aspecte de hidrogeologie urbana 7 aprilie 2014 – universitatea din bucuresti radu constantin gogu...

47
ASPECTE DE HIDROGEOLOGIE URBANA 7 Aprilie 2014 – Universitatea din Bucuresti Radu Constantin Gogu UNIVERSITATEA TEHNICA DE CONSTRUCTII BUCURESTI Asociatia Hidrogeologilor din Romania CENTRUL DE CERCETARE INGINERIA APELOR SUBTERANE DEPARTAMENTUL DE HIDRAULICA SI PROTECTIA MEDIULUI FACULTATEA DE HIDROTEHNICA Facultatea de Geologie si Geofizica POSCCE - PLATFORMA DE GESTIUNE A APEI SUBTERANE DIN MEDIUL SEDIMENTAR IN ZONE URBANE

Upload: laura-maldonado-coronel

Post on 22-Dec-2015

232 views

Category:

Documents


2 download

TRANSCRIPT

Page 1: ASPECTE DE HIDROGEOLOGIE URBANA 7 Aprilie 2014 – Universitatea din Bucuresti Radu Constantin Gogu UNIVERSITATEA TEHNICA DE CONSTRUCTII BUCURESTI Asociatia

ASPECTE DE HIDROGEOLOGIE URBANA

  7 Aprilie 2014 – Universitatea din Bucuresti

Radu Constantin Gogu

UNIVERSITATEA TEHNICA DE CONSTRUCTII BUCURESTIAsociatia Hidrogeologilor din Romania

CENTRUL DE CERCETARE INGINERIA APELOR SUBTERANE

DEPARTAMENTUL DE HIDRAULICASI PROTECTIA MEDIULUI

FACULTATEA DE HIDROTEHNICA

Facultatea de Geologie si Geofizica

POSCCE - PLATFORMA DE GESTIUNE A APEI SUBTERANE DIN MEDIUL SEDIMENTAR IN ZONE URBANE

Page 2: ASPECTE DE HIDROGEOLOGIE URBANA 7 Aprilie 2014 – Universitatea din Bucuresti Radu Constantin Gogu UNIVERSITATEA TEHNICA DE CONSTRUCTII BUCURESTI Asociatia

 ► extinderea urbana este un fenomen predominant al secolului 20 ce va continua de-a lungul secolului 21

 ► apa subterana permite servicii de alimentare cu apa ieftine, accesibile local utilizatorilor privati, precum si posibilitatea de stocare (apa si energie) in sistemul acvifer – aspect critic in cazul schimbarilor climatice 

 ► ubanizarea rapida si necontrolata constitue un risc major pentru resursa de apa subterana legat de exploatarea in exces si de poluare

 ► dezvoltarea majora a constructiilor subterane (marime si complexitate) – conduce la coborari sau ridicari ale nivelului apelor subterane cu un impact puternic asupra infrastructurii urbane

URBANISM SI APA SUBTERANA

Page 3: ASPECTE DE HIDROGEOLOGIE URBANA 7 Aprilie 2014 – Universitatea din Bucuresti Radu Constantin Gogu UNIVERSITATEA TEHNICA DE CONSTRUCTII BUCURESTI Asociatia

• Strate acvifere de suprafata / acvifere de adincime• Circuitul apelor urbane• Aspecte cantitative ale apelor subterane din mediul urban

– Impactul urbanizarii– Fluctuatii ale nivelului apelor subterane– Probleme legate de epuizmente si drenaj– Influenta constructiilor subterane asupra regimului de curgere– Relatia retelele edilitare - sistem acvifer– Executia incorecta a puturilor ce capteaza acviferele de adincime 

• Aspecte calitative ale apelor subterane in mediul urban– Principalele surse de poluare– Instrumente de protectie ale apelor subterane

• Harti de vulnerabilitate a acviferelor • Perimetre de protectie ale captarilor cu apa

Continut

Page 4: ASPECTE DE HIDROGEOLOGIE URBANA 7 Aprilie 2014 – Universitatea din Bucuresti Radu Constantin Gogu UNIVERSITATEA TEHNICA DE CONSTRUCTII BUCURESTI Asociatia

Strate acvifere de suprafata / acvifere de adincime

Page 5: ASPECTE DE HIDROGEOLOGIE URBANA 7 Aprilie 2014 – Universitatea din Bucuresti Radu Constantin Gogu UNIVERSITATEA TEHNICA DE CONSTRUCTII BUCURESTI Asociatia

•    Circuitul  apei  urbane  reprezinta  baza  conceptuala  pentru studierea bilanțului de apă și al efectuării  inventarului de apă din zonele urbane.

Circuitul apelor urbane

•    Apele subterane constituie o parte integrantă a circuitului apelor urbane.

Page 6: ASPECTE DE HIDROGEOLOGIE URBANA 7 Aprilie 2014 – Universitatea din Bucuresti Radu Constantin Gogu UNIVERSITATEA TEHNICA DE CONSTRUCTII BUCURESTI Asociatia

Circuitul apelor urbane•  Ințelegerea  comportamentului  acvifer  necesită  cunoașterea fluxurilor  de  apă:  mărimea  acestora,  imporțanta  lor  relativă precum și dependența lor asupra parametrilor hidrologici. 

Page 7: ASPECTE DE HIDROGEOLOGIE URBANA 7 Aprilie 2014 – Universitatea din Bucuresti Radu Constantin Gogu UNIVERSITATEA TEHNICA DE CONSTRUCTII BUCURESTI Asociatia

Circuitul apelor urbane‘‘urbanizarea actioneaza asupra apei subterane’

si ‘apa subterana actioneaza asupra infrastructurii urbane’

fara planificare – “o solutie oferita de o institutie devine problema unei alte institutii” 

Page 8: ASPECTE DE HIDROGEOLOGIE URBANA 7 Aprilie 2014 – Universitatea din Bucuresti Radu Constantin Gogu UNIVERSITATEA TEHNICA DE CONSTRUCTII BUCURESTI Asociatia

Impactul urbanizării asupra apei subterane

• alimentarea se realizează prin puțuri de pompare,• direcția de curgere și nivelul apei subterane nu sunt influențate; • descărcarea apelor uzate se realizează direct în acvifer;

•  nivelul apei subterane scade. • descarcărea apelor uzate se realizeaza direct  în acvifer  fără epurare. •apele subterane de mică adâncime sunt poluate

• acviferul de sub oraș este abandonat -calitate precara•  nivelul  apei  subterane  crește  sub  oraș  datorită  opririi pompărilor. • direcția de curgere se schimbă spre extremitățile orașului ;

•  nivelul apei subterane creste extrem de mult• apare riscul de inundație. • cererea de apă este mare•  apare  necesitatea  de  import  a  apei  de  la  surse  indepartate, costuri ridicate.

Page 9: ASPECTE DE HIDROGEOLOGIE URBANA 7 Aprilie 2014 – Universitatea din Bucuresti Radu Constantin Gogu UNIVERSITATEA TEHNICA DE CONSTRUCTII BUCURESTI Asociatia

Procesele urbane interacționează asupra apei subterane prin:

► Modificarea procesului de realimentare al apei subterane datorita-  Reducerea acesteia in urma impermeabilizarii suprafeței terenului;- Exfiltratii din sistemele de alimentare cu apa si canalizare (pluviale, ape uzate sau mixte)

in apa subterana ( compenseaza reducerea realimetarii naturale); -  Realizarea de conexiuni hidraulice antropice intre stratele acvifere.

► Drenajul apelor subterane prin -  Reletele de canalizare -  retelele de transport (tunele de metrou, feroviare, auto, etc)-  Constructii subterane (fundatii adinci, parcari, etc)

► Bararea fluxului de apa (efect de bariera) prin-  Elemente de infrastructura de transport (tunele si statii de metrou, feroviare, auto, etc)-  Constructii subterane (fundatii adinci, parcari, etc)

► Maresc substantial incarcarea cu contaminanti ca rezultat al:-    Pierderile de apa din sistemele de canalizare (si altele), reinjectiei apei insuficient

epurata ce provine din sistemele de epurare comunitare sau individuale;-  Stocarea si manipularea incorecta a apelor comunitare precum si a substantelor utilizate

in industria chimica;-  Dispunerea si stocarea incorecta a deseurilor solide si lichide-  Conexiunea hidraulica cu apele de suprafata (rauri, lacuri)-  Conexiunii hidraulice antropice intre stratele acvifere de suprafata si de adincime.

Impactul urbanizării asupra apei subterane

Efecte cantitative

Page 10: ASPECTE DE HIDROGEOLOGIE URBANA 7 Aprilie 2014 – Universitatea din Bucuresti Radu Constantin Gogu UNIVERSITATEA TEHNICA DE CONSTRUCTII BUCURESTI Asociatia

Impactul urbanizării asupra apei subterane

• Dezvoltarea  urbană  produce  în  general  creșterea  nivelului apelor subterane. 

• Cresterea  nivelului  de  apa  subterana  afecteaza  structurile urbane in cazul in care acestea au fost proiectate si construite in perioadele în care nivelul apelor subterane era scazut, fara a constientiza  posibilitatea  ca  nivelul  acestora  sa  creasca. (literatura de specialitate -  probleme  in  numeroase  orase europene:  tuneluri  subterane  cale  ferata  sau metrou,  parcari subterane, pivnite ale cladirilor, etc.)

• Este  important  de  mentionat  faptul  ca  structurile  urbane produc un efect de bariera  impermeabila asupra fluxului apei subterane. 

Page 11: ASPECTE DE HIDROGEOLOGIE URBANA 7 Aprilie 2014 – Universitatea din Bucuresti Radu Constantin Gogu UNIVERSITATEA TEHNICA DE CONSTRUCTII BUCURESTI Asociatia

Fluctuatii ale nivelului apei subterane

• utilizarea apei subterane în scopuri industriale a ajuns la 60 – 70 milioane mc/an în anii '70.  Denivelarea  înregistrată  în  diferite  zone  ale  orașului atingea valori între câțiva metri și peste 15 m. 

• o mare parte a  rețelei de metrou a  fost construită  în perioada nivelurilor scăzute din anii 1950 – 1970

Barcelona, Spania

• pomparea a fost redusă ulterior (datorită contaminării apelor subterane și a mutării unor industrii in exteriorul orasului) 

• în prezent nivelurile ating valori înregistrate cu circa un secol în urmă. 

• astăzi  creșterea  nivelurilor  de  apa  -  rezolvate  prin  pompare  15 – 20 milioane mc/an (drenaj pt tunelurile de cale ferată și metrou).

Page 12: ASPECTE DE HIDROGEOLOGIE URBANA 7 Aprilie 2014 – Universitatea din Bucuresti Radu Constantin Gogu UNIVERSITATEA TEHNICA DE CONSTRUCTII BUCURESTI Asociatia

•  amenajarea traseului râului Dâmbovița în perioada 1976-1980.

Lucrari de amenajare a raului Dâmbovița si de executie a metroului intre anii 1976-1981

Stația de metrou Eroilor – lucrari exterioare si interioare

Fluctuatii ale nivelului apei subterane

Bucuresti, acvifer de suprafata - Colentina

Page 13: ASPECTE DE HIDROGEOLOGIE URBANA 7 Aprilie 2014 – Universitatea din Bucuresti Radu Constantin Gogu UNIVERSITATEA TEHNICA DE CONSTRUCTII BUCURESTI Asociatia

• Inainte de amenajare, Dambovita reprezenta drenul natural al apelor subterane din zona centrala a Bucurestiului.

• Constructia unei casete colectoare construita din două semicasete cu rol colector și un dren cu rol de a drena acviferulde suprafața Colentina

Pe tronsonul Opera-Vitan drenul aflat pe partea dreapta nu funcționează. Drept urmare s-a inregistrat o crestere a nivelului apei subterane care a generat inundarea structurilor subterane existente în această zonă.

Fluctuatii ale nivelului apei subterane

Bucuresti, acvifer de suprafata - Colentina

Page 14: ASPECTE DE HIDROGEOLOGIE URBANA 7 Aprilie 2014 – Universitatea din Bucuresti Radu Constantin Gogu UNIVERSITATEA TEHNICA DE CONSTRUCTII BUCURESTI Asociatia

Bucuresti, Stratele acvifere de adincime (Fratesti)

-curgerea se producea radial spre zona centrală (anii  ‘80),  iar nivelul apei subterane era considerabil mai coborât- 2011 direcția de curgere este SV la NE (ca rezultat al incetării  activității industriale).

Fluctuatii ale nivelului apei subterane

(sursa: Ivan si Popa, 2012)

Page 15: ASPECTE DE HIDROGEOLOGIE URBANA 7 Aprilie 2014 – Universitatea din Bucuresti Radu Constantin Gogu UNIVERSITATEA TEHNICA DE CONSTRUCTII BUCURESTI Asociatia

• Construcția  subsolurilor,  parcarilor  subterane,  lucrarilor  de infrastructura  de  canalizare/alimentare  cu  apa  necesită execuția unor lucrări de epuisment sau drenaj. Acestea pot fi cel mai adesea temporare (pe durata executiilor), dar pot fi și definitive  pentru  a  împiedica,  de  exemplu  apariția subpresiunilor.

• Problemele  care  pot  sa  apară  la  realizarea  unei  lucrari  de epuisment sau drenaj se pot clasifica in felul urmator:– Riscuri  legate  de  efectele mecanice  cum  ar  fi  antrenarea 

hidrodinamica;– Ruperea hidraulica a bazei excavatiei;– Tasări diferentiate.

Probleme legate de epuismente si drenaj

Page 16: ASPECTE DE HIDROGEOLOGIE URBANA 7 Aprilie 2014 – Universitatea din Bucuresti Radu Constantin Gogu UNIVERSITATEA TEHNICA DE CONSTRUCTII BUCURESTI Asociatia

• Datorita  lucrarilor efectuate  la un bloc de 18 etaje  (72 metri inalțime) situat  in apropierea Parcului Circului,  cu o  fundație adinca,  a  fost  afectat  acviferul  freatic  (Colentina)  și  implicit izvoarele naturale ce alimenteaza lacul din parc. 

 

Scaderea nivelului apei in lac

Probleme legate de epuismente si drenaj

Page 17: ASPECTE DE HIDROGEOLOGIE URBANA 7 Aprilie 2014 – Universitatea din Bucuresti Radu Constantin Gogu UNIVERSITATEA TEHNICA DE CONSTRUCTII BUCURESTI Asociatia

• Un alt exemplu este cel de la Biserica Armeneasca unde in imediata vecinătate  a  zonei  s-a  construit  un  bloc  de  birouri  (Milenium Business  Center)  de  18  etaje.  Ca  urmare  lucrarilor  de  execuție  a fundației acesteia (lucrari de epuizment) s-au semnalat procese de tasare diferențiată care au variat de la 0.5 cm până la 7-8 cm.

Localizarea Biserica Armeneasca

Probleme legate de epuismente si drenaj

Page 18: ASPECTE DE HIDROGEOLOGIE URBANA 7 Aprilie 2014 – Universitatea din Bucuresti Radu Constantin Gogu UNIVERSITATEA TEHNICA DE CONSTRUCTII BUCURESTI Asociatia

Interacțiunea dintre apa subterană și structurile subterane (metroul, fundațiile unor clădiri adânci, parcari subterane, rețeaua de alimentare cu apa și de canalizare), și efectul pe care le generează asupra nivelului piezometric.

Influenta constructiilor subterane asupra regimului de curgere al apelor subterane

Page 19: ASPECTE DE HIDROGEOLOGIE URBANA 7 Aprilie 2014 – Universitatea din Bucuresti Radu Constantin Gogu UNIVERSITATEA TEHNICA DE CONSTRUCTII BUCURESTI Asociatia

Clasificare a structurilor subterane și efectul lor cantitativ asupra acviferelor

Influenta constructiilor subterane asupra regimului de curgere al apelor subterane

Structuri subterane Efecte Consecinte

Metroul Efect de dren Efect de barieră

Schimbarea spectrului natural de curgere

Variații ale nivelului piezometric Infiltrații in tunel și stații

Fundații, parcari subterane, pasaje pietonale.

Efect de bariera Schimbarea spectrului natural de curgere

Variații ale nivelului piezometric Inundarea structurilor subterane

Rețeaua de alimentare cu apă Alimentarea acviferului Creșterea niveului piezometric Poluare termica

Rețeaua de canalizare Efect de dren

Alimentarea acviferului

Infiltrații în rețeaua de canalizare Debit mărit Probleme la stațiile de epurare

datorate debitului mărit

Page 20: ASPECTE DE HIDROGEOLOGIE URBANA 7 Aprilie 2014 – Universitatea din Bucuresti Radu Constantin Gogu UNIVERSITATEA TEHNICA DE CONSTRUCTII BUCURESTI Asociatia

• Calitatea  structurală  și eficiența funcțională a unei rețele  de  canalizare  sunt parametri  cheie  pentru  a asigura  transferul  de  ape uzate  menajere, comerciale  și  industriale  la stațiile de epurare.

• Infiltrarea  apelor subterane  în  sistemul  de canalizare poate prejudicia eficiența  de  statiilor  de epurare.

• Exfiltrațiile  din  sistemul  de canalizare  pot  duce  la contaminarea  apelor subterane

Probleme cauzate de infiltrații in reteaua de canalizare respectiv exfiltrații din sistemul de alimentare cu apa

Acvifer T

un

el

Lacul Morii

Da

mb

ovita

Colector

Dren

Conducta de alimentare cu apa

Ecra

n

imp

erm

ea

bil

Nivel piezometric

P

ET

S S

ET

P

IP

EF EF

EF

EF

IF IF

IF

D/A

Spatii verzi

Ba

raj

S : Scurgere de suprafataP : PrecipitatiiET : EvapotranspiratieIP : Infiltratii din precipitatii

EF : ExfiltratiiIF : InfiltratiiD/A: Dreneaza/Alimenteaza

Suprafete construite

Page 21: ASPECTE DE HIDROGEOLOGIE URBANA 7 Aprilie 2014 – Universitatea din Bucuresti Radu Constantin Gogu UNIVERSITATEA TEHNICA DE CONSTRUCTII BUCURESTI Asociatia

• In  București,  operatorul  de  apa  Apa  Nova  estimează  o infiltrație  de  1,88  m3/s.  Infiltrațiile  dilueaza  apa  care  este transportata către statia de epurare din comuna Glina, astfel statia  primeste  un  debit  mare  de  apă  care  trebuie  epurată, rezultatul fiind observat in costurile de epurare mari.

• Pierderile  tehnice  (exfiltrațiile)  din  reteaua de  alimentare  cu apa se estimează o valoare de 2,42 m3/s.

Probleme cauzate de infiltrații in reteaua de canalizare respectiv exfiltrații din sistemul de alimentare cu apa

Page 22: ASPECTE DE HIDROGEOLOGIE URBANA 7 Aprilie 2014 – Universitatea din Bucuresti Radu Constantin Gogu UNIVERSITATEA TEHNICA DE CONSTRUCTII BUCURESTI Asociatia

Q-  debitul  de  schimb  intre acvifer  si  conducta  de canalizare [L3/T]Kclogging-  conductivitatea hidraulica  a  materialului  ce colmateaza  calea  de infiltratie  a  apei  (fisura  sau defectul conductei)Aclogging  –  Aria corespunzatoare  unei fisuri/defect  al  conductei  de canalizare [L2]HGW – nivelul apei  subterane in stratul acvifer [L]HSW- nivelul apei  in conducta de canalizare [L]Bclogging  –  Grosimea  peretelui conductei [L]

Probleme legate de exfiltrații/infiltrații în cazul unei conducte fisurate

Page 23: ASPECTE DE HIDROGEOLOGIE URBANA 7 Aprilie 2014 – Universitatea din Bucuresti Radu Constantin Gogu UNIVERSITATEA TEHNICA DE CONSTRUCTII BUCURESTI Asociatia

Impactul urbanizării asupra apei subterane

Procesele urbane interacționează asupra apei subterane prin:

► Modificarea procesului de realimentare al apei subterane datorita-  Reducerea acesteia in urma impermeabilizarii suprafeței terenului;- Exfiltratii din sistemele de alimentare cu apa si canalizare (pluviale, ape uzate sau mixte)

in apa subterana ( compenseaza reducerea realimetarii naturale); -  Realizarea de conexiuni hidraulice antropice intre stratele acvifere.

► Drenajul apelor subterane prin -  Reletele de canalizare -  retelele de transport (tunele de metrou, feroviare, auto, etc)-  Constructii subterane (fundatii adinci, parcari, etc)

► Bararea fluxului de apa (efect de bariera) prin-  Elemente de infrastructura de transport (tunele si statii de metrou, feroviare, auto, etc)-  Constructii subterane (fundatii adinci, parcari, etc)

► Maresc substantial incarcarea cu contaminanti ca rezultat al:-    Pierderilor de apa din sistemele de canalizare (si altele), reinjectiei apei insuficient

epurata ce provine din sistemele de epurare comunitare sau individuale;-  Stocarea si manipularea incorecta a apelor comunitare precum si a substantelor utilizate

in industria chimica;-  Dispunerea si stocarea incorecta a deseurilor solide si lichide-  Conexiunea hidraulica cu apele de suprafata (rauri, lacuri)-  Conexiunii hidraulice antropice intre stratele acvifere de suprafata si de adincime.

Efecte calitative

Page 24: ASPECTE DE HIDROGEOLOGIE URBANA 7 Aprilie 2014 – Universitatea din Bucuresti Radu Constantin Gogu UNIVERSITATEA TEHNICA DE CONSTRUCTII BUCURESTI Asociatia

• Principalele surse de poluare ale apelor subterane sunt:

• Pierderi din fosele septice sau din retelele de canalizare (datorita deteriorarii  infrastructurii de  transport  si  colectare  a  apelor  uzate).  Aceste  pierderi  pot  deterioara  calitatea  apelor subterane prin contaminarea cu substante cum ar fi: nitrati, nitriti, fosfati, cloruri, contaminare bacteorologica si cu alte substante.

Aspecte calitative ale apelor subterane in mediul urban

Page 25: ASPECTE DE HIDROGEOLOGIE URBANA 7 Aprilie 2014 – Universitatea din Bucuresti Radu Constantin Gogu UNIVERSITATEA TEHNICA DE CONSTRUCTII BUCURESTI Asociatia

• Principalele surse de poluare ale apelor subterane sunt:

•  Schimbul  dintre  apele  de  suprafata  si  apele  subterane.  In  general  apele  de  suprafata prezinta  o  calitate  mult  mai  slaba  fata  de  apele  subterane.  Acest  lucru  este  mult  mai accentuat  in zonele urbane datorita deversarii deseurilor si a apelor pluviale, municipale si industriale.

Aspecte calitative ale apelor subterane in mediul urban

Page 26: ASPECTE DE HIDROGEOLOGIE URBANA 7 Aprilie 2014 – Universitatea din Bucuresti Radu Constantin Gogu UNIVERSITATEA TEHNICA DE CONSTRUCTII BUCURESTI Asociatia

• Principalele surse de poluare ale apelor subterane sunt:

Aspecte calitative ale apelor subterane in mediul urban

Punerea in comunicarea antropica dintre acvifere conduce la poluarea acviferelor aflate la o adancime  mai  mare,  acvifere  ce  prezinta  o  calitate  superioara  fata  de  cele  aflate  la  o adancime mai mica (in principal datorita executiei necorespunzatoare a puturilor). 

Page 27: ASPECTE DE HIDROGEOLOGIE URBANA 7 Aprilie 2014 – Universitatea din Bucuresti Radu Constantin Gogu UNIVERSITATEA TEHNICA DE CONSTRUCTII BUCURESTI Asociatia

• Infiltratii  prin  depozitele  de  deseuri  (gropile  de  gunoi).  Lipsa  impermeabilizarii zonelor  de  depozitare  a  deseurilor  sau  deteriorarea  acestora  afecteaza  calitatea apelor  subterane  prin  contaminare  cu  metale  grele  (Cd,  Cr,  Fe,  Pb,  Cu,  Zn), substante microbiologice si altele.

Aspecte calitative ale apelor subterane in mediul urban

Page 28: ASPECTE DE HIDROGEOLOGIE URBANA 7 Aprilie 2014 – Universitatea din Bucuresti Radu Constantin Gogu UNIVERSITATEA TEHNICA DE CONSTRUCTII BUCURESTI Asociatia

• Protejarea sursei de apa subterana

• Protejarea resursei de apa subterana

Instrumente de protectie ale apelor subterane

Page 29: ASPECTE DE HIDROGEOLOGIE URBANA 7 Aprilie 2014 – Universitatea din Bucuresti Radu Constantin Gogu UNIVERSITATEA TEHNICA DE CONSTRUCTII BUCURESTI Asociatia

Instrumente de protectie ale apelor subterane

Suprafata terenului

Zona nesaturata

Sursa de apaOriginea sursei de contaminare

Zona nesaturata

Resursa de apa subterana

Prima Tinta: apa subterana

a 2-a Cale: prin Acvifera 2-aTinta: sistemul de

alimentare cu apa (putul, izvorul)

Prima Cale:

Page 30: ASPECTE DE HIDROGEOLOGIE URBANA 7 Aprilie 2014 – Universitatea din Bucuresti Radu Constantin Gogu UNIVERSITATEA TEHNICA DE CONSTRUCTII BUCURESTI Asociatia

Gestiunea apelor subterane urbane

• apa subterana este “legatura invizibila” intre diverse elemente ale infrastructurii urbane

•  apa subterana afecteaza pe toata lumea insa nu intra in responsabilitatea nimanui si ar trebui gestionata chiar daca nu exista un interes major de utilizare a acesteia in alimentarea cu apa

• cind nu se face nimic in acest sens,  (se evita discutia acestui aspect) apar probleme costisitoare si dificile

• implicarea unui spectru larg de factori (institutii) responsabili este esentiala • Cine ar trebui sa coordoneze ?: 

autoritatile municipale, Apele Romane, Ministerul mediului, companiile de apa ... altii ... 

Page 31: ASPECTE DE HIDROGEOLOGIE URBANA 7 Aprilie 2014 – Universitatea din Bucuresti Radu Constantin Gogu UNIVERSITATEA TEHNICA DE CONSTRUCTII BUCURESTI Asociatia

• Una din cele mai importante probleme cu care se confruntă marile orașe ale lumii este deficitul de apă. Se astepta ca acesta să se intensifice pe parcursul secolului  XXI  datorită  creșterii  populației  la  nivel  mondial,  creșterii economice, schimbărilor climatice.

• Un  sistem  de  management integrat al apelor urbane este  necesar  sa integreze un regim de exploare al apelor subterane  mai  eficient  si sustenabil. – Masurile  de  gestiune  ale  cerintei  de  apa  sa  constranga  ineficienta  si 

risipa si sa reduca folosintele necontabilizate;– Stabilirea de norme privind interactiunea dintre infrastructura subterana 

si sistemul acvifer;– Definirea  unor  masuri  strategice  privind  stocul  apei  in  acvifere  (in 

anumite cazuri ca ultima rezerva strategica); – Aplicarea corecta a conceptelor si metodologiilor in definirea zonelor de 

protectie  pentru  captarile  de  apa  subterana,  bazate  pe  timpul  de transfer al contaminantilor

– Definirea  si  aplicarea  conceptelor  de  vulnerabilitate  a  acviferelor  in protejarea resurselor de apa subterana;

Necesitatea dezvoltării și aplicării unui management integrat al apelor subterane in mediul urban

Page 32: ASPECTE DE HIDROGEOLOGIE URBANA 7 Aprilie 2014 – Universitatea din Bucuresti Radu Constantin Gogu UNIVERSITATEA TEHNICA DE CONSTRUCTII BUCURESTI Asociatia

PLATFORMA DE GESTIUNE A APEI SUBTERANE DIN MEDIUL

SEDIMENTAR IN ZONE URBANE

  

UNIVERSITATEA TEHNICA DE CONSTRUCTII BUCURESTI

CENTRUL DE CERCETARE INGINERIA APELOR SUBTERANE

DEPARTAMENTUL DE HIDRAULICASI PROTECTIA MEDIULUI

FACULTATEA DE HIDROTEHNICA

POSCCE - PLATFORMA DE GESTIUNE A APEI SUBTERANE DIN MEDIUL SEDIMENTAR IN ZONE URBANE

Page 33: ASPECTE DE HIDROGEOLOGIE URBANA 7 Aprilie 2014 – Universitatea din Bucuresti Radu Constantin Gogu UNIVERSITATEA TEHNICA DE CONSTRUCTII BUCURESTI Asociatia

 ► Apa subterana urbana este o resursa importanta dar neprotejata (suficient). 

 ► Istoricul dezvoltarii urbane conduce la modele de contaminare eterogene ale apei subterane

  ► Lipsesc studiile privind schimbarile pe termen lung ale climatului si utilizarii terenului 

 ► Sunt necesare metode inovative de monitorizare pentru a defini zonele urbane ca fiind emitatoare de contaminanti

 ► Dezvoltarea stiintifica a hidrologiei urbane este necesara pentru a gestiona sustenabil resursele de apa.

URBANISM, APA SUBTERANA, STIINTA

Page 34: ASPECTE DE HIDROGEOLOGIE URBANA 7 Aprilie 2014 – Universitatea din Bucuresti Radu Constantin Gogu UNIVERSITATEA TEHNICA DE CONSTRUCTII BUCURESTI Asociatia

Vedere de ansamblu asupra directiilor de cercetare ale proiectului SIMPA

Activitatea  de  cercetare  stiintifica  este  centrata  in  special  pe  modelarea comportamentului apelor subterane din mediul urban, managementul datelor hidrogeologice si protectia resurselor de apa.

• Modelarea hidrogeologica plecand de  la modele  geologice dezvoltate pe baza conceptelor de analiza stratigrafica si sedimentologica;

• Imbunatatirea  caracterizarii  hidraulice  a  relatiei  dintre  structurile  subterane  si acvifere; 

• Extinderea  modelelor  de  date  hidrogeologice  si  geologice  necesare infrastructurii de date spatiale (INSPIRE); 

• Dezvoltarea unui cadru informational de management al datelor hidrogeologice cantitative si calitative  pentru mediul urban (alimentare cu apa, canalizare, linii de metrou, fundatii, etc); 

• Construirea,  dezvoltarea  si  aplicarea  strategiilor  de  protectie  pentru  apele subterane. 

DIRECTII:

Page 35: ASPECTE DE HIDROGEOLOGIE URBANA 7 Aprilie 2014 – Universitatea din Bucuresti Radu Constantin Gogu UNIVERSITATEA TEHNICA DE CONSTRUCTII BUCURESTI Asociatia

Va multumesc pentru atentia acordata!

Page 36: ASPECTE DE HIDROGEOLOGIE URBANA 7 Aprilie 2014 – Universitatea din Bucuresti Radu Constantin Gogu UNIVERSITATEA TEHNICA DE CONSTRUCTII BUCURESTI Asociatia

Ciclul apelor urbane

Componente principale și legături

Page 37: ASPECTE DE HIDROGEOLOGIE URBANA 7 Aprilie 2014 – Universitatea din Bucuresti Radu Constantin Gogu UNIVERSITATEA TEHNICA DE CONSTRUCTII BUCURESTI Asociatia

Tabel - Cazuri de subsidență

Nr. crt. Localizare Tasarea suprafetei terenului (m)

Grosimea straturilor (m)

Suprafață afectată (km²)

Perioada de timp (ani)

1 Chesiere, Anglia 15 100 - 300 1500 1533 – 1977

2 Hara-Nomachi, Japonia 2 100 – 200 25 1965 – 1978

3 Tokyo, Japonia 4,59 0 – 400 8 – 2000

30 1952 – 1975

4 Wairaki, Noua Zeelanda 6 – 7 250 – 800 30 1952 – 1975

5 Santa Clara, California SUA

4,1 50 – 330 650 1918 – 1970

6 San Joaquin, California SUA

9 60 – 900 6200 1930 – 1975

7 Tulare-Wasco, SUA 4,3 60 – 700 3680 1930 -1970

8 Huston – Galveston, SUA 2,75 60 – 900 12000 1943 – 1973

9 Mexico City, Mexic 9 0 – 50 225 1891 – 1978

10 Delta râului Pad, Italia 3,2 100 – 600 2600 1951 – 1966

11 Ravena, Italia 1,2 80 – 500 600 1955 – 1977

12 Veneția, Italia 0,15 70 – 350 400 1952. – 1970

San Joaquin, California SUA

Page 38: ASPECTE DE HIDROGEOLOGIE URBANA 7 Aprilie 2014 – Universitatea din Bucuresti Radu Constantin Gogu UNIVERSITATEA TEHNICA DE CONSTRUCTII BUCURESTI Asociatia

Probleme legate de epuismente si drenaj

• Lucrările de epuisment pot provoca tasări  in mai multe moduri:– Prin pompări din excavații deschise provocând sufozie 

și eroziune internă, pierderi de material din taluze;– Prin  antrenarea  de  particule  fine  din  teren  spre 

puțurile  sau  filtrele  acirculare  folosite  pentru coborârea  nivelului  apei  subterane.  Acesta  duce eroziune  interna  sau  sufozie.  Totodată  aceste fenomene  pot  duce  la  tasări  ale  terenului  de  sub clădirile adiacente.

Page 39: ASPECTE DE HIDROGEOLOGIE URBANA 7 Aprilie 2014 – Universitatea din Bucuresti Radu Constantin Gogu UNIVERSITATEA TEHNICA DE CONSTRUCTII BUCURESTI Asociatia

Traseul apelor urbaneInfiltrații  Infiltrații 

Exfiltratii 

Infiltratii in acvifer

Infiltratii

Probleme cauzate de infiltrații respectiv exfiltrații

Page 40: ASPECTE DE HIDROGEOLOGIE URBANA 7 Aprilie 2014 – Universitatea din Bucuresti Radu Constantin Gogu UNIVERSITATEA TEHNICA DE CONSTRUCTII BUCURESTI Asociatia

Aspecte calitative asupra apelor subterane

• Problemele ce apar odată cu dezvoltarea urbană accelerată impun măsuri restrictive și de protecție atât din punct de vedere cantitativ (dimensionarea exploatărilor de extracție a apei), dar mai ales calitativ. Cunoașterea mediului subteran, și mai ales a acviferelor și a caracteristicilor acestora poate fi baza pe care cadrul legislativ se poate construi.

Page 41: ASPECTE DE HIDROGEOLOGIE URBANA 7 Aprilie 2014 – Universitatea din Bucuresti Radu Constantin Gogu UNIVERSITATEA TEHNICA DE CONSTRUCTII BUCURESTI Asociatia

Probleme cauzate de depozitele de deșeuri

Infiltrarea levigatului reprezintă principala sursă de poluare.

Page 42: ASPECTE DE HIDROGEOLOGIE URBANA 7 Aprilie 2014 – Universitatea din Bucuresti Radu Constantin Gogu UNIVERSITATEA TEHNICA DE CONSTRUCTII BUCURESTI Asociatia

Risc

Vuln

erab

ilita

teH

azar

d

redusafoarte redusa

Mare Joasa

Foarte mare Mare

mare

redusredusMoasrte redus

maremediu mediu

Evaluarea riscului de contaminare al apelor subterane tinand cont numai de efectele suprapuse ale hazardului si vulnerabilitatii

foarte jos

Page 43: ASPECTE DE HIDROGEOLOGIE URBANA 7 Aprilie 2014 – Universitatea din Bucuresti Radu Constantin Gogu UNIVERSITATEA TEHNICA DE CONSTRUCTII BUCURESTI Asociatia

Aspecte calitative ale apelor subterane

Legea apelor (107/ 1996)

Normative • Ordinul MMGA 589/27.06.2005 pentru aprobarea Regulamentului

privind organizarea activităţii de certificare a unităţilor specializate în elaborarea de studii, proiecte, execuţie de lucrări, consultanţă în domeniul gospodăririi apelor şi documentaţii tehnice pentru obţinerea avizelor şi autorizaţiilor de gospodărirea apelor ;

• HG 930/11.08.2005 pentru aprobarea Normelor speciale privind caracterul şi mărimea zonelor de protecţie sanitară şi hidrogeologică;

• Ord. MMGA 661/28.06.2006 privind aprobarea Normativului de conţinut al documentaţiilor tehnice de fundamentare necesare obţinerii avizului de gospodărire a apelor şi a autorizaţiei de gospodărire a apelor ;

• Ord. MMGA 662/28.06.2006 privind aprobarea Procedurii şi a competenţelor de emitere a avizelor şi autorizaţiilor de gospodărire a apelor.

• ORDIN Nr. 1.278 din 20 aprilie 2011 pentru aprobarea Instructunilor privind delimitarea zonelor de protectie sanitară si a perimetrului de protectie hidrogeologică

European- Directiva Cadru Apa 2000/60/EC- Directiva Ape subterane C6-0382/2006

Page 44: ASPECTE DE HIDROGEOLOGIE URBANA 7 Aprilie 2014 – Universitatea din Bucuresti Radu Constantin Gogu UNIVERSITATEA TEHNICA DE CONSTRUCTII BUCURESTI Asociatia

Fluctuații ale nivelului apei subterane – studiu de caz - Bucuresti

Page 45: ASPECTE DE HIDROGEOLOGIE URBANA 7 Aprilie 2014 – Universitatea din Bucuresti Radu Constantin Gogu UNIVERSITATEA TEHNICA DE CONSTRUCTII BUCURESTI Asociatia

Efectul de barieră al construcțiilor subterane asupra acviferelor

Atunci când un tunel interferează cu apa subterană pot apare probleme :

• curgerea  apei  către  tunel,  (in  special  dacă  este  sub  presiune,  poate  determina încetinirea sau chiar  întreruperea execuției);

• scăderea nivelului apei subterane modifică regimul de curgere al apei subterane, ceea ce afectează curenţii de suprafaţă şi/sau ecosistemele.

•  variații importante ale nivelului piezometric amonte de barieră;• creșterea vitezei de curgere pe sub barieră.

Page 46: ASPECTE DE HIDROGEOLOGIE URBANA 7 Aprilie 2014 – Universitatea din Bucuresti Radu Constantin Gogu UNIVERSITATEA TEHNICA DE CONSTRUCTII BUCURESTI Asociatia

Probleme de subsidență

• Scăderea  nivelurilor  apelor  subterane  poate  induce  la  nivel  local  sau  la nivel regional fenomenul de subsidență. Acest efect poate fi provocat atât de pomparea directă a apei cât și de construcția structurilor subterane ce acționează  ca  drenuri  sau  formeaza  bariere  pentru  fuxul  natural  de curgere;

• Subsidenta,  care  este  un  fenomen  ireversibil  ce  poate  avea  o extindere  regională,  atunci  când  este  cauzată  de  pomparea excesivă;

• Subsidența  este  cauzată  de  catre  factorul  antropic,  prin  diverse acțiuni pe care le desfășoara:

• Infiltrații locale de apă;• Extragerea necontrolată a apei subterane;• Exploatări miniere.

Page 47: ASPECTE DE HIDROGEOLOGIE URBANA 7 Aprilie 2014 – Universitatea din Bucuresti Radu Constantin Gogu UNIVERSITATEA TEHNICA DE CONSTRUCTII BUCURESTI Asociatia

Relația structuri urbane (subterane) – Acvifer   

•  Elementele  naturale  și  antropice  ce intra  în  contact  cu  apa  subterană  în zona municipiului Bucuresti:•  Lacul  Morii:  Suprafața  de  circa  2.2 km2    şi  un volum de apă  înmagazinat de 15 mil m3,  cu o adâncime maximă de  11  m,  amplasat  în  amonte  de Şoseaua Ciurel;•  Caseta  colectoare  de  ape  uzate  şi meteorice  pe  o  lungime  similară  cu râul Dâmboviţa;• Tronsoanele liniilor de metrou; • Reţeaua de alimentare cu apă;• Reţeaua de canalizare.