CAPITOLUL II

CAPTAREA APEI

A. SURSE DE AP I CRITERII PENTRU ALEGEREA LOR

1. Surse de ap potabil i industrial

Pentru alimentarea cu ap a centrelor populate i a industriilor, sursele de ap care se iau n consideraie sunt apele subterane, apele de suprafa i apele meteorice, toate aceste categorii fcnd parte din ciclul cunoscut al apei n natur.

a. Sursele de ap subteran. Pnzele sau cursurile de ap subteran, alimentate din apele provenite din precipitaii, din apele care se scurg la suprafa (ruri, pruri), din lacuri, din apele de condensare provenite de la mari adncimi (condensarea fcndu-se n prile superioare ale scoarei terestre) sau din ape infiltrate artificial, dup modul lor de cantonare i scurgere n subteran pot constitui:

s t r a t e a c v i f e r e f r e a t i c e , cantonate n roci granulare, fr influena direct a unei ape de suprafa, alimentate din bazine subterane ntinse, sau sub influena direct a apelor de suprafa (ruri, lacuri) aflate n imediata lor apropiere, n care caz se mai numesc ape de infiltraie prin maluri, precum i strate acvifere freatice cantonate n roci fisurate;

s t r a t e a c v i f e r e d e m a r e a d n c i m e , cantonate n roci granulare sau roci fisurate la adncimi mari (60500 m); de cele mai multe ori apa n aceste strate se afl sub presiune avnd un caracter ascensional sau artezian. Aceste strate sunt alimentate n general de la mari distane, din bazine hidrologice greu de determinat, prin aflorimentele formaiunilor geologice permeabile la suprafaa bazinului;

s t r a t e a c v i f e r e a l i m e n t a t e p r i n i n f i l t r a i i a r t i f i c i a l e , cantonate n roci granulare, nisipuri sau pietriuri, n scopul mbogirii stratului de ap subteran;

i z v o a r e provenite din aflorimente de strate acvifere sub nivelul piezometric al pnzei de ap subteran, care se manifest ca preaplinuri ale acestor pnze.

n fig. 2.1 s-a reprezentat un profil geologic cu principalele surse de ap subteran.

Fig. 2.1. profil geologic cu principalele surse de ap subteran

1 stratul impermeabil de baz; 2, 3 strate impermeabile intercalate; 4 puuri arteziene; 5 izvor; 6 pnz de ap freatic; 7 - pung de ap; 8 strat de ap de adncime; 9 idem, de mic adncime

b. Sursele de ap de suprafa. n general mult mai abundente, fa de sursele de ap subteran, sursele de ap de suprafa sunt formate mai ales din apele curgtoare (pruri, ruri i fluvii) i din lacurile naturale i artificiale. n cazuri extreme se poate recurge i

direct la apele meteorice, care pot constitui surse de ap pentru consumatori puin importani. Apa mrilor i oceanelor poate constitui i este tot mai frecvent folosit ca surs de

ap, dup cum s-a artat la cap. I. 2. Criterii de alegere a surselor de ap Pentru alegerea surselor de ap este necesar s se ntocmeasc schema general de

gospodrire a apelor n zona care intereseaz pentru alimentarea cu ap potabil i industrial. n cadrul studiului de ansamblu al problemei, stabilirea schemei generale de alimentare cu ap (v. cap. I, A) se fixeaz pe baza planului de amenajare cu toate sursele de ap de suprafa i subterane care trebuie luate n considerare pentru a fi studiate.

Studierea pe ansamblu a surselor de ap posibile urmrete s determine caracteristicile tehnice (cantiti de ap disponibile i calitile apei), pe baza crora, fcndu-se comparaiile economice ntre soluiile de ansamblu ale sistemelor alimentate din diferite surse s se poat alege sursa care satisface:

debitul de ap necesar consumatorilor; calitile apei, pe ct posibil fr mbuntiri artificiale, sau cu un minim de tratri,

pentru a le aduce la nivelul calitilor solicitate de consumator; sigurana n exploatare, asigurarea n timp a debitelor minime i a constanei

calitii apei solicitate; eficiena economic maxim, innd seama de costul minim pe etru cub de ap

furnizat i de efectul economic general n cadrul gospodririi apei pe utilizri complexe.

Cele de mai sus constituie criterii de baz la alegerea surselor de ap (STAS 1628-67). n repartizarea surselor de ap ntre consumatorii industriali i consumul centrelor

populate se vor rezerva n general sursele de ap subteran pentru a fi utilizate la alimentarea cu ap potabil.

Corespunztor studiului tehnico-economic general al alimentrii cu ap se ntocmete un studiu preliminar hidrologic i hidrogeologic, n care se stabilesc sursele care trebuie studiate n detaliu, prin studii definitive, care stau apoi la baza proiectului de ansamblu al alimentrii cu ap.

3. Zonele de protecie sanitar Zonele de protecie sanitar au rolul de a stabili perimetrele n care se impun condiii

speciale n vederea prevenirii impurificrii apei de ctre diveri factori exteriori. Zonele de protecie sanitar sunt reglementate prin D.C.M. nr. 1059/1967 i

instruciunile anexe (februarie 1968). Zonele de protecie sanitar se stabilesc la toate instalaiile care compun alimentarea cu

ap. Pentru sursele de ap se instituie trei perimetre: perimetrul de regim sever, n interiorul cruia se interzice construirea de locuine

sau alte construcii nelegate de necesitile tehnologice ale captrii, precum i accesul persoanelor strine de exploatarea alimentrii cu ap; mrimea perimetrului de regim sever se stabilete pentru fiecare caz dup condiiile hidrogeologice (v. cap. B, 7); zona de regim sever se mprejmuiete i se supravegheaz prin paz permanent; e interzic scurgeri prin canale n aceast zon care se protejeaz i de scurgerile de suprafa prin anuri de gard, iar n zonele inundabile, prin ndiguiri;

perimetrul de restricie, care este situat n jurul zonei de regim sever; n acest perimetru trebuie meninut o stare de salubritate permanent controlat,

interzicndu-se utilizarea terenului n scopuri care ar putea modifica calitatea apei i reduce debitul (despduriri); terenul se marcheaz prin borne cu inscripie;

perimetrul de observaie, care cuprinde o zon larg n jurul perimetrului de restricie, zon n care organele sanitare fac observaii sistematice asupra strii sanitare a oamenilor (n special n cazul apariiei unor boli contagioase transmisibile prin ap).

Primele dou perimetre ale zonelor de protecie sanitar se fixeaz prin proiectele de alimentare cu ap, pe baza studiilor de teren i n colaborare cu organele sanitare i administrative locale.

B. CAPTAREA APELOR SUBTERANE 1. Studii hidrogeologice, elemente pentru calculul captrilor Studiile hidrogeologice i criteriile de alegere a surselor de ap vor avea n vedere

prevederile STAS 1628-67. Pentru apele subterane, studiile hidrogeologice se ntocmesc n general prin efectuarea

de foraje i pompri experimentale, analize de laborator i calcule hidrogeologice n vederea determinrii urmtoarelor elemente necesare la proiectare:

structura geologic a bazinului de alimentare a surse; ubterane, din care s rezulte modul de alimentare a pnzei acvifere, ntinderea aproximativ a bazinului de alimentare, caracteristicile rocii purttoare de ap, adncimea stratului impermeabil de baz, eventualele intercalaii de strate impermeabile n grosimea pturii acvifere, caracterul ascensional sau artezian al pnzei acvifere;

caracteristicile hidraulice ale stratului acvifer; ivelul hidrostatic, permeabilitatea, direcia i panta de curgere, debitul minim al pnzei acvifere i lungimea necesar a captrii; se recomand cercetarea, indiferent de debitul solicitat, a posibilitilor maxime de captare (lungime de front i debit);

compoziia granulometric i porozitatea efectiv a stratului acvifer; influena regimului de precipitaii sau a apelor de suprafa asupra nivelului apelor

subterane, n vederea aprecierii nivelului minim pe timp de secet ndelungat; nivelul de inundabilitate al zonei de captare; caracteristicile fizice, chimice, biologice i bacteriologice ale apei pe baz de

analize recoltate la diferite niveluri ale apei subterane i stabilirea potabilitii n cazul alimentrilor cu ap a centrelor populate;

cauzele posibile de impurificare a apelor subterane i recomandri n legtur cu mrimea perimetrelor zonei de protecie sanitar a sursei de ap subteran.

a. Studii hidrogeologice pentru stratele acvifere de mic adncime. Se consider

strate de mic adncime cele al cror pat se afl pn la circa 60 m adncime. Sondajele trebuie s cuprind ntreaga zon de captare pentru a furniza toate

elementele necesare enumerate mai sus. Planul hidroizohipselor indicnd nivelele apei subterane n zona captrii se determin

prin efectuarea de msurtori concomitente (n aceeai zi) a nivelurilor apei n foraje, amplasate n vrfurile unor triunghiuri cu latura 200500 m pentru fronturi de captare pn la 1 km lungime i ntr-o reea de foraje amplasate la 5001.000 m distan ntre ele, pentru fronturi mai lungi.

Direcia curentului subteran este normal pe hidroizohipsele astfel trasate. Forajele pentru pompri experimentale se echipeaz cu filtre pe toat nlimea

stratului acvifer i se pompeaz cu cel puin trei debite diferite, surnd denivelrile

corespunztoare fiecrui debit. Cel puin o treime din forajele pentru pompri trebuie s aib minimum dou puuri de observaie, aezate la 1520 m distan de forajul pompat.

n apropierea cursurilor de ap, forajele se dispun n profile transversale perpendiculare pe albia rului. Distana ntre profile se ia de 200500 m i fiecare profil va avea cel puin dou foraje: unul pe mal i altul n zona liniei de captare. Cteva din profile trebuie s cuprind i foraje n albie, pentru a stabili dac rul curge integral pe roca care compune stratul acvifer i dac malul nu prezint praguri subterane care s mpiedice infiltraia din ru spre linia captrii. n lungul rului, trei foraje se amenajeaz n puuri de observaie definitive, n care se nregistreaz nivelurile de ap n mod periodic, n corelaie cu nivelul apelor din ru.

Pentru determinarea influenei reciproce dintre puuri se fac pompri concomitente n mai multe puuri alturate, pe baza crora se stabilete coeficientul de reducere a debitului prin aceast interaciune.

Fig. 2.2. Strat acvifer cu nivel liber:

1 suprafaa solului; 2 nivelul superior ap apei subterane nainte de pompare; 3 nivelul superior al apei n timpul pomprii; 4 puul din care se pompeaz; 5, 6 puuri de observaie; 7 stratul impermeabil de baz.

n care: H nlimea feei superioare a stratului acvifer deasupra stratului impermil de baz

(fig. 2.2), sau nivelul piezometric deasupra stratului de baz (fig. 2.3); qp debitul pompat n regim permanent din forajul 4, n m3/s;

ln a logaritmul natural al distanei a pn la forajele de observaie 8 i P, n m; s denivelarea stratului acvifer la pompare, n m; m grosimea stratului acvifer sub presiune, n m,

b. Studii hidrogeologice pentru stratele acvifere de mare adncime. Pentru stratele

de mare adncime forajele se fac de explorare-exploatare, fiind transformate

Fig. 2.3. Strat acvifer cu nivel ascendent:

1 suprafaa solului; 2 nivel piezometric; 3 curba piezometric n timpul pomprii; 4 stratul impermeabil; 5 ptur acvifer sub presiune; 6 strat impermeabil de

baz; 7 pu de pompare; 8, 9 puuri de observaie.

dup faza de studiu n puuri definitive. Pomprile de studiu se execut i n acest caz concomitent n mai multe foraje.

c. Studii pentru izvoare. Se fac msurri de debite pe o perioad de cel puin un an la

intervale de 710 zile, fcndu-se corelaia cu precipitaiile din zona izvorului. Studiile trebuie s mai stabileasc proveniena izvorului i modul de alimentare, posibilitile de influenare din surse de contaminare exterioare, poziia i conformaia stratului de baz i stratificaia terenului.

Debitele minime, msurate direct, se reduc n raportul dintre nlimea precipitaiilor din anii cei mai secetoi i nlimea precipitaiilor din perioada msurtorilor. n cazul n care exist date n regiune se pot utiliza i alte metode mai exacte.

Se vor efectua analize chimice i msurtori de temperatur pentru a stabili variaia lor n timp i corelaia eventual cu precipitaiile i cu infiltraiile din rurile vecine, sau cu temperatura aerului.

Studiile pentru izvoare pot fi completate prin foraje, care se efectueaz de specialiti hidrologi cu concursul geologilor.

2. Captri din izvoare Pentru realizarea captrilor din izvoare se vor avea n vedere prevederile STAS

1629-64. a. Condiii tehnice pentru amenajarea captrilor din izvoare. Izvoarele pot fi, din

punctul de vedere al captrii, izvoare de coast, sau de teras (ascensionale). n fig. 2.4 se dau cteva din profilele geologice caracteristice la izvoarele de coast

(fig. 2.4, a, b, c) sau de teras (fig. 2.4, d). Captarea unui izvor trebuie s satisfac urmtoarele condiii: s fie amplasat n punctul real de izvorre; s asigure captarea integral a izvorului, fr pierderi, n care scop ea trebuie

ncastrat n stratul impermeabil de baz; s permit eventuale extinderi ale captrii; s fereasc punctul de captare de contaminri exterioare printr-o etanare

corespunztoare;

Fig. 2.4. Profiluri geologice caracteristice la izvoare:

a, b, c izvoare de coast; d izvor ascensional n lungul unei falii. 1 izvor; 2 nivelul pnzei de ap subteran; 3 stratul mpermeabil.

s nu modifice condiiile de curgere ale izvorului, pentru a nu fora stratul acvifer sau a-i modifica cile de ieire la suprafa; de aceea nu este recomandabil ridicarea prin captare a nivelului piezometric n punctul de izvorre;

s fie uor vizitabil i bine ventilat; s fie construit din materiale rezistente la eventuala aciune corosiv a apei sau a

terenului. b. Camere de captare, amenajri la izvoare. Camerele de captare trebuie adaptate

dup condiiile hidrogeologice specifice fiecrui izvor.

Fig. 2.5. Seciuni prin drenaje de captare a unor izvoare mici:

a n roci stncoase; b n nisipuri i pietriuri : 1 tub de colectare gurit; 2 piatr mare; 3 beton; 4 argil; 5 dren pentru apele de suprafa; 6 nisip mare; 7 pitri mrunt; 8 pietri mare; 9 strat impermeabil de baz.

Izvoarele de coast concentrate, se capteaz prin camere care primesc direct vna de ap de pe stratul de baz, la care trebuie ajuns prin debleiere.

Pentru izvoarele mici, prinderea vnei de ap se face avansnd pe stratul de baz cu tuburi de drenaj pn n punctul unde izvorul apare concentrat (fig. 2.5)

n fig. 2.6 se d o captare de izvor de coast, concentrat. Camerele de captare a izvoarelor au n general urmtoarele dispoziii constructive i

instalaii: camera de acces a apei, prevzut cu barbacane de acces; ea are i rolul de a

desnisipa apa; camera sorburilor, n care apa intr printr-un deversor pe care se msoar debitul

izvorului; camera sorburilor are o conduct de golire cu diametrul minim de 20 cm, la care se racordeaz dup van i conducta de preaplin din aceeai camer; conducta de preaplin se termin cu o clapet;

camera vanelor cuprinznd vanele de pe conducta de plecare i golire; pasarele laterale pentru accesul personalului de exploatare, cu ventilaii i ui cu

ncuietoare.

Fig. 2.6. Captare de izvor concentrat

1 camera de deznisipare; 2 camera sorbului; 3 camera vanelor; 4 filtru invers de pietri i bolovni; 5 argil de etanare; 6 pasarel; 7 ventilaie; 8 u metalic; 9 canal de golire; 10 clapet; 11 conduct de plecare; 12 deversor de msurare a debitului; 13 van de perete pentru golire.

Izvoarele de coast difuze se pot capta prin camere de captare de tipul celei din fig. 2.6, care se amplaseaz n punctele de izvorre principale i de la care pornesc drenuri laterale ajuttoare pentru colectarea i aducerea n camera de desnisipare a ntregului debit. Aceste drenuri se amenajeaz ca n fig. 2.5, b, avnd nspre partea aval amenajat un ecran de argil ncastrat n stratul de baz.

La nclinri mari ale versantului, drenul poate fi sprijinit cu un zid de sprijin etan, rostuit i calculat n consecin.

n cazul izvoarelor de coast din roci fisurate cu debite importante i ieiri difuze, captarea se poate amenaja sub forma unei galerii vizitabile (0,7 1,70 m) de-a lungul coastei. La debite mai mici galeria se poate amenaja sub forma unui dren nevizitabil.

La drenurile nevizitabile se prevd la distane de 50 m cmine de vizitare cu depozite pentru depuneri. Tuburile de drenaj se prevd cu diametrul minim de 30 cm.

Izvoarele de teras, la care apa iese vertical sau lateral, se amenajeaz prin crpturi sub form de puuri cu diametrul mare, cu fundul deschis amplasat pe stratul din care iese izvorul.

Cnd fundul este nisipos i apa antreneaz particulele fine din strat, se amenajeaz la partea inferioar un pat de pietri i bolovni, sub form de filtru invers.

n cazul izvoarelor care se capteaz lateral, pereii puului se prevd cu barbacane. Puul se nchide i se acoper la partea superioar cu un strat de pmnt, fiind prevzut

cu ventilaie i posibilitate de acces. La execuia captrilor de izvoare este interzis cu desvrire folosirea explozivilor

pentru derocri, care poate provoca surpri de strate i pierderea izvorului.