terenului se poate adânci ,fisura sau chiar prǎbușii.

acțiunea apei de suprafațǎ poate avea mai multe forme de manifestare:

-în masivele de teren cu stratificație foarte înclinatǎ sau cu fisuri verticale ,apa pǎtrunde și înmoaie materialul ,reducând rezitența la forfecare și favorizând alunecǎrile.

-în masivele cu suprafața degradatǎ sau alteratǎ ,apele de suprafatǎ cu regim torențial pot antrena fragmentele –detritice-uneori sub formǎ de avalanșe ,care acoperǎ eventualele construcții aflate la baza pantei.

-în terenurile prǎfoase ,apele de șiroire provenind de pe partea superioarǎ a versantului au un efect distructiv considerabil ,datoritǎ sensibilitǎții la șiroire a acestor formațiuni.

e) solifucțiunea constǎ în antrenarea materialului de pe suprafața pantelor de cǎtre zǎpada și pǎmântul în curs de dezghețare ,în perioadele de încǎlzire din primavarǎ.

1.1.6.Factori climatici

Principalii factori climatici care influnteazǎ alunecǎrile sunt precipitațiile și variațiile de temperatura ,care pot acționa fie separat ,fie in paralel.

Influența precipitațiilor nu se caracterizeazǎ însa exclusiv sub aspectul cantitǎții de apǎ ,ci și prin modul în care se produc .

Temperatura ,ca factor de influențǎ se face resimțitǎ în procesele de umflare-contracție(provocate de variațiile diurne de temperaturǎ , de radiația solarǎ ) care conduc la distrugerea legaturilor dintre particulele de pǎmânt ,ca și la apariția unor fisuri ,dupa perioadele de seceta ,și,totodatǎ ca urmare a variațiilor de umiditate generate de evaporarea apei.

1.1.7.Influenta vegetației

Vegetația are un efect favorabil asupra stabilitǎții pantelor si versanților

Transpirația medie anualǎ în arborete

Detaliere a influenței vegetației:

vegetația constitue o suprasarcinǎ pe versant și ca atare înlǎturarea ei poate reprezanta o reducere a încǎrcǎrii versantului;

prin înlaturarea arborilor ,versantul nu mai este solicitat de eforturile generate de împingerea exercitatǎ de vânt asupra trunchiurilor ;

putrezirea rǎdǎcinilor dupa despǎdurire ,reduce coeziunea straturilor de suprafatǎ;

înlaturarea arborilor produce modificari ale regimului de evapotranspirație și a apei subterane ,rezultand în general o creștere a umiditǎții terenului și o ridicare a nivelului apei subterane.

1.2.Verificarea stabilitǎții unui taluz

Analiza condițiilor de stabilitate a taluzului se face considerǎnd problema planǎ;pe sectorul analizat,digul are o lungime nedefinitǎ și o secțiune transversalǎ normalǎ de formǎ și marime constantǎ.Verificarea stabilitǎții are loc pe secțiunea

unei “felii”din dig având grosimea egalǎ cu unitatea(de exemplu,un metru).

Fiecare suprafațǎ posibilǎ de alunecare se caracterizeazǎ printr-un grad de asigurare ,exprimat prin valoarea coeficientului de sigurantǎ(Fs).Verificarea stabilitații unui taluz cu elemente geometrice date ,care marginește un masiv de pǎmânt cu caracteristici geotehnice cunoscut ,constǎ în determinarea suprafeței celei mai periculoase de alunecare ,cǎreia îi corespunde valoarea minimǎ a coeficientului de siguranțǎ.Aceastǎ suprafatǎ se stabilește prin încercǎri ,utilizându-se metoda “fâșiilor” elaboratǎ de cercetatorul suedez W.Fellenius.

Aplicarea metodei începe prin precizarea zonei în care trebuie cǎutat centrul cercului director al suprafeței celei mai periculoase de cedare.Studiile lui Fellenius au arǎtat cǎ acest centru se gasește în vecinǎtatea unei drepte ,definite prin douǎ puncte M și O1, ale caror poziții în planul considerat se stabilesc astfel:

– punctul M se gasește pe dreapta de cota –H ,la distanța de 4.5H spre amonte de proiecția B’ pe aceastǎ dreaptǎ a piciorului aval B al digului;

– punctul O1 se aflǎ la intersecția segmentelor O1B și O1A ,care fac unghiurile β1 cu taluzul și respectiv β2,cu orizontala .(fig.urmatoare):

Valorile β1 si β2,depind într-o anumitǎ mǎsurǎ de unghiul de pantǎ β al taluzului:

Latura ochiurilor se ia în mod curent de 0.15…0.2H,rotunjindu-se în metri întregi. Arcul director al suprafeței de alunecare examinate se traseazǎ deci luǎnd ca razǎ segmentul ONB=RN ,unde este numǎrul de odine al centrului avut în vedere.

Reguli:

baza fâșiilor trebuie sǎ fie cuprinsǎ într-un singur strat de pǎmânt

limitele dintre fâșii trec prin punctele de frângere a conturului digului

lǎțimea unei fâșii bi nu trebuie sǎ depǎșeascǎ ,de regulǎ, 1/10 din raza R a arcului.

Fs-factor de stabilitate(coeficient de siguranțǎ).

tgΦi și ci-parametrii rezistenței la forfecare ai pǎmântuui aflat la baza fâșiei “I”

desen pg 12

li-lungimea bazei fâșiei unde bi-lațimea fâșiei “I”;

αi-unghiul fațǎ de verticalǎ al razei ce trece prin mijlocul fâșiei “I”

hi-înalțimea totalǎ a fâșiei

γimed-greutatea volumicǎ medie ponderatǎ a fâșiei:

rui-coeficientul presiunii apei din pori:

unde valoarea presiunii apei din pori ui este datǎ de:

hwi-înaltimea apei in fâșia “I”

iw-unghiul fațǎ de orizontalǎ al liniei de depresie a apei

1.3.CLASIFICAREA ALUNECĂRILOR.

Desen S.M.(pg.7)

Clasificarea alunecǎrilor de teren(Popescu,1993):

prǎbușiri,cǎderi-fenomene de desprindere a pǎmantului sau rocii dintr-o pantǎ abruptǎ de-a lungul unei suprafețe,fǎrǎ alunecare.

Rǎsturnǎri:fenomene de rotire a unei mase de pǎmânt sau rocǎ în jurul unui punct aflat mai jos de centrul de greutatea al masei.

Extinderi laterale –fenomene de lǎțire a unei mase de pǎmânt coeziv sau stǎncǎ ,asociatǎ cu o scufundare generalǎ a masei fracturate în materialul mai moale aflat dedesubt .

Curgeri:fenomene de mișcare spațialǎ continuǎ a maselor pǎmântoase, asemanatoare mișcǎrii unui fluid vǎscos.

Primul semn al unei alunecǎri iminente îl constitue fisurile ce apar la partea superioarǎ a taluzului sau versantului ,perpendiculare pe direcția de mișcare (desen pg.8).Aceste fisuri se pot umple treptat cu apǎ ,care se infiltreazǎ in pǎmânt , slǎbindu-i rezistența și mǎrindu-i greutatea.

Din punct de vedere al stadiilor în care se poate afla în timp un proces de instabilitate, sunt prezentate diferitele stadii de desfǎșurare și denumirile acestora conform documentelor UNESCO.

Se definesc astfel:

alunecǎrile active-fenomenele care se desfǎșoara în prezent.

Alunecǎrile stabilizate ,dar active în trecut.

Alunecǎrile inactive , mai vechi de un an și care la randul lor pot fi:

laterale

abandonate in condițiile în care cauzele producerii lor au disparut (ex.râul de la bazǎ și-a schimbat cursul)

stabilizate-prin diverse metode inginerești de consolidare

vechi-care au fost active cu mii de ani in urmǎ ,dar ale cǎror urme se pot vedea încǎ.

alunecǎrile reactive-care au redevenit active dupa ce au fost inactive.

Elemente care pot caracteriza alunecǎrile în desfǎșurarea lor:

curgerea lentǎ sezonirǎ este cauzatǎ de variațiile temperaturii și umiditații pǎmântului din stratul de suprafațǎ.Adancimea stratului afectat de fluajul sezonier este egalǎ sau mai micǎ decǎt adâncimea de variație a temperaturii și umiditǎții.

Curgerea lentǎ continuǎ este cauzatǎ de forțele gravitaționale și se manifestǎ pânǎ la adâncime mai mare decât cea a variațiilor sezoniere.

Procedeul generalizat al fașiilor

Acest procedeu de analizǎ a stabilitǎții taluzelor aparține lui N. Jambu, 1954. Dupǎ publicarea bazei teoretice ale acestui procedeu, autorul a facut mai multe studii experimentale si completǎri.

Pornind de la constatarea cǎ împingerea pǎmântului, capacitatea portantǎ a fundațiilor și stabilitatea taluzurilor sunt categorii ale analizei generale de stabilitate a masivelor de roci în raport cu rezistența la forfecare, procedeul a fost aplicat la toate aceste tipuri de probleme. Aplicarea lui la studierea capacitații portante, de exemplu, conduce la rezultate concordante cu cele ale procedeelor teoretice exacte cunoscute

Premise si principii de bazǎ

Se considerǎ cǎ profilul morfologic, încǎrcǎrile exterioare, condițiile pe contur și caracteristicile fizico-mecanice a rocilor sunt cunoscute. Suprafața de alunecare este reprezentatǎ printr-o linie continuǎ prin masa taluzului. Masa cuprinsǎ între suprafața terenului și suprafața de alunecare este imparțitǎ în fâșii verticale convenționale (figura 1). Rezultatele totale ale forțelor de tracțiune dintre fâșii sunt notate cu T si E, corespunzând, respectiv, direcțiilor orizontale și verticale. În lungul suprafeței de alunecare, în situația de echilibru limitǎ, efortul de forfecare e iar efortul unitar normal total este .

O solutie completa, în condițiile forfecǎrii plane, presupune determinarea simultanǎ a patru necunoscute: E, T, e, si . Trei ecuații vor fi deduse prin impunerea conditiilor de echilibru static, iar cea de-a patra prin exprimarea stǎrii de echilibru plastic minimal. În plus, vor trebui satisfacute condițiile de echilibru (general) pe contur.

Principiul de bazǎ al metodei este urmatorul: se stabilesc mai întai, cele patru ecuații de baza necesare pentru aflarea celor patru necunoscute E, T, e, si . Deoarece cei patru parametrii necunoscuți sunt dependenți unul de altul, cele patru ecuații vor trebui rezolvate simultan, printr-un procedeu iterativ, condițiile de echilibru pe contur urmând a fi continuu satisfacute.

Suprafețe de alunecare, atât din punct de vedere al poziției cât și a formei, comportǎ o infinitate de posibilitați. Cǎnd se folosește coeficientul de siguranțǎ în raport cu rezistența la forfecare, vor fi alese forma și poziția suprafeței de alunecare care dau o valoare minima a acestuia. Aceastǎ suprafatǎ este numitǎ suprafatǎ criticǎ de alunecare. În particular, când factorul de siguranțǎ este unitar, se folosește noțiunea de suprafatǎ potentialǎ de alunecare.

Teoretic, ar trebui sa fie studiate un numar infinit de mare de suprafețe, cu diferite forme și localizǎri. Folosind experiența existentǎ, se va demonstra, prin exemple numerice, cǎ, din multitudinea de posibilitǎți existente, se poate folosi un numǎr convenabil de situații, fǎrǎ a face erori notabile.

Premise de lucru:

Pentru fiecare secțiune, problema este tratatǎ în coordonate bidimensionale. Dacǎ în cadrul taluzului studiat parametrii geometrici și fizico-mecanici variazǎ în direcția perpendicularǎ pe secțiune, vor fi studiate câteva secțiuni paralele caracteristice.

Este folosit coeficientul de siguranțǎ în raport cu rezistența la forfecare. Se considera cǎ Fs este constantîin lungul suprafeței de alunecare (valoare medie).

Se folosește rezistența la forfecare în funcție de eforturile totale sau efective, în funcție de tipul problemei studiate.

Poziția liniei pe care se gasesc punctele de aplicație ale forțelor E se considerǎ cunoscutǎ. Aceastǎ considerație este specificǎ acestei metode.

Condiții de echilibru

Conditiile impuse de echilibrul static vor fi aplicate pentru o fasie individuala cat si pentru intreaga masa de deasupra suprafetei de alunecare. Pentru simplificare, se considera o fasie caracteristica, desenata la scara marita in figura 1.b, care cuprinde notatiile si sitemul de forte care actioneaza pe toate cele patru laturi.

Corespunzator grosimii fasiei x, fortele de interactiune se modifica cu diferentele finite E si T. Punctele de aplicare pentru E si E + E sunt respectiv, e si e’.

Echilibrul static al fiecarei fasii este asigurat de echilibrul proiectiilor pe doua directii ortogonale (in cazul de fata axele de coordonate) si echilibrul momentelor tuturor fortelor fata de orice punct. Conditiile de echilibru pe directia orizontala si verticala se obtin din figura 1.b:

G + T = N cos + S sin (1)

E – Q = N sin – S cos (2)

in care G = G + qx + P, reprezentand greutatea totala a fasiei, este constituit din greutatea depozitelor si sarcinile exterioare (distribuite sau concentrate); S si N sunt componenta de forfecare si, respectiv, cea normala care actioneaza pe elementul l al suprafetei de alunecare.

Momentele fortelor fata de punctul n de aplicare a fortei N, se scriu folosind figura 1.b. observand ca si sunt cupluri si eliminand termenii de ordin secund, se obtine

(3)

Impartind cu x si rezolvand in raport cu T se obtine

; (4)

in care .

Ecuatiile (1), (2) si (4) exprima echilibru static al fasiei considerate.

Echilibrul vertical total este asigurat atunci cand componenta verticala V a fortelor de rezistenta pe suprafata de alunecare compenseaza intreaga greutate a corpului (inclusiv fortele exterioare q si P) si fortele verticale pe contur Ta si Tb:

(5)

Pentru fiecare fasie, componenta vericala a fortelor de rezistenta (solicitate pentru echilibru) se deduce din figura 1, in concordanta cu ecuatia (1):

(6)

Inlocuind (6) in (5) se obtine:

(7)

Aceasta ecuatie exprima faptul ca suma fortelor de forfecare diferentiale dintre fasii trebuie sa fie in echilibru cu fortele de forfecare de pe contur.

Echilibrul orizontal total este asigurat atunci cand componenta orizontala a fortelor de rezistenta H, care actioneaza pe suprafata de alunecare, sunt in echilibru cu fortele orizontale care actioneaza pe contur (Q, Ea si Eb):

(8)

Din figura 1.b. se deduce ca componenta orizontala H a fortelor S si N este

(9)

Introducand (9) in (8) se obtine relatia,

(10)

care indica ca componentele orizontale ale fortelor de rezistenta pentru fiecare fasie trebuie sa fie in echilibru cu fortele orizontale de pe contur.

Echilibrul momentelor totale. Printr-o demonstratie similara rezulta ca:

(11)

ceea ce inseamna ca suma momentelor fortelor diferentiale dintre fasii trebuie sa fie in echilibru cu momentele fortelor care actioneaza pe contur.

Ecuatii de baza

Pentru o analiza de stabilitate completa, toate conditiile stabilite anterior trebuie satisfacute simultan. Intrucat ecuatiile sunt aparent de natura implicita, se foloseste un procedeu iterativ de rezolvare numerica. In acest scop, este important ca ecuatiile de baza sa fie formulate sistematic. Ecuatiile (1) si (2) vor fi rescrise in scopul de a obtine o forma mai convenabila pentru T si E. N se obtine direct din (1):

Deoarece ; si se obtine urmatoarea relatie simpla pentru efortul unitar normal (total):

(12)

in care si

Expresia lui se deduce prin eliminarea lui din ecuatiile (1) si (2). In acest scop, se inmulteste (1) cu sin si (2) cu cos. Se scad relatiile intre ele si expresia astfel obtinuta se rezolva in raport cu , rezultand:

(13)

Deoarece

(13.a)

Sau inlocuind , rezulta:

sau: (13.b)

Rezulta ca o analiza de stabilitate completa (si corecta) presupune satisfacerea simultana a urmatoarelor sase ecuatii:

(14)

(15)

(16)

(17)

(18)

(19)

Echilibrul momentelor totale este inclus in ecuatiile de mai sus.

Formule de lucru pentru analiza stabilitatii taluzelor

Prin satisfacerea simultana a ecuatiilor deduse anterior, se poate obtine valoarea coeficientului de siguranta precum si marimra fortelor care actioneaza in lungul suprafetei de alunecare si pe planele conventionale dintre fasii.

In cazul unei forme oarecare a suprafetei de alunecare, toate ecuatiile de echilibru trebuie satisfacute simultan si, teoretic, este indiferent cu care din ele se incepe rezolvarea. Practic, este bine sa se inceapa cu ecuatia cu cea mai mare pondere in stabilirea echilibrului, si anume, cu cea obtinuta prin combinarea conditiilor de echilibru orizontal si vertical al fiecarei fasii (ecuatia 16)

Se fac urmatoarele inlocuiri:

(20)

(21)

sau , deoarece

Ecuatia (16) poate fi scrisa acum sub forma:

(22)

Introducand pe E conform (22) si (17) se obtine:

Admitand ca valoarea coeficientului de siguranta este constanta in lungul suprafetei de alunecare, ecuatia de mai sus poete fi rezolvata in raport cu Fs.

(23)

In cazul analizelor in care se folosesc eforturile totale (), valoarea rezistentei la forfecare (f=cn) este cunoscuta. In consecinta, ecuatia (23) este explicita in raport cu Fs. Singura necunoscuta este t care poate fi dedusa direct din (18).

si, deoarece , se gaseste:

(24)

Introducand (24) in (21), se obtine expresia generala a parametrului conventional A:

(25)

sau: in care:

(26), (27)

Deoarece n il contine pe Fs, se deduce ca si A il contine pe Fs si, ca urmare, ecuatia (23) este implicita in raport cu Fs (exceptand cazul cand =0). Din punct de vedere practic, aceasta forma de exprimare implicita a coeficientului de siguranta prezinta complicatii usor de depasit. Parametrul n este exprimat grafic in functie de tg si tg/Fs in figura 1.

Efortul de forfecare (rezistenta la forfecare solicitata in situatia de echilibru limita) este e=f/Fs.

Inlocuind pe f dedus din ecuatia (21) se obtine:

si substituind pe A conform (25) rezulta:

(28)

in care ce = c/Fs si tge = tg/Fs; ce si e sunt coeziunea si unghiul de frecare interioara solicitate (mobilizate) in situatia de echilibru limita; c si sunt coeziunea si unghiul de frecare disponibile.

Relatiile de mai sus impreuna cu (15) si (18) reprezinta intregul set de conditii necesare unei analize complete a stabilitatii taluzelor.

Explicarea procedeului (iterativ) de rezolvare numerica

Dupa trasarea suprafetei de alunecare, masa de deasupra acesteia este impartita in fasii conventionale. Se cunosc valorile urmatorilor parametri, pentru ficare fasie: tg- unghiul mediu de inclinare al bazei fiecarei fasii (fata de orizontala); x- latimea fasiei de orizontala (m); p=az+q- greutatea totala pe unitatea de latime(t/m2); u- presiunea medie din pori pe suprafata de alunecare (t/m2); c- coeziunea disponibila (t/m2); – unghiul de frecare interioara disponibil; Q- componenta orizontala a fortelor de la suprafata terenului (t).

Se incepe lucrul considerand t=0 si Fs cunoscut (cand este posibil, se recomanda folosirea factorului de siguranta obtinut prin metoda Fellenius sau Bishop). Acum, toate formulele de lucru sunt exprimate in functie de parametrii cunoscuti . Formulele de lucru necesare pentru rezolvarea acestei prime etape si a urmatoarelor sunt prezentate (sistematizate) in Tabelul 1.

Admitand t=0, se deduc valorile initiale pentru Fs,o; o; o; si Eo. Se retine ca e si sunt aplicate in punctele mediane ale fasiilor, iar E siT pe planele verticale dintre fasii. Daca se lucreaza in regim clasic, folosind un calculator electronic de birou, atunci n se deduce grafic si, pentru simplificare , se renunta la ciclul iterativ interior (Tabelul 1). Se trece la selectionarea liniei pe care sunt aplicate fortele de interactiune. In continuare se determina grafic, pentru fiecare fasie, ht si t.

Tabelul 1

Cunoscand E0 si pozitia “liniei de interactiune” se obtine, intr-o prima aproximatie, valoarea lui T1. In calculul raportului E/x din expresia lui T1 se face urmatoarea aproximatie:

Din distributia lui T1 se obtine T1 pentru fiecare fasie. Introducand T1 in formulele de lucru, se obtine un nou set de valori Fs; e; ; si E1. Calculul valorilor F1 si E1 face posibila determinarea unui nou set de valori Fs; 1; 1; si E2, si asa mai departe. In majoritatea cazurilor, convergenta este rapida incat una – doua incercari (excluzand etapa t=0) sunt suficiente pentru rezolvarea problemelor practice.

3.SISTEM DE ETANSARE -DRENAJ

3.1.DEFINITII:

Sistem de colectare si tratare a levigatului:

Levigat-deseu lichid generat in timpul activitatilor de depozitare a deseurilor solide prin:patrunderea apelor meteorice,prin corpul depozitului ,separarea apei continute in deseurile depozitate si descompunderea deseurilor biodegradabile depozitate.

Sistem de colectare a levigatului-totalitatea insatlatiilor prin vare levigatul este colectata la baza depozitului si transportat catre instalatia de transport /tratare.

Strat de drenaj pentru levigat-pietris spalat cu continut de carbonat de calciu de maximum 10%.

Conducta de drenaj pentru levigat- conducta perforata confectionata din polietilena de inalta densitate(PEHD)

Conducta de colectare pentru levigat-conducta care face legatura intre conductele de drenaj pentru levigat sic amine ,respective intre camine si staia de pompare si/sau rezervorul de stocare.

Statie de pompare pentru levigat-camin pentru levigat in interiorul caruia este instalata o pompa pentru evacuarea levigatului in rezervorul de stocare si/sau conducta de eliminare.

Sistem de colecatre si tratare a gazului:

Gaz de deposit-amestec de metan,bioxid de carbon si gaze de descompunere.

Sistem de colecatre a gazului-totalitatea instalatiilor si echipamentelor prin care circula gazul de deposit ,din corpul depozitului pana la exhaustor.

Put de extractie a gazului pe perioda de operare –putul de colecatre a gazului construit treptat ,o data cu cresterea nivelului corpului depozitului.

Put forat de extractie a gazului –putul de colectare a gazului executat prin forare dupa atingerea cotei finale de depozitare.

Material de drenaj – material granular permeabil din jurul conductelor perforate verticale ale puturilor de captare a gazului din corpul depozitului ,constand din pietris spalat 16-32 mm,cu contnut de carbonate <10%.

Conducta de drenaj –conducta din interiorul putului de extratce ,confectionata din PEHD si prevazuta cu perforatii rotunde(8-12mm diametru),prin care gazul de deposit este absorbit din corpul depozitului.

Conducta de captare a gazului –conducta dintre puturile de colectare (provizorii sau definitive) si statia de colectare a gazului.

Statia de colectare a gazului- instalatie care cuprinde cilindrul de colectare si echipamente de masura si prelevare a probelor.

Conducta de eliminare pentru gaz –conducta de transport intre statia de colectare si instalatia de tratare/valorificare a gazului de deposit.

3.2.CERINȚE CONSTRUCTIVE

3.2.1.Cerințe impude terenului de fundare și impermeabilizǎrii bazei depozitului

Se pot împǎrții in trei categorii:

-cerințe privind propietǎțile fizice

-cerințe privind proprietǎțile chimice

-cerințe de ordin biologic

Tipuri de solicitǎri asupra unui deposit de deșeuri ,pe întreaga

sa duratǎ de viațǎ

3.2.2.Cerințe privind proprietǎțile fizice

3.2.2.1..Omogenitatea terenului de fundare:

Materialul din care este construit terenul trebuie sa fie omogen.

3.2.2.2.Capacitatea portantǎ și stabilitatea terenului de fundare:

Terenul trebuie sǎ fie stabil.Calculul terenului de fundare se face tinând cont de regelementǎrile tehnice în vigoare și în concordanțǎ cu:

STAS 3300/1-85 Principii generale de calcul,

STAS 3300/2-85 Calculul terenului de fundare în cazul fundǎrii directe.

3.2.2.3..Poziția pânzei freatice în amplasamentul depozitului:

Distanța dintre nivelul hidrostatic cel mai ridicat al apei subterane și cel mai jos punct al suprafeței inferioare a stratului de izolare a bazei depozitului,nu trebuie sǎ fie mai micǎ de 1.00m.

3.2.3.Cerințe privind propietǎțile chimice ale terenului de fundare

3.2.3.1.Conținutul de carbonat pentru materialul argilos ce constitue barierele geologice a depozitului trebuie sa fie mai micǎ de 10%(masa).

3.2.3.2.Conținutul de materii organice pentru materialul argilos ce constitue bariera geologicǎ a depozitului trebuie sa fie mai mic de 5%(masa).

3.2.4.Cerințe de ordin bilogic

Este necesar a se lua mǎsuri de protecție a barierelor construite ,împotriva eventulalelor degradǎri produse de acțiunea rǎdǎcinilor plantelor,animalelor și microorganismelor .Protecția împotriva animalelor rozatoare se face prin acoperirea barierelor cu un strat de pietriș grosier.

3.2.5.Mineraloga terenului de fundare

Bariera naturalǎ geologicǎ ,precum si cea construitǎ prin compactarea în straturi successive a materialelor ,trebuie sa fie construitǎ din pǎmânturi cu conținut de argilǎ,dupǎ cum urmeazǎ:

– barierǎ naturalǎ:conținut de minimum 15% (masǎ) minerale argiloase cu d<0.002mm;

– barierǎ construitǎ:conținut de minimum 20%(masǎ)minerale argiloase cu d<0.002mm.

Atât bariera naturalǎ,cât și cea construitǎ ,trebuie sǎ aiba un conținut de maximum 40% (masǎ) nisip și pietriș cu diametrul particulelor cuprins între 0.06 și 63mm.

Argila trebuie sǎ conținǎ ,în proporție mai mare de 10% minerale cu potențial ridicat de reținere a particulelor poluante din levigat și cu capacitate mare de umflare(cum sunt mineralele smectice-illit, montmorilonit etc.)

3.2.6.Cerințe privind impermeabilizarea bazei depozitului

3.2.6.1..Bariera geologicǎ naturalǎ

Bariera geologica naturala trebuie sa indeplineasca urmatoarele cerinte:

Daca locatia depozitului de deseuri nu indeplineste aceste cerinte,se realizeaza calcule de hidraulica subterana care sa stea la baza proiectarii solutiilor alternative; in consecinta in amplasament trebuie sa se execute o bariera geologica constuita. Aceste bariere geologice construite sunt proiectate tinand cont de conditiile geologice locale si de recomandarile generale din acest normative.

3.2.6.2..Bariera construitǎ

Bariera consrtuita trebuie sa indeplineasca cel putin cerintelel de mai jos:

Sunt acceptate variantele prezentate in figurile urmatoare:

a)varianta de impermeabilizare a bazei pentru depozitele de deșeuri periculoase(clasa a)

b)varianta de impermeabilizare a bazei pentru depozitele de deșeuri nepericuloase(clasa b):

c)varianta de impermeabilizare a bazei pentru depozitele de deșeuri nepericuloase(clasa b)

3.2.6.3.Straturi de etanșare din materiale sintetice și drenajele aferente

(conform figurilor precedente)

a)Cerințe de ordin general:

Straturile de etanșare executate din materiale sintetice prefabricate sunt costruite în concordanțǎ cu tabelul urmator:

Etanșǎrile din materiale sintetice trebuie sǎ fie construite cu geomebrane din polietilena de înalta densitate (PEHD),de grosime mai mare sau egalǎ cu 2.5mm pentru depozitele de clasa a,respectiv 2.0 mm pentru depozitele de clasa b.

Se accepta soluții tehnice alternative de etanșare cu ajutorul altor materiale ,numai dacǎ aceasta respectǎ condițiile necesare privind protecția subsoloului și a apei subterane ,în mod echivalent cu etanșarile cu geomembrane.

b)Cerințe speciale pentru geomembranele PEHD

-cerințe privind proprietǎțile fizice ale geomebranelor:

3.3.CERINTȚE CONSTRUCTIVE PENTRU BARIERĂ, IMPERMEABILIZARE ȘI SISTEMUL DE DRENAJ PENTRU LEVIGAT:

3.3.1.Terenul de pozare al etanșǎrii sintetice:

Stratul de bazǎ pe care se așeazǎ stratul sintetic de etanșare trebuie sǎ aibǎ toleranța la planeitate de maximum 2cm/4.0m.

3.3.2.Panatele bazei depozitului:

Baza depozitului se proiecteazǎ și se construiește astfel încât ,dupǎ stingerea tasǎrilor din terenul de fundare și în corpul deșeurilor ,aceasta sǎ aibǎ o înclinație finalǎ de cel putin 3% transversal pe rețeaua de conducte de drenaj și cel puțin de 1% longitudinal pe aceasta.

3.3.3.Protecția mecanicǎ a etanșǎrii sintetice:

Geomembranele PEHD din stratul de etanșare de la baza depozitului se protejeazǎ împotriva penetrǎrii mecanice provenite din încarcarea data de corpul deșeurilor.Stratul de protecție poate fi constituit din geotextile și/sau dintr-un strat de nisip mediu-fin(conform STAS 1913/5-85)

Geotextilele trebuie sa fie fabricate din fibre noi de polietilenǎ sau polipropilenǎ.

3.3.4.Stratul de drenaj aferent etanșǎrii sintetice:

Stratul de drenaj este constituit din pietriș spǎlat cu conținut de carbonat de calciu≤10%.Dispunerea acestuia trebuie sa fie proiectatǎ pe baza principiului fibrelor inverse în așa fel încât sǎ nu fie posibilǎ colmatarea acestuia cu particule provenite din corpul deșeurilor.Grosimea stratului mineral de drenaj nu trebuie sa fie mai micǎ de 50 cm,iar permeabilitatea acestuia ≥10-3m/s.Grosimea stratului de drenaj deasupra generatoarei superioare a conductelor de drenaj ,trebuie sa fie cel putin egala cu doua diametre nominale a conductei ,(g≥DN),dar nu mai mica de 50cm.

3.3.5.Conductele de drenaj pentru levigat:

Rețeua de conducte de drenaj se construiește deaspura sistemului de etanșare a bazei depozitului.Diamentrul nominal al conductelor de drenaj(DN)nu trebuie sǎ fie mai mic de 250 mm,materialul pentru fabricarea acestora fiind polietilena de înaltǎ densitate(PEHD).Dimensiunile fantelor conductelor de drenaj se proiecteazǎ în funcție de diametrul particulelor matrialului de filtru în care acestea sunt înglobate. Conductele trebuie sa aiba perforații numai pe 2/3 din secțiunea transeversalǎ ,rǎmând la partea inferioarǎ 1/3 din secțiunea transversalǎ neperforatǎ ,pentru a fi asiguratǎ asfel funcția de transport a levigatului (fig.3.2.1).Lungimea maxima a unei conducte ce constitue o ramura a rețelei de drenaj este de 200m.

Pantele finale ,ținând cont de greutatea corpului depozitului și de tasarea subsolului,trebuie sa fie de maximum 1% de-a lungul conductelor de drenaj și de maximum 3% în secțiunea transversalǎ ,de-o parte și de alta a conductelor.

3.3.6.Cerinte privind primul strat de deseuri depozitate

Primul strat de deșeuri de deasupra stratului de drenaj ,în grosime de 1m,se depune cu atenție,fǎrǎ compactare și cu evitarea circulației excesive a mijloacelor de transport pe acesta.Compactarea deșeurilor depozitate începe numai dupǎ ce stratul de deșeuri depașește 1 m grosime.Primul metru de deșeuri depozitate trebuie sa fie construit din deșeuri menajere cu granulozitate medie.deșeurile masive ,voluminoase, cele sub forma semilichida ,mâloasǎ, nisipurile fine și alte tipuri de deșeuri care pot penetra în sistemul de drenaj colmatându-l sunt interzise a se depune în primul metru de deșeuri deasupra drenajului.

3.3.7.Cerinte privind construcita barierelor

Construcția barierelor din materialul argilos necesitǎ urmatoarele condiții și etape de lucru:

– condiții climatice corespunzatoare ,fǎrǎ soare putenic ,ploaie și temperaturi mai mici de 5ºC, respectiv mai mari de 28ºC :

– materialul necesitǎ un conținut de apǎ cu ecuația WDPR≤W≤W95%DPR; acest conținut de apǎ se corecteazǎ prin uscare ,respectiv udare,în urma testelor efectuate cu echipamente speciale;

-comapactarea materialului argilos se face cu un compactor picior de oaie: la sfașitul unei zile de lucru, gǎurile rǎmase în urma trecerii cu compactorul picior de oaie se acoperǎ cu ajutorul unui compactor obișnuit utilizat în construcții .

3.4..COLECTAREA LEVIGATULUI

3.4.1.Cerințe generale

Sistemul de colectare a levigatului cuprinde :stratul de drenaj pentru levigat,conductele de drenaj pentru levigat ,conductele de colectare pentru levigat, cǎminele ,stația de pompare ,rezervorul de stocare ,conducta de eliminare pentru levigat, instalația de transvazare –în cazul tratǎrii unui alt amplasamnet.

unde:

1-bariera geologicǎ

2-impermeabilizare

3-strat de drenaj pentru levigat

4-conducta de drenaj pentru levigat

5-cǎmin pentru levigat

6-conductǎ de colectare pentru levigat

6a-zona în care se amplaseazǎ sistemele de control al scurgerilor

7-stație pompare pentru levigat

8-rezervor pentru levigat

9-conductǎ de eliminare pentru levigat

10-instalație de transvazare pentru levigat

Conductele de colectare pentru levigat trebuie sa fie confecționate din PEHD și sa aiba un diametru nominal DN≥200mm.

Cǎminele pentru levigat se amplaseazǎ în afara suprafeței impermeabilizate de depozitare și se construiesc din PEHD sau beton captușit la interior cu un strat de protecție împotriva acțiunii corozive a levigatului.Diametrul interior al cǎminelor pentru levigat trebuie sa fie minimum 1 m,iar instalațiile se amplaseazǎ astfel încat sǎ permitǎ controlarea și curǎțarea conductelor de colectare și a celor de eliminare.

Stațiile de pompare pentru levigat trebuie sǎ îndeplineascǎ aceleași cerințe ca și cǎminele pentru levigat.Pompele pentru levigat trebuie sǎ fie confecționate din materiale rezistente la acțiunea coroziva a levigatului.

Rezervoarele subterane se confecționeaza din PEHD sau beton, cele de beton se captușesc la interior cu un strat de protecție rezistent la acțiunea corozivǎ a levigatului.Rezervoarele supraterane se confecționeaza din beton sau oțel și se cǎptușesc la interior cu un strat de protecție rezistent la acțiunea corozivǎ a levigatului.Rezervoarele supraterane se izoleazǎ la exterior împotriva înghetului. Rezervoarele pentru levigat se dimensioneazǎ astfel încat sǎ aibǎ capacitate suficientǎ pentru stocarea unui volum de levigat egal cu diferența dintre volum maxim de levigat generat și capacitatea instalației de tratare/tranvazare.

Conductele de eliminare pentru levigat trebuie sa fie confecționate din PEHD și sa aiba un diametru nominal DN≥200mm.

Instalația de tarnsvazare pentru levigat se realizaeazǎ din beton captușit la interior cu un strat de protecție rezistent la acțiunea corozivǎ a levigatului. Pompa de transvazare se confecționeazǎ dintr-un material rezistent la acțiune corozivǎ a levigatului.

Sistemele de control pentru detectarea scurgerilor de levigat sunt necesare ,în cazul depozitelor de deșeuri periculoase și nepericuloase (clasa s,clasa b) ,pentru a preveni scurgerea levigatului din instalțiile aflate în afara zonei de impermeabilizare.Ele trebuie amplasate în zonele în care ,din cauza sarcinilor statice, exista riscul cel mai mare de rupere a conductelor .

3.4.2.Cerințe privind dimensionarea sistemului de colectare a levigatului:

Sistemul de colectare a levigatului are rolul de a asigura menținerea levigatului în corpul depozitului la un nivel minim.

Sistemul de colectare a levigatului se proiecteazǎ și se dimensioneazǎ conform cu:

-prognoza de generare a levigatului;

-tehnica de gestionare a acestuia:tratare într-o instalație proprie sau evacuare cǎtre o altǎ instalație de tratare.

Dimensionarea elementelor componente ale sistemului de colectare a levigatului se realizeazǎ pornind de la o valoare medie a volumului de levigat generat,recomandat de 3 l/s.ha.Aceasta valoare este acoperitoare pentru dimensionarea conductelor de drenaj atât din punct de vedere hidraulic ,cât și static.

Cantitatea de levigat se calculeazǎ pentru toate fazele de operare ,astfel încât sǎ se determine valorile critice necesare pentru dimensionare.

3.5..TRATAREA LEVIGATULUI.

3.5.1.Scop

În funcție de condițiile locale specifice,caracteristicile levigatului și de receptorul în care se evacuaeazǎ acesta,tratarea levigatului se poate realiza în douǎ tipuri de instalații,și anume:

-instalație de tratare proprie depozitului care sǎ permitǎ evacuarea levigatului direct în receptorul natural cu respectarea legislației în domeniu privind valoarea indicatorilor de calitate a efluentului;

-instalație de preepurare a levigatului pentru a fi evacuate într-o stație de epurare a apelor uzate orǎșenești, cu respectarea valorilor indicatorilor de calitate a efluentului.

Este interzisǎ reciclarea levigatului în corpul depozitului.

3.5.2.Procedee de tratare a levigatului

Instalația de tratare trebuie sǎ asigure desfǎșurarea proceselor corespunzatoare pentru reducerea valorilor concentrațiilor la urmatorii indicatori:

materii solide în suspensie

consum chimic de oxygen

consum biochimic de oxygen

amoniu

nitrații

sulfuri

cloruri

metale grele

Procedee de tratare a levigatului:

Procedeele de tratare prezentate anterior sunt alese și combinate în funcție de specificul fiecarui caz în parte, astfel încat sǎ se realizeze o tratare optimǎ a leviagutlui ,din punct de vedere etnic și economic.

Combinația de procedee aplicatǎ trebuie sǎ asigure îndepartarea urmǎtorilor poluanți:

azot amoniacal

substanțe organice biodegradabile și nebiodegradabile

substanțe organice clorurate

saruri minerale

Procedeele de tratare trebuie alese astfel încât sǎ se asigure și eliminarea corespunzatoare a reziduurilor de la tratarea levigatului.

Tratarea levigatului se realizeazǎ cu ajutorul echipamnetelor speciale ,modulare ,care se aleg în funcție de specificul fiecarui caz în parte.

3.6..SISTEMUL DE COLECTARE A GAZULUI

3.6.1.Cerințe generale

Principalul scop al degazǎrii la depozitele care acceptǎ deșeuri biodegradabile este de a preveni emisia de gaz in atmosferǎ datoritǎ consecințelor ei negative asupra mediului(gaz cu efect de serǎ).

Sistemul de degazare trebuie sǎ fie construit astfel încât sa se garanteze siguranța construcției si sǎnǎtatea personalului de operare.Întregul sistem de colectare a gazului trebuie construit perfect etanș fațǎ de mediul exterior și trebuie sǎ fie amplasat izolat fațǎ de sistemele de drenaj și evacuare a levigatului,respective a apelor din precipitații.

Materialele din care sunt construite instalațiile trebuie sǎ fie rezistente împotriva acțiunilor agresive generate de:

temperatura ridicatǎ din corpul depozitului (pâna la 70ºC)

încǎrcarea provenitǎ din greutatea corpuli deșeurilor , a acoperirii de suprafațǎ a depozitului, si cea provenitǎ din traficul utilajelor (compactorul, camioane..)

levigat și condensat

microorganisme,animale sau ciuperci.

O instalație activǎ de extracție ,colectare și tratare a gazului este alcatuita din urmǎtoarele componente :

– puț de extracție a gazului,cuprinzând conducte de drenaj

– conducte de captare a gazului

– stații de colectare a gazului

– conducte de eliminare si conducta principalǎ de eliminare a gazului

– separator de condens

– instalație de ardere controlatǎ a gazului/instalație pentru valorificarea gazului- instalație de siguranțǎ pentru arderea controlatǎ

-componente de siguranțǎ

3.7.SISTEMUL DE IMPERMEABILITATE A SUPRAFEȚEI

3.7.1.Cerințe pentru închiderea depozitelor pentru deșeuri nepericuloase / municipale(clasa b)

Sistemul de impermeabilizare trebuie sa îndeplineascǎ urmǎtoarele cerințe:

sǎ fie rezistent pe termen lung si etanș fațǎ de gazul de depozit

sǎ rețina și sǎ asigure scurgerea apei din precipitații

sǎ formeze o bazǎ stabilǎ și rezistentǎ pentru vegetație

sǎ prezinte siguranțǎ împotriva deteriorarilor provocate de eroziuni

sǎ fie rezistent la variații mari de temperaturǎ

sǎ împiedice înmultirea animalelor(șoareci,cartițe)

sǎ fie circulabil

sǎ fie ușor de intreținut.

Așezarea ultimului strat de impermeabilzare la suprafațǎ se realizeazǎ numai atunci când tasǎrile corpului sunt intr-un stadium la care nu mai pot determina deteriorarea acestui sistem.

3.7.2.STRATUL DE SUSȚINERE

Pe suprafața nivelatǎ a deșeurilor se aplicǎ un strat de susținere cu o grosime minimǎ de 50 cm și o grosime maximǎ de 1.00m,care se niveleazǎ.Stratul de susținere trebuie sǎ permitǎ pǎtrunderea gazului,iar valoarea coeficientului de permeabilitate trebuie sa fie ≥1 x 10-4 m/s. Stratul trebuie sa asigure preluarea sarcinilor statice și dinamice ,care apar o datǎ cu realizarea sistemului de impermeabilizare.Modulu de elasticitate la suprafațǎ trebuie sa fie de minim 40 MN/m2.

Ca material pentru stratul de susținere se pot utiliza deșeurile de construcții și

demolǎri ,pǎmântul excavat ,cenușa ,deșeurile minerale adecvate sau materiale

naturale .Conținutul de carbonat de calciu nu poate depǎși 10% (masa).Stratul de

susținere nu are voie sa conținǎ componente organice (lemn),materiale plastice ,

asfalt cu cinținut de gudron ,fier /oțel si metale .Mǎrimea maximǎ a granulelor

materialului nu poate depași 10 cm. Stratul de susținere trebuie sa fie omogen și

rezistent la eforturi în mod uniform ,suprfața trebuie sǎ fie planǎ și nivelatǎ. Nu se

poate utilize material coeziv.

3.7.3.Colectarea gazului de depozit

Pe stratul de susținere se aplicǎ un strat de drenare a gazului cu o grosime ≥0.30m.

Suprafața trebuie sǎ fie neivelatǎ .

Materialul de drenare trebuie sǎ aibǎ un coeficient de permeabilitate de minim

1 x 10-4 m/s.Mǎrimea granulelor nu trebuie sǎ fie mai mare de 32 mm, domeniul

optim al diametrului granulelor este intre 8 si 32 mm.Procentul de granule superioare

și inferioare nu poate depǎși 5%.Conținutul de carbonat de calciu trebuie sǎ fie mai

mic de 10%(masa).

Siguranța la sufoziune fațǎ de stratul de susținere trebuie sǎ fie asigurtǎ.

La utilizarea materialelor de drenare artificiale trebuie doveditǎ atât rezistența

acestora fațǎ de apa din condens si gazul de deposit,precum si rezitența pe termen

lung la eforturile pe care le preia stratul de drenaj.

3.7.4.Stratul de impermeabilizare mineral.

Stratul de impermeabilizare mineralǎ a suprafeței trebuie sa aibǎ o grosime minimǎ

De 0.50 m și un coeficient de permeabilitate <5 x 10-9 m/s.Conținutul de carbonat

trebuie sa fie mai mic de 10%(masa),conținutul de argilǎ cu diametrul granulelor

<0.005mm sǎ fie minim 20% (masa).Mǎrimea maximǎ a granulelor este limitatǎ la 63

mm.Conținutul de componente organice din argilǎ este limitat la maxim 5%(masa),iar

componentele din lemn (rǎdǎcini,crengi,et.) nu sunt premise.

Impermeabilizarea cu material argilos se aplicǎ in doua straturi compactate cu

compactorul cu role.Stratul de impermeabilizare trebuie sǎ aibǎ toleranța la planeitate

de maximum 2cm/4.0m. Densitatea proctor trebuie sǎ fie ≥92%.

3.7.5.Stratul de drenaj pentru apa din precipitații

Stratul de drenaj se realizeazǎ cu o grosime minimǎ de 0.30m.Coeficientul de

Permeabilitate trebuie sǎ fie >1 x 10-3m/s,proporția de carbonat de calciu nu poate

depași 10%(masa).Materialul de drenare trebuie sǎ fie stabil pe taluzuri și sǎ se

aplice uniform pe întreaga suprafațǎ a depozitului.

Mǎrimea granulelor materialului de drenare trebuie sǎ fie cuprinsǎ între 4 mm si 32

mm.Pe stratul de drenaj pentru apa din precipitații se aplica un strat separator ,

pentru a împiedica pǎtrunderea componentelor din stratul de recultivare în stratul

de drenaj.Geotextilele utilizate sunt materiale rezistente pe termen lung ,cum ar fi

polipropilena (PP) sau polietilena de inaltǎ densitate (PEHD) ,cu masa pe unitatea de

suprafatǎ≥400 gr/m2.

Geotextilele trebuie sǎ permitǎ pǎtrunderea apei și sǎ respecte cerințele conform

prevederilor standardelor în vigoare.

Nu este permisǎ utilizarea materialelor reciclate.

Se poate renunța la utilizarea stratului de separare ,dacǎ este probatǎ siguranța la

sufoziune.

3.7.6.Stratul de recultivare

Stratul de recultivare se realizeazǎ cu o grosime totalǎ ≥1.00m. La realizarea stratului

de recultivare ,utilajele pot circula pa caile de circulație amenajate în acest scop.

Stratul de recultivare constǎ dintr-un strat de reținere a apei (d≥85 cm) ,din stratul de

sol vegetal (d≥15cm),precum și din vegetație(gazon).

Plantarea tufișurilor este permisǎ numai dupǎ 2 ani de la plantarea gazonului. Pot fi

plantate numai specii de tufișuri cu radǎcini scurte.

Materialul pentru stratul de reținere a apei constǎ din nisip ușor coeziv și din pietriș.

3.8.COLECAREA APELOR DE PE SUPRAFEȚELE ACOPRITE

3.8.1.Instalții pentru monitorizare

Operatorul depozitului este obligat ca înainte de punerea în funcțiune a depozitului sǎ

asigure o minimǎ dotare cu instrumente și aparaturǎ de masurǎ și control ,care la

intervale regulate sǎ determine starea de funcționare a depozitului prin:

sistem de monitorizare a apei freatice ,care sǎ conținǎ cel puțin un forj (puț) în amonte și minim 2 foraje în aval ,amplasate în perimetrul aferent depozitului;

instalații de monitorizare a tasǎrilor și deformǎrilor sistemului de izolare a bazei depozitului,precum și a corpului depozitului.Se pot obține și prin obsevații realizate din avion sau satelit;

instalații de monitorizare a levigatului, a apelor acumulate la suprafața depozitului și a precipitațiilor

instalții de monitorizare a datelor meteorologice:

-instalații de monitorizare a precipitațiilo

-instalații de mǎsurare a temperaturii

-instalații de mǎsurare a vântului

-instalații de mǎsurare a evaporǎrii apei

Dacǎ la un deposit de deșeuri de constatǎ emisii de gaze ,trebuie prevazute instalații de captare a acestuia și sisteme de monitorizare în acest sens.

3.9.ÎNCHIDERE ȘI MONITORIZARE POST-ÎNCHIDERE

3.9.1.Închiderea depozitului

Închiderea începe odata cu încetarea exploatǎrii depozitului(încetarea depozitǎrii deșeurilor ) pe o anumita suprafațǎ a depozitului.

Autoritatea componentǎ trebuie sa efectueze la finalul fazei de închidere avizarea acestei închideri și apoi sǎ ia în considerare urmatoarele:

declarația anualǎ cu privire la starea depozitului

evaluarea anualǎ a controalelor

capacitatea de funcționare a sistemelor de etanșare din cadrul depozitului și a instalațiilor de monitorizare;

planuri de funcționare și planuri de situație

Utilizarea ulterioarǎ a amplasamentului de face tinând seama de condițiile și restricțiile specifice impuse de existența depozitului acoperit ,în funcție de stabilitatea terenului și de gradul de risc pe care acesta îl poate prezenta pentru mediu și sanatatea umanǎ.

3.9.2.Monitorizarea post-închidere

Coform preverilor legale ,operatorul depozitului este obligat sa efectueze monitorizarea post-închidere ,pe o perioadǎ stabilitǎ de cǎtre autoritatea de mediu competentǎ(minimum 30ani).Aceastǎ perioadǎ poate fi prelungitǎ dacǎ în cursul derulǎrii programului de monitorizare de constatǎ ca depozitul nu este încǎ stabil si poate prezenta riscuri pentru factorii de mediu și sanatatea umanǎ.

Este necesarǎ obtinerea autorizației de gospodǎrirea apelor de la autoritatea componentǎ pentru gospodarirea apelor ,în scopul asigurǎrii respectǎrii cerințelor legale în vigoare privind protecția calitǎții apelo.

În cazul în care se constatǎ efecte negative asupra mediului,operatorul depozitului de deșeuri este obligat sa onformeze autoritatea de mediu componentǎ în mod operativ.

Valorile obținute pentru fiecare factor de mediu se comparǎ cu cele prevǎzute de normele legislative în vigoare.

Analizele și determinǎrile necesare pentru auto-monitorizarea emisiilor și controlul calitǎții factorilor de mediu se realizeazǎ conform cu cernițele legale în vigoare,iar rezultatele se înregistreazǎ/pǎstreazǎ pe toatǎ perioada de monitorizare.

Operatorul depozitului de deșeuri este obligat sǎ raporteze rezultatele activitǎții de auto-monitoring cǎtre autoritatea de mediu competentǎ,la cererea acesteia.

4.DEPOZIT DE DEȘEURI

4.1. EVACUAREA ECOLOGICĂ A DEȘEURILOR URBANE

4.1.1. Igiena

Accelerarea răspândirii epidemiilor prin contactul cu deșeurile din gospodării

particulare sau de exemplu din amplasamente pentru tratamente medicale este astăzi

un fapt cunoscut, căruia i se caută soluții în cadrul asigurărilor sociale.

Microrganismele și substanțele din reziduurile urbane pot afecta sănătatea

oamenilor. Multe dintre mecanismele de transport și de manifestare ale acestora sunt

cunoscute și constituie obiect al prezentului ghid. Măsurile de prevenire (de exemplu

respectarea distanțelor de siguranță, a intervalelor de ridicare a gunoiului, a interdicției

de acces în rampele de gunoi deschise) sunt stabilite astăzi de către autoritățile de

control și de cele care eliberează autorizații, autoritati care asigură totodată și realizarea

Poluarea mediului prin deșeuri

Prin recunoașterea influenței substanțelor dăunătoare asupra organismelor vii și

adoptând o tehnică de analiză îmbunătățită, discuției i s-a adăugat la începutul anilor

o nouă dimensiune. Gunoiul urban a început să fie considerat ca un amestec

nedefinit de substanțe, mai mult sau mai puțin dăunător din punct de vedere chimic,

care, prin reacții chimice și biologice interne, poate conduce la alte substanțe și mai

dăunătoare. Depozitele de deșeuri, privite până acum formal au început să fie denumite

depozite – reactor.. Dupa acest moment, oamenii de știință au început să acorde

atenție potențialului reactiv al deșeurilor și emisiilor nocive ale acestora.

Căile principale de răspândire a substanțelor dăunătoare din depozitele de

reziduuri neprotejate sunt aerul, solul și apa. Riscul aparitiei emisiilor ca și necesitatea

realizarii barierelor tehnice de impiedicare a răspândirii lor in mediul inconjurător

constituie premisa adoptarii măsurilor de protecție și prevenire a poluării, utilizate astăzi

pe scară largă in țările dezvoltate. Aceste măsuri sunt prezentate in cele ce urmează.

4.2. EVITAREA PRODUCERII DE DEȘEURI/VALORIFICAREA DEȘEURILOR

Obligația de a evita formarea deșeurilor este formulată în Legea 426/2001,

privind aprobarea si modificare Ordonantei de Guvern 78/2000 privind regimul

deseurilor. Nu trebuie .să ne ocupăm numai de o valorificare responsabilă și o

înlăturare a deșeurilor., ci .trebuie să luăm și măsurile necesare pentru a limita

formarea deșeurilor.. Acest obiectiv poate fi atins prin .încurajarea tehnologiilor curate

și a produselor revalorificabile și reutilizabile.. Asigurarea posibilităților de vindere a

deșeurilor valorificabile trebuie luată în considerare, ca o altă cerință a politicii

deșeurilor. Reintroducerea în circuit și reutilizarea deșeurilor ca materii prime este un

domeniu care trebuie stimulat, fapt pentru care trebuie elaborate prescriptii speciale.

4.2.1. Colectare selectivă a diferitelor tipuri de deseuri

Printr-o colectare selectivă a fracțiunilor deșeurilor se optimizează cota de

valorificare a acestora. Cheltuielile și profitul trebuie să fie într-un raport rațional,

întrucât este necesară o examinare specifică a valorii și a cheltuielilor de selecție ale

tipului respectiv de reziduuri.

Populația este afectată în principal:

• de pericolul imbolnavirii datorate rozătoarelor și insectelor existente în

punctele de precolectare deschise din zonele de locuit, accentuata si de ridicarea

neregulată a deșeurilor;

• de pericolele de imbolnavire determinate de apa de băut contaminată (pentru

cei care locuiesc în apropierea rampelor de gunoi);

• de mirosurile grele din punctele de precolectare a deșeurilor și din apropierea

depozitelor, ca și în timpul ridicării deșeurilor;

• de pericolul pentru copiii și tinerii care, mai ales în clădirile cu mai multe etaje,

se joacă în apropierea punctelor de precolectare. Un alt pericol vine din partea

depozitelor nepăzite, unde copii au acces liber;

• de substanțe dăunătoare, răspândite probabil și prin lanțul alimentar,

deoarece nu este interzisă folosirea în scopuri agricole a suprafețelor învecinate cu

depozitele de reziduuri.

4.3. ECHIPAMENTUL PENTRU COLECTAREA SI TRANSPORTAREA DEȘEURILOR

Pentru colectarea deșeurilor se folosesc autogunoiere compactoare,

autocontainiere, tractoare si chiar autocamioane. Autogunoierele sunt prevăzute doar în

parte cu dispozitive de golire a recipientilor, conform normativelor europene (de

umplere).

În medie, la 1000 de locuitori racordați la sistemul de salubrizare sunt folosite

0,36 din vehiculele de colectare. Numărul vehiculelor de colectare ale întreprinderilor

românești variază între 3 și 80. Numai în cazuri excepționale, se folosește colectarea în

sac, toate celelalte întreprinderi utilizează colectarea în recipiente. Sunt folosite

recipiente de 40 l până la 4m3. Golirea se face, în funcție de anotimp și de producătorul

de deșeuri, o dată până la 7 ori pe săptămână.

În medie se utilizează 80 de recipiente la 1000 de persoane racordate. Aceasta

înseamnă că, pentru o parte considerabilă a recipientelor de colectare este disponibil un

volum mai mare de 1m3 și astfel europubelele de 120/240 litri nu reprezintă încă

sistemul standard. Colectarea în containere mari este utilizată încă preponderent.

4.3.1. Distanțe de siguranță

Distanțele de siguranță la rampele de gunoi nu sunt luate în considerare.

Aproape jumătate din populația orașelor investigate (cca. 44%) trăiește mai mult

sau mai puțin în apropierea rampelor de gunoi, care nu corespund din punct de vedere

al cerințelor igienei. Distanța acestor rampe față de zonele de locuit este de 100 până la

1.500 de metri. O șesime din populației, cca. 1,5 milioane de locuitori ale orașelor

investigate trăiesc la o distanță de până la 500 m de depozite de gunoi. De multe ori,

oamenii trăiesc la marginea rampelor. Nu este vorba aici numai despre locuințele

temporare ale căutătorilor de materiale valorificabile, ci și despre clădiri de locuit

masive:

Tabelul 9 – 20: Distanța între depozit și zona de locuit; sursa: Institutului pentru

Igienă, Sănătate Publică și Personal Medical (București, 1992)

Prin nerespectarea distanțelor de siguranță planează riscuri asupra sănătății

populației învecinate, prin transmiterea de germeni, bacili și gaz toxic.

4.3.2. Alte instalații de îndepărtare a deșeurilor menajere

Instalații de incinerare a deșeurilor

La ora actuală există în România 7 instalații de incinerare a deșeurilor menajere,

care numai functioneaza decat 2, dar fara a utiliza intreaga capacitatea. Motivul

puterea calorică redusă a gunoiului.

Instalații de compostare

Instalațiile de compostare a deșeurilor care pot fi descompuse biologic

utilizate pe scară restrânsă. Este vorba de instalații pentru deșeuri din grădini și parcuri,

proces de putrezire necontrolat. Componentele care pot fi descompuse biologic

deșeul menajer (resturi din bucătărie etc.) nu sunt nici colectate selectiv,

compostate centralizat. Sunt puține proiecte în acest sens în curs de desfășurare.

Instalații de fermentare a deșeurilor

Nu exista in Romania.

Instalații de tratare mecanico-biologică a reziduurilor

Nu exista in Romania.

Instalații de sortare pentru deșeul menajer

Nu exista in Romania.

Stații de transfer a deșeurilor

Nu exista in Romania.

4.4. DEFINIREA DEȘEURILOR IN ROMANIA

Determinarea deseurilor în România s-a realizat în trecut numai pe baza

standardului tehnic SR 13 350/96, prin care se efectua o încadrare foarte generală în

grupe de deseuri.

Prima preluare a CED in Romania s-a realizat in anul 1999, prin emiterea HG nr.

155/1999, publicată pe 23 martie 1999 în Monitorul Oficial nr. 118. Aceasta a fost

abrogata recent, prin HG 856/2002 privind evidenta gestiunii deseurilor si pentru

aprobarea listei cuprinzand deseurile, inclusiv deseurile periculoase.

HG 856/2002 stipuleaza obligatia agentilor economici:

o sa tina evidenta gestiunii deseurilor generate, pe tipuri de deseuri,

inclusiv cele periculoase, pe formulare speciale;

o sa raporteze ATPM periodic datele solicitate privind gestiunea deseurilor;

o sa utilizeze codificarea pentru fiecare tip de deseu, dupa procedura din

hotarare.

Toate datele statistice privind gestionarea deseurilor transmise anual de agentii

economici se pastreaza de catre ATPM intr-un registru de evidenta pe o perioada de

minimum 3 ani.

In cazul in care agentii economici desfasoara si activitati de depozitare, alături de

datele despre cantitătile din fiecare tip de deseu, trebuie să se mai precizeze:

-tipul depozitării;

-tipul tratării;

-scopul salubrizării (de exemplu la rampă) sau al valorificării (de exemplu

prin REMAT);

-cantitatea deseurilor depozitate definitiv;

-locul de depozitare si tipul depozitului.

4.5. Factori care influențeazã cantitatea si compoziția deseurilor

Dacã se comparã bilanțurile locale de deseuri din comunitãți diverse, se observã

diferențe accentuate . atât din punctul de vedere al cantitãții de deseuri menajere (cu

granulație mare) si industriale, cât si din acela al compoziției. Pe lângã factorii arbitrari,cum ar fi erorile sau lacunele din statisticile deseurilor ca si din controlul intrãrilor de deseuri, acest lucru este cauzat de factori, care influențeazã fie direct (de ex. structura economicã si a locuințelor) fie indirect (de exemplu condiții marginale de management al deseurilor) cantitatea si compoziția deseurilor. Printre multiplii factori de influențã trebuie sã facem deosebirea între:

– Factorii care influențeazã efectiv cantitatea de deseuri si resturi , cum ar fi:

dezvoltarea economiei si a populației, structura de locuințe, structura

socialã, structura economicã, comportamentul consumatorului, tehnicile de

producție, mãrimea gospodãriilor, anotimpul;

-Factorii care influențeazã cãile de salubrizare a deseurilor, ca de ex.:

sistemele de recipiente pentru deseuri, mãrimile recipientelor, rãspândirea

obligației de a fi conectat si de a utiliza un serviciu de salubritate, oferta de

sisteme pentru colectare selectivã, tipul si frecvența de ridicare a gunoiului

cu granulație mare, asigurarea evacuarii deseurilor lãsate pentru

salubrizare, conform legislației in vigoare, situația actualã pe piața

materialelor vechi;

-Factorii care influențeazã cantitatea de deseuri si care indicã soluții pentru

salubrizare, ca de ex.: mãrimea taxelor, tipul de taxã solicitatã, oferta în

volume de recipiente de deseuri, date legale (de ex. obligația de reprimire

etc.), subvenționãri comunale pentru materiale vechi;

-Factorii unde se presupune o influențã, ca de ex.: modul de îndepãrtare,

respectiv tratare în fiecare localitate în parte, modul de salubrizare în

instalațiile învecinate, taxele pentru instalațiile învecinate;

4.6.Evitarea producerii de deșeuri

4.6.1. Definirea și îngrădirea conceptului

Conceptul de .evitare a deșeului., în literatura de specialitate, nu este nici clar

definit, nici utilizat univoc. De cele mai multe ori, prin .evitare a deșeului. înțelegem

strategii și măsuri, care, în sens restrâns, reprezintă diminuarea/reducerea cantității de

deșeu prin măsuri de valorificare. Mai exact însă, conceptul de diminuare/reducere a

deșeului cuprinde activități atât de evitare a formării cât și de valorificare a deșeurilor.

Pentru o intelegere clară a conceptului de evitare a formării deșeurilor, este absolut

necesara explicarea lui dataliata:

– Evitare cantitativă a deșeurilor

Măsurile evitării cantitative vizează să reducă fabricarea și comercializarea

produselor, ca și utilizarea de materie primă pe unitate de produs (proces de producție

sărac în deșeuri și reducere absolută a producției).

– Evitare calitativă a deșeurilor

Măsurile evitării calitative au ca scop reducerea poluării mediului (apa, aer, sol) la

producția, comercializarea, utilizarea și salubrizarea bunurilor.

Cea din urmă poate fi obținută prin substituția produselor sau ambalajelor cu

conținut toxic prin produse ecologice. Astfel, de ex. înlocuirea recipientelor de unică

folosință din policlorură de vinil (PVC) prin recipiente de unică folosință din sticlă

reprezintă o evitare calitativă, din perspectiva emisiilor dăunătoare, la incinerare. Nu

trebuie însă să ne așteptăm în acest caz la o reducere a cantității de deșeuri.

4.7. Sisteme de etanșare recomandate

Etanșarea simplă practicată în urmă cu câteva decenii, alcătuită dintr-un strat de argilă compactată, a fost înlocuită cu sisteme de etanșare simple sau multiple, complexitatea sistemului fiind condiționată de natura și chimismul deșeurilor depozitate. În Error: Reference source not found sunt prezentate sisteme de etanșare de bază minime, recomandate de norme și prescripții tehnice din diverse țări, pentru depozitele de deșeuri menajere și cele industriale. Este acordată o atenție sporită depozitelor de deșeuri industriale, pentru care anumite țări impun realizarea unui sistem de etanșare dublu. În majoritatea cazurilor (cu excepția Germaniei unde condițiile sunt mai stricte) terenul de fundare (bariera geologică) trebuie să aibă o permeabilitate, .

Recomandările privind sistemele de etanșare – drenaj de suprafață au o diversitate mult mai mare de la o țară la alta. Geomembrana din polietilenă de înaltă densitate (sau alt material cu proprietăți echivalente) nu mai reprezintă o obligativitate; este în schimb obligatoriu stratul de sol vegetal care reprezintă suportul pentru ansamblul privind redarea suprafeței depozitului mediului înconjurător. Într-o succesiune de la suprafață în adâncime prin sistemul de etanșare – drenaj de suprafață, se întâlnesc după stratul de sol vegetal, un strat cu rol de drenare a apelor meteorice, un pachet de materiale cu rolul de a bloca infiltrarea lichidelor în corpul depozitului și, în funcție de proprietățile deșeurilor depozitate, un sistem de drenare a gazelor de fermentație, dispus peste un strat de egalizare.

Bariera minerală a sistemului de etanșare de bază este alcătuită dintr-un strat cu o permeabilitate , de minim 5 m grosime. În cazul în care terenul de fundare este alcătuit dintr-un material cu permeabilitate mai mare decât 10-9 m/s și/sau o grosime mai mică de 5 m, acesta este completat cu un material natural care va realiza o barieră cu proprietăți de impermeabilizare echivalente; grosimea minimă a barierei geologice este de 0,50 m.

Impermeabilizarea artificială, obligatorie în cazul depozitării atât a deșeurilor periculoase, cât și a celor nepericuloase este realizată dintr-o geomembrană (sau un alt material similar) netedă pe bază și rugoasă pe taluzuri și pentru acoperirea finală.

O altă prezență obligatorie este cea a stratului drenant de bază, cu o grosime mai mare de 0,50 m, alcătuit dintr-un strat de pietriș cu diametrul granulelor între 16 și 32 mm.

4.7.1. Materiale argiloase

Materiale argiloase naturale

Mineralele argiloase sunt alcătuite din combinarea a două elemente fundamentale: tetraedri de siliciu și octaedri de aluminiu, fier sau magneziu asociate în straturi. Astfel, la caolinit fiecare lamelă este alcătuită dintr-un strat de tetraedri și unul de octaedri, în timp ce la montmorillonit, lamelele sunt de tip sandvici (Andrei, Antonescu, 1980).

Porozitatea și complexul de adsorbție al argilelor conferă acestora valori ale coeficientului de permeabilitate foarte reduse, în general, în jurul valorii de 10-8 ÷ 10-11 m/s.

Grosimea stratului de apă adsorbită depinde în largă măsură de natura și sarcinile electrice ale ionilor (sarcini mari implică un număr mic de ioni, deci grosimi reduse ale complexului).

În argile foarte active având porozități reduse nu există decât apă reținută, așa că migrația poate începe numai după ce gradientul hidraulic depășește o anumită valoare – gradientul inițial i0 – suficientă pentru a debloca legăturile de apă adsorbită care obturează porii (Andrei, Antonescu, 1980).

Fiecare pământ are o anumită capacitate de a adsorbi ionii dintr-o soluție. Această capacitate de schimb se exprimă în miliechivalenți și are un caracter reversibil și colectiv, în sensul că intensitatea adsorbției este cu atât mai mare cu cât raza ionului hidratat este mai mică:

H+ > Ca2+ > Mg2+ > K+ > Na+ > Li+

Argilele sau materialele argiloase reprezintă și la ora actuală o cerință pentru realizarea unui sistem de etanșare, stratul de argilă având un rol foarte important în limitarea și atenuarea poluării apelor subterane, un avantaj major al prezenței unui astfel de strat reprezentându-l posibilitatea intervenirii în timp util în cazul unei defecțiuni la sistemul de etanșare. În Figura 4 sunt prezentate modele de curgere a poluanților prin diferite tipuri de etanșări. În primul caz (a) are loc o curgere rapidă printr-un defect în geomembrană, în cazul b) curgerea are loc prin tot stratul, în timp ce în cazul unui sistem compozit (c) alcătuit dintr-o geomembrană dispusă pe un suport mineral cu permeabilitate redusă, curgerea are loc printr-un volum restrâns în jurul unui potențial defect în geosintetic.

În cazul prezenței unui strat de material argilos în terenul de fundare al unui depozit, principalele caracteristici care trebuie determinate sunt continuitatea și omogenitatea stratului. Teste de determinare a coeficientului de permeabilitate trebuie efectuate atât în laborator cât și pe teren. În laborator, permeabilitatea se determină în (edo) permeametrul cu gradient variabil sau cu gradient constant (conform STAS 1913/6-76), în edometru (indirect, în urma încercării de consolidare) sau în permeametru cu pereți flexibili (aparat triaxial).

Legea lui Darcy, care guvernează curgerea fluidelor prin medii poroase saturate este valabilă în cazul argilelor doar pentru un anumit interval de variație a gradientului hidraulic (Error: Reference source not found), fiind necesară caracterizarea pe domenii a permeabilității acestor pământuri, și anume (STAS 1913/6-76):

Domeniul impermeabil, în care pentru ;

Domeniul intermediar, în care se poate aplica legea lui Darcy modificată: în limitele ;

Domeniul permeabil, în care se aplică legea lui Darcy () în limitele .

Argilă compactată

Prin compactare se urmărește îmbunătățirea caracteristicilor mecanice și hidraulice ale pământului, în cazul depozitelor de deșeuri principala proprietate care se dorește a fi îmbunătățită fiind permeabilitatea. În numeroase lucrări de specialitate s-au raportat reduceri ale coeficientului de permeabilitate, cu unul sau chiar două ordine de mărime, obținându-se valori de ordinul a 10-9÷10-11 m/s.

Amestecuri de pământ (mixturi)

Pentru îmbunătățirea caracteristicilor hidraulice, în sensul scăderii coeficientului de permeabilitate, ale unui strat mineral se poate apela la o tehnologie de amestecare a acestuia cu un material cu permeabilitate redusă.

Prin amestecare cu ciment, tehnologie utilizată în special pentru îmbunătățirea calităților terenului de fundare al construcțiilor rutiere, se obține o stabilizare a pământului (reducere a activității), o creștere a rezistenței la compresiune și o reducere a permeabilității.

Prin efectuarea de încercări de laborator, o serie de specialiști au emis diverse corelații între permeabilitate și caracteristicile fizice ale pământului. Daniel (1993) descrie caracteristicile minime ale unui material cu un coeficient de permeabilitate mai mic decât 10-9 m/s (Tabelul 1).

Tabelul 1: Caracteristici minime ale unui material cu

k ≤ 10-9 m/s (Daniel, 1993b)

Prin amestecare cu ciment, pământul poate ajunge la permeabilități foarte mici (în funcție de dozajul folosit și de natura pământului) dar, datorită reducerii plasticității acestuia, este facilitată apariția de fisuri. Acest impediment este eliminat în cazul realizării de amestecuri cu bentonită, mult mai frecvent utilizate în cazul lucrărilor care au ca scop reducerea coeficientului de permeabilitate.

În literatura de specialitate sunt raportate foarte multe teste efectuate pe amestecuri pământ – bentonită, care au avut ca scop obținerea unui dozaj optim din punct de vedere al caracteristicilor hidraulice și mecanice. Este definit ca punct de optim, dozajul minim de bentonită suficient pentru a reduce semnificativ coeficientul de permeabilitate, acesta conferind totodată pământului și o deformabilitate redusă.

4.7.2.Materiale geosintetice cu rol de etanșare

Dintre materialele geosintetice cu rol de etanșare la ora actuală sunt utilizate trei tipuri: geomembranele, geocompozitele bentonitice și geotextilele impregnate cu asfalt lichid.

Geomembranele au fost primele materiale geosintetice cu rol de etanșare care au apărut și înregistrează cea mai largă dezvoltare și utilizare, norme naționale și internaționale indicând prezența obligatorie a unei geomembrane în componența sistemelor de etanșare de bază și de suprafață a depozitelor de deșeuri.

Geocompozitele bentonitice au o dezvoltare relativ recentă și sunt de obicei utilizate ca o alternativă la bariera minerală naturală, acolo unde terenul de fundare nu este alcătuit dintr-un material care să îndeplinească condițiile impuse de normele naționale sau internaționale privind proprietățile hidraulice și grosimea acestuia. Rolul de etanșare este în general asigurat de bentonita aplicată pe un geosintetic cu rol de suport, de regulă, un geotextil.

Tot un geotextil este utilizat și în cazul în care funcția de etanșare este îndeplinită de asfalt cu un ridicat procent de bitum, geocompozitul obținut purtând titulatura de geotextil impregant cu asfalt lichid. Rolul geotextilului este unul de strat suport, în același timp asigurând și o continuitate a materialului obținut dar și rezistență la solicitări mecanice. Această soluție tehnică are o destul de largă dezvoltare în zonele cu climat rece unde se comportă foarte bine în raport cu un material argilos, fie el și un geocompozit bentonitic.

Geocompozitele bentonitice

Definiție. Tipuri de geocompozite bentonitice

Geocompozitele bentonitice sunt definite în „Normativul pentru utilizarea materialelor geosintetice la lucrările de construcții” (NP 075-02) ca produse prefabricate care asociază un material natural, bentonita, cu materialele geosintetice, formând o barieră etanșă și eficace, printr-un material ușor de pus în operă, omogen și rezistent la poansonare.

Funcția de etanșare a geocompozitelor bentonitice este, în cele mai multe cazuri, îndeplinită de bentonită, materialul geosintetic cu care este asociată îndeplinind practic rolul de suport și protecție.

Dezvoltarea relativ recentă a geocompozitelor bentonitice s-a făcut sub semnul aplicării dreptului de producător, aceste produse purtând titulatura de mărci înregistrate. Printre consecințele unei astfel de dezvoltări se află și numărul incomparabil mai mic al acestor produse prezente pe piață în raport cu cel al geotextilelor sau al geomembranelor.

La ora actuală se disting o serie de geocompozite bentonitice, cele mai răspândite având o configurație generală prezentată în Figura 5. Acestea se împart în două categorii după modul de asociere al bentonitei cu materialele geosintetice:

bentonita este dispusă între două geotextile, dintre acestea cele mai cunoscute fiind Bentofix®, Claymax® și Bentomat®, pe piață existând și alte

prodse similare mai puțin cunoscute ca, Bentoproof®, GBL (Geofelt Bentonite Liner), etc. Tot în asociere cu două geotextile este obținut și geocompozitul Na-Bento®.

bentonita este asociată cu o geomembrană; acest tip de geocompozit este cunoscut ca produs al GSE sub numele de Gundseal®, unul asemănător fiind produs de I-CORP International.

În cazul geocompozitului bentonitic cu configurația geotextil-bentonită-geotextil, funcția de etanșare este îndeplinită de bentonită, rolul geotextilelor fiind de protecție împotriva solicitărilor mecanice, uniformizare și uneori de container pentru bentonită. Atât geotextilul superior cât și cel inferior pot fi țesute sau nețesute, acestea fiind asamblate prin lipire (Figura 5,a), interțesere (b) sau coasere (c).

Geocompozitele bentonitice obținute prin asocierea cu o geomembrană (Figura 5,d) au stratul de bentonită lipit prin intermediul unui adeziv solubil în apă. În acest mod este păstrată integritatea geomembranei, care perforată și-ar fi pierdut funcția de etanșare. În cazul acestui geocompozit bentonita are rol de barieră hidraulică doar în cazul unei eventuale defecțiuni a geomembranei. Aceasta este din polietilenă de joasă densitate sau înaltă densitate, ultima fiind disponibilă atât în variantă lisă cât și texturată.

Bentonita se află sub formă de pudră sau granule, în stare nehidratată sau parțial hidratată și este în general sodică (cationul existent între foițe este sodiu), dar poate fi și calcică (cu cationi de calciu).

Caracterizarea geocompozitelor bentonitice

Datorită structurii complexe a unui geocompozit bentonitic, pentru a-i defini proprietățile trebuie efectuate încercări de laborator și măsurători care să pună în evidență proprietățile semnificative atât ale componentelor, cât și ale ansamblului.

În cele ce urmează vor fi enumerate principalele proprietăți ale geocompozitelor bentonitice (după Koerner, 1994) și vor fi oferite valori orientative obținute din literatura de specialitate sau din fișele tehnice a 7 tipuri de produse prezente pe piață în 45 de variante, fabricate de 8 producători (Tabelul 2). Aceste materiale sunt oferite beneficiarului sub formă de rulouri cu lățimi cuprinse între 4,3 și 5,1 m și lungimi de 30 ÷ 45 m, masa unui rulou variind în jurul valorii de 1 tonă.

Tabelul 2: Lista geocompozitelor bentonitice ale căror fișe tehnice au fost studiate

Proprietăți fizice

Tipul bentonitei – se stabilește prin difracție de raze X, analiză la microscop, etc. Pentru a fi de calitate, o bentonită trebuie să conțină între 65 și 95% montmorillonit (Batali, 1999). În funcție de cationul existent între foițele de argilă bentonita poate fi sodică sau calcică, tipul acesteia având implicații foarte mari în ceea ce privește posibilul schimb cationic cu compușii chimici prezenți în lixiviat.

Grosimea – este o proprietate foarte importantă în calculul infiltrațiilor prin sistemul de etanșare și trebuie stabilită atât în condiții inițiale privind starea de umiditate, cât și simulând cât mai bine condițiile din amplasament. În general variază în jurul valorii de 5 ÷ 10 mm în stare nehidratată și poate atinge 15 ÷ 20 mm în stare hidratată sub un efort normal redus.

Masa specifică – este o proprietate care se referă la cantitatea de bentonită dispusă pe unitatea de suprafață, această valoare oferind o imagine calitativă asupra proprietăților de etanșare ale geocompozitului. Producătorii livrează materiale care au o cantitate de cca. 2,5 ÷ 6 kg/m2 de bentonită, dar la cererea beneficiarului această valoare poate fi modificată.

Umiditatea – valoarea inițială a umidității bentonitei este de 12 ÷ 15 %.

Proprietățile adezivului – sunt studiate prin diferite teste care pun în evidență faptul că acesta nu influențează negativ permeabilitatea sau capacitatea de adsorbție a bentonitei

Materialele geosintetice utilizate – îndeplinesc în principal rolul de strat suport cu efect semnificativ asupra uniformității bentonitei, dar au un rol foarte important asupra rezistenței la forfecare, rezistenței la poansonare, a transmisivității sau a permeabilității suprapunerilor. Geomembranele utilizate la alcătuirea geocompozitelor bentonitice îndeplinesc toate funcțiile proprii materialului dar și suport pentru bentonită.

Proprietăți hidraulice

Hidratarea bentonitei – are loc în mod diferit în funcție atât de lichidul de hidratare cât și în funcție de efortul normal aplicat.

Umflarea liberă (STAS 1912/12-88) – se determină prin măsurarea volumului ocupat de 2 g de bentonită lăsată să sedimenteze în apă (sau oricare alt fluid de interes). Producătorii geocompozitelor bentonitice ale căror fișe tehnice au fost obținute și analizate, raportează valori între 24 și 27 ml/2g pentru bentonita sodică.

Capacitatea de adsorbție – se determină prin încercarea Enslin și pune în evidență cantitatea de apă adsorbită de un gram de bentonită pudră. Această valoare variază între 2 și 7 cm3.

Permeabilitatea – este principala proprietate pentru care bentonita este utilizată sub formă de geocompozit bentonitic în cadrul unui sistem de etanșare de bază sau de suprafață. Permeabilitatea geocompozitelor bentonitice se determină în laborator, de cele mai multe ori fiind vorba de permeabilitate la apă. Producătorii de geocompozite bentonitice raportează valori pentru această proprietate de 5·10-11 ÷ 1·10-12 m/s.

Permeabilitatea după deformare – Încercări de laborator au arătat că, în stare nehidratată, bentonita are o permeabilitate de 10-8 m/s, în timp ce, în stare saturată, poate atinge valori mai mici de 10-11 m/s.

Pentru a avea o imagine reală asupra barierei hidraulice oferită de un geocompozit bentonitic nu este suficientă determinarea permeabilității bentonitei, această proprietate trebuind stabilită pentru întregul ansamblu geosintetic-bentonită. Încercările de determinare a permeabilității trebuie să simuleze cât mai bine condițiile din amplasament. În acest sens se urmărește hidratarea sub un efort normal apropiat ca valoare de cel estimat din amplasament și chiar a variației coeficientului de permeabilitate în funcție de efortul normal aplicat, respectiv, a deformației geocompozitului.

În plus, trebuie urmărit aportul geocompozitului în structura sistemului de etanșare. În Figura 6 sunt prezentate o serie de sisteme de etanșare de bază care au în componența lor un geocompozit bentonitic. În Figura 6.a este prezentat un sistem de etanșare simplu, alcătuit dintr-un geocompozit dispus peste un strat de argilă naturală sau argilă compactată. Chiar dacă acest sistem nu mai este acceptabil nici măcar la depozitele pentru deșeuri inerte, cazul este prezentat pentru a arăta cum curgerea are loc pe toată suprafața sistemului. În cazul dispunerii și a unei geomembrane peste sistemul prezentat anterior, (Figura 6.b) curgerea, ca rezultat al diferenței de gradient hidraulic, va avea loc doar prin posibilele defecte ale geomembranei. Prin utilizarea unui geocompozit bentonitic de tip geotextil-bentonită-geotextil curgerea va fi amplificată de transmisivitatea materialelor geotextile și implicit debitul va fi mai mare față de cazul în care se utilizează un geocompozit de tipul bentonită lipită de o geomembrană (Figura 6.c). Din punct de vedere al calculului, această problemă este rezolvată prin definirea calității contactului, bun sau slab, dintre geomembrană și materialul dispus sub aceasta, respectiv a determinării transmisivității (vezi Rowe, 1998; Giroud, 1997; Giroud et al, 1997). Ultimul caz prezentat (Figura 6.d) alcătuit dintr-o geomembrană așezată peste un geocompozit bentonitic tip geomembrană-bentonită dispus cu bentonita la partea superioară este cel mai eficient din punct de vedere al minimizării transportului de poluanți prin sistemul de etanșare.

Difuzia prin goecompozitele bentonitice – Principalele procese fizice și chimice de transport al poluanților sunt: advecția, difuzia, dispersia și sorbția (Shackelford & Rowe, 1998). Advecția este semnificativă în cazul curgerii prin medii poroase permeabile, în timp ce difuzia poate avea un rol semnificativ în cazul materialelor cu permeabilitate foarte redusă (cazul materialelor geosintetice). Aportul dispersiei este redus și poate fi chiar neglijat (Mitchell, 1993) atunci când curgerea are loc prin medii cu permeabilitate mică, ceea ce conduce la viteze de transport reduse. Difuzia, definită ca mișcarea moleculelor sau ionilor din zone cu concentrații ridicate în zone cu concentrații mai reduse (Rowe, 1998), este condiționată de mediul străbătut, dar și de natura soluției.

Autocicatrizarea geocompozitelor bentonitice (Self-healing) – are ca efect păstrarea aproape intactă a proprietăților hidraulice în urma apariției unui defect (vezi rezistența la poansonare). Datorită proprietății de umflare a bentonitei, defectele (până la anumite dimensiuni) sunt acoperite, astfel încât se realizează o continuitate a stratului de bentonită chiar și în dreptul acestora. Încercări efectuate de un număr mare de autori au arătat că un defect circular cu diametrul de 3 cm este acoperit în totalitate de bentonita hidratată, în timp ce geocompozitul bentonitic își menține coeficientul de permeabilitate foarte redus dacă diametrul defectului este mai mic de 2.5 cm (Shan & Daniel, 1991 citați de Batali, 1999; Mazzieri & Pasqualini, 2003).

Proprietăți mecanice

Studiul proprietăților mecanice ale geocompozitelor bentonitice se referă în special la materialele geosintetice, acestea îndeplinind rolul de strat suport cu rol de uniformizare cu rezistență mecanică.

Rezistența la tracțiune – se determină de cele mai multe ori, datorită materialelor geosintetice utilizate, atât pe aceeași direcție, cât și pe direcție transversală celei de fabricație. Acest lucru este valabil în cazul geocompozitelor care au în structura lor geotextile.

Prin acest test se urmărește determinarea încărcării maxime la rupere, alungirea la rupere și modulul de elasticitate.

Rezistența maximă la rupere este de cca. 5÷25 kN/m și variază pe cele două direcții de confecționare cu până la 70 de procente. Alungirea la rupere este de cca. 10 % pentru geocompozitele care au în componența lor geotextile țesute și poate ajunge la 60 % în cazul utilizării geotextilelor nețesute.

Rezistența la poansonare – simulează comportamentul geocompozitelor bentonitice în contact cu corpuri colțuroase, gen concreții sau material grosier din sistemul de drenaj (pietriș, bolovăniș). Încercarea folosește echipamentul utilizat pentru determinarea indicelui de capacitate portantă californian (CBR – Californian Bearing Ratio) cu o sondă cu diametrul de 50 mm pe o probă cu diametrul de 150 mm. Forța la care produsul este penetrat, este în principal dictată de materialele geosintetice care alcătuiesc geocompozitul benotinitc și modul de asamblare (lipire, coasere, interțesere).

Rezistența la exfoliere – caracterizează rezistența ansamblului bentonită – material geosintetic. Încercarea este proprie geocompozitelor bentonitice tip „sandwich” (geotextil – bentonită – geotextil sau geotextil –bentonită – geomembrană) și constă în supunerea acestuia la un efort de tracțiune prin prinderea materialelor geosintetice în câte o clemă a aparatului și măsurarea forței de cojire (jupuire). În mod evident, geocompozitele asamblate prin coasere sau interțesere au o rezistență mult mai mare decât cele obținute prin lipire.

Rezistența la forfecare. Rezistența la forfecare internă – este dependentă de metoda de asamblare a bentonitei de materialul geosintetic cu care este asociată, geocompozitele obținute prin interțesere fiind cele mai eficiente din acest punct de vedere, urmate de cele cusute (US EPA, 2001). Atât cele cusute cât și cele interțesute au prețuri mai ridicate, în cazul celor din urmă costul de producție fiind mai mare

datorită faptului că utilizează obligatoriu un geotextil nețesut, în general mai scump decât unul țesut.

Proprietăți de durabilitate

Prin efectuarea încercărilor de durabilitate, pentru geocompozitele bentonitice, se urmărește determinarea numărului de cicluri de încărcare care nu influențează în mod semnificativ proprietățile hidrice, în special, coeficientul de permeabilitate.

Rezistența la cicluri îngheț-dezgheț – Supunerea la cicluri îngheț-dezgheț modifică proprietățile mineralelor argiloase, deci și ale bentonitei, având ca efect principal creșterea permeabilității. Încercări efectuate au arătat că, supuse la un număr de 4÷6 cicluri îngheț-dezgheț, proprietățile geocompozitelor bentonitice sunt modificate în mod nesemnficiativ.

Rezistența la cicluri umezire-uscare – În urma scăderii umidității sub anumite valori, bentonita își micșorează volumul și apar crăpături care reprezintă căi preferențiale de infiltrație în cazul umezirii instantanee a geocompozitelor bentonitice, fapt care are implicații majore asupra permeabilității. Într-un timp stabilit experimental la câteva zile, în urma umflării bentonitei permeabilitatea geocompozitului bentonitic scade din nou la valorile inițiale.

4.7.3.Geomembranele

Geomembranele sunt materiale geosintetice produse sub formă de folii subțiri din polimeri organici sintetici și sunt utilizate exclusiv pentru funcția de etanșare la depozite de deșeuri, rezervoare, lacuri artificiale, canale de irigații, etc. Sunt folosite de peste 60 de ani și, la ora actuală, reprezintă un element obligatoriu în sistemele de etanșare ale depozitelor de deșeuri.

Tipuri de geomembrane

O clasificare a polimerilor, detaliată pentru cei utilizați la producerea geomembranelor, este prezentată în Error: Reference source not found. În funcție de materialul din care sunt alcătuite, cele mai utilizate geomembrane sunt descrise succint în paragrafele următoare.

Geomembrane din polietilenă de înaltă (HDPE), medie (MDPE), joasă (LDPE) și foarte joasă densitate (VLDPE) – Geomembranele din polietilenă de înaltă densitate sunt cele mai utilizate datorită proprietăților mecanice, dar și a rezistenței la acțiunea agenților chimici foarte bune, singurul dezavantaj constituindu-l rigiditatea ridicată care implică o instalare dificilă. Realizate din polietilenă de joasă densitate, geomembranele au o flexibilitate mai ridicată și pot reprezenta o alternativă la cele realizate din HDPE la aplicațiile unde rezistența chimică nu este esențială.

Geomembrane din polietilenă clorurată (CPE) – Sunt produse prin calandrare în 3-5 straturi, nearmate sau armate cu fibre de poliester sau nylon. Au o rezistență mecanică bună dar prezintă pericolul exfolierii straturilor componente și, în varianta nearmate, prezintă o rezistență mecanică redusă.

Geomembrane din polietilenă sulfoclorurată (CSPE) – Polimerul utilizat la producerea acestor geomembrane poartă și denumirea de Hypalon® care este marcă înregistrată a DuPont Dow Elastomers. Datorită rezistenței mecanice reduse a polimerului utilizat sunt în general armate.

Geomembrane din policlorură de vinil (PVC) – Au fost primele geomembrane utilizate la etanșarea unor bazine de înot. Au o comportare bună la solicitări mecanice dar proastă la factori climatici. Sunt produse într-o gamă foarte variată de grosimi și culori având o largă utilizare la lucrări de natură ornamentală care nu necesită o comportare bună pe termen foarte lung.

Geomembrane din polipropilenă (PP) și polpropilenă flexibilă (FPP sau Astryn) – Sunt produse în ambele variante, nearmate sau armate. Cele produse din polipropilenă flexibilă au o comportare mecanică bună și flexibilitate superioară polietilenei.

Geomembrane din copolimer etilenă-acetat de vinil armată (EVA) – au cea mai mare flexibilitate dintre geomembranele din poliolefine, fiind preferate ca înlocuitor al celor din PVC. Se obțin din etilenă și acetat de vinil în proporție de 9 ÷ 18%, dar pot fi produse și în combinații cu LDPE și VLDPE, pentru a prelua elasticitatea, respectiv, rezistența chimică a ambelor materiale.

Geomembrane din aliaj de interpolimer etilenă (EIA) – Sunt mult mai cunoscute prin mărcile înregistrate CoolguardTM șiXR-5®. EIA este un aliaj de PVC și KEE (Ketone Ethylene Ester, cunoscut și sub denumirea de Elvaloy®), care este un plastifiant polimeric.

XR-5® este o geomembrană de ultimă oră a cărei compoziție și tratament chimic au fost elaborate de DuPont Dacron Polyester, compatibilă cu o gamă largă de poluanți.

CoolgaurdTM este marcă înregistrată a companiei Cooley Group și are ca

element de bază tot terpolimerul Elvaloy®. Producătorii de astfel de materiale

geosintetice specifică faptul că nu toate tehnologiile Elvaloy® oferă același produs finit și nu toate aliajele de interpolimer etilenă (EIA) sunt obținute în mod similar.

Toate geomembranele din EIA sunt produse armate.

Geomembrane din etilenă-propilenă-dienă terpolimer (EPDM) – Au o comportare bună la factori climatici, flexibilitate ridicată, dar rezistențe chimice modeste. Sunt frecvent utilizate la etanșarea de suprafață a depozitelor de deșeuri datorită posibilității de preluare a tasărilor diferențiate.

Geomembranele din HDPE, MDPE, LDPE, VLDPE și PP sunt produse prin extruderea masei plastice printr-o filieră plană sau circulară în timp ce restul celor prezentate mai sus, se realizează prin calandrare în mai multe straturi.

Proprietăți fizice

Grosimea – geomembranelor variază între 0,5 și 5 mm, la depozitele de deșeuri fiind folosite frecvent cele cu grosimi de 1 – 2 mm.

Densitatea (STAS 5886-68) – polimerului utilizat dar și a aditivilor adăugați dictează masa pe unitatea de suprafață a geomembranelor. Polietilena are o densitate cuprinsă între 0,9 și 0,97 g/cm3 și se împarte în patru tipuri (Error: Reference source not found).

În Tabelul 4 sunt prezentate valori orientative ale densităților altor polimeri utilizați ca materie primă la obținerea geomembranelor.

Tabelul 4: Densități ale polimerilor

Proprietăți hidraulice

Principalul proces de transport al poluanților prin geomembrane este difuzia. Un număr însemnat de cercetători au studiat difuzia prin geomembrane și au raportat valori ale coeficientului de difuzie de 10-11 ÷ 10-15 m2/s.

Proprietăți mecanice

Rezistența la întindere – este o caracteristică foarte importantă a geomembranelor, care intervine în cazul dispunerii acestora pe taluz, în amplasamente în care se estimează tasări semnificative (ex: acoperire de suprafață), etc. Este determinată pe mostre de forma literei I sau în dublu T, conform ASTM 638. Se determină următoarele caracteristici (Figura 8):

rezistența la rupere;

elongația la rupere;

rezistența la limita de curgere;

elongația la limita de curgere;

modulul de deformație (definit ca panta dreptei inițiale din curba efort-deformație).

Rezistența la sfâșiere (STAS 6127-87) – este importantă în special în faza de construcție în care pot să apară solicitări (ex: din vânt) care să supună geomembrana la astfel de eforturi.

Rezistența la poansonare – simulează comportamentul geomembranelor în contact cu materiale granulare și dă indicații asupra sistemului de protecție alcătuit în general dintr-un geotextil. Se măsoară în N și este forța de compresiune din momentul ruperii unei probe circulare fixată într-un suport inelar.

Rezistența la forfecare la interfață – Valorile parametrilor rezistenței la forfecare pe interfață, unghiul de frecare () și adeziunea (a), sunt obținute prin încercări de laborator, în condițiile specifice amplasamentului, în aparatul de forfecare directă

Fișa tehnică a unei geomembrane

Fișa tehnică a unei geomembrane (sau a unui material geosintetic pentru etanșare, în general) conține valori privind caracteristicile fizice, mecanice, hidraulice sau de durabilitate ale produsului.

Caracteristici de durabilitate

Prin determinarea caracteristicilor de durabilitate ale geomembranelor se urmărește comportamentul acestora sub acțiunea diverșilor agenți care pot modifica semnificativ în special proprietățile de etanșare. Caracteristicile de durabilitate sunt: degradarea chimică, fisurarea sub acțiunea factorilor de mediu, degradarea sub acțiunea razelor ultraviolete, datorită radioactivității, biologică, termică sau prin oxidare.

Degradarea sub acțiunea razelor ultraviolete are loc în perioada de punere în operă a geomembranelor. O soluții alternativă, în cazul în care se descoperă că o geomembrană „clasică” nu are un comportament bun din acest punct de vedere, o constituie utilizarea geomembranelor cu strat stabil la ultraviolete.

Degradarea termică sau comportamentul geomembranelor la diferite temperaturi trebuie avut în vedere prin prisma faptului că, în funcție de deșeul depozitat, în corpul depozitului de pot atinge temperaturi care depășesc 50ºC. Pe de altă parte, temperaturile climatice foarte scăzute pot influența proprietățile geomembranelor.

Îmbinarea geomembranelor

Îmbinarea prin extrudere utilizează material de adaos de aceeași compoziție cu geomembrana, aplicat la temperaturi de cca. 270ºC. Materialul topit se aplică cu un extruder sub forma unei benzi cu lățimea de 5 ÷ 10 mm care, prin presare, asigură îmbinarea foliilor. Pot fi realizate îmbinări plate sau de colț (Figura 9).

Prin îmbinarea termică, cele două geomembrane, suprapuse pe o distanță de 10 ÷ 25 cm, sunt încălzite la temperaturi de maxim 450ºC și presate. În cazul îmbinării termice nu se aplică material de adaos cum este în cazul îmbinării cu extrudere sau cu adezivi. Temperatura la care sunt încălzite geomembranele este un parametru foarte important, deoarece temperaturi ridicate pot distruge geomembrana, iar la temperaturi reduse se obține o îmbinare cu rezistență redusă. Încălzirea geomembranelor se face cu aparate care folosesc două tehnologii: cu aer cald sau cu tălpi încălzitoare.

Îmbinarea cu solvent sau cu adeziv folosește material de adaos care, fie topește în suprafață geomembranele (solvent), fie realizează un strat intermediar de contact între cele două geomembrane (adeziv). Se poate aplica și solvent de structură în care, în faza premergătoare aplicării, se dizolvă 5 ÷ 15% din materialul din care este alcătuit geomembrana. In toate situațiile îmbinarea se obține prin presare.

.

4.8.Drenarea și epurarea levigatului din depozitele de deșeuri

4.8.1.Introducere. Necesitatea drenării, colectării și epurării levigatului din depozitele de deșeuri

Depozitarea controlată a deșeurilor, precedată în anumite cazuri de o etapă de sortare, tratare, neutralizare, constituie (încă) singura soluție de eliminare a reziduurilor de orice natură. În scopul protejării mediului înconjurător, izolarea deșeurilor prin intermediul unui strat de material argilos natural, a fost înlocuită cu sisteme de etanșare complexe care reduc semnificativ poluarea apei, aerului și pământului în vecinătatea depozitului. Ca măsură de minimizare a transportului advectiv de poluanți lichizi din corpul depozitului în terenul de fundare, respectiv, apa subterană, a apărut necesitatea reducerii sarcinii hidraulice deasupra sistemului de etanșare. Soluția constructivă constă în realizarea unui sistem de drenare a levigatului și a apelor din precipitații care „spală” deșeurile pe perioada umplerii depozitului.

Sistemul complementar celui de drenaj este sistemul de colectare a levigatului, alcătuit dintr-o rețea de drenuri și colectoare, urmat de o treaptă de epurare, eliminare a acestuia.

Cantitatea și chimismul levigatului produs în corpul unui depozit de deșeuri depinde atât de natura deșeurilor depozitate cât și de condițiile de drenaj și mai ales de perioada de umplere a depozitului, respectiv, durata dintre începutul depozitării deșeurilor și dispunerea sistemului de etanșare-drenaj de suprafață.

Soluții tehnice de realizare a sistemului de drenare și colectare a levigatului

Soluțiile tehnice, utilizate la ora actuală și recomandate de agențiile de mediu, aplicate în scopul drenării, colectării și epurării levigatului produs în corpul depozitelor de deșeuri sunt (Figura 10): strat drenant, rețea de drenuri și colectoare, rezervor tampon și stație de epurare a levigatului.

Figura 10: Alcătuirea sistemului de drenare și colectare a levigatului (după Manassero et. al., 1998)

Sistemul de drenare a levigatului este dispus deasupra sistemului de etanșare de bază și, de cele mai multe ori, a celui de pe taluz. Este alcătuit în general dintr-un strat de material granular cu permeabilitate ridicată, o alternativă la această soluție constituind-o utilizarea geocompozitelor de drenaj.

Sistemul de drenaj alcătuit din material granular (pietriș) are un coeficient de permeabilitate recomandat de 10-4 ÷ 10-2 m/s (Manassero et.al., 1998) și o grosime de cca. 50 cm. Prin dispunerea materialului granular peste sistemul de etanșare, trebuie avută în vedere posibilitatea perforării geomembranei, respectiv, trebuie luate măsuri în scopul păstrării integrității acesteia. Astfel, la interfața strat drenant – geomembrană este obligatorie dispunerea unui geotextil cu rol de protecție a geomembranei (Figura 11).

Deasupra stratului drenant este dispus în general un geotextil cu rol atât de filtrare a levigatului cât și de separare a stratului drenant de corpul depozitului.

Sistemul de colectare a levigatului este dispus în stratul drenant și este alcătuit dintr-o rețea de drenuri (conducte perforate) și colectoare (conducte neperforate) dispuse astfel încât să preia levigatul astfel încât sarcina hidraulică deasupra sistemului de etanșare de bază să fie minimă, iar curgerea spre stația de epurare (sau rezervorul tampon) să aibă loc gravitațional.

Figura 11: Strat drenant

În cazul depozitelor de deșeuri periculoase și în condițiile unei hidrogeologii care impun o urmărire atentă a posibilității poluării apei subterane, sistemul de etanșare de bază poate fi dublu. Sistemul drenant situat între cele două sisteme de etanșare propriu-zise poartă denumirea de sistem de detectare a scurgerilor și are rolul de a prelua levigatul care trece prin prima barieră hidraulică. Prin preluarea acestor ape, sarcina hidraulică deasupra celui de-al doilea sistem de etanșare este foarte redusă fapt care conduce la valori foarte mici ale debitului exfiltrat din corpul depozitului. Scurgerile locale printr-un sistem de etanșare care are în componența sa o geomembrană se datorează prezenței unui defect în corpul materialului geosintetic, defect care poate fi pus în evidență și prin alte metode de detectare a scurgerilor. Diferența constă în faptul că sistemul de etanșare dublu, prin prezența sistemului de detectare a scurgerilor rămâne funcțional în cazul detectării unei cantități de levigat, acesta urmând traseul dren – colector – rezervor tampon-stație de epurare. Celelalte sisteme de detectare a defectelor au ca scop identificarea poziției acestora pentru luarea de măsuri care constau în eliminarea defectului.

4.8.2.Geocompozitele de drenaj

Geocompozitele de drenaj sunt de două tipuri: drenuri filil și drenuri plane. Au o utilizare foarte largă atât la lucrările de construcții civile, căi de comunicații, etc., cât și la depozitele de deșeuri. Cele din urmă sunt utilizate în special pe taluzurile abrupte ale depozitelor de deșeuri, acolo unde aplicarea soluției prezentată anterior este imposibilă datorită problemelor de pierdere a stabilității.

Geocompozitele de drenaj sunt materiale geosintetice alcătuite din geotextile (de regulă nețesute) cu rol de filtrare și un miez drenant constituit dintr-o georețea, la rândul ei disponibilă într-o serie de variante constructive de tipul unui aglomerat de fibre polimerice, a unei rețele regulate, sau a unei membrane ondulate.

Proprietăți fizice

Grosimea – geocompozitelor de drenaj variază în funcție de efortul normal aplicat, fapt care influențează capacitatea de transport a acestora. Este prezentată în fisă tehnică a produsului pentru eforturi normale de 2 kPa (convențional stabilită ca fiind grosimea inițială) dar și sub alte eforturi (ex. 20, 100, 200 kPa).

Masa unitară – (masa pe unitatea de suprafață) variază în funcție de materialele utilizate și de înălțimea corpului drenant al geocompozitului și variază între 400 ÷ 1500 g/m2.

Proprietăți hidraulice

Curgerea levigatului printr-un geocompozit de drenaj comportă două faze: curgere în plan transversal (prin geotextilul superior) și curgere în plan longitudinal prin corpul drenant al geocompozitului. Cele două procese de transport sunt influențate de parametrii hidraulici ai geocompozitului, definiți în continuare.

Transmisivitatea – este proprietatea unui mediu poros de a fi străbătut de un fluid în condițiile unei curgeri în planul materialului. Este principala proprietate a geocompozitelor de drenaj, utilizată în proiectarea sistemelor de drenaj care înglobează astfel de materiale. Variază semnificativ în funcție de efortul normal aplicat și de valoarea gradientului hidraulic în jurul unor valori de 10-1 ÷ 10-3 m/s. Este obținută din încercări de laborator efectuate în (edo)transmisivimetru longitudinal sau radial.

Capacitatea de transport – este debit pe unitatea de lățime a geocompozitului de drenaj (se măsoară în l/s,m) și exprimă capacitatea acestuia de a transporta lichidele în lungul materialului. Este o proprietate mult mai des prezentată de producători în fișa tehnică de produs, sub forma unor grafice care au pe abscisă efortul normal aplicat și pe ordonată capacitatea de transport, variații exprimate pentru diferiți gradienți hidraulici (ex. 0.05, 0.1, 1).

Permeabilitatea – se referă la capacitatea geotextilului superior (cu rol de filtru) de a permite levigatului să ajungă în corpul propriu-zis al geocompozitului și exprimă viteza de curgere a unui fluid printr-un material poros în condițiile unui gradient hidraulic unitar.

Proprietăți mecanice

Rezistența la tracțiune – se determină de cele mai multe ori, datorită materialelor geosintetice utilizate, atât pe aceeași direcție, cât și pe direcție transversală celei de fabricație. Acest lucru este valabil în cazul geocompozitelor care au în structura lor geotextile.

Prin acest test se urmărește determinarea încărcării maxime la rupere, alungirea la rupere și modulul de elasticitate.

Rezistența maximă la rupere este de cca. 5÷25 kN/m și variază pe cele două direcții de confecționare cu până la 70 de procente.

Rezistența la poansonare – simulează comportamentul geocompozitelor de drenaj în contact cu corpuri colțuroase, gen concreții sau material grosier din sistemul de drenaj (pietriș, bolovăniș). Încercarea folosește echipamentul utilizat pentru determinarea indicelui de capacitate portantă californian (CBR – Californian Bearing Ratio) cu o sondă cu diametrul de 50 mm pe o probă cu diametrul de 150 mm.

Utilizat deasupra unui sistem de etanșare care are în componența lui o geomembrană, geocompozitul de drenaj va îndeplini (de cele mai multe ori) și funcția de protecție, motiv pentru care, rezistența la poansonare este o caracteristică mecanică foarte importantă.

Rezistența la sfâșiere (STAS 6127-87) – este importantă în special în faza de construcție în care pot să apară solicitări (ex: din vânt) care să supună geomembrana la astfel de eforturi.

Rezistența la forfecare la interfață – este o proprietate necesară în proiectare în cazul în care geocompozitul de drenaj este dispus pe taluz, situație în care trebuie analizată stabilitatea acestuia prin considerarea unei suprafețe de cedare la interfețele cu materialele geosintetice sau naturale cu care se află în contact. Parametrii rezistenței la forfecare la interfață se determină în aparatul de forfecare directă, aceștia fiind – unghiul de frecare la interfață și a – adeziunea.

Geocompozitele de drenaj mai comportă și o analiză a rezistenței la forfecare internă la interfața miez drenant – strat suport sau geotextil dar unghiul de frecare și adeziunea au, datorită tehnologiei de realizare, valori mult mai mari decât parametrii la interfață.

4.8.3.Proiectarea sistemului de drenare și colectare a levigatului

Aspectele de proiectare a sistemului de drenaj constau în: estimarea debitului de levigat,

Estimarea cantității de levigat

Cantitatea și debitul de levigat produs în corpul depozitului de deșeuri este influențată de o mulțime de factori, motiv pentru care nu se poate elabora o metodă unică de estimare a acestor parametrii.

Un rol important îl au natura și caracteristicile fizice și chimice ale deșeurilor depozitate. Spre exemplu, deșeurile menajere vor genera o cantitate suplimentară de levigat ca urmare a descompunerii lor.

Alegerea sistemului de drenare și colectare a levigatului poate modifica în mod semnificativ, nu cantitatea de levigat, dar debitul acestuia. Un sistem de drenaj cu drenuri verticale suplimentar față de cel de bază va contribui la drenarea rapidă a apelor din precipitații fapt care va conduce la debite foarte mari pe perioada precipitațiilor (sau în perioade imediat următoare). Lipsa acestui sistem suplimentar poate avea ca efect uniformizarea debitului și chiar a concentrațiilor de levigat, dar poate influența în mod negativ creșterea sarcinii hidraulice deasupra sistemului de etanșare de bază.

Precipitațiile au cu siguranță cel mai mare rol în producerea levigatului, motiv pentru care metodele de estimare a cantității de levigat diferă semnificativ în funcție de amplasamentul depozitului de deșeuri. Alegerea ca valoare de calcul a unei precipitații de o anumită intensitate, durată și frecvență trebuie făcută după o atentă analiză a tuturor factorilor care contribuie la generarea levigatului.

În paralel cu precipitațiile, perioada de închidere a depozitului (sau a unei celule a depozitului) poate reduce cantitatea de levigat produs, dar în detrimentul unui chimism ridicat al deșeurilor depozitate. Închiderea unei celule după o perioadă mare de timp conduce la drenarea unei cantități mari de levigat pe perioada de exploatare a depozitului.

Măsurători in situ efectuate la depozite ecologice de deșeuri au arătat că debitul de levigat este maxim în momentul începerii depozitării deșeurilor și scade pe perioada exploatării depozitului, debitele înregistrate în momentul instalării sistemului de etanșare de suprafață fiind de cca. 2 ÷ 5 % din debitul maxim înregistrat. Aceleași măsurători au arătat că, după închiderea depozitului, debitul de levigat colectat rămâne aproximativ constant pentru o perioadă de timp semnificativă (în exemplul citat, măsurătorile au fost efectuate pentru o perioadă post-închidere de 3 ani) (Bonaparte, 1995).

Valoarea de calcul a debitului de levigat pentru care se vor dimensiona sistemul de drenare și colectare, bazinele tampon sau stațiile de epurare, este exprimată pe unitatea de suprafață de depozit [L3T-1L-2] și se mai numește și rată de percolare [LT-1].

Proiectarea sistemului de drenaj

Prin proiectarea sistemului de drenare și colectare a levigatului se urmărește stabilirea grosimii stratului drenant (în cazul utilizării pietrișului-balastului), dispunerea drenurilor și a colectoarelor, determinarea distanței dintre drenuri și a înclinării acestora, precum și proiectarea lor, respectiv stabilirea diametrului nominal și alegerea materialelor, la ora actuală prezente pe piață într-o diversitate foarte mare.

Prin utilizarea relației (1) (Giroud & Houlihan, 1995) se determină înălțimea maximă a levigatului în lungul drenurilor (Tmax), relație în care (Figura 13):

( )

Ldren – lungimea drenurilor, determinată din planul inițial de dispunere. Pentru cazul în care drenurile au lungimi diferite, în mod acoperitor se folosește lungimea maximă a acestora;

– panta drenului;

( )

qi – rata de percolare;

k – coeficientul de permeabilitate al stratului drenant;

( )

Figura 13: Calculul Tmax

Pentru calculul debitului de poluant care se exfiltrează din depozitul de deșeuri, prin sistemul de etanșare și terenul de fundare, în apa subterană, este necesară determinarea înălțimi medii a coloanei de levigat, pe baza valorilor prezentate în Tabelul 5. O serie de acte normative și ghiduri tehnice elaborate de agenții de mediu din diverse țări recomandă înălțimea medie a coloanei de levigat (sarcina hidraulică deasupra sistemului de etanșare de bază) de 30 cm, iar grosimea stratului drenant de 50 cm.

Tabelul 5: Valori ale raportului Tmed/Tmax (Giroud & Houlihan, 1995)

Pe baza relațiilor prezenta anterior a fost obținut graficul prezentat în Figura 14, pe baza căruia se pot estima rapid rapoartele Tmax/L și Tmed/Tmax.

Prin echivalența unui geocompozit de drenaj cu un sistem de drenaj alcătuit din material granular trebuie luate în considerare atât transmisivitatea materialelor cât și capacitatea de transport a materialului geosintetic. Giroud et al. (2000) au demonstrat că, pentru a fi echivalent cu un strat de material granular, un geocompozit de drenaj trebuie să îndeplinească următoarea condiție:

( )

în care:

tGCDmin – transmisivitatea minimă a geocompozitului de drenaj;

tgran – transmisivitatea materialului granular.

Transmisivitatea minimă a geocompozitului de drenaj se obține prin multiplicare transmisivității materialului granular cu un factor de echivalență.

( )

Pentru o înălțime a coloane de levigat de maximum 30 cm, factorul de echivalență poate fi aproximat cu relația:

( )

în care L și au fost definite anterior iar Tadm este înălțimea maximă a coloanei de levigat admisă de normele tehnice în vigoare.

Distanța dintre drenuri (vezi Figura 15) se recomandă a fi de maximum 30 m și poate fi redusă în cazul în care înălțimea maximă a coloanei de levigat (hmax) depășește grosimea stratului drenant stabilit în funcție de Tmax.

Figura 15: Stabilirea distanței dintre drenuri

Metoda de estimare a distanței dintre drenuri (l) sau a înălțimii maxime a coloanei de levigat (hmax) constă calculul debitului care trebuie preluat de drenuri, ca produs între rata de percolare și zona de influență a acestuia (după Cedergren, 1989 citat de Sharma & Lewis, 1994).

( )

Pe baza legii lui Darcy și în cazul în care suprafața dintre drenuri este orizontală, debitul poate fi exprimat și de relația:

( )

Egalitatea dintre relațiile (7) și (8) conduce la determinarea, fie a distanței dintre drenuri pentru o valoare impusă a lui hmax (recomandabil hmax = 30 cm) sau la determinarea înălțimii maxime a coloanei de levigat deasupra sistemului de etanșare pentru o valoare cunoscută a distanței dintre drenuri (lmax = 30 m).

( )

Pentru cazul mult mai des întâlnit al suprafeței dintre două drenuri înclinată (cu o pantă recomandată de 2 ÷ 3 %) în scopul îmbunătățirii condițiilor de drenare a levigatului, distanța dintre drenuri se obține pe baza unei metodologii apropiate de cea prezentată anterior și este dată de relația (după Moore, 1980 citat de Sharma & Lewis, 1994):

( )

Figura 16: Calculul distanței dintre drenuri

Dimensionarea conductelor de drenaj

Conductele de drenaj utilizate la depozitele de deșeuri sunt realizate din PVC sau HDPE, cele din urmă fiind preferate pentru rezistența superioară la agenți chimici. Pentru creșterea rezistenței la sarcini verticale, tuburile de drenaj sunt riflate, unele dinte ele având pereți dubli, la interior netezi și la exterior riflați. Au prevăzute fante pentru preluarea levigatului, dispuse parțial (la partea superioară) sau pe toată circumferința. Pentru a se evita colmatarea conductelor acestea sunt protejate cu un material geotextil. Sunt produse într-o gamă foarte variată de dimensiuni, diametrele nominale cu utilizarea cea mai largă fiind de 100, 150, 200, 250, 300 mm.

Din punct de vedere hidraulic alegerea conductelor de drenaj se face pe baza relației lui Manning, alegând un grad de umplere conform cu geometria orificiilor.

( )

în care:

A – aria secțiunii de curgere;

Rh= A/P – raza hidraulică, definită ca raportul dintre aria secțiunii de curgere și perimetrul udat;

i – panta hidraulică;

C – coeficientul lui Chezy dat de relația:

( )

n – coeficientul de rugozitate.

Figura 17: Definirea perimetrului udat și a secțiunii de curgere

4.8.4.Stabilitatea sistemului de drenaj pe taluz

Influența lungimii taluzului, a pantei, a grosimii sistemului de drenaj (sau a materialului de acoperire în cazul etanșării de suprafață) au condus la dezvoltarea a două metode de analiză a stabilității: metoda pantei infinite și metoda penei (sau a pantei finite).

Este detaliată pe larg situația particulară (foarte des întâlnită) în care grosimea sistemului de drenaj este constantă în lungul pantei, adeziunea la interfața între diferitele materiale implicate este nulă și coeziunea materialului de acoperire este egală cu zero; prin aceste simplificări, studiul prezentat în această lucrare se referă la stabilitatea sistemului de drenaj alcătuit exclusiv din materiale necoezive (nisip, pietriș sau amestec) situat deasupra unui sistem de etanșare care nu înglobează materiale geosintetice cu adeziune mare, gen geomembrane rugoase.

Metoda pantei infinite

Această metodă se aplică în cazul în care lungimea pantei este foarte mare în raport cu grosimea sistemului de drenaj. Stabilitatea este evaluată cu ajutorul factorului de stabilitate la alunecare, definit ca raportul dintre forțele care se opun alunecării și forțele ce provoacă alunecarea (Figura 18):

Figura 18: Analiza stabilității sistemului de drenaj

prin metoda pantei infinite (Koerner, 1994)

( )

în care:

W – greutatea materialului drenant;

– unghiul pe care-l face panta taluzului cu orizontala;

– unghiul de frecare geosintetic – pământ.

Metoda penei

Metoda penei se aplică în cazul în care lungimea pantei înregistrează valori mai mici, această metodă fiind una mai precisă datorită faptului că ia în calcul creșterea de stabilitate oferită de pana pasivă ce apare la baza pantei (Figura 19). Calculul factorului de stabilitate se efectuează evaluând greutățile penelor activă și pasivă și scriind ecuația de echilibru (Koerner, 1994):

Figura 19: Analiza stabilității prin metoda penei (Koerner, 1994)

( )

în care:

Ea, Ep – forțele de împingere dintre penele activă și pasivă;

Wa, Wp – greutățile penelor activă și pasivă.

Rezolvarea acestei ecuații se face pornind de la:

( )

în care:

( )

Prin calcule parametrice, dar și pe cale analitică se poate demonstra faptul că greutatea specifică a materialului ce compune sistemul de drenaj nu influențează valoarea factorului de stabilitate la alunecare. Un alt aspect foarte important cu privire la stabilitatea sistemului de drenaj pe pante îl constă observația că stabilitatea este cu atât mai bună cu cât grosimea sistemului de drenaj crește.

Luarea în considerare a acțiunii seismice

Analiza stabilității în gruparea specială de acțiuni (seism) presupune calcularea valorii factorului de stabilitate Fs de regulă cu ajutorul unei metode pseudostatice, prin adăugarea unei forțe orizontale în centrul de greutate al masei de materiale implicate (Error: Reference source not found).

Dacă se consideră nulă componenta verticală a accelerației seismice, se poate utiliza următoarea relație simplificată pentru evaluarea factorului de stabilitate în gruparea specială de acțiuni (Normativul P100-92):

( )

în care:

Fs – factor de stabilitate în gruparea specială de acțiuni;

Fs0 – factor de stabilitate în gruparea fundamentală de acțiuni;

m – panta taluzului;

;

ks – coeficient de intensitate seismică;

kh – componenta orizontală a accelerației seismice;

În cazul versanților și taluzelor, pentru valoarea se admite o variație liniară pe înălțime astfel:

la bază: = 0,5

la partea superioară (pe coronament):

= 0,5 – pentru ≤ 15°

= 0,6 – pentru 15°≤ ≤ 30°

= 0,7 – pentru ≥ 30°

unde este unghiul mediu de înclinare a taluzului față de orizontală.

Pentru a evalua implicațiile luării în considerare a efectului seismului asupra pantei taluzelor, s-au realizat o serie de calcule folosind relația (14). S-a considerat un factor de stabilitate minim admis în gruparea specială Fs = 1,3 și s-a calculat cât trebuie să fie factorul seismic în regim static (gruparea fundamentală de acțiuni), Fs0 pentru a fi îndeplinită această condiție. Rezultatele sunt prezentate în Tabelul 6 în funcție de coeficientul de intensitate seismică, ks și panta taluzului (Figura 20).

Figura 20: Grafic de determinare a factorului de stabilitate minim la alunecare în gruparea fundamentală de acțiuni pentru a obține Fs0 = 1,3 (Olinic, Batali, 2002)

Rezultă că, de exemplu, pentru zona seismică A (ks = 0,32), pentru ca stabilitatea depozitului să fie asigurată cu un factor de 1,3, trebuie ca în regim static factorul de stabilitate să fie de 1,87 pentru o pantă de 1:2,5.

Pentru a putea obține aceste valori ale factorului de stabilitate calculat prin metoda pantei infinite trebuie asigurate anumite valori ale unghiului de frecare pe interfață (), care sunt prezentate în Figura 21.

Figura 21: Valoarea unghiului necesar pentru a obține Fs0min = 1,3 (Olinic, Batali, 2002)

Se observă că pentru o pantă de 1:2,5 și zona seismică A, trebuie ca cel mai mic unghi pe oricare interfață să fie 37°, ceea ce este aproape imposibil de obținut. În aceleași condiții, pentru o pantă de 1:3 rezultă min = 33,5°, care poate fi obținut prin utilizarea unei geomembrane texturate, de exemplu.

Datorită faptului că metoda pantei infinite nu poate fi aplicată în toate cazurile întâlnite în practică, au fost efectuate o serie de calcule parametrice cu scopul de a identifica domeniul de aplicabilitate al celor două metode avute la dispoziție. Prin calculele efectuate s-a urmărit determinarea aceluiași unghi de frecare , de data aceasta calculat prin metoda penei; s-a considerat grosimea sistemului de drenaj egală cu 50 cm, iar ceilalți parametri implicați au variat astfel: înălțimea pantei între 3 și 20 m și unghiul de frecare internă al materialului drenant între 25 și 35°.

Din analiza acestor valori rezultă că pentru înălțimi mai mari de 10 m rezultatele obținute cu cele două metode sunt foarte apropriate. Pentru înălțimi sub această valoare este de preferat utilizarea metodei penei.

4.8.5.Epurarea levigatului din depozitele de deșeuri

Problema epurării levigatului din depozitele de deșeuri este tratată prin două soluții: în stații de epurare situate în amplasamentul depozitului sau în stații de epurare orășenești sau industriale, care nu aparțin de depozit.

Prima soluție este în general agreată atunci când depozitul are o perioadă de exploatare foarte lungă (peste 20 de ani) iar posibilitatea epurării levigatului în alte stații de epurare este inexistentă. Soluția presupune investiții foarte mari dar, în funcție de chimismul levigatului poate reprezenta singura soluție viabilă.

Epurarea levigatului în stații de epurare care nu aparțin de depozit implică realizarea unui colector între depozit și stație, dar poate fi însoțită de o stație de pre-epurare care să aducă levigatul la parametrii acceptabili într-o stație de epurare orășenească sau industrială. Levigatul va trebui să îndeplinească prin concentrațiile de constituenți chimici prezenți condițiile asimilării cu apa uzată orășenească sau industrială.

Compoziția chimică a levigatului

Compoziția chimică a levigatului variază foarte mult în funcție de natura și chimismul deșeurilor depozitate dar și de o serie de alți factori care țin de condițiile de drenaj ale depozitului.

Tabelul 7: Principalii constituenți chimici ai levigatului din depozitele de deșeuri municipale

(Sharma & Lewis, 1994)

În Tabelul 7 sunt prezentate domeniile de variație pentru principalii constituenți chimici prezenți în levigatul din depozitele de deșeuri menajere.

Se observă faptul că foarte mulți constituenți înregistrează valori care-i fac inacceptabili într-un sistem de canalizare orășenesc și în stația de epurare.

BIBLIOGRAFIE

Ministerul Apelor și Protecției Mediului (MAPN), Institutul Național de Cercetare Dezvoltare de Ingineria Mediului (ICIM) București. Strategia națională de gestiune a deșeurilor. București, 2002.

Ministerul Apelor și Protecției Mediului (MAPN). Raport privind starea mediului în România în anul 2000. București, 2001.

Apostol, T. Gestiunea deșeurilor. Editura AGIR, București, 2000.

Mihai Manoliu, Cristina Ionescu, Dezvoltare durabilă și protecția mediului, H*G*A* București, 1998

Mihai Manoliu, Cristina Ionescu, Noțiuni de Dreptul Mediului Înconjurător, Editura Didactică și Pedagogică, R.A., București, 1996

Vladimir Rojanschi, Florina Bran, Gheorghița Diaconu, Protecția și Ingineria Mediului, Editura Economică

ROUSSEAUX, P.Evoluation comparative de l’impact environnemental global (ECIEG) du cycle de vie des produits. Thèse de Doctorat: INSA de Lyon, 1993

NAVARRO, A. et REVIN, Ph. Déchets et environnement. INSA de Lyon, 1995.

ANTONESCU, N. Valorificarea energetică a deșeurilor. București, Editura Tehnică, 1988

BLANCHARD, J.M. Les filières de traitement des déchets, INSA de Lyon, 1994

BORGES DE CASTILHOS, A. Conception d’un modèle synthétique d’ordure ménagère: Raport de DEA: INSA de LYON, 1985

Ecologing SRL. Metode de tratare a DMU In România, București, 1993.

PASCAD, M. Urban solid waste management, Copenhagen, 1993

Legea protecției mediului. București, 1996

Athanasovici, V. : Utilizarea căldurii în industrie vol. 1. Editura tehnică București, 1996

INTERNET SITE-URI:

http://www.culture.fr/culture/arcnat/harsova/ro/scien4.htm

http://www.primarie.multinet.ro/al21/cap4.htm

http://www.cceg.ro/newpage21.htm

http://www.grida.no/enrin/htmls/romania/env2001/content/soe/rom/cap6/deseuri.htm

http://www.ccip.fr/bourse-des-dechets/

http://www.geneve.ch/inf-eau-dechets/dechets/index.asp

http://www.ci.fargo.nd.us/SolidWaste/landfill.htm

http://rocktoroad.com/plantupgrade.html

http://www.tamatoledonews.com/LegalArchive/10-01/18ln.html

http://www.andr.ro/romana/prognoza/stadiu_plan_actiune_7luni/11_mediul_inconjurator.htm