Tehnici moderne de investigare în exploatarea zonelor amenajate [628607]

Tehnici moderne de investigare în exploatarea zonelor amenajate
cu lucr ări de îmbun ătățiri funciare

– Rezumat –

Cap. I. Introducere. Aspecte generale.

În przenta lucrare mi -am propus s ă prezint o metod ă modern ă de investigare, bazat ă pe
tehnologia GIS (Geographical Information System – Sisteme Informa ționale Geografice), a
terenurilor amenajate cu lucr ări de îmbun ătățiri funciare pretabile la utilizarea n ămolurilor
rezultate din sta țiile de epurare.
Nămolurile de epurare sunt produse ce rezult ă de la tratarea apelor uzate. Având în
vedere c ă volumul de reziduuri/de șeuri industriale și umane sunt în cre ștere, municipalit ățile
și agen țiile guvernamentale din întreaga lume sunt puse în situa ția obligatorie de a g ăsi
metode durabile pentru eliminarea acestora în mediul înconjur ător. Numeroase țări dezvoltate
au încetat s ă mai practice deversarea acestora în apele marine, iar în prezent metodele folosite
se refer ă în specia l la aplicarea lor pe terenurile agricole, compostarea și utilizarea
composturilo r din n ămoluri de epurare ca material fertilizant pentru culturile horticole sau ca
sursă de materie organic ă și nutrien ți pentru terenurile agricole.
Utilizarea în agricultur ă a nămolurilor de epurare reprezint ă una dintre metodele de
degajare a acestora și o form ă de punere în valoare a con ținutului lor în materie organic ă și
elemente nutritive.
Rezultatele cercet ărilor efectuate în țara noastr ă pe teme ce au vizat posibilitatea de a
valorifica nămolurile de epurare ca materiale fertilizante pentru soluri le agricole au permis
elaborarea unor recomand ări și stabilirea unor criterii de pretabilitate a terenurilor agricole.
Pentru a diminua efectul poluant al n ămolului de epurare ce se va folosi în agricultur ă
și a putea valorifica elementele nutritive pe car e le con ține, este necesar ca n ămolul s ă fie
tratat în mod corespunz ător, s ă se aplice numai pe soluri pretabile, în dozele și epocile
stabilite, la un anumit sortiment de culturi recomandate și să se asigure un control adecvat al
calității factorilor de mediu.
Cercet ările realizate pe plan interna țional și național raporteaz ă că solurile se comport ă
diferit la aplicarea n ămolului de epurare. Mecanismele poten țiale de tratare în sol includ
filtrarea, oxidarea biologic ă, schimbul de ioni, precipitarea chimic ă, adsorb ția, absorb ția și
asimilarea de c ătre plante și animale.
La alegerea terenurilor pretabile pentru administrarea n ămolului de epurare se vor avea
în vedere mai mul ți factori:
§ Topografia locului ;
§ Panta terenului ;
§ Textura solului ;
§ Permeabilitatea sol ului;
§ Scurgerile la suprafa ță și eroziunea ;
§ Inundabilitatea ;
§ Capacitatea de ap ă utilă;
§ Adâncimea apei freatice ;
§ Volumul edafic ;
§ pH-ul solului ;

§ Capacitatea de schimb cationic ;
§ Gleizarea și pseudogleizarea ;
§ Gradul de înc ărcare a solului cu metale grele ;
§ Protec ția surselor de aprovizionare cu ap ă a localit ăților;
§ Structura culturilor .

Pentru analiza la nivel na țional a pretabilit ății terenurilor agricole pentru aplicarea
namolurilor din sta țiile de purare s -au avut în vedere, în principal, panta terenului , pH-ul
solului și grad ul de înc ărcare cu metale grele, considerate ca fiind principalele criterii de
evaluare.

Cap. II. Tehnologii spa țiale moderne pentru investigarea și exploatarea
zonelor amenajate cu lucr ări de îmbun ătățiri funciare.

În cadrul ace stui capitol am prezentat câteva no țiuni teoretice de baz ă necesare în
abordarea pretabilit ății terenurilor agricole amenajate cu lucr ări de îmbun ătățiri funciare
pentru aplicarea n ămolurilor din sta țiile de epurare.
Atât datele de intrare într -un GIS cât și informa ția rezultat ă în urma prelucr ării și
analizei au ca principal ă caracteristic ă spațialitatea , ceea ce înseamn ă că fiecare din aceste
elemente este legat de un anumit loc, bine precizat, de pe suprafa ța Pământului. Aceast ă
proprietate individualize ază GIS -ul de alte sisteme informatice. Astfel, etapa în care datelor li
se atribuie spa țialitate este una din cele mai importante pe parcursul realiz ării unei aplica ții
bazate pe GIS.
Transpunerea formei sferice neregulate a P ământului pe o suprafa ță plan ă (hart ă) care
să poat ă fi ușor de utilizat în activit ățile practice a constituit una din permanentele încerc ări
ale oamenilor de știință încă din cele mai vechi timpuri.
În cadrul aplica țiilor GIS, raza mare a sferoidului și excentricitatea sunt folosite ca
date de intrare pentru ecua țiile cu ajutorul c ărora se face georeferen țierea sau transformarea
unei h ărți dintr -o proiec ție în alta. Pentru o serie de sferoizi, aceste valori sunt implementate
în program. Sferoizii variaz ă de la o proiec ție la alta. În momentul în care este creat ă o
proiec ție cartografic ă, acesteia i se asociaz ă un sferoid de baz ă. De exemplu proiec ția U.T.M.
este asociat ă sferoidului WGS 84.
Tipul, elementele și parametrii constructivi specifici proiec țiilor cartografice și
sistemel or de coordonate plane care stau la baza realiz ării diverselor h ărți, sunt caracteristici
fundamentale ale datelor spa țiale, esen țiale în realizarea aplica țiilor GIS și, așa cum se va
vedea în continuare, sunt strâns legate între ele. Acestea trebuie cunos cute atunci când se
utilizeaz ă hărțile ca surs ă de date, când se impune utilizarea h ărților realizate în diverse
perioade de timp sau de diverse țări, pentru amplasarea datelor GPS etc. În țelegerea acestor
elemente au scopul de a ob ține rezultate corecte.
Pentru teritoriul României, la momentul actual, sunt utilizate 3 sisteme de proiec ție:
Stereografic ă 1970 (Stereo 70), face parte din categoria proiec țiilor cartografice
conforme – perspective, care p ăstreaz ă nealterate valorile unghiurilor dar deformeaz ă radial
lungimile. Este un sistem de proiec ție stereografic cu plan secant, adâncimea planului secant
față de planul tangent în punctul central al proiec ției fiind de 1389,48 m. Se ob ține astfel un
cerc (cercul dup ă care planul secant intersecteaz ă sfera) cu raza de 201,72 m în lungul c ăruia
deform ările sunt nule.
Transverse Mercator (Gauss -Kruger), fusul 34 s i 35 este o proiec ție policilindric ă
transversal ă. Fiecare fus cu o valoare de 6ș de longitudine se proiecteaz ă separat pe câte un
cilindru tangent pe meridianul central al fusului, astfel c ă factorul de scar ă are valoarea 1.

Astfel deform ările de arii și distan țe cresc de la meridianul axial spre meridianele marginale.
Cele mai mari deform ări sunt în apropierea paralelei de 00, aici distan ța între meridiane fiind
mai mare.
Universal Transverse Mercator, fusul 34 și 35, este derivat ă din proiec ția Gauss –
Kruger, cu unele diferen țe. Cilindrul nu este tangent la meridianul central ci secant, astfel c ă
factorul de scar ă este subunitar și se ob țin dou ă linii de deformare nul ă. Pentru aceast ă
proiec ție s-a adoptat elipsoidul geocentric WGS 84.
Datorit ă deplas ării false spre est a fiec ărui fus și a celor dou ă fuse diferite în cazul
proiec țiilor Gauss -Kruger și UTM, modul în care poate fi vizualizat întregul teritoriu al
României este în proiec ție Stereo 70. În cazul proiec ției Transverse Mercator fusul 35 apare
deplasat cu circa 500 km spre est fa ță de fusul 34, iar în cazul proiec ției UTM, cele dou ă fuse
apar suprapuse.
Utilizarea metodelor și a tehnicilor GIS are o mare pondere în realizarea prezentei
lucrări, întreaga lucrare fiind conceput ă pe baza aplicabilit ății acestora în domeniul
pedologiei .
Pentru a realiza acest obiectiv, am considerat c ă se impune o prim ă abordare, de ordin
general, a Sistemelor Informa ționale Geografice și a cuno ștințelor din domenii conexe
specifice științelor geonomice, urmând ca de scrierea procedurilor specifice s ă fie f ăcută o dat ă
cu aplicarea lor.
Primele elemente care au stat la baza conceptului de GIS ( Geographical Information
System ) sau SIG ( Sisteme Informa ționale Geografice ) au ap ărut în perioada anilor ’60,
simultan cu exti nderea teoriei generale a sistemului. Prin lansarea, în 1966, a satelitului
geodezic Pageos și apoi, în anii ’70, a celor 3 sateli ți de teledetec ție apar ținând primei
genera ții Landsat (ERTS ), în Statele Unite și Canada a început o cercetare detaliat ă a
suprafe ței terestre din spa țiu. Complementar, tehnicile GIS au fost implementate pentru prima
dată în Canada, în cadrul unei aplica ții pentru inventarierea resurselor naturale. Ulterior aceste
tehnici s -au extins o dat ă cu evolu ția spectaculoas ă a calculatoa relor.
În ultimul deceniu al secolului XX a fost tot mai evident faptul c ă progresul societ ății
este strâns legat de capacitatea de prelucrare și interpretare a informa țiilor, în condi țiile unei
creșteri explozive a volumului de date, a necesit ății luării deciziilor într -un timp cât mai scurt
și a exploat ării cât mai eficiente a unor resurse (umane, naturale etc.). GIS -ul a ap ărut ca o
necesitate a stoc ării, sistematiz ării, prelucr ării și interpret ării informa ției pe baza algoritmi lor
matematici mai simpli sau complec și utiliza ți în analiza spa țială.
Redarea cu precizie a formei suprafe țelor și obiectelor, în ultimul deceniu a devenit
realitate prin metode și tehnici de colectare a datelor bazate pe principiul scan ării laser.
Dealungul timpului s -au elaborat o serie de metode pentru ridicarea punctelor spa țiale,
pornind de la metodele tahimetrice, unde ridicarea era realizat ă punct cu punct și cu atribute
pentru fiecare punct, pân ă la ridicarea în mas ă a punctelor obiect prin m etode fotogrametrice
și scanare laser. La m ăsurătorile tahimetrice, timpul pentru discretizarea punctual ă a
obiectelor și inserarea de atribute fiec ărui punct este foarte mare comparativ cu metodele
fotogrametrice și de scanare laser, care asigur ă o prelua re rapid ă, însă fără atribute.
Scanarea Laser este o nou ă tehnic ă geodezic ă, prin intermediul c ăreia poate fi
măsurat ă complet automat sau semiautomat, cu mare precizie și cu vitez ă ridicat ă, geometria
unei structuri sau suprafe țe, fără ajutorul unui medi u reflectorizant. Rezultatul m ăsurătorilor
este reprezentat de o mul țime de puncte, numit ă în literatura de specialitate nor de puncte .
În general, achizi ționarea datelor se realizeaz ă într-un timp foarte scurt, lucru care
confer ă un avantaj esen țial aces tor sisteme în raport cu sistemele tahimetrice, de exemplu.
Post-procesarea datelor poate îns ă să dureze mai mult, ținând seama de volumul imens de date
care se pot achizi ționa într -o campanie de scanare (exemplu: pot fi zeci de milioane de puncte

conținute într -un nor de puncte care pot caracteri za deplin unui obiect) și – nu în ultimul rând
– de abilitatea operatorilor care particip ă la pos -procesare.
Experien ța a relevat faptul c ă raportul dintre opera țiunile de post -procesare și cele de
achizi ționare a datelor poate fi de 10:1 sau chiar mai mult.

Cap. III. Utilizarea n ămolurilor din sta țiile de epurare
Politica de gestionare a n ămolului precum și promovarea valorific ării acestuia la nivel
UE s -a dezvoltat, timp de 30 de ani rezult ând în legislatia Comisiei Europene ce stabile ște
standarde comune pentru întreg teritoriul Europei. Aceast ă politic ă este în continu ă dezvoltare
atât în mod direct c ât și indirect, prin serviciile de comunica ții ale Comisiei Europene,
Documentele de lucru ale CE, Programel e de ac țiune asupra mediului și strategiile tematice.
Recent, al șaselea program de ac țiune asupra mediului (al șaselea PAM) cuprinde
decizia Parlamentului European și a Consiliului Europei 1600/2002/CE din 22 iulie 2002, un
program UE pe 10 ani (2002 – 2012) axat pe probleme de mediu ce define ște 4 priorit ăți
cheie. Dintre acestea, urm ătoarele prezint ă implica ții asupra trat ării și valorific ării nămolului:
¡ Schimbarea climatului: atingerea targetului UE cu privire la reducerea emisiilor de gaz cu
8% în peri oada 2008 -2012.
¡ Utilizarea durabil ă a resurselor naturale și gestionarea de șeurilor: cre șterea eficien ței
resurselor și decuplarea utiliz ării resurselor de cre șterea economiei, eficientizarea
procesului de reciclare și prevenirea gener ării de de șeuri prin aplicarea unei politici
integrate a produsului, încurajarea m ăsurilor menite s ă gestioneze anumite tipuri de de șeuri
cum ar fi de șeurile periculoase, de șeurile biodegradabile și nămolul.

Utilizarea n ămolului pe terenurile agricole continu ă să fie un subiect controversat nu
numai din cauza con ținutului în metale grele și a poten țialului impact de lung ă durat ă asupra
calității solului ci și ca urmare a poten țialei prezen țe a patogenilor și a poluan ților organici.
Din 1989, de c ând s-a adoptat Direc tiva Europeana 86/278/CEE urm ătoarele sectoare s -au
dezvoltat: științific, capacitate analitic ă, prevederi privind substan țele chimice, tehnologiile de
procesare a n ămolului, con știentizarea publicului privind problemele de mediu, iar, în acela și
timp, referitor la concentra țiile substan țelor contaminante și a patogenilor din namol, s -a
determinat: un control mult mai riguros al desc ărcărilor în canalizare; adoptarea proceselor
industriale mai pu țin poluante, îmbun ătățirea s ănătății publice și o tratare mult mai eficient ă a
nămolului.
Utilizarea n ămolului pe suprafe țe ar putea fi determinat ă, în viitor, de o suit ă de
prevederi legale UE, na ționale și local -regionale. Se acord ă atenție deosebit ă „Directivei
Depozit de De șeuri” ce va restric ționa cantitatea de nămol și deșeuri organice trimise spre
depozitele de de șeuri precum și controlul local cu privire la con ținutul de patogeni astfel încât
să fie acceptabil d in punct de vedere public.
Transpunerea româneasc ă a directivei 86/278/CEE s -a făcut prin Ordinul comun al
Ministrului Mediului nr. 344/2004 și al Ministrului Agriculturii nr. 708/2004. Ulterior acesta
a fost îmbun ătățit prin Ordinul Ministrului Mediului nr. 27/2007 pentru modificar ea și
completarea unor ordine in vederea transpunerii totale.
Ordinul 344/2004, prezentat anterior, prevede c ă pot fi utilizate în agricultur ă numai
nămolurile tratate pentru care Agen ția de Protec ție a Mediului emis „Permisul de aplicare ” in
baza Studiul ui Agrochimic special elaborat de Oficiul de Studii Pedologice și Agrochimice și
aprobat de Direc ția pentru Agricultur ă și Dezvoltare Rural ă.

Scopul acestui act normativ este valorificarea poten țialului agrochimic al n ămolurilor
de epurare, prin utilizare a corect ă a acestora, f ără efecte nocive asupra solului, apei,
vegeta ției, animalelor și omului.

Cap. IV. Studiu de caz. Utilizarea tehnicilor GIS în investigarea
terenurilor pretabile la utilizarea n ămolurilor din sta țiile de
epurare.

Sistemele Informa ționale Geografice reprezint ă în prezent instrumente software
puternice, cu func ționalitate complex ă, capabile s ă asigure suportul informa țional pentru o
multitudine de decizii în toate domeniile de activitate uman ă legate direct sau indirect de o
locație de pe suprafa ța terestr ă.
Astfel, în literatura de specialitate, sunt eviden țiate posibilit ățile oferite de GIS și
teledetec ție în agricultur ă, pentru: evaluarea calitativ ă și cantitativ ă a culturilor agricole, cartarea
salinit ății solului, evalua rea productivit ății terenurilor agricole, etc. (F. Z. Pierce, D. Clay,
Editors, GIS Applications in Agriculture, CRC Press, 2007).
Pentru realizarea h ărților, la nivel na țional, care s ă prezinte repartizarea pH -ului și a
gradului de înc ărcare a solului cu metale grele , am folosit datele con ținute in „Sistemul de
monitoring al solurilor din România ” realizat de ICPA – Institutul de Cercet ări pentru Pedologie
și Agrochimie Bucuresti. În urma interpol ării datelor din gridul de 16×16 km la nivel na țional, au
rezultat h ărțile tematice care reprezint ă distribu ția pH -ului și concentra ției cu metale grele a
solului conform normativelor în viguare privind limitele admise pentru utilizarea namolurilor pe
terenurile agricole. Deasemenea am realizat harta cu raionarea pantelor pentru eviden țierea
suprafetelor cu pant ă mai mic ă de 5%. Pentru acasta am folosit modelul numeric al terenului
SRTM ( Shuttle Radar Topography Mission) cu rezolu ția de 90 m, produs de NASA. Alte
straturi de informa ție foloite sunt: harta utiliz ării solului din care am extras suprafetele agricole,
harta sistemelor de iriga ții din Rom ănia și harta pedologic ă Intersectarea tuturor straturilor de
informa ție a eviden țiat pretabil itatea terenurilor amenajate pentru iriga ții la utilizarea
namolurilor din sta țiile de epurare.

Cap. V. Concluzii.

Avand la baz ă „Sistemul de monitoring al solurilor din România ” realizat de ICPA –
Institutul de Cercet ări pentru Pedologie și Agrochimi e Bucuresti, în care datele sunt prelevate pe
baza gridul ui de 16×16 km la nivel na țional, extrapolarea acestora a putut oferi o imagine global ă
asupra existentei și în România a unei suprafete importante de teren agricol pretabil la utilizarea
nămolurilor din sta țiile de epurare. Pentru o mai judicioas ă evaluare este necesar ă realizarea
analizei la nivel jude țean, pe baza unor date prelevate pe baza unui grid cu o densitate mult mai
mare și orientat în special doar pe suprafetele de teren agricol.
Tehnol ogiile moderne de captur ă, gestionare și prelucrare a datelor î și aduc pe deplin
contribu ția în realizarea unor proiecte de mare anvergur ă cu evolu ție scurt ă în timp datorit ă
facilit ăților de prelucrare rapid ă a volumelor mari de date.