1

UNIVERSITATEA TEHNICĂ DE CONSTRUCŢII BUCUREŞTI

FACULTATEA DE HIDROTEHNICĂ

MANAGEMENTUL APELOR SUBTERANE

DIN SISTEMUL ACVIFER

AL STRATELOR DE FRĂTEŞTI-CÂNDEŞTI

Rezumatul tezei de doctorat

Conducător ştiinţific

Prof.univ. dr.ing. Radu DROBOT

Doctorand

Ing. Ruxandra BĂLĂEŢ

BUCUREŞTI 2013

2

CUPRINS

Pag.

1. Introducere.. …………......…….………………………………………………..............3

2. Capitolul I. Caracterizarea geologică, hidrogeologică şi hidrochimică a

Sistemului acvifer al Stratelor de Frătești-Cândești ........................................................4

I.A. Lucrările referitoare la sistemul acvifer...................................................................4

I.B. Caracterizarea geologică şi delimitarea sistemului acvifer......................................5

I.C. Caracterizarea hidrologică, hidrogeologică şi hidrochimică...................................8

3. Capitolul II. Managementul sistemului acvifer în contextul

implementării prevederilor europene în domeniul apelor subterane.............................9

II.A. Studiile efectuate recent în vederea implementării prevederilor

europene în domeniul apelor subterane...........................................................9

II.B. Contribuțiile autorului la desfășurarea activității de management al

apelor subterane din Sistemul acvifer al Stratelor de Frătești- Cândești

în conformitate cu directivele europene ...................................................... .......10

II.B.1. Contribuțiile la studiile efectuate, la identificarea

altor studii necesare și la planificarea acestora...........................................10

II.B.2. Realizarea modelului de curgere şi transport pentru

Sistemul acvifer al Stratelor de Frătești- Cândești.....................................10

II.B.3. Propuneri pentru îmbunătățirea managementului

apelor subterane...........................................................................................16

4. Concluzii şi contribuţii personale……............………….........…….......……...........…..19

5. Bibliografie selectivă ........................................................................................................20

3

INTRODUCERE

Sistemul acvifer al Stratelor de Frăteşti - Cândeşti este cea mai mare şi mai

complexă structură hidrogeologică din România şi constituie principala rezervă

strategică pentru alimentarea cu apă potabilă a localităţilor situate între R. Olt la V si

Trotuş la NE în Depresiunea Subcarpatică, în Câmpia Română şi în sudul Moldovei.

Pornind de la cercetările anterioare, în principal de la cele efectuate de M. Drăghiceanu,

E. Liteanu, T. Constantinescu, M. Bretotean şi M.T. Munteanu, teza de doctorat aduce

noi contribuţii la delimitarea spaţială şi la caracterizarea geologică, hidrogeologică şi

hidrochimică a acestui sistem acvifer.

Totodată, teza prezintă principalele aspecte ale managementului sistemului acvifer

în contextul implementării prevederilor directivelor europene în domeniul apelor

subterane şi contribuie la îmbunătăţirea acestuia prin realizarea unui model matematic al

curgerii apelor subterane pentru întregul sistem acvifer sub presiune şi a unui model al

transportului de poluanţi, precum şi prin formularea unor propuneri de acţiune concretă

şi a unor noi direcţii de cercetare a sistemului acvifer.

X X X X

Doresc să adresez cele mai calde mulţumiri domnului prof. dr. ing. Radu Drobot,

conducătorul ştiinţific al tezei de doctorat şi domnului dr. ing. Mihai Bretotean pentru

sfaturile şi îndrumările acordate, fără de care teza nu ar fi fost finalizată.

Sunt deosebit de recunoscătoare şi colegilor de la Laboratorul de Studii şi Cercetări

Hidrogeologice din cadrul Institutului de Hidrologie şi Gospodărire a Apelor, pentru

informaţiile, sugestiile şi ajutorul cu amabilitate acordate, în mod special domnilor ing.

Marian Minciună, ing. Dumitru Neagu, fam. geol. Cătălina şi Emil Radu, dr.geol. Rodica

Macaleţ şi dr. geol. Mihai Tudor Munteanu.

De asemenea, le mulţumesc colegilor din cadrul Asociaţiei Hidrogeologilor din

România, de la care am primit un sprijin prietenesc, şi anume domnilor dr. geol. Augustin

Ţenu, dr. ing. Marian Palcu, ing. Florin Malancu, dr. geol. Petru Enciu, ing. geol. Marian

Godea, şeful Serviciului Monitoring de la Administraţia Bazinală a Apelor Argeş-Vedea,

precum și doamnei desenatoare Dana Predoi.

Nu în ultimul rând sunt recunoscătoare familiei mele, care m-a susținut și înțeles.

4

CAPITOLUL I

CARACTERIZAREA GEOLOGICĂ, HIDROGEOLOGICĂ

ȘI HIDROCHIMICĂ A SISTEMULUI ACVIFER

AL STRATELOR DE FRĂTEȘTI-CÂNDEȘTI

I.A.LUCRĂRILE REFERITOARE LA SISTEMUL ACVIFER

Teza de doctorat prezintă pe scurt şi analizează principalele cercetări anterioare

privind hidrostructura studiată, începând cu cele mai vechi lucrări de specialitate, şi

anume “Studii asupra idrologiei subterane din punctul de vedere al alimentarei orașelor

din România Mare, cu privire specială asupra alimentarei Bucurescilor” și “Coup d’oeil

sommaire sur l’hydrologie souterraine de la Plaine Roumaine au point de vue de

l’alimentation de Bucarest“ (Matei Drăghiceanu, 1895).

Următoarea lucrare importantă, care se ocupă în mod special de Stratele de Frătești,

este “Geologia orașului București” de Emil Liteanu, publicată în Volumul E/1 din Studii

tehnice și economice în anul 1952. Lucrarea interpretează datele forajelor existente la data

respectivă în interiorul inelului de cale ferată al Bucureștiului, descrie formațiunile întâlnite

și prezintă primele secțiuni geologice și prima harta structurală realizată la patul primului

strat al Formațiunii de Frăteşti (Stratul A). Prin poziționarea spațială a celor 3 strate

acvifere ale acestei formațiuni în zona Bucureşti și denumirea lor A, B și C în ordinea

interceptării prin foraje, se realizează primul model conceptual al Formaţiunii de Frăteşti şi

a dezvoltării sale în cadrul depozitelor superioare ale Câmpiei Române. Această lucrare

poate fi însă considerată doar o etapă în cunoașterea sistemului acvifer, deoarece nu

tratează aspectele de hidrogeologie (nivele, debite, denivelări, transmisivități, etc.).

O altă lucrare ştiinţifică de referinţă pentru sistemul acvifer studiat este “Datarea

apelor subterane cu ajutorul izotopilor naturali, cu aplicare în cercetarea apelor subterane

din zona Bucureşti şi Câmpia Română” de Tiberiu Constantinescu, publicată în anul

1972 în volumul Studii de Hidrogeologie IX – INMH. Lucrarea prezintă investigaţiile cu

izotopi de mediu (T, 14

C, D, 18

O), desfăşurate în cadrul Laboratorului de izotopi de

mediu al Institutului de Meteorologie şi Hidrologie, pentru corelarea litofaciesurilor şi a

condiţiilor de sedimentare cu chimismul apelor subterane din cadrul complexului

acvifer, pentru datarea apelor subterane şi pentru prima conturare a modelului

conceptual al structurii hidrogeologice în 4 dimensiuni (spaţiu şi timp). Una dintre

concluziile lucrării lui T. Constantinescu, şi anume semnalarea alimentărilor recente ale

sistemului acvifer în zona de confluenţă a Neajlovului cu Argeşul, a contribuit la

concentrarea simulărilor efectuate cu ajutorul modelului matematic, construit în cadrul

programului de doctorat finalizat prin prezenta teză, în zona Capitalei şi a împrejurimilor

5

acesteia, cu includerea confluenţei menţionate, care se situează la limita sudică a zonei

modelate.

Următoarea și cea mai importantă lucrare precedentă referitoare la sistemul acvifer

este teza de doctorat “Analiza sistemelor acvifere subterane prin modelare matematică în

scopul evaluării resurselor de apă” elaborată de Mihai Bretotean și susţinută în anul 1996

în cadrul Facultății de Geologie și Geofizică a Universității din București. Această lucrare

a clarificat conceptual o serie de aspecte privind vârsta şi dezvoltarea sistemului acvifer,

care a fost abordat holistic, din punct de vedere geologic, hidrogeologic și hidrochimic,

fiind cercetate extinderea și zonele de alimentare și de descărcare la scară regională.

Trecând în revistă cercetările mai multor stratigrafi, M. Bretotean a corelat pentru prima

oară diferitele descrieri și atribuiri de vârstă ale formațiunilor de Frăteşti şi Cândeşti,

situate în Platforma Moesică, respectiv în Depresiunea Subcarpatică, demonstrând că ele

au aproximativ aceeași vârstă, iar stratele de pietrișuri și nisipuri acvifere pe care le

cantonează au continuitate la scară regională, constituind aceeași unitate hidrogeologică

structurală.

Sistemul acvifer regional de vârstă romanian – pleistocen inferioară astfel delimitat

de M. Bretotean în 1996 avea o suprafaţă totală de circa 32.000 km2

. Folosind

aproximarea Galerkin, M. Bretotean a construit un model cu elemente finite pe un

domeniu de 11.000 km2

, centrat pe zona Bucureşti, pe baza căruia a ajuns la concluzia că

resursa exploatabilă a domeniului analizat trebuie menţinută la valoarea debitului mediu

exploatat în cei 15 ani precedenţi, şi anume 2200 l/s, pentru a evita pericolul atragerii

poluării existente la limita de sud, în aluviunile R. Neajlov.

I.B.CARACTERIZAREA GEOLOGICĂ ŞI DELIMITAREA SISTEMULUI ACVIFER

Zona de studiu a fost caracterizată din punct de vedere geologic ţinând cont de cele

trei mari unităţi structurale care o compun, şi anume Platforma Moesică, Depresiunea

Subcarpatică şi Platforma Covurlui.

In cadrul părţii superioare a cuverturii sedimentare a acestor unităţi structurale, un

deosebit interes din punct de vedere hidrogeologic prezintă "Stratele de Frătești” şi

“Stratele de Cândeşti”. Acestea sunt formaţiuni geologice aproximativ sincrone, constituite

în general din pietrişuri şi nisipuri cu intercalaţii de argile, care au luat naştere prin

sedimentarea în Bazinul Dacic a materialului detritic de origine carpatică, balcanică şi

nord-dobrogeană. Ele aflorează pe marginile acestui bazin şi se afundă sub depozite mai

noi către linia pericarpatică. Incadrările cronostratigrafice din 1996, când limita Pliocen-

Pleistocen inferior era stabilită la 1,8 milioane de ani, trebuie reactualizate pe baza noii

Scări geocronologice a Cuaternarului, adoptată la Congresul geologic mondial de la Oslo

6

în 2008, conform căreia această limită a fost coborâtă la 2,6 milioane de ani. Având în

vedere că reperele magnetostratigrafice se păstrează în ciuda schimbărilor intervenite în

poziționarea pe scara geologică, majoritatea cercetătorilor consideră că atât “Stratele de

Cândeşti” cât şi “Stratele de Frătești” reprezintă pragul de trecere între Neogen și

Cuaternar în Depresiunea Subcarpatică, respectiv Câmpia Română şi partea sudică a

Podişului Moldovenesc.

Sistemul acvifer cu dezvoltare regională, redenumit convenţional "Sistemul acvifer

al Stratelor de Frăteşti - Cândeşti" după stratotipurile formaţiunilor care îl cantonează,

delimitat anterior între V. Oltului şi V. Buzăului, pe o suprafaţă de 32000 km2, a fost extins

şi cercetat amănunţit în cadrul prezentei teze de doctorat până la V. Trotuşului şi V.

Prutului, limita nordică a extinderii fiind fixată pe criterii geologice şi hidrogeologice pe

traseul Faliei Oancea-Adjud, care separă Platforma Covurlui de Depresiunea Bârladului.

Această nouă delimitare, în care sistemul acvifer are o suprafaţă de 42.493 km2,

corespunde ariei de dezvoltare a formaţiuniunilor de Frăteşti şi Cândeşti, din care a fost

exceptată zona de la est de R. Prut, pentru care nu avem informaţii, precum şi zona de la

vest de râul Olt (corespunzătoare câmpiei şi zonei colinare din Oltenia), unde ambele

formațiuni se ridică deasupra nivelului de eroziune regional, determinat de rîurile Olt și Jiu,

cantonând doar acvifere freatice de importanță locală.

Fig. nr.1. Plan de situaţie cu forajele reprezentative şi orientarea secţiunilor

hidrogeologice realizate

În cadrul tezei de doctorat au fost prelucrate, corelate şi interpretate datele de

execuţie a 313 foraje reprezentative , dintre care 49 foraje de prospecţiune şi explorare

7

pentru hidrocarburi, 148 foraje de studiu pentru acviferele de adâncime, 18 foraje din

reţeaua hidrogeologică de stat pentru acviferele freatice şi 98 de foraje la diferiţi

utilizatori de apă (Fig. nr.1). Pe baza acestor date şi a foilor corespunzătoare ale Hărţii

geologice 1:200.000, au fost realizate 19 secţiuni hidrogeologice orientative având scara

orizontală 1:400.000 şi scara verticală 1:4000, care oferă imaginea dezvoltării spaţiale a

sistemului acvifer şi care au completat şi detaliat modelul conceptual conturat prin

asamblarea datelor din literatura de specialitate.

Imaginea structurală generală rezultată din analiza datelor prelucrate în teza de

față, este cea a unei afundări a depozitelor spre contactul Depresiunii Subcarpatice cu

Platforma Moesică. In cadrul Platformei Moesice, sistemul acvifer se afundă de la sud

spre nord şi nord-est. In cadrul Platformei Covurlui, se remarcă de asemenea o afundare

către avanfosa carpatică, pe direcţia est-vest. In zona Depresiunii Subcarpatice, sistemul

acvifer prezintă căderi de la nord spre sud, respectiv de la vest spre est, mult mai

accentuate faţă de înclinările din zona Platformei Moesice sau din zona Platformei

Covurlui (Fig. nr.2).

Fig. nr.2. Secţiuni hidrogeologice N-S:

1-2 Căzăneşti-Gura Padinei; 15-16 Coţofeneşti-Giugiu; 25-26 Adjud-Cuza Vodă.

8

Sistemul acvifer studiat este caracterizat de o zonă de adâncire maximă, care

urmăreşte limita dintre Depresiunea Subcarpatică şi Platforma Moesică, respectiv

Platforma Covurlui. Conform secţiunilor hidrogeologice orientative N-S realizate, linia

de flexură corespunzătoare afundării maxime pe direcţia N-S a sistemului acvifer

urmăreşte traseul nord Drăgăşani (Dumitreşti) - Scorniceşti - Stolnici - Bucov -

Vultureanca - Brâncoveanu - sud Butimanu - Periş - Ghermăneşti - Fierbinţi - nord

Urziceni - Cocora - Padina. Secţiunile hidrogeologice orientative V-E realizate pentru

partea de sud a Moldovei indică prezenţa unei linii de flexură similare, pe direcţia Vadu

Roşca - Măicăneşti - Cuza Vodă. Din secţiunile hidrogeologice V-E rezultă că sistemul

acvifer se afundă de asemenea şi de la vest la est (Fig. nr. 3), în zona central estică a

Câmpiei Române granulometria stratelor acvifere devenind mai fină. Exceptând

Depresiunea Odobeşti, unde grosimea Stratelor de Cândeşti este maximă, cea mai mai

mare afundare a sistemului acvifer corespunde contactului dintre cele trei mari unităţi

geologice, Platforma Moesică, Depresiunea Subcarpatică şi prelungirea Orogenului

nord-dobrogean (Platforma Covurlui). Datorită lipsei forajelor adânci, în zona de

subsidenţă din nord-estul Câmpiei Române dintre V. Călmăţui şi V. Buzăului nu a fost

posibilă identificarea în totalitate, cu ajutorul secţiunilor hidrogeologice, a traseului

liniei de flexură menţionate.

Fig. nr.3. Secţiune hidrogeologică V-E: IV-IV' Drăgăşani-Lunca

I.C. CARACTERIZAREA HIDROLOGICĂ, HIDROGEOLOGICĂ ŞI

HIDROCHIMICĂ.

Sistemul acvifer al Stratelor de Frăteşti-Cândeşti este o structură hidrogeologică

unitară, care se alimentează natural din precipitaţii şi din cursurile de apă în zona

marginală de la nord şi nord-vest unde aflorează Stratele de Cândeşti, şi se descarcă

9

artificial pe întreg arealul de dezvoltare, prin cele peste 6000 de foraje de exploatare, iar

natural în zona marginală de la sud şi sud-est, fiind drenată de unele râuri (Olt,

Vedea,Teleorman, Cîlniştea, Neajlov, Argeş, în partea inferioară a acestor cursuri de

apă) şi de terasele Dunării. In cea mai mare parte a sistemului acvifer, curgerea este sub

presiune, iar în zonele marginale de alimentare şi descărcare naturală, apele subterane au

nivel liber. La scară regională, sistemul acvifer funcționează în regim cvasistaționar, fapt

confirmat de nivelurile piezometrice constante sau cu variaţii foarte mici în timp

înregistrate în forajele Reţelei hidrogeologice naţionale. Apa furnizată de forajele de

exploatare este, în general, potabilă, de cea mai bună calitate. Există zone în care se

înregistrează depăşiri la anumiţi parametri (amoniu, cloruri, fosfaţi, sulfaţi) în principal

datorate variaţiei fondului geochimic natural, dar şi, în unele cazuri, drenării apelor

poluate din alte structuri, direct sau prin foraje incorect realizate.

CAPITOLUL II

MANAGEMENTUL SISTEMULUI ACVIFER ÎN CONTEXTUL

IMPLEMENTĂRII PREVEDERILOR EUROPENE ÎN DOMENIUL APELOR

SUBTERANE

II.A. STUDIILE EFECTUATE IN VEDEREA IMPLEMENTĂRII

PREVEDERILOR EUROPENE ÎN DOMENIUL APELOR SUBTERANE

Cadrul legislativ european specific apelor subterane, care constituie baza

managementului acestor resurse, a fost prezentat sistematizâdu-se obligaţiile României în

acest domeniu, în calitatea sa de stat membru al Uniunii Europene. Acest cadru legislativ,

reprezentat în principal prin Directiva 80/68/EEC privind protecţia apelor subterane

împotriva poluării cu anumite substanţe periculoase, prin Directiva - cadru a Apelor

2000/60/EC şi prin Directiva fiică 2006/118/EC privind protecţia apelor subterane

împotriva poluării şi deteriorării, stabileşte obiectivele de mediu obligatoriu de atins la

nivel european şi principalele repere care trebuie urmărite, însă lasă la latitudinea statelor

membre modul în care ajung la rezultatele cerute. De aceea, implementarea prevederilor

europene în activitatea de management a apelor subterane a implicat alegerea celor mai

adecvate soluţii specifice situaţiei din România. Teza de doctorat prezintă atât problemele

teoretice ale implementării prevederilor europene în domeniul apelor subterane, cât şi

aspectele practice, exemplificate prin aplicarea lor în cazul celor mai importante corpuri de

apă subterană raportate de România, şi anume ROAG12 - Depresiunea Valahă de Est şi

ROAG13 - Bucureşti, ambele cantonate în Sistemul acvifer al Stratelor de Frăteşti -

Cândeşti. Astfel, teza prezintă succint delimitarea și caracterizarea corpurilor de ape

10

subterane corespunzătoare Sistemului acvifer al Stratelor de Frătești - Cândești și alocarea

lor în scopuri manageriale, realizarea bazelor de date privind calitatea apelor subterane,

stabilirea valorilor de prag și evaluarea stării acestor corpuri de ape subterane.

II.B. CONTRIBUȚII LA ÎMBUNĂTĂŢIREA MANAGEMENTULUI APELOR

SUBTERANE DIN SISTEMUL ACVIFER AL STRATELOR DE FRĂTEȘTI -

CÂNDEȘTI CONFORM DIRECTIVELOR EUROPENE.

II.B.1. Contribuțiile la studiile efectuate, la identificarea altor studii necesare și la

planificarea acestora În cadrul activităţii de la locul de muncă, doctoranda a transpus prevederile

directivelor europene referitoare la apele subterane în legislaţia naţională şi a contribuit,

în calitate de coordonator , la implementarea acestor cerințe, inclusiv pentru corpurile de

ape subterane ROAG12 şi ROAG13 cantonate în Sistemul acvifer al Stratelor de

Frătești-Cândești, prin stabilirea căilor de acțiune necesare, a metodologiilor care trebuie

utilizate, prin planificarea, coordonarea și îndrumarea tehnică a activităților pentru

fiecare etapă menționată în Cap. II.A.

II.B.2. Realizarea modelului de curgere şi transport pentru Sistemul acvifer al

Stratelor de Frătești - Cândești Contribuţia originală pricipală a doctorandei, realizată în cadrul programului de

pregătire doctorală, este reprezentată de modelul numeric bidimensional al curgerii şi al

transportului masic pentru întregul Sistem acvifer al Stratelor de Frătești-Cândești aflat sub

presiune. Teza ilustrează realizarea pe etape a acestui model matematic, începând de la

prelucrarea şi introducerea în GIS a datelor celor 313 foraje de referinţă, fundamentarea

matematică şi modelul conceptual, continuând cu construirea hărţilor cu hidroizopieze şi

cu izobate la coperişul şi culcuşul sistemului acvifer şi cu calibrarea modelului, şi

terminând cu simulările de curgere şi transport al poluanţilor efectuate cu modelul realizat.

Pentru construcţia modelului a fost utilizat software-ul GMS 4.0 - modulele MODFLOW

şi MODPATH.

Pentru realizarea modelului, s-a ţinut cont de datele forajelor de referinţă şi de harta

suprafeţei piezometrice, din hidrostructura studiată fiind excluse porţiunile din

extremităţile amonte şi aval, în care aceasta aflorează sau a fost parţial erodată de cursurile

de apă, deci curgerea este cu nivel liber ( Fig.nr.4). Modelul construit este de tip monostrat,

suprafaţele coperişului/culcuşului sistemului acvifer fiind generate de cotele la care

coperişul primului strat acvifer/culcuşul ultimului strat acvifer au fost interceptate în foraje

(Fig. nr.5).

11

Fig. nr.4. Prelucrarea piezometriei iniţiale în vederea utilizării în model.

Astfel, limitele zonei modelate au fost fixate în amonte pe hidroizopiezele de 320

m., respectiv 160 m., iar în aval pe hidroizopiezele de 60 m., respectiv 10 m. Din suprafaţa

totală de 42500 km2 a hidrostructurii, zona modelată cuprinde 33537 km

2 şi a fost

discretizată printr-un un caroiaj format din 33537 celule pătrate, cu latura de 1000 m.

Geometria modelului arată că frontierele de la V şi N sunt paralele cu liniile de curent iar

cele de la NV, S şi E sunt paralele cu hidroizopiezele.

Fig. nr. 5. Hărţile cu izobate la culcuşul şi coperişul Sistemului acvifer al Stratelor de

Frăteşti-Cândeşti.

Din hărţile cu izobate rezultă că zona de maximă afundare a sistemului acvifer este

cea centrală, corespunzătoare părţii central-estice a Câmpiei Române, mai precis

interfluviului Ialomiţa - Buzău.

12

Punct

observatieX Y

Nivel

masurat

Nivel

calculatdH

PO 1 495117.11 290766.41 80.00 80.94 0.94

PO 2 545378.46 297455.72 76.00 75.40 -0.60

PO 3 484107.06 376413.16 300.00 299.11 -0.89

PO 4 518210.62 355755.37 206.00 206.66 0.66

PO 5 511431.42 326390.43 137.00 136.64 -0.36

PO 6 542332.99 379149.35 249.00 249.55 0.55

PO 7 682834.31 412246.14 42.00 41.88 -0.12

PO 8 666837.65 310952.59 23.00 22.15 -0.85

PO 9 665360.27 459022.03 103.00 103.04 0.04

PO 10 654614.00 412742.15 96.00 96.81 0.81

PO 11 691778.81 362451.95 15.00 14.65 -0.35

PO 12 688100.18 327890.76 21.00 21.17 0.17

PO 13 476831.93 307350.50 105.00 105.38 0.38

PO 14 551532.90 369930.10 200.00 199.76 -0.24

PO 15 580040.82 299301.63 50.00 51.07 1.07

PO 16 480252.70 309230.74 110.00 109.85 -0.15

PO 17 510600.29 374185.35 288.00 288.65 0.65

PO 18 559504.66 368173.32 171.00 170.26 -0.74

PO 19 659656.67 475082.90 144.00 144.37 0.37

PO 20 721724.19 449130.53 26.00 26.71 0.71

PO 21 661791.45 413721.42 89.00 88.01 -0.99

PO 22 687666.82 486506.66 48.00 48.48 0.48

PO 23 594079.19 300965.81 42.00 41.10 -0.90

PO 24 628929.34 307548.48 27.00 27.00 0.00

PO 25 685487.51 315933.36 21.00 20.03 -0.97

Eroarea de calcul a modelului de

curgere - sub valoarea de 1 m

Fig. nr. 6. Calibrarea modelului, niveluri măsurate versus niveluri calculate.

Valorile pentru conductivităţile hidraulice echivalente Ke rezultate din calibrare s-

au situat între 1,5 şi 20 m/zi, ceea ce reflectă structura litologică a sistemului acvifer în

ansamblul său, aşa cum a constituit ea subiectul modelării (faptul că stratele slab

permeabile de argile nisipoase au fost luate în considerare laolaltă cu stratele de

pietrişuri şi nisipuri cu permeabilitate ridicată, sistemul acvifer multistrat fiind

aproximat cu o structură monostrat de conductivitate hidraulică echivalentă).

Potrivit modelului matematic de curgere creat, acviferul este alimentat din zona

subcarpatică, afluxul de apă subterană (alimentarea naturală) în zona modelată fiind de

12 595 l/s, debitul total extras prin foraje de 2600 l/s iar descărcările naturale de 9 990

l/s.

Cu ajutorul modelului de curgere realizat s-au rulat în zona Municipiului Bucureşti

diferite scenarii constând în extragerea unor debite suplimentare diferite cu noi fronturi de

foraje amplasate în diferite locaţii, evaluându-se efectele asupra sistemului acvifer.

13

a)

b)

c)

d)

Fig. nr.7. Introducerea unui front de foraje în sudul Capitalei - a), şi simularea extracţiei

unor debite suplimentare de b) 800 l/s; c) 1200 l/s şi d) 1600 l/s.

a)

b)

Fig. nr.8. Influenţa exploatării prin frontul de foraje amplasat la limita de NV a Capitalei a

unor debite suplimentare de: a) 4500 l/s; b) 5500 l/s.

14

Rezultatele finale au arătat că începând cu extragerea unui debit suplimentar total de

3200 l/s, prin două fronturi de foraje amplasate în sud-estul şi nord-vestul Capitalei în zona

fostelor mari platforme industriale, scenariu care reconstituie aproximativ situaţia anilor

1980-1990, se formează o zonă depresionară neregulată care conduce la atragerea oricărei

poluări existente la confluenţa Neajlovului cu Argeşul către Bucureşti. Aceasta dovedeşte

că cercetările efectuate anterior sunt corecte şi că debitele ce pot fi exploatate în zona

Bucureşti nu sunt limitate doar de considerentele menţinerii în bună stare de funcţionare a

forajelor de exploatare, ci şi de cele ale protejării calităţii apelor din sistemul acvifer.

Fig. nr.9. Influenţa exploatării, prin două fronturi de foraje amplasate în vestul şi în estul

Capitalei, a unui debit suplimentar de 3200 l/s.

Pentru simularea evoluţiei poluării în zona de maxim interes, s-au amplasat sursele

ipotetice de poluare atât la suprafaţa terenului, în extremitatea de sud a zonei modelate,

acolo unde râurile Neajlov şi Argeş au erodat parţial sistemul acvifer, iar aluviunile

acestora intră în contact direct cu stratele permeabile, cât şi în foraje existente în zonele de

la sud şi de la vest de Municipiul Bucureşti.

Având în vedere că debitele exploatate din Sistemul acvifer al Stratelor de Frăteşti-

Cândeşti în zona Bucureşti au scăzut continuu din anii '90 până în prezent, unele degradări

ale calităţii apelor acestuia în foraje din sudul Capitalei nu poate fi totuşi explicată prin

antrenarea către nord a poluanţilor din lunca Neajlovului, ci doar prin execuţia defectuoasă

a unor foraje sau prin descărcări ilegale în foraje abandonate şi neînchise corespunzător. In

ambele cazuri, forajele pot constitui calea de pătrundere a poluanţilor în sistemul acvifer,

15

iar propagarea poluării, simulată prin scenariile de transport prezentate în cadrul tezei, se

face în principal pe direcţia naturală de curgere către limita de sud şi sud-est a sistemului

acvifer, iar în secundar spre zonele mai intens exploatate.

a)

b)

c)

d)

Fig. nr. 10. Avansarea penelor de poluare cu originea în lunca Neajlovului, la anumite

intervale de timp: a)10 ani; b) 20ani; c)30 ani; d)100 ani, la exploatarea unui

debit suplimentar de 3500 l/s la limita de nord-est a Capitalei.

a) c)b)

b)

b)

d)

Fig. nr.11. Avansarea penei de poluare cu originea prezumată în F 252 la diferite

intervale de timp: a) după 10 ani; b) după 20 ani; c) după 30 ani; d) după 50

16

ani, în condiţiile exploatării unui debit suplimentar de 1600 l/s la limita de

sud a Capitalei.

a) c)

b) d)

Fig. nr.12 . Avansarea penelor de poluare cu originea prezumată în 5 foraje amplasate în

vestul Capitalei, la diferite intervale de timp: a) după 10 ani; b) după 20 ani;

c) după 30 ani; d) după 100 ani, în condiţiile exploatării unui debit

suplimentar de 3500 l/s la limita de nord-est a Capitalei.

II.B.3. Propuneri pentru îmbunătățirea managementului apelor subterane

In final, pe baza analizei managementului apelor subterane din Sistemul acvifer al

Stratelor de Frătești-Cândești în contextul implementării prevederilor europene, pe baza

cercetării aprofundate a sistemului, inclusiv prin modelarea matematică, şi nu în ultimul

rând pe baza experienţei profesionale acumulate, doctoranda formulează propuneri

concrete pentru îmbunătăţirea activităţii de management a apelor subterane şi pentru

continuarea cercetărilor, atât la nivelul sistemului acvifer cât şi la nivel naţional, propuneri

sintetizate în următorul tabel.

17

PROPUNERI

Generale Exclusiv pentru Sistemul acvifer al Stratelor de

Frăteşti - Cândeşti

A. privind îmbunătățirea managementului apelor subterane

1. Inventarierea pe teren a tuturor forajelor cu identificarea

deţinătorilor actuali, măsurarea adâncimii şi controlul

documentaţiei de execuţie.

2. Contorizarea forajelor în funcţiune şi trecerea în conservare a

celor nefolosite, cu montarea unor capace sudate, prevăzute cu

sigiliu.

3. Casarea forajelor abandonate şi a celor defectuos executate

conform unei metodologii specifice, astfel încât să fie

reconstituită continuitatea stratelor acvifere captate, dar mai

ales, pe cât posibil, izolarea naturală între ele.

4. Limitarea numărului de foraje care captează acviferele de

adâncime sub presiune, prin autorizarea alimentării cu apă a

populaţiei din aceste acvifere numai prin fronturi de captare care

să constituie surse ale sistemelor centralizate de alimentare cu

apă a localităţilor sau a unor părţi din acestea, pentru sursele

gospodăriilor individuale autorizându-se doar captarea

acviferelor freatice.

5. Modificarea Normativului de conţinut al documentaţiilor

pentru obţinerea avizului de gospodărire a apelor, astfel încât să

solicite nu numai studiul hidrogeologic, ci şi proiectul de foraj.

Astfel, corelarea dintre acestea va putea fi verificată, vor fi

avizate doar soluţiile constructive corecte şi vor fi respinse

1. Unificarea Corpului de ape subterane ROAG13 cu

Corpul de ape subterane ROAG12, având în vedere că

argumentele pe baza cărora a fost artificial separat au

fost infirmate de rezultatele evaluării stării chimice şi

cantitative a ambelor corpuri de ape subterane.

2. Extinderea Corpului de ape subterane ROAG12

până la Râul Olt, reconstituindu-se astfel unitatea

hidraulică a Sistemului acvifer al Stratelor de Frăteşti -

Cândeşti.

18

proiectele de foraj care nu prevăd izolarea acviferelor traversate,

sau proiectele care prevăd captarea mai multor acvifere în

acelaşi foraj.

6. Certificarea firmelor care execută foraje de către autoritatea

publică centrală în domeniul apelor şi urmărirea activităţii

acestora de către autorităţile de gospodărirea apelor.

B. privind continuarea cercetărilor

1.Realizarea etapizată a modelelor numerice ale curgerii şi

transportului de poluanţi în toate corpurile de ape subterane

delimitate în România, în vederea stabilirii pe baze ştiinţifice a

măsurilor pentru menţinerea /restabilirea stării bune şi a evaluării

efectelor schimbărilor climatice asupra apelor subterane.

2. Identificarea tendinţelor crescătoare în concentraţia

poluanţilor pentru toate corpurile de ape subterane unde au fost

înregistrate depăşiri semnificative ale standardelor de calitate şi

ale valorilor de prag, pentru a împiedica aceste corpuri de ape

subterane să se deterioreze. Pentru calculul tendinţelor, este

necesară păstrarea tuturor forajelor de monitorizare în

Programul de monitoring, pentru a putea dispune de serii de

timp cât mai lungi.

1. Execuţia unor foraje hidrogeologice de studiu de

adâncime în zona de contact a celor două formaţiuni

componente, în primul rând a unui foraj de studiu de

cca. 700 m. adâncime în zona Batogu - Bordei Verde.

2. Studii pentru clarificarea relaţiilor cu acviferele

situate deasupra şi dedesubtul Sistemului acvifer al

Stratelor de Frăteşti - Cândeşti, din care, în cazul

creşterii debitelor exploatate, s-ar putea atrage prin

drenanţă ape cu chimism necorespunzător.

3. Studiu pentru determinarea aportului sistemului

acvifer la curgerea de bază în zonele de vărsare ale

Oltului, Vedei, Teleormanului, Câlniştei, Neajlovului

şi Argeşului, unde aluviunile acestor râuri intră în

contact cu stratele acvifere ale sistemului studiat.

4. Evaluarea influenţei asupra ecosistemelor acvatice

şi terestre din zonele menţionate mai sus a reducerii

aportului sistemului acvifer pe măsura creşterii

debitelor exploatate.

19

CONCLUZII ŞI CONTRIBUŢII PERSONALE

Prezenta teză de doctorat a urmărit aprofundarea cunoaşterii celei mai mari

structuri hidrogeologice din România, în vederea fundamentării ştiinţifice a

managementului apelor subterane pe care le înmagazinează. Principalele contribuţii

aduse de această lucrare sunt următoarele:

1. sinteza datelor şi informaţiilor existente privind încadrările cronostratigrafice şi

caracteristicile litologice şi structurale ale formaţiunilor de Frăteşti şi Cândeşti şi a

raporturilor acestora cu formaţiunile adiacente.

2. delimitarea şi caracterizarea hidrogeologică şi hidrogeochimică a Sistemului acvifer al

Stratelor de Frăteşti-Cândeşti.

3. sistematizarea cerinţelor directivelor europene în domeniul apelor subterane şi

prezentarea principalelor aspecte teoretice ale implementării prevederilor acestor

directive, precum şi a aspectelor practice, exemplificate în cazul corpurilor de ape

subterane ROAG12 - Depresiunea Valahă de Est şi ROAG13 - Bucureşti, ambele

cantonate în sistemul acvifer studiat.

4. realizarea unei imagini cât mai cuprinzătoare asupra dezvoltării spaţiale, resurselor de

ape subterane înmagazinate şi a comportamentului sub influenţa factorilor antropici a

Sistemului acvifer al Stratelor de Frăteşti-Cândeşti, prin:

- prelucrarea, analiza şi corelarea cu informaţiile din literatura de specialitate şi

din hărţile geologice şi hidrogeologice a datelor de execuţie a 313 foraje

reprezentative;

- întocmirea a 19 secţiuni hidrogeologice, cu direcţiile distribuite uniform pe

arealul studiat;

- elaborarea hărţii piezometrice şi a hărţilor cu izobate la coperişul, respectiv

culcuşul sistemului acvifer;

- realizarea modelului numeric de curgere şi transport, cu ajutorul căruia s-au

calculat rezerva totală de ape subterane şi rezerva dinamică şi s-au făcut

simulări de debite şi de transport al poluanţilor;

5. formularea unor propuneri fundamentate pentru îmbunătăţirea activităţii de

management a apelor subterane şi pentru continuarea cercetărilor, atât la nivelul

sistemului acvifer cât şi la nivel naţional.

20

Bibliografie selectivă

1. Alexeeva L., Andreescu I., Bandrabur T., Cepaliga A., Ghenea C., Mihăilă N.,

Trubihin V., 1983. Correlation of the Pliocene and Lower Pleistocene Deposits in

the Dacic and Euxinic Basins. Anuarul Inst.Geol. Rom., 59, p. 143-151, Bucureşti.

2. Administraţia Naţională “Apele Române”, 2010. Planul naţional de management al

apelor.

3. Administraţia Naţională “Apele Române”, 2012. Balanţa apei pe anul 2011.

4. Administraţia Naţională “Apele Române”, 2012. Sinteza calităţii apelor pe anul

2011.

5. Administraţia Bazinală a Apelor Argeş – Vedea, 2009 Planul de management al

districtului de bazin hidrografic Argeş – Vedea.

6. Bălăeţ Ruxandra, Adler Mary-Jeanne, 2011. Apele subterane, resurse strategice în

condiţiile schimbărilor climatice - bune practici rezultate din Proiectul Water CoRe.

Volumul Conferinţei Ştiinţifice INHGA "Fenomene extreme, reducerea riscului la

inundaţii, secetă şi poluare, adaptarea la impactul schimbărilor climatice", p. 99-100,

2011 Bucureşti.

7. Bălteanu D., Enciu P., Niculescu Gh., Popescu D.C., Micu M., 2002, The Relief and

the Upper Pleistocene Formations within Bucharest City. Proceedings of the.

International Conference “Earthquake Loss Estimation and Risk Reduction”, ed.

Lungu D. et al., p. 295-301, Bucharest.

8. Bica, I; Mocanu, V.D. (1999) Case study concerning the management of a

groundwater source. Proceed. XXIX I. A. H. Congress, 1999, Bratislava, Slovak

Republic.

9. Bretotean M., Wagstaff Susan, Zamfirescu F., Burgess W., Albu M., 1994. Risque de

la deterioration de la qualite des ressources en eau du systeme aquifere des couches

de Fratesti dans la zone de Bucharest. Volumul Simpozionului de la Constanta al

Asociatiei Hidrogeologilor din Romania, p.26-36

10. Bretotean M., 1996. Analiza sistemelor acvifere subterane prin modelare matematică

în scopul evaluării resurselor de apă. Teza de doctorat, Universitatea din Bucureşti –

Facultatea de Geologie şi Geofizică.

11. Bretotean M., Macaleţ Rodica, Ţenu A., Tomescu G., Munteanu T., Radu E.,

Drăguşin D., Radu Catalina, 2006. Delimitarea şi caracterizarea corpurilor de apă

subterană din România. Revista Hidrotehnica, Vol.50, nr. 10, p.33-39, Bucureşti.

12. Cineti, F. A. (1990) Resursele de ape subterane ale României. Edit. Tehnică,

Bucureşti.

21

13. Constantinescu, T. (1972) Datarea apelor subterane cu ajutorul izotopilor naturali, cu

aplicare în cercetarea apelor subterane din zona Bucureşti şi Câmpia Română. Studii

de Hidrogeologie IX, INMH, Bucureşti, p. 1 – 228.

14. Danchiv, Al., Stematiu, D. (1997) Metode numerice în hidrogeologie Edit. Didactică

şi Pedagogică, Bucureşti.

15. Dassargues, A., 1995. Modeles mathematiques en hydrogeologie. Ed. Didactică şi

Pedagogică, Bucureşti.

16. Drăghiceanu, M., 1895. Studii asupra idrologiei subterane din punctul de vedere al

alimentarei oraşelor din România Mare, cu privire specială asupra alimentarei

Bucurescilor. Imprimeria Curţii Regale F. Gobl, Bucureşti.

17. Drăghiceanu, M., 1895. Coup d’oeil sommaire sur l’hydrologie souterraine de la

Plaine Roumaine au point de vue de l’alimentation de Bucarest. Imprimeria Curţii

Regale F. Gobl, Bucureşti.

18. Drobot, R., Bica, I., Păunescu, D., Dinu, C., Albu, M., Danchiv, A., Zamfirescu, F.,

(2002) Groundwater Hydrology, Module 3 of VICAIRE Project (Virtual Campus In

hydrology and water Resources management).

19. Drobot, R. (1982) Groundwater Resources Management by Mathematical Models. 4-

th Intern Conf. on Water Resources, Planning and Management v. I., Marseille.

20. Drobot, R. (1982) Utilizarea modelării matematice în gospodărirea apelor subterane,

Hidrotehnica vol. 27, nr. 8, Bucureşti.

21. Drobot, R., Caravia, S., Popa, Şt., Rădescu, M., Tomescu, G., Simionaş, Şt.,

Pârvulescu E. (1987) Perfecţionarea metodelor de calcul pentru gospodărirea apelor

subterane prin utilizarea tehnicii modelării. I. N. M. H., Bucureşti

22. Enciu P., (2003) Principalele unităţi structurale din România şi trăsăturile lor

hidrogeologice. Hidrogeologia, Vol. 5, p.50-62, Bucureşti.

23. Enciu P., Popescu D., (2004) Despre stratigrafia şi hidrogeologia formaţiunilor

pliocen superioare–cuaternare din NV Câmpiei Bucureştiului. Hidrogeologia, Vol. 6,

p.23-32, Bucureşti.

24. Gheorghe, Al., Zamfirescu, Fl., Scrădeanu, D., Albu, M. (1988) Aplicaţii şi probleme

de hidrogeologie, Edit. Univ. Bucureşti.

25. Liteanu E., (1952) Geologia zonei oraşului Bucureşti. Studii Tehnice si Economice,

E/1, p. 3-80, Bucureşti.

26. Liteanu E., Ghenea, C. (1966) Cuaternarul din România. Studii Tehnice si

Economice, H/1, 119 p., Bucureşti.

22

27. Macaleţ Rodica, Munteanu T., Minciună M., 2009. Consideraţii hidrogeologice

privind corpurile de apă subterană din spaţiul hidrografic Ialomiţa – Buzău. Vol.

Sesiunii de comunicări ştiinţifuce GeoEcoMar, p. 151-162, Bucureşti.

28. Melinte Mihaela, Macaleţ Rodica, Dinu Irina, Palcu M. et al., 2010. Raport final al

Proiectului PNCID nr. 31083/2007 AQUA SUD “Fundamentarea ştiinţifică,

modelarea conceptuală şi numerică a structurilor acuvifere în vederea protecţiei şi

utilizării durabile a resurselor de apă subterană din partea sudică a României“, p.18-

19, 59-72.

29. Munteanu M.T., 2006. Geologia părţii de sud a Platformei Covurlui. Teza de

doctorat, Universitatea "Al. I. Cuza" din Iaşi – Facultatea de Geografie şi Geologie.

30. Mutihac V., Ionesi L., 1974. Geologia României. Ed. Tehnică Bucureşti.

31. Radu E., Bălăeţ Ruxandra, 2009. Determinarea fondului natural si a valorilor de prag

pentru apele subterane din Romania, Revista Hidrogeologia 2009

32. Radu E., Bălăeţ Ruxandra, Vliegenthart F., Schipper P., 2010. Derivation of

Threshold Values for Groundwater in Romania, in order to Distinguish Point

&Diffuse Pollution from Natural Background Levels, Environmental Engineering

Research - Journal of the Korean Society of Environmental Engineers – Volume 15

Number 2, June 2010, p. 85-91, Seul.

33. Scrădeanu D. (1997) Modele geostatistice în hidrogeologie, Editura Didactică şi

Pedagogică, Bucureşti.

34. Scrădeanu D., Gheorghe A., (2007) Hidrogeologie generală, Editura Universitaţii din

Bucureşti.

35. Slăvoacă, Ruxandra, Slăvoacă D. C. (1998) Etape generale în modelarea

hidrogeochimică. Hidrogeologia A. H. R. Bucureşti, v. IV, nr. 1, p. 52-62.

36. Tomescu G., Neagu D., Stoichiţă D. (1995) Modelarea matematică a condiţiilor

hidrodinamice şi hidrochimice regionale ale sistemelor acvifere din bazinele

hidrografice Argeş-Dâmboviţa-Ialomiţa ( Program ARDI) - Institutul Naţional de

Meteorologie şi Hidrologie - T57/1995

37. Ţenu, A. (1992) Contribution des isotopes du milieu dans la modélisation

mathématique des eaux souterraines, pp. 87 – 98. Rencontres Hydrol. Franco-

Roumaine, 1, UNESCO, Paris

38. Wen-Hsing Chiang, W. Kinzelbach, 1993 – Processing Modflow: Pre – and Post

processors for Simulation of Flow and Contaminants Transport in Groundwater

Systems with MODFLOW, MODPATH and MT3D.

39. Zamfirescu, Fl. (1995) Hidrogeologie. Dinamica apelor subterane. Edit. Univ. Buc.,

Bucureşti