MINISTERUL EDUCAŢIEI, CERCETĂRII ŞI TINERETULUI UNIVERSITATEA DIN PETROŞANI

Consiliul Naţional al Cercetării Ştiinţifice din Învăţământul Superior

Academia de Ştiinţe Tehnice din România Asociaţia Generală a Inginerilor din România

I.N.S.E.M.E.X. Petroşani Societatea Română de Automatică şi Informatică Tehnică - Filiala Petroşani

LUCRĂRILE ŞTIINŢIFICE ALE SIMPOZIONULUI INTERNAŢIONAL

MULTIDISCIPLINAR

“UNIVERSITARIA SIMPRO” 2008

60 de ani de învăţământ superior la Petroşani 1948-2008

GEOLOGICAL, CIVIL AND INDUSTRIAL ENGINEERING TOPOGRAPHY AND CADASTRIAL AREA

16 - 17 OCTOMBRIE 2008 EDITURA UNIVERSITAS, PETROŞANI

ISSN 1842 – 4449 Recenzorii lucrărilor: Prof.univ.dr.ing. Nicolae DIMA Prof.univ.dr.ing. Octavian HERBEI Prof.univ.dr.ing. Constantin SEMEN Conf.univ.dr.ing. Mihaela TODERAŞ Redactor şef: Conf.univ.dr.ing. Monica LEBA Redactori: Conf.univ.dr.ing. Mihaela TODERAS Asist.univ.drd.ing. Larisa Ofelia FILIP

CUPRINS

Pag.1. Building materials with dense slurry from power plant

BADEA, C., BOB, C., IOSIF, B., BALCU, I., DAN, S. …..…………………… 52. Gis utilisation for the evidence of archaeological sites

BORSAN, T., VOICU, G. ..………………….…………………………………… 93. Analiza stabilitatii lucrarilor miniere subterane din cadrul bazinului Motru

CHIRILA, D., DURA, C. ..……….……………………………………………… 154. Metoda noua de evaluare a volumelor de masa miniera existente in depozite si

hălzi DOBRITOIU, N. ..…………………………………………………………………

21

5. Prelucrarea riguroasa a masuratorilor in trasee poligonale FILIP, O., DIMA, N. ...…………………………………………………………… 27

6. Precizia punctelor geodezice locale FILIP, L., DIMA, N., VERES, I. ..……………………………………………… 29

7. Detereminarea si reducerea principalelor surse de erori ce afecteaza determinarile GPS HERBEI, M., ULAR, R., HERBEI, O. ..…………………………………………

33

8. Analiza comparativa a deformatiilor in proiectiile Stereo70, Gauss-Kruger si UTM HERBEI, O., HERBEI, M. ..………………………………………………………

39

9. Grazing influences in the Comarnic Poieni quarry on milk quality produced by cattle from the area LORINT, C., BUIA, G., RADULESCU, M. ..…………………………………… 45

10. Optimizing the evidence of cadastre and land book records OPREA, L. …..……………………………………………………………………

49

11. Studiul cauzelor care au determinat aparitia supralargirilor la executarea aductiunii principale din cadrul ahe a raului Jiu SEMEN, C. ..……………………………………………………………………… 55

12. Aplicatii ale topologiilor in cadastru si administratie VERES, I., ORTELECAN, M., FILIP, L. ..………………………………………

61

13. Procedures for determining the surface zone parameters and the boundary in the subsurface used in seismic prospecting VOIN, V. ..………………………………………………………………………… 65

14. Studiul comportamentului grinzilor metalice utilizate in constructiile subterane CHIRILA, D., DURA, C. ..………………………………………………………

68

15. Metode si principii in evaluarea proprietăţilor imobiliare ULAR, R., HERBEI, M. ………………………………………………………… 73

3

5

BUILDING MATERIALS WITH DENSE SLURRY FROM POWER PLANT Badea Cătălin, Lecturer, PhD, University “Politehnica” of Timisoara Bob Corneliu, Professor, PhD, University “Politehnica” of Timisoara Iosif Buchman, Professor, PhD, University “Politehnica” of Timisoara Balcu Ionel, Professor, PhD, National Research – Development Institute of Electrochemistry and Condense Matter” of Timisoara Dan Sorin, Lecturer, PhD, University “Politehnica” of Timisoara ABSTRACT: Big quantities of fly ash (industrial waste materials) are stored in enormous dumps causing serious environmental concerns. On the other hand these industrial waste materials have some good technical properties it can be considerate like raw materials for building materials. The uses of this recycling material, lead to increase economical efficiency and to environment protect. The author’s experimental researches regarding the use of fly ash from dense slurry into building materials industry are presented. The dense slurry produced at Timişoara Power Plant is a mixture between fly ash and water with masses ratio = 1:1 with a special installation. This material has a usually density of 1.36 kg/dm3 and is pneumatic pumped to Utvin ash dump. The samples were obtained from mixture of dense slurry (fly ash+water), sand and ordinary mineral binders (lime and cement). There has been obtained materials with compression strength at 28 days age around 4 N/mm2. 1. INTRODUCTION

The fly ash has some good technical properties which can be considerate like raw material for building materials. There are vast quantities of this industrial waste materials which causing serious environmental concerns. By using of the fly ash (which is an industrial waste material) there is possible to be promoted building materials with low dosage of ordinary mineral binders (lime and cement). The author’s experimental researches regarding the use of considerable quantity of fly ash from power plant to obtain building materials are presented.

The dense slurry produced at Timişoara Power Plant is a mixture between fly ash and water with masses ratio = 1:1 with a special installation. This material has a usually density of 1.36 kg/dm3 and is pneumatic pumped to Utvin ash dump. The old technology consist of a dense slurry which was a mixture between fly ash and water with masses ratio = 1:10 which produced many environment problems (the hardening of mixture was to slowly, the wind blow up the ash from dump to the Utvin village.

The fly ash is produced in Power Plant by burning of pulverized coal in a fired boiler and is collected from the flue gas by electrostatic devices as cyclones. From experimental determinations there have been obtained the following characteristics: apparent density and compression strength at 28 days age. 2. THE EXPERIMENTAL RESEARCHES

2.1. The composition establishing For experimental research were realized materials with different quantities of dense slurry, sand lime and cement. There was used the dense slurry from Timisoara Power Plant (Romania) and calculated the quantities of fly ash

Because dense slurry contains a large quantity of water by using high volume of this will result the mixtures with big quantity of water with negative effects on their characteristics. Cement used was of type CEM II/A-S32.5R (with quickly hardening) and lime CL 90 types. The sand (natural aggregate) was maximum size of granules of 4 mm and with continues grading. Blended binders composition was made following the model:

ΣBlended binders = %Σ (Classic binders + FA) where: Classic binders = lime (L) + cement (C); FA = fly ash from dense slurry; Was proposed 10% and 15% classical mineral binders from blended binders sum and the quantities of fly ash result by the relation:

%FA = 100% - %Σ (Classical binders) The samples were realized from mixtures which were mechanical mixed during at 2 minutes.

6

The prismatic samples have the dimension of 100x100x550 mm. The compactness was performed by the jolting of in filled steel mould on floor. In according to dates presented were realized materials with compositions showed in table 1. 2.2. Physical and mechanical characteristics

The apparent density and compression strength at 28 days age were determined. The technical efficiency coefficient represents the compressive strength-apparent density ratio. The results are presented in table 2 and figure 1…3. The apparent density for different types of batches is showed in figure 1. The compression strength is showed in figure 2 for different samples. The economical efficiency is plotted in figure 3.

Table 1

The material compositions

The mixture composition:

Group BATCH Sand

Binder Dense slurry [%]

Lime [%]

Cement [%]

Sand [%]

Batch 1 CT 1:1 63.4 - - 36.6

Batch 2 L15 1:1 56.1 5.7 - 38.2

Batch 3 C15 1:1 56.1 - 5.7 38.2 G1

Batch 4 L10 C10 1:1 53.7 3.8 3.8 38.7

Batch 5 CT 1:2 46.4 - - 53.6

Batch 6 L15 1:2 40.6 4.2 - 55.2

Batch 7 C15 1:2 40.6 - 4.2 55.2 G2

Batch 8 L10 C10 1:2 38.6 2.8 2.8 55.8

Table 2 The physical and mechanical characteristics at 28 days age

Group BATCH Sand

Binder Apparent density

ρa, [kg/m3]

Compression strength

fc, [N/mm2] ,

a

cfρ

×kg

mkN

Batch 1 CT 1:1 1199 0.05 0.04

Batch 2 L15 1:1 1426 0.79 0.55

Batch 3 C15 1:1 1506 3.46 2.30 G1

Batch 4 L10 C10 1:1 1483 3.45 2.32

Batch 5 CT 1:2 1477 0.06 0.04

Batch 6 L15 1:2 1688 1.51 0.89

Batch 7 C15 1:2 1728 4.43 2.56 G2

Batch 8 L10 C10 1:2 1718 4.33 2.52 2.3. Physical-mechanical characteristics In function of dates from table 2 and graphics represented in figure 1-3 we can take out the next ideas. Apparent density is between 1199 kg/m3 to 1506 kg/m3 for series from G1 group and 1477 kg/m3 to 1728 kg/m3 for series from G2 group. Is observes that:

- the samples from G1 group (with more sand quantities) have apparent density better that the samples from G2;

- the greatest value was obtained for samples with cement like classic binder;

- the materials can be situated in a medium heavy mortar range.

7

The compressive strength suggests the following finding:

- for the samples with dense slurry like binders the compressive strength were have very slow values; that means is necessary to add classic binders (lime, cement);

- by adding surplus sand the strength are increasing;

- the greatest value was obtained for samples with cement like classic binder (4.43 N/mm2);

- the materials can be situated in M4 - M2.5 mortar class range.

The technical efficiency coefficient presented in figure 3 show the new materials with dense slurry (fly ash) at 28 days age, have a good technical efficiency for samples with cement (C15 and C10L10).

The apparent density at 28 days age

1477

1718

1199

1483

16881728

1426

1506

1000

1100

1200

1300

1400

1500

1600

1700

1800

5 10 15 20 25Clasic binder

ρa [kg/m3]

B/S=1/2

B/S=1/1

Legend:

L15 C15 L10 C10CT Figure 1. Apparent density

Figure 2. Compression strength

8

T he tec hnic al effic ienc y c oeffic ient

B =binderS =s and

0.04

0.55

2.3 2.32

0.04

0.89

2.56 2.52

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

C T B :S =1:1

L 15 B :S =1:1

C 15 B :S =1:1

L 10 C 10 B :S =1:1

C T B :S =1:2

L 15 B :S =1:2

C 15 B :S =1:2

L 10 C 10 B :S =1:2 Mixture

fc /ρa

[kN*m/kg ]

Figure 3. Technical efficiency coefficient

4. CONCLUSIONS There were obtained materials which can be situated in the M4-M2.5 mortar class range. These have a compressive strength approximately 4 N/mm2 at 28 days.

By sand adding the compressive strength will increase. Using fly ash (industrial waste) can be obtained important financial savings.

BIBLIOGRAPHY 1. Bob, C., Buchman, I., Jebelean, E.,Dan, S. ,Badea, C. - High Performance Materials Derived from Industrial Waste Gypsum, ERB 1C 15CT 960741, Final Report, Sheffield Hallam University, England, 1999 2. Bob, C., Buchman, I., Jebelean, E., Sorin, D., Badea, C. – The use of recycling materials for producing of materials with high performances (RO), , Symposium Composite materials, elements and structures for constructions, Timisoara Academic Days, Timisoara, 1999 3. Bob, C., Buchman, I., Jebelean, E., Dan, S., Badea, C. – Use of waste materials to produce building materials (RO), Tome Conference SELC 2000, Cluj-Napoca (RO), 2000 4. Bob, C., Buchman, I., Jebelean, E., Dan, S., Badea, C. – Efficient materials with fly ash for soil stabilisation (RO), Tome Conf. Modern technology in construction, Technical University of Moldovia, Chisinau , Moldovia Republic, 2000 5. Bob, C., Buchman, I., Jebelean, E., Sorin, D., Badea, C. – Efficient building materials with industrial waste (RO), Tome Technical University of Iasi, 2001

6. Bob, C., Buchman, I., Jebelean, E., Badea, C. – The mixture with fly ash and binders realized with dense slurry installation for obtaining efficient building materials (RO), Tome Technical University of Iasi, 2002 7. Badea, C., Bob, C. – Experimental research concerning the use of fly ash to obtain building materials (RO), , Symposium Composite materials, elements and structures for constructions, Timisoara Academic Days, Timisoara, 2003 8. Badea, C., Bob, C. - Use of fly ash to obtain building materials The V International Symposium Young People and Multidisciplinary Research, Timisoara, 2003 9. Badea, C., Bob, C. – Building materials realized with fly ash (RO), Tome Technical University of Iasi, 2004 10. Buchman, I., Badea, C., Rusu, E. – Experimental research regarding the special industrial concrete (RO), Tome Technical University of Iasi, 2004 11. Badea, C., Bob, C. - Experimental research on some new building materials realized with fly ash, Symposium Composite materials, elements and structures for constructions, Timisoara Academic Days, Timisoara, 2005

9

GIS UTILISATION FOR THE EVIDENCE OF ARCHAEOLOGICAL SITES Borşan Tudor, teaching assistant eng., PhD. Stud, „1 Decembrie 1918” University of Alba Iulia Voicu George Emanuel, eng., PhD. Stud, „1 Decembrie 1918” University of Alba Iulia ABSTRACT: Topographical survey activities involve both field activities - such as charting archaeological research units, surveying details of archaeological interest and setting up topographical surveys if they have not already been digitized - , as well as office activities – such as downloading data from topographical equipment through transfer software, data calculus and processing, designing plans and creating a GIS project in order to manage topographical and archaeological elements which are going to be used. INTRODUCTION

Archaeology, in common with all disciplines concerned with the interpretation of geographically located material, has witnessed an unprecedented transformation of the methodological tools it uses for spatial records and analysis. THE GIS PROJECT The spatial data sources

In general, the spatial data can come from different sources:

- Measuring equipment (total station); - Photogrammetric methods (based on sky

photos); - GPS (global positioning system); - Underground radar (when the location of

underground objects is unknown); - Laser scanning methods (land digital models

only); - Video cameras; - Scanning plans in an analogical format,

implicitly turning them from a raster to a vector system through graphic referencing;

- Registers and files; - Databases executed with compatible or

conversion-ready programmes. The non-graphic data sources

In the case of a GIS in archaeology, namely

sistematic, preventive and salvage archaeological excavations, the non-graphic archaeological data sources are excavation reports, site logs, overview

photographs regarding archaeological research units (surfaces, panes, sections, boxes) and detail photographs of archaeological clusters and various artefacts discovered in the excavation, archaeological publications, legal data regarding he archaeological legislation in force, data related to service providing contracts for archaeological discharge, statistics, results, etc. Establishing layers within the GIS application

The layers to be included in the GIS project will be

shown within three points. The manner in which the layers mentioned below will be selected and displayed will be based on the field data.

A. Topographic measurements: support network, matching new points, surveying network.

B. Geographic data: contour lines, access routes, hydrography, land improvements.

C. Archaeological data: properties subjected to archaeological research, archaeological research units, and archaeological clusters.

Data import and point view

The points forming the “gross” database were

collected with the total station Leica TC 302, then downloaded with the transfer software Leica Survey Office into pre-defined formats (txt, idx, scr, raw). Leica Survey Office also opens the coordinate file ARCHEO.idx for data viewing and preparing for a Microsoft Excel conversion. Next, we open Arc Map and execute the data import through Add Data and selecting the *.dbf file as points.

10

Fig.1 Point view in Arc Map

Designing the database

The database design implies determining the study area, the used coordinate system, the layers necessary to the study, the data included in each layer, the attributes necessary to the description of each data, the manner in which attributes are encoded and organized. For instance, the following fields were entered for this shapefile.

Similarly, all the shapefiles were created within the GIS project of integrating topographic and archaeological data. Data feed

The spatial data will be integrated using the CAD tools made available by GIS technique, and, with this process, non-graphic (textual) data can be introduced by using the attribute tables.

Fig.2 Arc Catalog – fields available for UNIT_CERC_ARH

Fig.3 Arc Map – filling in the attribute table with data corresponding to the polygon

11

Creating links A system of links between the database and

connected files belonging to a structure other than GIS

can be set up so as not to overload the database with additional elements that do not require special attention in a first phase. Thus, a unitary system is achieved.

Fig.4 Arc Map – Add Hyperlink

Creating digital models in Arc GIS

The use of digital instruments and computerized data

for topographic research is an advantage for a more flexible recording of site morphology and of the topographic context as compared to static plans, so that

Arc GIS allows rendering 2D solid and 3D digital models (DTM – digital terrain modelling). Thus, a digital 2D solid model of the investigated area can be shown, which provides a easier interpretation of data connected to land morphology.

Fig.5 2D and 3D solid models of the archaeological site

Database queries

Data queries identify elements and show them as a

graph, a spreadsheet. It can also identify all the elements

that satisfy a certain condition. Spatial queries can be created, namely finding all the elements that are found within an area or a selection of topics depending on their positions related to the elements of another topic.

12

An example of numeric data interrogation in an attribute table

We take for instance the attribute table of the topic

UNIT_CERC_ARH (archaeological research units). We open the table of attributes and we want to find the total surface for the field SUPRAFATA: right click on the field SUPRAFATA – choose ∑ Statistics; certain indices that are relevant for the field will be presented here – minimum area, maximum area, area sum, an area average depending on the frequency of distributions and

a standard deviation. Below is a graph presenting the frequency of distribution on the area values.

Thus, we were able to find out the total surface, which is of 245.750 square meters.

An example of simple symbology query

Inside the topic COMPLEXE_ARH (archaeological

clusters), we can observe the symbols of the type point attributed according to types of archaeological clusters: right click on COMPLEXE_ARH – Properties - Symbology – Categories – Value Field (ADANCIME).

Fig.6 Arc Map – query model through statistical methods

Fig.7 Arc Map – a simple symbology query model

13

Finding elements through a SQL expression search

For a query of the type –“ how many archeological

sections have the surface more than 20sqm” we will follow the steps:

Selection – Select by Attribute – click on Layer, choose the layer UNIT_CERC_ARH – double click on the field SUPRAFATA – click on an operator (=) to add it in the textbox of the expression – select Verify button to check the syntax or if the criterion that we have introduced will select any element – OK.

Fig.8 Arc Map – finding VATRA clusters through a SQL expression search

We will notice that the query produces an answer.

This is signalled in the attribute table and on the map.

CONCLUSIONS The high importance of topographical work, digital

recreations and GIS projects destined for archaeology resides in the following aspects:

- an easier handling, storage and management of information in a digital system as compared to the analogical system;

- the possibility to list and visualise maps at different scales in a digital format, and the advantages of correcting digital maps;

- the possibility of generating 2D solid and 3D digital models;

- the possibility to associate graphical elements and their image (obtained through digital photography or photograph scanning in an analogical format);

- the possibility to comprise in a GIS project graphical and non-graphical data in a unitary form, with well determined connections and access in both directions – from a graphic element to a database registration and from a database registration to a graphical element.

The research would be advisable to continue in an interdisciplinary manner, with the results materialised in

a more complex GIS project, following subsequent archaeological work on the spatial distribution of a type of object discovered and correlations between objects found on different treading levels, percentage analyses regarding the presence of objects or archaeological clusters on layers, on spread levels or areas, analyses to determine the limits of an archaeological site, through digging, drilling, geophysical prospecting, geological and soil analyses, proximity analyses resulting in the source areas of materials.

REFERENCES

1. Breazu, M., Borşan, T., Maican, I. – Aplicaţii ale tehnicilor şi metodelor moderne în cadrul cercetărilor arheologice de salvare – Topografia digitală, Patrimonium Apulense IV, 2004. 2. Breazu, M., Borşan, T., Maican, I. – Noţiuni de bază geodezo – topografico – cartografice utilizate în Topografia Arheologică, Sargetia, Nr. XXXI, 2004. 3. Florea, D. – Cartografie digitală – note generale, PC Report, Issue 21, June, 1994. 4. Gerbasch, A. – Ausgrabung Heute. Methoden und Technichen der Feldgrabung, Stuttgart, 1998. 5. GIS by ESRI – Aleta Vienneau, Using Arc Catalog, Enviromental Systems Research Institute, Inc., 380 New York Street, Redlands, CA 92373-8100, USA.

14

6. GIS by ESRI – Michael Minami, Using Arc Map, Enviromental Systems Research Institute, Inc., 380 New York Street, Redlands, CA 92373-8100, USA. 7. GIS by ESRI – ***, Editing in Arc Map, Enviromental Systems Research Institute, Inc., 380 New York Street, Redlands, CA 92373-8100, USA.

8. Paul, I.A., Gligor M., Florescu C.T. – Cercetări arheologice preventive efectuate pe teritoriul judeţului Alba în anul 2004, Patrimonium Apulense IV, 2004. 9. Wheatley, D., Gillings, M. – The Archaeological Applications of GIS, Spatial Technology and Archaeology, London, 2002.

15

STUDIUL COMPORTAMENTULUI GRINZILOR METALICE UTILIZATE IN CONSTRUCTIILE SUBTERANE Chirilă Dănuţ, conf.univ.dr.ing., Universitatea din Petroşani Dura Cristina, prep.univ.drd.ing.,Universitatea din Petroşani ABSTRACT: The program designed for reducing the seismic risk when we use metalic structures was developed in colaboration with FEMA (Federal Emergency Management Agency) and it had contain resurch for a new method and new technology for metalic constructions that exist. The result that have been obtain made a big step in reaching the quality of the behavior of the metalic structures in seismic zones. Now we will present a new method that could be use in projecting the metalic structures based on performance. 1. Fundamentele teoriei comportarii structurilor metalice in domeniul elastic Caracteristicile mecanice ale oţelului se determină prin încercări la întindere pe epruvete standard. Acest tip de încercare determină si relaţia efort unitar-deformaţie specifica pentru tipul de material. Pentru oţelul uzual folosit in construcţii, se pot determina următoarele mărimi caracteristice: - limita de curgere fy - rezistenţa ultimă fu - modulul de elasticitate E - alungirea specifică la curgere εy - alungirea specifică la rupere εu - alungirea la apariţia ecruisării εh Deasemenea mai poate fi definita suprarezistenţa oţelului, deformaţia specifică de curgere, ductilitatea oţelului, etc. După cum este cunoscut, structurile metalice suferă degradări in timp, datorită încărcărilor aplicate, factorilor climatici, etc. Scăderea rezistenţei datorită solicitărilor sau deformaţiilor repetate poartă numele de oboseală. Ruperea prin oboseală diferă substanţial de cea sub solicitări statice deoarece se poate produce la eforturi unitare mai mici decât limita de curgere si nu este însoţită de deformaţii plastice. Verificarea la oboseala este bine determinată pentru diferite tipuri de structuri supuse la acţiuni variabile in timp, cum ar fi: podurile, platformele maritime, poduri rulante, grinzile podurilor rulante, etc. Pentru aceste tipuri

de structuri, verificările la starea limită de oboseală sunt adesea mai drastice decât verificările la starea limită de serviciu sau la starea limită ultimă. Acest lucru implică faptul ca rezistenţa la oboseală prevalează asupra rigidităţii sau rezistenţei elementelor structurii. Ca urmare, detaliile de execuţie trebuie sa fie adaptate astfel încât sa aibă o comportare corespunzătoare la oboseală. Normele actuale prevăd, in general, verificări de rezistenţă, rigiditate si ductilitate, aceasta din urmă datorită faptului ca este permisă plastificarea in anumite secţiuni sub acţiunea unui cutremur puternic. Acest lucru conduce insă la acceptarea unor distrugeri in structură datorită plastificării secţiunilor. Deşi acest lucru este evident, in normele actuale nu există prevederi referitoare la acest ultim aspect. Unul din motive îl constituie faptul ca structurile metalice au fost considerate mult timp invulnerabile din punct de vedere seismic. Un al doilea motiv îl constituie faptul ca, deşi cele două fenomene enunţate sunt similare, oboseala si apariţia si dezvoltarea fisurilor, există diferenţe evidente in ceea ce priveşte caracterul încărcării seismice. Pentru analiza comportării inelastice a elementelor din oţel, sunt folosite in general două metode: metoda zonelor plastice si metoda articulaţiilor plastice.

2. Performanțe specifice structurii metalice subterane Comportarea nodurilor supuse la încărcări nesimetrice, monotone sau ciclice, este diferita de comportarea sub încărcări simetrice, atât din punct de vedere al capacităţii de rezistenţă cat si din punct de vedere al capacităţii de rotire. In cadrul programului Copernicus "RECOS", la Universitatea "Politehnica" din Timişoara au fost testate mai multe tipuri de

noduri grindă stâlp, cu scopul de a determina influenţa asimetriei încărcării asupra răspunsului acestora. In Figura 2 sunt prezentate curbele moment - rotire pentru cele trei tipuri de îmbinări considerate (EP - îmbinare cu placa de capăt si şuruburi, W - îmbinare cu grinda sudata direct

16

pe talpa stâlpului, CWP - îmbinare cu eclise sudate pe tălpile şi inima grinzii). Se poate observa ca in cazul îmbinării cu şuruburi EP, încărcarea antisimetrică duce la scăderea

momentului capabil de la 277 la 144 kNm, in timp ce capacitatea de rotire creşte de la 0,039rad la 0,060rad.

(a) (b) Fig.2 Rezultatele încercărilor experimentale: a) încărcarea simetrica; b) încărcarea antisimetrică 3. Proiectarea bazată pe performanţă Conceptul pe care se bazează normele actuale de calcul antiseismic s-a născut în urmă cu peste 70 de ani. Acesta se bazează pe proiectarea structurilor astfel încât să satisfacă un singur criteriu şi anume evitarea colapsului structurii şi protejarea vieţii oamenilor în cazul unui cutremur foarte puternic. Cutremurele menţionate anterior au arătat că proiectarea bazată pe un singur criteriu nu mai este suficientă. În acest context a apărut pe plan mondial un nou concept care introduce mai multe nivele de performanţă sau stări limită. Având in vedere importanţa deosebită a acestei noi metode de

proiectare a structurilor in zone seismice, se dezvoltă o noua metodologie de proiectare bazată pe trei nivele de performanţă, referitoare la satisfacerea condiţiilor de drift, drift remanent si capacitate de rotire a elementelor şi îmbinărilor. Descrierea stării de degradare asociate fiecărei stări limită se face prin valorile limită ale deplasărilor de nivel. In acest fel, se poate spune că proiectarea bazată pe performanţă se bazează pe controlul deplasărilor. Deşi normele actuale de proiectare antiseismică au ca obiectiv limitarea avariilor elementelor structurale sau nestructurale, acestea nu conţin prevederi explicite

17

pentru aceasta, singura măsură a acestei degradări fiind dată de factorul de comportare q. Normele oferă însă o valoare unică pentru factorul q, corespunzătoare stării limită ultime, astfel încât ductilitatea corespunzătoare stării limită ultime nu mai poate fi atinsă în cazul introducerii unor nivele de performanţă superioare, caracterizate de o ductilitate mai redusă, ductilitate care corespunde unui factor q parţial. Folosirea factorului q parţial oferă deci posibilitatea implementării proiectării bazate pe performanţă în normele actuale de proiectare prin verificarea directa a stării de degradare a elementelor pentru fiecare nivel de performanţă. Îmbinările riglă-stâlp ale cadrelor metalice multietajate au o comportare reală caracterizată de valori finite ale capacităţii portante si rigidităţii. Normele moderne permit folosirea acestor caracteristici reale in analiza si dimensionarea structurilor. Deşi au fost considerate multă vreme nepotrivite pentru utilizarea in zone seismice, îmbinările semirigide si/sau parţial rezistente pot fi folosite in prezent in zone seismice, cu respectarea anumitor condiţii prevăzute in norme. In cazul structurilor solicitate preponderent la încărcări statice, este suficientă introducerea in analiza globală a caracteristicilor de rigiditate si rezistenţă. Studiul diferitelor componente ale îmbinării a arătat că, in conformitate cu metoda componentelor folosită de Eurocode 3, rezistenţa unei îmbinări este dată de elementul cel mai slab din îmbinare. Pentru a se conforma judicios o îmbinare, componentele îmbinării trebuie sa aibă rezistenţe apropiate. Supradimensionarea unei componente nu conduce automat la creşterea rezistenţei sau rigidităţii îmbinării. O influenţă mare asupra rezistenţei si rigidităţii îmbinării o are inima stâlpului. In cazul structurilor supuse la încărcări seismice, pe lângă caracteristicile de rezistenţă si

rigiditate este necesară introducerea capacităţii de rotire. Deşi reprezintă o caracteristică cel puţin la fel de importantă ca si rezistenţa si rigiditatea, capacitatea de rotire este tratată destul de sumar in normele de calcul iar prevederile se referă in principal la comportarea in domeniul static. Capacitatea de rotire insuficientă s-a dovedit a fi cauza principala a avariilor structurale înregistrate la ultimele cutremure. Au fost identificaţi mai mulţi factori care contribuie la reducerea capacităţii de rotire sub încărcări seismice sau la creşterea necesarului de ductilitate in îmbinări: caracterul ciclic al mişcării, caracterul nesimetric al încărcării, viteza mare de deformare, caracteristicile mişcării seismice (perioada de colt, componentele verticale importante). Se impune deci luarea in considerare a tuturor acestor factori pentru a se putea determina atât necesarul real de ductilitate pentru îmbinări cât si ductilitatea efectivă a acestora. Având in vedere amploarea mare a degradărilor elementelor structurale si nestructurale sub acţiunea ultimelor cutremure puternice, este necesară verificarea directă a acestor degradări. Pentru aceasta s-au dezvoltat metode noi de proiectare bazate pe controlul degradărilor, numite metode de proiectare bazate pe performanţă. Nivelele de performanţă (stările limita) sunt descrise prin diferite stări de degradare ale structurii de rezistenţă si ale elementelor nestructurale. Pentru fiecare nivel de performanţă este descrisă si intensitatea seismică aferentă. Metodele bazate pe performanţă sunt insă dificil de utilizat in practica curentă de proiectare. Pentru a depăşi acest inconvenient, autorul propune o metodologie originală de implementare a proiectării bazate pe performanţă in normele actuale cu ajutorul factorilor q parţiali.

4. Definirea performanțelor în comportarea structurilor metalice utilizate in construcțilile metalice În Statele Unite, cele mai importante prevederi referitoare la proiectarea bazată pe performanţă au fost oferite de FEMA (Federal Emergency Management Agency), ATC (Applied Technology Council) şi SEAOC (Structural Engineers Association of California). Vision 2000 În metodologia propusă de SEAOC Vision 2000 (1995), structurile sunt proiectate astfel încât să satisfacă patru nivele de performanţă, în funcţie de destinaţia construcţiei şi de frecvenţa cutremurelor. Obiectivele de performanţă cresc (adică sunt admise mai puţine distrugeri) odată cu creşterea frecvenţei cutremurului (cutremure de intensitate minoră ce pot să apară de mai multe ori pe perioada de existenţă a unei clădiri) sau cu creşterea gradului de importanţă a construcţiei. Folosind aceasta metodologie se observa că sub acţiunea unui cutremur frecvent, structura nu va suferi nici un fel de distrugeri iar sub acţiunea unui cutremur rar sau foarte rar nivelul distrugerilor va fi

extins însă protejarea vieţii şi prevenirea colapsului vor fi asigurate. Distrugerile corespunzătoare fiecărui nivel de performanţă depind de tipul structurii de rezistenţă şi de materialele folosite. Deşi reprezintă un pas important în proiectarea antiseismica, metodologia propusă de Vision 2000 are unele neajunsuri şi limitări: - nu oferă metode de calcul sau procedee analitice pentru asigurarea siguranţei structurii; - este dificilă definirea cantitativă a nivelelor de performanţă intermediare. FEMA 273 Un progres important în acest sens a fost adus de FEMA-273 (1997). Obiectivele de performanţă sunt definite pe cale deterministică. Fiecare obiectiv de performanţă constă in definirea unui stări limită de degradare, denumită nivel de performanţă si a unei intensităţi seismice asociate, pentru care nivelul de performanţă precizat

18

trebuie atins. Acest lucru garantează că, in cazul in care mişcarea seismică astfel definită solicită structura, nivelul distrugerilor nu va fi mai mare decat cel prevăzut in obiectivul de performanţă respectiv. În metodologia oferita de FEMA 273, spre deosebire de Vision 2000, nivelele de performanţă ale clădirii se obţin combinând nivelele de performanţă ale structurii de rezistenţă cu cele ale elementelor nestructurale. Pentru cutremure de intensitate redusă, deplasările laterale vor fi reduse iar structura de rezistenţă va fi în stadiul elastic. În stadiul elastic în structură nu se produc distrugeri. Pentru seisme de intensitate mare, deplasările laterale vor fi mari iar unele elemente structurale vor suferi plasticizări. În afară de aceste trei nivele de performanţă, FEMA 273 prevede şi două domenii de performanţă şi anume: - domeniul de performanţă caracterizat de nivelul de degradare, este delimitat de nivelele de performanţă de ocupare continuă şi protejarea vieţii (S-2); - domeniul de performanţă caracterizat de o siguranţă limitată a vieţii, este delimitat de nivelele de performanţă de siguranţă a vieţii şi de colaps iminent (S-4). Pentru elementele nestructurale, FEMA defineşte următoarele patru nivele de performanţă: - operaţional (N-A); - ocupare imediată (N-B); - protejarea vieţii (N-C); - risc redus(N-D). Prin combinarea nivelelor de performanţă corespunzătoare elementelor structurale şi celor nestructurale se obţin nivelele de performanţă ale clădirii. În ceea ce priveşte definirea actiunii seismice, FEMA stabileşte două nivele de intensitate şi anume: - BSE-1: cutremur de siguranţă 1: definit cu o probabilitate de depăşire de 2% în 50 de ani (perioada de revenire de 2 475 ani); - BSE-2: cutremur de siguranţă 2: definit cu o probabilitate de depăşire de 10% în 50 de ani (perioada de revenire de 475 ani). FEMA 273 prevede patru metode de analiză a structurilor: - analiza statică liniară - este indicată pentru structuri având o conformare regulată şi care răspund preponderent în domeniul elastic; - analiza dinamică liniară - poate fi utilizată în analiza structurilor cu conformare neregulată, dar care răspund predominant în domeniul elastic; - analiza statică neliniară - recomandată pentru structuri care prezintă incursiuni în domeniul plastic; are dezavantajul ca nu poate lua în considerare aportul efectelor dinamice, în special al modurilor superioare de vibraţie; - analiză dinamică neliniară - este cea mai complexă dintre metodele de analiză propuse. FEMA 350 In metoda descrisă anterior (FEMA 273), obiectivele de performanţă sunt definite pe cale

deterministică. In realitate, este foarte dificil de determinat cu exactitate nivelul distrugerilor pentru un nivel dat al acţiunii seismice. Acest lucru este determinat atât de numărul mare de factori care intervin in răspunsul structurii (rigiditatea elementelor nestructurale, calitatea materialelor si a execuţiei, etc) si care nu pot fi evaluaţi cu exactitate cât si de limitările metodelor de analiză utilizate. Peste toate acestea se suprapune caracterul aleator al mişcării seismice. Luând in considerare toţi aceşti factori, performanţele clădirii nu pot fi apreciate cu exactitate. Ca o recunoaştere a acestui fapt, in metoda adoptată de FEMA 350 obiectivele de performanţă sunt definite pe cale probabilistică, pe baza unui nivel de incredere. Daca este considerat un nivel ridicat de încredere, de exemplu 90 sau 95%, este foarte probabil ca performanţele anticipate vor fi îndeplinite, dar nu există garanţia acestui fapt. Dacă este considerat un nivel de încredere redus, de exemplu 50%, este posibil ca performanţele anticipate să nu fie îndeplinite. In cazul unui nivel de încredere si mai redus, de exemplu 30%, este foarte probabil ca performanţele nu vor putea fi îndeplinite. Folosirea unui nivel de încredere ridicat poate fi obţinută prin: - asigurarea unei rezistenţe seismice sporite - eliminarea sau reducerea numărului de factori aleatori in procesul de evaluare a performanţelor clădirii, prin utilizarea unor modele si a unor metode de analiză cât mai exacte. În metodologia oferită de FEMA 350, sunt prevăzute două nivele de performanţă ale clădirii, obţinute prin combinarea nivelelor de performanţă ale structurii de rezistenţă cu cele ale elementelor nestructurale: - prevenirea colapsului - ocupare imediată La nivelul structurii de rezistenţă sunt definite două nivele de performanţă: - prevenirea colapsului: structura este aproape de pierderea stabilităţii locale sau globale, distrugeri extinse in structură, deformaţii remanente mari dar preluarea forţelor gravitaţionale nu este afectată; structura nu mai poate fi reparată iar folosirea ei după cutremur poate produce colapsul structurii; - ocupare imediată: distrugerile structurale sunt reduse astfel încât nu este necesară inspecţia clădirii după cutremur. Elementele care contribuie la preluarea sarcinilor gravitaţionale si orizontale au caracteristicile de rezistenta si rigiditate aproape intacte. Clădirea poate fi folosită imediat după cutremur, utilităţile sunt funcţionale. In această privință calculul structurilor subterane se vor analiza in funcție de caracteristicile de lucru rigide, elastice și articulate odata cu forma lineara si nelinieara a grnzilor luate in studiu pentru conditiile geologige și hidrogeologice pe care le vom studia.

19

5. Stadiu actual de cercetare în domeniu În conformitate cu normele actuale de calcul, structurile în cadre metalice sunt proiectate pentru satisfacerea condiţiilor de rezistenţă şi rigiditate corespunzătoare stărilor limită ultime şi respectiv ale exploatării normale. În cazul structurilor supuse la încărcări seismice, aceste condiţii trebuie extinse, având în vedere că în timpul cutremurelor puternice este permisă plastificarea în anumite secţiuni, astfel încât o parte din energia indusă să fie disipată prin deformaţii plastice. În cercetările efectuate au fost introduse trei stări limită. Acestea se referă la satisfacerea condiţiilor de drift, drift remanent, capacitate de rotire a elementelor şi îmbinărilor: Starea limită de serviciu (criteriu de rigiditate) ⇒ în cazul unui cutremur frecvent, clădirea poate fi folosită fără întrerupere, elementele nestructurale prezintă avarii minore iar structura se află în domeniul elastic. Starea limită de avarie (criteriu de rezistenţă) ⇒ în cazul unui cutremur rar, clădirea prezintă avarii importante ale elementelor nestructurale şi avarii moderate ale elementelor structurale, care pot fi însă reparate după cutremur fără costuri sau dificultăţi tehnice deosebite. Structura răspunde la cutremur în domeniul elasto-plastic şi criteriul determinant este rezistenţa secţiunilor. Acest criteriu este considerat o indicaţie asupra stării în care se află clădirea după un cutremur puternic. Starea limită ultimă (criteriu de ductilitate) ⇒ în cazul unui cutremur foarte rar (cutremurul maxim

care poate afecta amplasamentul), clădirea prezintă avarii majore ale elementelor nestructurale şi structurale dar siguranţa oamenilor este garantată. Distrugerile sunt extinse astfel încât structura nu poate fi reparată iar demolarea este inevitabilă. Structura răspunde în domeniul elasto-plastic iar criteriul determinant este ductilitatea locală (capacitatea de rotire a elementelor şi îmbinărilor). Definirea intensităţilor seismice asociate nivelelor de performanţă Pentru a putea fi utilizate in proiectare, nivelele de performanţă trebuie asociate unor anumite nivele de intensitate a acţiunii seismice. Aceste acţiuni pot fi exprimate in două moduri: - funcţii de probabilitate a acceleraţiei, determinate pentru o anumită probabilitate de depăşire. Cutremurul de proiectare se obţine pe baza unei probabilităţi de depăşire exprimată la 50 de ani (Hamburgher 1996, Ghobarah et al 1997): - frecvent, probabilitatea de depăşire de 50% - ocazional, probabilitatea de depăşire de 20% - rar, probabilitatea de depăşire de 10% - foarte rar, probabilitatea de depăşire de 5% - perioade de recurenţă. Nivelul acceleraţiei se determină in funcţie de perioadele de recurenţă ale mişcării seismice.

Concluzii Putem prezenta o noua metodă de proiectare folosind trei nivele de performanţă, dezvoltată pe parcursul ultimilor ani. Având in vedere dificultatea utilizării in practica de proiectare a unei asemenea metode bazate pe controlul deplasărilor, s-a încercat implementarea acestei metode in normele seismice actuale, mult mai uşor de utilizat de către proiectanţi. Pentru a rezolva această problemă, se va introduce aşa numiţii factori de comportare q parţiali, corespunzători fiecărui nivel de performanţă. Aceşti factori q parţiali sunt deci corespunzători unor anumite stări de degradare ale structurii, situaţie asemănătoare cu cea existentă in

proiectarea bazată pe performanţă, la care nivelele de performanţă sunt definite printr-o anumită stare de degradare a clădirii. Pentru determinarea acestor factori q parţiali, metoda presupune un calcul in doi paşi: - in primul pas se determină acceleraţiile corespunzătoare atingerii celor trei nivele deperformanţă si cele corespunzătoare limitei elastice; - in pasul al doilea se determină factorii q parţiali pe baza acceleraţiilor determinate in primul pas.

BIBLIOGRAFIE 1. Berest, P. – Viscoplasticity in Rock Mechanics, Geomaterials, Constitutiv equations and modelling, Elsevier Applied Science, 1989, pg. 239 – 262. 2. Berest, P. – Viscoplasticité en mécanique des roches, Manuel de rhéologie des géomatériaux, Press des Ponts et Chaussées, 1987, pg. 235 – 257. 3. Bodner, S.R., Partom, Y. – Constitutive equations for elastic – viscoplastic strain – harding materials,

Journal of Applied Mechanics, 42, Series E, n°2, A.S.M.E., 1975, pg. 385 – 389. 4. Boidy, E., Pellet, F., Boulon, M. – Numerical modeling of deep tunnels including time – dependent behavior, Computer Methods and Advances in Geomechanics, Desai et. Al. (eds.), Balkema, Rotterdam, 2001, pg. 1663 – 1668. 5. Chambon, R. – General presentation of constitutive modelling of geomaterials, Revue Française de Génie 4:5, 2000, pg. 9 – 31.

20

6. Corbetta, F., Bernaud, D., Nguyen Minh, D. – Contribution à la méthode Convergence – Confinement par le principe de la similitude, Revue Française de Géotechnique 54, 1991, pg. 5 – 11. 7. Cristescu, N.D., Hunsche, U. – Time effects in Rock Mechanics, John Wiley & Sons, Inc., 1997. 8. Grgic, D., Homand, F., Hoxha, D. – Instabilités des mines de fer abandonnées de Lorraine: Approche hydromécanique, XVème Congrès Français de Mécanique, Nancy, 3 – 7 Septembre 2001. 9. Lemaitre, J., Chacoche, J-L. – Mécanique des matériaux solides, Dunod, 1996, pg. 253 – 341. 10. Nguyen – Minh, D., Bergues, J., Hoteit, N. – Détermination du comportement mécanique des roches argileuses, Proc. of the 9th Int. Cong. on Rock Mech., Balkema, Vol. 2, 1999, pg. 645 – 650.

11. Nguyen – Minh, D., Pouya, A. – Une méthode d’étude des excavations souterraines en milieu viscoplastique, Prise en compte d’un état stationnaire des contraintes, Revue Française de Géotechnique 59, avril 1992, pg. 5 – 14. 12. Nguyen – Minh, D. - Modèles rhéologiques pour l’analyse du comportement différé des galeries profondes, Proceedings of the Int. Cong. on Large Underground Openings, Vol. 2, Italia 1986, pg. 659 – 666. 13. Perzyna, P. – Fundamental Problems in Viscoplasticity, Advances in Applied Mechanics, Vol. 9, Academic Press, 1966, pg. 243 – 377.

21

METODĂ NOUĂ DE EVALUARE A VOLUMELOR DE MASĂ MINIERĂ EXISTENTE ÎN DEPOZITE ŞI HĂLZI Dobriţoiu Nicolae, conf.univ.dr.ing., Universitatea din Petroşani ABSTRACT: The practical activity and the literature in this field reveal a various number of methods used to determine the resource substances in a deposit or in a dump heap. The results of the analysis regarding the precision of the classical methods used to determine these volumes have proven that these methods aren't accurate at all. In order to decrease the value of the errors that appear when determining the volumes of the resource substances from deposits or dump heaps, the research activity has lead to the development of a numerical model for the calculus of the volumes with an accuracy of 90-97%. 1. GENERALITĂŢI Depozitele de substanţe minerale utile se organizează de regulă, în staţiile de încărcare-livrare sau ca depozite tehnologice, de mici dimensiuni, organizate în carieră sau la gurile de mină. După modul de amenajare ele pot fi cu platformă betonată sau cu vatră amenajată pe pământ prin nivelarea şi cilindrarea suprafeţei, pentru a evita degradarea substanţei minerale utile prin amestecul ei cu vatra depozitului. Indiferent de tipul vetrei, acesteia i se va acorda o pantă capabilă să faciliteze scurgerea apelor pluviale. Depunerile de masă minieră în depozite sau hălzi se fac cu maşini de haldat, sau masa minieră este transportată cu autobasculante, autotrenuri sau garnituri de trenuri, acestea fiind descărcate în rampele de descărcare, ce sunt amplasate într-una din marginile acestora. Din zona de descărcare, masa mineră este împinsă, transportată, respectiv nivelată în zona depozitului cu ajutorul utilajelor existente în dotarea depozitului (buldozerelor, screperelor sau altor utilaje de transportat şi nivelat). În urma depozitării masei miniere în haldă sau depozit rezultă o depunere cu o formă geometrică neregulată, formă ce nu poate fi încadrată într-unul din corpurile geometrice regulate cunoscute. Sunt situaţii când trebuie cunoscut volumul, respectiv tonajul de masă minieră existent în haldă sau depozit, această informaţie, în multe cazuri, stă la baza luării deciziilor din domeniu. Pentru a stabili cantitatea de masă minieră depozitată sau haldată se folosesc, în prezent, modelele şi metodele clasice de calcul, ce au la bază măsurători topografice. Metodele şi modelele clasice permit reconstituirea analitică a corpului neregulat în care este depozitată masa minieră, pe baza măsurătorilor topografice.

2. SITUAŢIA ACTUALĂ

În sursa bibliografică [1] se precizează: „Pentru stabilirea volumelor de substanţe minerale utile din depozite sau a volumelor de roci sterile haldate, se determină un număr suficient de puncte topografice de sprijin amplasate în jurul şi în apropierea zonei de depozitare. Punctele topografice sunt astfel marcate încât să nu poată fi distruse cu uşurinţă. Ele sunt dispuse în poziţii care să permită orientarea unei laturi a poligonaţiei care înconjoară depozitul şi se determină în sistemul de referinţă a perimetrului minier. Suprafaţa unui depozit se ridică topografic realizându-se un plan topografic la scară adecvată (de regulă 1:500) denumit plan de vatră al depozitului. Acest document este un plan cu curbe de nivel, trasate cu echiînălţimea de 0,25 m sau 0,50 m (planul platformelor betonate redactându-se sub formă de plan cotat). Planul cuprinde punctele reţelei de ridicare creată în apropierea depozitului precum şi elementele de planimetrie pentru localizarea cu uşurinţă a acestuia în ansamblul zonei. „Planul de vatră al depozitului” este astfel întocmit încât cu ajutorul punctelor ridicate topografic, a curbelor de nivel şi a punctelor interpolate faţă de acestea, să se poată realiza profilele suprafeţei de depozitare, cu o precizie ridicată. Unitatea minieră este obligată ca înainte de efectuarea măsurătorilor topografice, să regularizeze suprafaţa şi conturul depozitului, când aceasta nu are o formă geometrică regulată (con, prismă etc.), în scopul creşterii preciziei de determinare. Ridicarea topografică a suprafeţei se face din puncte ale poligonaţiei de contur a depozitului, din care se determină puncte tahimetrice pe elementele geometrice ale formei regulate de depozitare, respectiv pe întreaga suprafaţă a grămezilor neregulate. Punctele tahimetrice se vor prelua cu

22

densitatea necesară redării fidele a reliefului şi vor fi uniform distribuite pe elementele caracteristice ale acestuia”. Punctele topografice astfel determinate se folosesc la elaborarea aşa numitului document ”plan de stoc”, ce se execută pe hârtie de calc, pe care se trasează caroiajul rectangular în sistemul de referinţă al câmpului minier respectiv. Calculele volumelor se fac diferit de la o formă a depozitului la alta. Pentru forme geometrice regulate, calculele se fac cu formulele respective. Pentru forme neregulate se recomandă metodele topo-fotogrammetrice prin care se ajunge la secţiuni verticale sau orizontale, cu recomandarea specială asupra metodei profilelor verticale, transversale paralele realizate cu ajutorul planului de stoc (depozit) şi a celui de vatră. Suprafeţele profilelor se vor determina cu elementele care se preiau de pe aceste planuri, respectiv distanţele măsurate de-a lungul profilului şi cotele punctelor la schimbările principale de înclinare. Certitudinea rezultatelor este confirmată de calculul volumelor prin cel puţin două metode, alegându-se dintre acestea cea mai simplă”.

3. PROPUNEREA UNUI MODEL NOU DE CALCUL AL DEPUNERILOR DINTR-UN DEPOZIT SAU HALDĂ

Modelele, respectiv metodele clasice utilizate în calcularea volumelor de masă minieră existente într-un depozit sau haldă prezintă erori de calcul mari. Cercetările realizate în acest domeniu au condus la elaborarea unui model numeric de calcul a acestor tipuri de volume, [2]. Precizia calculelor obţinute cu acest model, ajunge la valori cuprinse în intervalul 90-97 %, în situaţia când volumul de puncte de cunoaştere este acelaşi cu cel utilizat de modelele, respectiv metodele clasice. Utilizarea modelului numeric de calcul propus, necesită parcurgerea următoarelor etape în calcularea unui volum de masă minieră existent într-un depozit sau haldă, anume: 1. fixarea unei reţele topografice de sprijin în vederea determinării, prin măsurători topografice, a punctelor de cunoaştere aparţinătoare suprafeţei formei depozitate sau haldate; 2. stabilirea, în funcţie de complexitatea formei de depozitare, a cotelor la care se execută curbele de nivel; 3. executarea măsurătorilor topografice conform cu cele enunţate mai sus; 4. punctele de cunoaştere situate la aceeaşi cotă se sistematizează într-un fişier informatic de tip TXT. Ordinea în care se găsesc punctele de cunoaştere în fişier este ordinea de unire a acestora, iar sensul unirii fiind cel al mişcării acelor unui ceasornic; 5. fişierele de date astfel obţinute pentru fiecare curbă de nivel se transpun grafic, rezultând astfel planul structural al depozitului; 6. cu ajutorul unui produs software specializat în prelucrare grafică a datelor, (AutoCAD sau altele) se

pot determina valorile suprafeţelor descrise de contururile curbelor de nivel; 7. calcularea volumului de masă minieră depozitată, utilizând următoarele relaţii de calcul a volumelor: -formula de integrare aproximativă (formula lui Simpson), [3]

±+++= ∑ ∑ ∑

= = =−

2/

1

2/

1 12120 24

3

n

i

n

i

m

jjiin SSSSShV

-formula trunchiului de con, [3]

( )∑ ±⋅++= −− mnnnn SSSSShV 113

-formula trapezului, [3]

±++= ∑∑

−

3/2/2/1

10 mn

n

n SSSShV

se calculează valoarea volumului formei depozitate în haldă sau depozit; 8. când se cere şi tonajul masei miniere depozitate, acesta se calculează cu relaţia: Q=V·γ, [t], unde: -V –volumul de masă minieră depozitată, m3; -γ –greutatea specifică, [t/m3]. Observaţie. Până acum modelul numeric propus pentru calculul volumelor depunerilor existente într-un depozit sau haldă permite obţinerea unor rezultate asemănătoare cu cele obţinute cu modelele clasice. Pentru a creşte precizia calculelor, în continuare, modelul numeric propus impune parcurgerea următoarelor etape: 9. îndesirea punctelor prin care trece conturul ce mărgineşte o secţiune; acest lucru se face cu ajutorul algoritmului de îndesire, algoritm ce este transpus într-o aplicaţie informatică denumită „PUNG”[2]; 10. se reiau etapele de lucru de la numerele 5÷8, rezultând astfel o creştere a preciziei calculelor volumelor depunerilor existente într-un depozit sau haldă.

4. APLICAŢIE PRACTICĂ

Are la bază calcularea volumului de cărbune existent în depozitul de cărbune nr.1 aparţinător Carierei Jilţ Sud. Volumul de cărbune depozitat are o formă de relief neregulată. Pentru a stabili volumul de cărbune existent în stoc, topograful carierei a realizat ridicarea topografică a depozitului, care a constat în: 1. stabilirea unei reţele topografice de sprijin locale;

23

2. fixarea numărului de secţiuni, realizate perpendicular pe direcţia de dezvoltare a depozitului (10 secţiuni); 3. măsurarea distanţelor dintre secţiuni, fig. 1;

4. fiecare secţiune a fost materializată prin 3 sau 4 puncte topografice M(x,y,z), stabilirea coordonatelor realizându-se prin măsurători şi calcule topografice ale căror valori sunt prezentate în tabelul nr.1.

S0=0 Sf=0

Fig. 1.

Tabelul nr.1 Secţiunea x y Z Secţiunea x y Z

Secţiunea nr. 0 0.0000 22.5000 35.3000 186.0000 0.0000 34.550016.0000 8.0000 34.8500 186.0000 18.0000 44.520016.0000 26.0000 44.5900

Secţiunea nr. 5

186.0000 39.0000 35.0500Secţiunea nr. 1

16.0000 45.0000 35.7500 249.0000 0.0000 34.050040.0000 6.5000 34.6500 249.0000 20.0000 44.780040.0000 24.5000 44.7000

Secţiunea nr. 6

249.0000 39.0000 35.480040.0000 32.5000 44.9000 309.0000 0.0000 34.1000

Secţiunea nr. 2

40.0000 44.5000 34.6500 309.0000 20.0000 43.440095.0000 4.0000 34.6000

Secţiunea nr. 7

309.0000 37.0000 34.500095.0000 19.0000 44.8600 369.0000 1.5000 33.750095.0000 25.0000 44.3200 369.0000 20.0000 44.4100

Secţiunea nr. 3

95.0000 40.0000 35.6500

Secţiunea nr. 8

369.0000 38.5000 34.0500139.0000 1.5000 3.8500 Secţiunea nr. 9 387.0000 22.5000 33,9000139.0000 16.5000 45.4000 139.0000 24.5000 44.9500

Secţiunea nr. 4

139.0000 40.5000 35.0500 Observaţii: -punctele de cunoaştere prin care trece conturul unei secţiuni se aranjează în ordinea de unire, iar sensul de unire este cel al mişcării acelor unui ceasornic; -un punct de cunoaştere este reprezentat prin cele trei coordonate topografice, Pi(xi, yi, zi); -numărul ce reprezintă o coordonată topografică, în fişier se scrie sub următoarea formă: 000000,0000. 5. cele 10 fişiere de puncte, rezultate în urma măsurătorilor topografice, sunt transpuse grafic cu ajutorul pachetului de programe AutoCAD, fig. 2. Valorile ariilor secţiunilor se determină cu relaţia:

111

21

33

22

11

zyzyzy

S =

Pentru volum s-au folosit relaţiile: -pentru V0 şi V8, relaţiile de calcul sunt:

3

1,010

dSV

×= ,

3,88

8fdS

V×

=

-pentru restul volumelor, relaţia de calcul este:

1,1

2 ++ ×

+= ii

iii dSSV

Valorile ariilor secţiunilor şi ale volumelor sunt prezentate în coloanele 2, 4 aparţinătoare tabelului nr. 2

Fig. 2 Forma secţiunilor verticale obţinute din

transpunerea grafică a fişierelor de date obţinute din măsurătorile topografice

d0-1=16 m d1-2=24m d2-3=55 m

S1

S2 S3

d3-4=44 m d4-5=47 m d5-6=63 m

S4

d6-7=60 m d7-8=60 m d8-f=18 m

S5 S6 S7 S8

24

Tabelul nr. 2

Valorile ariilor secţiunilor rezultate din măsurătorile topografice, calculate prin

metoda clasică

Valorile volumelor calculate pe baza

secţiunilor rezultate din măsurătorile topografice

utilizând metodele clasice

Valorile ariilor secţiunilor mărginite de contururile

obţinute după iteraţia nr. 3, determinate cu ajutorul

intrucţiunii „Area”

Valorile volumelor calculate pe baza secţiunilor mărginite de contururile obţinute după

iteraţia nr 3 folosind metodele clasice

Nr. crt

Simbol Valoare secţiune m2 Simbol Valoare volum

m3 Simbol Valoare secţiune m2 Simbol Valoare volum m3

0 1 2 3 4 5 6 7 8 1 S0 0.0000 V0 917,8 S0 0.0000 V0 1345,81331 S1 172,09 V1 4862,9 S1 252,234 V1 5993,4522 S2 233,15 V2 11817,5 S2 247,1471 V2 13765,0543 S3 198,76 V3 9657,5 S3 253,4003 V3 11794,3984 S4 240,22 V4 10408 S4 282,7087 V4 13215,5285 S5 189,91 V5 12122,5 S5 279,6542 V5 17832,4276 S6 194,93 V6 10911,6 S6 286,4546 V6 16088,6677 S7 168,79 V7 10894,5 S7 249,8343 V7 16147,9058 S8 194,36 V8 1166,1 S8 288,4292 V8 1730,5759 S9 0.0000 S9 0.0000 10 Total 72758,4m3

=73049,43 t 97912.38 m3 =

98304,02t 6. pentru a creşte precizia calculului volumului de cărbune existent în depozit, se recurge la îndesirea punctelor aparţinătoare unui contur ce descrie o secţiune verticală. Îndesirea punctelor aparţinătoare unui contur se realizează iterativ (se realizează 3 iteraţii) cu aplicaţia informatică PUNG, [2] rezultând astfel alte 10 fişiere de date. Numărul de puncte dintr-un fişier curent, la o iteraţie se dublează sau uneori se triplează, iar pentru situaţia când punctele sunt situate pe un segment de dreaptă numărul de punctele rămâne acelaşi. 7. transpunera grafică a fişierelor obţinute după iteraţia nr. 3 este prezentată în fig. 3

8. determinarea valorilor ariilor celor 10 suprafeţe cu ajutorul instrucţiunii „Area” [3] valori ce sunt prezentate în tabelul nr. 2, coloana 6;

9. calcularea valorilor volumelor de cărbune dintre două secţiuni succesive cu ajutorul relaţiilor de calcul, prezentate la punctul 4, valori ce sunt sistematizate în tabelul nr. 2, coloana 8;

Pentru cazul când se cere volumul total exprimat în tone, rezultă următoarea valoare: 979238*1.004=98304,02 t . În continuare se va recalcula cantitatea de cărbune existentă în depozit cu ajutorul secţiunilor obţinute din intersecţia formei de depunere a cărbunelui, descrisă prin cele 10 contururi (obţinute după iteraţia nr. 3 de îmbunătăţire) ce mărginesc secţiunile luate în studiu, cu plane orizontale. Cotele prin care trec aceste plane orizontale sunt: z=35m, z=37m, ..., z=45m, rezultând astfel 6 secţiuni. Punctele de cunoaştere care descriu contururile ce mărginesc secţiunile orizontale se vor sistematiza în 6 fişiere de date.

Având această bază de date constituită din cele 6 fişiere, se trece la stabilirea cantităţii de cărbune existentă în depozit utilizând modelul clasic descris mai sus, valorile ariilor celor 6 secţiuni, reprezentate grafic în fig. 4, şi volumele de cărbune cuprinse între două secţiuni succesive sunt prezentate în tabelul nr. 3 coloanele 2 şi 6.

Pentru a îmbunătăţi precizia valorilor ariilor secţiunilor şi a volumelor de cărbune existente între două secţiuni succesive se trece la îndesirea punctelor prin care trec contururile ce mărginesc cele 6 secţiuni. În acest caz se parcurge etapa de îndesire a punctelor aparţinătoare contururilor ce aparţin celor 6 secţiuni, apoi se transpun sub formă grafică fişierele rezultate după iteraţia nr. 3 de îndesire, fig. 5.

Fig. 3. Contururile secţiunilor obţinute din

reprezentarea grafică a rezultatelor obţinute la iteraţia nr. 3

25

Cu ajutorul instrucţiunii „AREA” aparţinătoare pachetului de programe AutoCAD se determină valorile ariilor secţiunilor orizontale aflate în cele

două situaţii, valori ce sunt prezentate în tabelul nr. 3, coloanele 3 si 4.

Tabelul nr. 3

Valorile ariilor secţiunilor paralele cu planul XOY determinate în situaţiile,

m2:

Valorile volumelor de cărbune existente între două secţiuni consecutive, calculate în

situaţiile, m3: Nr. crt.

Simbol Contur normal

Contur obţinut după iteraţia nr. 3 Simbol Contur normal Contur obţinut după

iteraţia nr. 3 1 2 3 4 5 6 7 2 S0 13092,7203 13255,5479 V0 25908,92 26165,044 3 S1 12816,1996 12909,4964 V1 24079,66 24322,733 4 S2 11263,4592 11413,2365 V2 20643,44 20882,247 5 S3 9379,9819 9469,0106 V3 14952,87 15064,813 6 S4 5572,8847 5595,8021 V4 6833,632 7297,7116 7 S5 1260,7473 1701,9095 V5 840,4982 1134,6063 8 Total 93259,02 94867,155

Valorile cantităţilor de cărbune existente între două secţiuni orizontale succesive, calculate prin metoda clasică în cele două situaţii ale contururilor ce mărginesc secţiunile sunt prezentate în tabelul nr. 3, coloanele 6 şi 7. Datorită faptului că, în acest caz, distanţa dintre secţiuni este constantă, volumul de cărbune existent în depozit se poate determina şi cu relaţiile de calcul prezentate la punctul 3, rezultând următoarele valori, folosind: 1. formula de integrare aproximativă (formula lui Simpson), [3] Contururi normale -V=91207,25m3, Q=91572,079t . Contururi obţinute după iteraţia de îmbunătăţire nr. 3 -V=92326,38m3, Q=92695,68552t . 2. formula trunchiului de con Contururi normale -V=92538,09m3, Q=92908,24t . Contururi obţinute după iteraţia de îmbunătăţire nr. 3 -V=94276,77m3, Q=94653,88t .

3. formula trapezului, [3] Contururi normale -V=92418,52m3, Q=92788,1 t Contururi obţinute după iteraţia de îmbunătăţire nr. 3 -V=93732,55m3, Q=94107,48t . 5. CONCLUZII Analizând valorile volumului total al cărbunelui depozitat, calculate cu ajutorul relaţiilor de calcul prezentate la punctul 4, în situaţiile când secţiunile sunt mărginite de contururile rezultate din unirea punctelor obţinute din măsurători topografice, fig. 2, respectiv când secţiunile sunt mărginite de contururile ce trec prin punctele obţinute după iteraţia nr. 3 de îndesire, fig. 3, valori prezentate în tabelul nr. 2, prezintă o diferenţă de 97912.38–72758,4=25153,98 m3. Această diferenţă apare din următoarele cauze: -forma suprafeţei ce îmbracă o depunere de cărbune în depozit nu este formată din suprafeţe plane, aşa cum se ia în considerare în cazul când secţiunile sunt mărginite de contururi ce trec prin

Fig. 4. Curbele de nivel obţinute din reprezentarea

grafică a contururilor rezultate din intersecţia contururilor secţiunilor verticale din fig. 3 cu plane

orizontale

Fig. 5. Curbele de nivel obţinute din reprezentarea grafică a contururilor rezultate după iteraţia nr. 3 a

contururilor din fig. 4

26

punctele obţinute prin măsurători topografice, fig. 2, ci din suprafeţe concave, a căror concavitate depinde de:

-valoarea unghiului de frecare interioară a masei miniere depozitate, sau haldate; -forţa de coeziune pe unitatea de suprafaţă a masei miniere; -mărimea forţei de proiectare a masei miniere realizată de către utilajul de depunere, în depozit sau haldă, în procesul de depunere;

-suprafaţa laterală ce îmbracă volumul dintre două secţiuni succesive prezintă o dinamică accentuată după cele trei axe ale sistemului de coordonate; -numărul mic de secţiuni realizate de către topograf, -numărul mic de puncte măsurate pentru fiecare secţiune realizată. Referitor la rezultatele obţinute prin folosirea modelului propus se observă următoarele: -diferenţe mici între ariile celor două tipuri de secţiuni, tabelul 3, coloanele 3 şi 4; -diferenţe relativ mici între volumele determinate de două secţiuni consecutive calculate în cele două situaţii (conturul normal, respectiv conturul obţinut după iteraţia de îmbunătăţire nr. 3), calculate cu modelul clasic. Aceste diferenţe se datoresc faptului că dinamica suprafeţei laterale a corpului format de două secţiuni orizontale succesive nu mai prezintă dinamică accentuate pe cele trei direcţii ale sistemului de coordonate; -diferenţele existente între valorile volumului de cărbune depozitat, calculate în cele două situaţii şi utilizând relaţiile de calcul ale volumelor prezentate la punctul 2, sunt:

-pentru contururi normale diferenţele sunt cuprinse în intervalul [119,57-1330,84]; -pentru contururile obţinute după iteraţia de îmbunătăţire nr. 3 diferenţele sunt cuprinse în intervalul [544,22-1406,17].

Observaţii: 1. Diferenţele dintre valorile volumului total de cărbune, determinate pentru una din cele două situaţii ale contururilor prezentate şi calculate cu ajutorul celor trei relaţii de calcul a unui volum, sunt practic nesemnificative. 2. Diferenţe nesemnificative se observă şi în cazul valorilor volumului total de cărbune calculat cu oricare din cele 3 relaţii de calcul. Aceste diferenţe nesemnificative existente între cazurile analizate aplicate se datorează faptului că

pentru intersecţia formei de zăcământ cu plane orizontale s-au folosit contururile secţiunilor verticale obţinute după iteraţia nr. 3 de îmbunătăţire. În funcţie de cele afirmate mai sus, referitor la noua metodă de evaluare a volumelor de masă minieră existente în depozite sau hălzi, se pot concluziona următoarele: 1. Precizia calculelor valorilor ariei unei secţiuni creşte o dată cu creşterea numărului de puncte de cunoaştere prin care trece conturul ce mărgineşte secţiunea, creştere realizată iterativ prin intermediul aplicaţiei informatice „PUNG”, [2]. Se constată că există o dinamică a creşterii preciziei calculelor pentru primele iteraţii, dinamică ce scade o dată cu mărirea numărului de iteraţii. Deci se poate spune că dinamica creşterii preciziei este invers proporţională cu creşterea numărului iteraţiei de îmbunătăţire a punctelor de pe conturul unei secţiuni. 2. Precizia calculului volumului sau tonajului unei depuneri în depozit sau haldă creşte direct proporţional cu numărul secţiunilor. 3. Modelul numeric propus pentru calculul cantităţii unei depuneri existente într-un depozit sau haldă poate în totalitate să fie programat într-o aplicaţie informatică. 4. În activitatea practică modelul numeric de calcul permite calcularea într-un timp scurt a valorilor cantităţilor de masă minieră existentă într-o depunere. 5. Permite actualizarea rapidă a datelor. 6. Se reduc erorile de calcul în totalitate prin folosirea acestui tip de model.

BIBLIOGRAFIE 1. Dima, N., Pădure, I., Herbei, O.-Topografie minieră, Editura Corvin, Deva, 1996. 2. Dobriţoiu, N.-Cercetări în vederea structurării şi integrării informaţiilor geologico-miniere şi topografice într-un sistem CPAC pentru zăcământul de carbune Valea Jiului – Teză de doctorat, Universitatea din Petroşani, 1998. 3. Jay, H., Zirbel, Steven, B. Combs-Utilizarea programului AUTOCAD versiunea 13 pentru WINDOWS, Editura Teora, Bucureşti, 1997. 4. Murgu, M.-Evaluarea geologică şi industrială a zăcămintelor minerale, Editura Tehnică, Bucureşti, 1986.

27

PRELUCRAREA RIGUROASA A MASURATORILOR IN TRASEE POLIGONALE Filip Ofelia Larisa, asist.univ.drd.ing., Universitatea din Petrosani Dima Nicolae, prof.univ.dr.ing., Universitatea din Petrosani ABSTRACT: In routes from polygonal surface and the underground is important method of processing marimilor measured. Depending on this, sizes have caused a corresponding degree of precision. The method presented is based on the theory of indirect measurements. Prelucrarea marimilor masurate in trasee si retele poligonale poate utiliza metode expeditive, aproximative si riguroase. In lucrarile miniere subterane, executate pentru deschiderea unui zacamant sau camp minier sunt folosite grupuri de puncte topografice, care legate succesiv intre ele determina un traseu poligonal cu laturi mari de ordinul sutelor de metrii. Consieram traseul din figura alaturata (fig. 1) care are 2 grupuri de puncte din care se retin punctele 1 si 2.

Fig. 1

Marimile date sunt coordonatele punctelor

CBA ,, si D iar marimile masurate sunt directiile (dupa sensul indicat prin sageti in figura) si distantele

BA SSS 2121 ,, . Marimile masurate pot fi prelucrate utilizand teoria masuratorilor indirecte, cooronatele punctelor 1 si 2 obtinandu-se prin metoda variatiei coordonatelor. In acest scop se noteaza: - 11 , yx coordonatele punctului 1;

- 22 , yx coordonatele punctului 2;

- oo11 , yx coordonatele provizorii ale punctului 1;

- oo22 , yx coordonatele provizorii ale punctului 2;

- 11 , yx ∆∆ corectiile probabile ale coordonatelor provizorii pentru punctul 1; - 22 , yx ∆∆ corectiile probabile ale coordonatelor provizorii pentru punctul 2. Ca urmare:

111 xxx ∆+= o ; 222 xxx ∆+= o

111 yyy ∆+= o ; 222 yyy ∆+= o Coordonatele provizorii se obtin prin rezolvarea traseului poligonal dupa metoda cunoscuta. Corectiile probabile se obtin dintr-un sistem de ecuatii de erori format dintr-un numar de ecuatii egal cu numarul marimilor masurate (8 directii si 3 laturi). Sistemul are forma: ACACA vlz =+∆−

111111 AAAAA vlzybxa =+∆−∆+∆

AAAA vlzybxa 1111111 =+∆−∆+∆

+∆+∆+∆ 212112112 xcybxa

12121212 vlzyd =+∆−∆+

+∆+∆+∆ 221121121 xcybxa

21212221 vlzyd =+∆−∆+

BBBB vlzydxc 2222222 =+∆−∆+∆

222222 BBBBB vlzydxc =+∆−∆+∆

BDBDB vlz =+∆−

111111 AAAA vlybxa ′=′+∆′+∆′

+∆′+∆′+∆′ 212112112 xcybxa

1212212 vlyd ′=′+∆′+

BBBB vlydxc 222222 ′=′+∆′+∆′ In care pentru directii:

28

Sa θ

ρsin

−= ; S

b θρ

cos=

mcl θθ −= pentru distante:

Sa

cc θρ cos=′ ; S

bcc θρ sin=′

SSSl

mccc −

=′ ρ ;

Sa θρ ′

−=′ sin;

Sb θρ ′

=′ cos

SSSl

mccc −

=′ ρ

θ ′ - orientarea unei directii perpendiculare pe latura de orientare θ respectiv:

090+=′ θθ Ecuatiile din sistem au ponderi diferite. Directiile au ponderi egale si egale cu dp . Laturile au

ponderi egale (la laturi egale) si egale cu sp . Aceste ponderi sunt:

2

1

dd m

p = ; 2

1

ss m

p = sau:

1=dp ; 2

=

s

ds m

mp

Sistemul de ecuatii fara 21 ,, zzz A ∆∆∆ si

Bz∆ este:

111111 AAAA vlybxa =+∆+∆

111

11 0

22 AAA vyibxia ′=+∆+∆

AAAA vlybxa 111111 =+∆+∆

+∆+∆+∆ 212112112 xcybxa

1212212 vlyd =+∆+

+∆+∆+∆ 221121121 xcybxa

2121221 vlyd =+∆+

BBBB vlydxc 222221 =+∆+∆

( ) ( )+∆

++∆

+1

1211

121

22ybbixaai AA

1221212 022

vyidic ′=+∆++

( )+∆

++∆+∆ 2

2211

211

21

222xcciyibxia B

( )

BB vydd

22221 0

21 ′=+∆

++

222222 BBBB vlydxc =+∆+∆

222

22 0

22 BBB vyidxic ′=+∆+∆

111111 AAAA vlybxa ′′=′+∆′+∆′

+∆′+∆′+∆′ 212112112 xcybxa

1212212 vlyd ′′=′+∆′+

BBBB vlydxc 222222 ′′=′+∆′+∆′ Sistemul de ecuatii al corectiilor obtinut se scrie matricial prin ecuatia:

vlxA =−∆ care se rezolva daca se ataseaza conditia:

min=vv Se obtine solutia:

( ) plApAAx ′′=∆ −1 Coeficientii de pondere ai necunoscutelor se obtin cu egalitatea:

( ) 1−′= pAAQxx In cele din urma se determina intervalele de precizie cu care se obtin coordonatele punctelor 1 si 2. BIBLIOGRAFIE Botez, E. – Teoria erorilor si metoda celor mai mici patrate, Editura Didactică şi Pedagogică, Bucureşti, 1961. Dima, N., s.a. – Topografie miniera, Editura Corvin, Deva, 1994. Dima, N., s.a. – Teoria erorilor si metoda celor mai mici patrate, Editura Universitas, Petroşani, 1999. Ghitau, D. – Geodezie, triangulţie, Editura Didactică şi Pedagogică, Bucureşti, 1972.

29

PRECIZIA PUNCTELOR GEODEZICE LOCALE Filip Larisa, asist.univ.drd.ing., Universitatea din Petrosani Dima Nicolae, prof.univ.dr.ing., Universitatea din Petrosani Veres Ioel, conf.univ.dr.ing., Universitatea din Petrosani ABSTRACT: The paper contains some considerations regarding geodetical points precision for that points who are in the mining areas. This kind of points are absolute necessary for mining works achievement.

Punctele geodezice locale au ca scop realizarea legaturii intre reteaua geodezica nationala si lucrarile miniere, prelungind sistemul de referinta pana la apropierea lor. Fiind situate la maximum 45m de lucrarile miniere de deschidere (orizontale, inclinate, verticale) cu viza directa spre acestea. In consecinta, rationala pentru aceste puncte va fi acea precizie care poate fi realizata in conditiile date ale reliefului, pe deplin valorificata de metoda poligonatiei si care totodata satisface cerintele productiei. Este cunoscut, ca eroarea permanenta pe unitatea de lungime in cazul masurarii cu ruleta de otel este:

000.3311

0 ===

ell

em

Aceasta precizie este realizabila la masurarea atenta a distantelor cu ruleta metalica, determinand cu grija temperatura, folosind forta de intindere constanta si masurand ferit de razele solare. In conditiile reliefului accidentat si acoperit dintr-un bazin minier distanta dintre punctele locale poate ajunge la 100-200m cu o diferenta de nivel la 50-80m ceea ce implica vize scurte si inclinate. In asemenea conditii o eroare relativa de 000.30:1 datorita masurarii unghiurilor si dezvoltarii figurilor geometrice de indesire este acceptabila a priori. Influenta concomitenta a erorilor liniare si unghiulare va determina precizia rationala a punctelor geodezice locale, realizabila in conditiile normale de lucru si valorificabila in ridicarile de detalii.

000.201

000.302 ≈=p

Exista foarte putine probleme de topografie miniera care sa solicite precizie de pornire mai mare de

000.20:1 stiut fiind ca in poligoanele subterane aceasta precize poate fi mentinuta practic nealterata. Reteaua geodezica locala se realizeaza printr-o dezvoltare corespunzatoare a retelei geodezice existenta in bazinul minier formata din puncte de diverse ordine (I-V) care au precizii diferite. Ne propunem sa facem abstractie de ordine si vom folosi toate punctele care satisfac conditia ca diferenta intre lungimea masurata direct si cea calculata din coordonate sa nu depaseasca eroarea admisa la masurarea directa. Se are in vedere o masurare directa executata cu cea mai mare grija cu ruleta de otel. Deci si aceasta limita va fi direct influentata de posibilitatea de masurare directa a lungimilor. In ecuatia metrului etalon:

( )mmmm ttamM 01 −++= α atat constanta aditiva a cat si coeficientul α sunt dati cu o precizie de mm01,0± . De aici rezulta ca orice lungime masurata cu o panglica etalonata va avea o eroare relativa de cel putin:

000.1001

01,0000.11

=

Chiar daca nici un factor nu intervine in afara constantei a . Pozitia punctelor geodezice depinzand de mai multi factori, nu exageram daca impunem a priori limita de precizie 000.100:1 Pentru fiecare factor in parte, deoarece la numai 4 factori ea se reduce la 000.50:1 . Daca alternanta preciziei la dezvoltare va permite, aceasta limita se va reduce, in consecinta poate fi considerata ca o cifra provizorie. Analiza preciziei punctelor geodezice trebuie sa lamureasca 2 probleme:

30

a) pozitia relativa a punctelor geodezice se incadreaza in precizia 000.100:1 ;

b) unitatea de lungime a distantelor dintre puncte calculata din coordonate corespunde in limita 000.100:1 cu metrul etalon.

Daca prima conditie este indeplinita, cea de a doua este implicit indeplinita. In legatura cu prima problema analizam precizia prentu un zacamant cu dimensiuni reduse care se incadreaza intr-un singur triunghi geodezic. De fapt sunt 2 triunghiuri: unul dat de coordonatele geodezice ale celor 3 puncte, iar al doilea format din puncte marcate in teren, redus la nivelul marii, transpus pe elipsoidul de referinta si pe planul de proiectie. Raportul dintre cele 2 triunghiuri caracterizeaza precizia retelei geodezice. Triunghiul calculat din coordonate este deformat prin compensare. Triunghiul al doilea se calculeaza pe baza directiilor observate cu reducerile respective.

Aceste directii caracterizeaza realitatea fizica de pe teren. Se va urmari deformarea unghiurilor la compensare si influenta acestor deformari asupra lungimii laurilor, utilizand 2 metode: metoda directa si metoda diferentiala. Metoda directa. Cu directiile observate reduse se determina neinchiderea triunghiului: ( ) ( ) ( ) g200=++ γβα

0=+++ ωγβα vvv

200−++= γβαω

( )3ω

αα −=

( )3ωββ −=

( )3ω

γγ −=

Se calculeaza din coordonate laturile triunghiului ba, si c . Cu latura cea mai lunga ( )a

si cu unghiurile ( ) ( ) ( )γβα ,, se calculeaza laturile b′ si c′ . Se formeaza diferentele:

bbb −′=∆ ; ccc −′=∆ Si raporturile:

bbb

b

∆

=∆ 1;

ccc

c

∆

=∆ 1

Care trebuie sa fie mai mici dacat 000.100:1 pentru a satisface conditia de precizie impusa:

510>∆bb

; 510>∆cc

Metoda diferentiala

Latura αβ

sinsinab = conduce la:

αβ

β sincosab

=∂∂

Dar:

βα

sinsinba =

Cu care:

βββ

βbctgbb

==∂∂

sincos

Si:

αα

αβα

bctgab −=−=∂∂

2sincossin

Eroarea simpla a laturii datorata deformarilor unghiulare va fi:

αα

ββ

∆∂∂

+∆∂∂

=∆bbb

Sau:

cc

cc

cc

cc

bctgbctgbραα

ρββ ∆−∆=∆

Respectiv:

ααββρ ctgctgbb cccccc ∆−∆=∆

Dar, precizia impusa este:

5101

000.1001 =≤∆

bb

31

In consecinta:

4,6≤∆−∆ ααββ ctgctg cccc Dar pentru orice precizie K impusa, diferita de

000.1001=p

Kctgctg cccc ≤∆−∆ ααββ

Deformarile unghiulare ccα∆ si ccβ∆ sunt diferentiale:

( ) ccc ααα −=∆

( ) ccc βββ −=∆

( ) ccc γγγ −=∆ In care:

ccc γβα ,, - sunt calculate din coordonate

In situatia in care campul minier se extinde pe doua triunghiuri, in care unghiurile masurate sunt:

111 ,, γβα si 222 ,, γβα Valorile probabile: ( ) ( ) ( )111 ,, γβα si ( ) ( ) ( )222 ,, γβα Se obtin scriind: ( ) ( ) ( ) 200111 =++ γβα

( ) ( ) ( ) 200222 =++ γβα sau:

0200111 111 =−+++++ γβα γβα vvv

0200222 222 =−+++++ γβα γβα vvv

sau:

01111=+++ ωγβα vvv

02222=+++ ωγβα vvv

2001111 −++= γβαω

2002222 −++= γβαω Sistemul de ecuatii obtinut se transforma intr-un sistem de ecuatii cu corectii pe directii (fig. 1) a carui forma generala este:

665544332211 vavavavavava =+−+−

01 =+ ω

11vb−

02101099887766 =+−+−++ ωvbvbvbvbvb

Fig. 1

Ecuatiile normale vor fi: [ ] [ ] 0121 =++ ωkabkaa

[ ] [ ] 0221 =++ ωkbbkab sau: 026 121 =+− ωkk

062 221 =++− ωkk Sistemul obtinut se poate scrie direct dupa figura. Prin rezolvarea sistemului obtinem:

163 21

1ωω +−

=k

163 21

2ωω +−

=k

Cu care:

211 162

162

ωω −=v

12 kv −= ………………………

32

216 162

162

ωω −=v

163

1621

7ωω

−−=v

Dar:

( )2143 381

1ωωα +−=−= vvv

( )21 381

2ωωα +−=v

( )11 215

161

γβ ωω vv =−−=

( )22 21 5

161

γβ ωω vv =+−−=

Se aplica corectiile la unghiurile masurate si se obtin valorile lor probabile. Deformarile se calculeaza pentru ambele triunghiuri, precizia fiind satisfacatoare numai daca toate cele patru raporturi (metoda directa) se vor incadra in limita impusa sau cele 4 relatii diferentiale, metoda diferentiala, vor fi 4,6≤ . BIBLIOGRAFIE Dima, N., s.a. – Topografie miniera, Editura Corvin, Deva, 1994. Dima, N., s.a. – Teoria erorilor si metoda celor mai mici patrate, Editura Universitas, Petrosani, 1999. Ghitau, D. – Geodezie, triangulatie, Editura Didactica si Pedagogica, Bucuresti, 1972.

33

DETERMINAREA ŞI REDUCEREA PRINCIPALELOR SURSE DE ERORI CE AFECTEAZĂ DETERMINĂRILE GPS Herbei Mihai Valentin, drd.ing., Universitatea din Petroşani Ular Roxana Claudia, asist.univ.drd.ing., Universitatea din Petroşani Herbei Octavian, prof.univ.dr.ing., Universitatea din Petroşani ABSTRACT: The GPSs system was conceived as a system of navigation in particular the military purposes. This field is interest by the positioning in real time with processing and measuring pseudodistances. The GPS technique , as any other technical measurement, is affected by systematic errors and random errors.

1. INTRODUCERE

1.1. Descriere

Sistemul Global de Poziţionare cu numele complet NAVSTAR (NAVigation System with Time And Ranging) este un sistem satelit radio care se foloseşte pentru îndeplinirea unor scopuri atât militare cât şi civile. A fost dezvoltat pentru nevoile Ministerului Apărării Americane (DoD - Department of Defense), iar ulterior a fost deschis şi pentru aplicaţii civile. GPS a adus o revoluţie în geodezie şi în poziţionare în general. GPS este astăzi modul cel mai precis, cel mai ieftin, cel mai de încredere, cel mai economic şi cel mai rapid de stabilire a poziţiei în spaţiu şi de culegere a informaţiilor pentru baza de date GIS (Sistemul Informatic Geografic).

Fig. 1 Constelaţia GPS

Sistemul Global de Poziţionare este alcătuit din trei segmente:

- segmentul spaţial - segmentul de control - segmentul utilizator

Fig. 2. Segmentelor sistemului GPS 1.2. Determinarea unei poziţii utilizând tehnologia GPS Un receptor GPS trebuie sa primeasca simultan semnale de la minimum trei sateliti pentru a putea calcula o pozitie 2D (latitudine si longitudine) si track-ul. Daca receptorul culege informatii de la patru sau mai multi sateliti, poate calcula o pozitie 3D (latitudine, longitudine si altitudine). Odata determinata pozitia exacta a utilizatorului, unitatea GPS poate calcula alte informatii utile, cum ar fi viteza, cursul, directia de miscare, distanta parcursa, distanta pana destinatie, ora rasaritului si apusului si altele.

Segmentul spaţial

Segmentul utilizator

Segmentul de control

34

Fig. 3 Determinarea poziţiei utilizând tehnologiea GPS 2. SURSE DE ERORI ÎN MĂSURĂTORILE GPS

Tehnica GPS, ca şi orice altă tehnică de măsurare, este afectată de erori sistematice şi erori aleatoare. Erorile sistematice se pot descoperi în măsurători şi excluse apoi prin aplicarea diferitelor proceduri, spre deosebire de erorile întâmplătoare care sunt mereu prezente şi nu pot fi eliminate în totalitate. Principalele surse de erori ce influenţează măsurătorile GPS sunt legate de:

- efectele instrumentale; - efectele mediului de propagare; - deficienţele în modelele dinamice utilizate

pentru determinarea mişcărilor relative ale sateliţilor GPS.

Aceste surse de erori pot provoca: a) erori sistematice (eliminate sau estimate în procesul de calcul): • erori sistematice de reprezentare a orbitelor; • erori sistematice ale modelului de funcţionare

a ceasului satelitului; • coordonatele (cunoscute) staţiei; • eroarea sistematică a ceasului receptorului; • eroarea troposferică şi ionosferică, • ambiguitatea fazei purtătoare. b) erori aleatoare (remanente în procesul de calcul): • erori sistematice reziduale; • “cycle-slip” necorectaţi; • excentricitatea centrului de fază; • eroarea datorată reflexiei semnalelor (multipath); • eroarea aleatoare de măsurare. 3. PRINCIPALELE ERORI ŞI MODUL DE ELIMINARE SAU REDUCERE A LOR 3.1. Problema “Cycle-Slip” Eroarea cea mai des întâlnită la observaţiile de fază G.P.S. este aşa numita „Cycle-Slip”. Ea apare din cauza calităţii slabe a semnalului, obstrucţii pe direcţia undei, probleme tehnice ale receptorului sau cablului şi este

reflectată într-o eroare a părţii întregi a observaţiilor de fază, de unul sau mai mulţi cicli. Deci recepţia este oprită pentru câteva zecimi de secundă. Mesajul de navigaţie şi codurile pseudoaleatoare în măsurătorile G.P.S. sunt înlăturate din semnalul difuzat şi rezultă semnale cu frecvenţe egale sau duble de cele ale purtătoarei L1 şi L2. Este monitorizată continuu şi se schimbă de la 360 grade la 0 grade diferenţa de fază între purtătoarea recepţionată şi semnalul receptorului. Această diferenţă de fază şi elementele întregi de fază sunt măsurate de un contor. Fazele întregi şi diferenţele de fază date de contor se numesc „Observaţii cumulate de fază” . În momentul în care receptorul perde legătura, în observaţiile cumulate de fază va apărea o eroare de un număr întreg de cicli. Pentru refacerea numărului corespunzător de cicli, trebuie localizată eroarea în toate măsurătorile G.P.S.

Fig.4. Fenomenul “cycle-slip”

Metodele pentru detectarea şi corectarea fenomenului Cycle-Slip sunt:

- numai pe frecvenţa L1; - pe ambele frecvenţe; - pe datele colectate de receptor;

pe datele colectate de receptor şi alte informaţii. Calitatea determinării poziţiei relative este mai puţin afectată comparativ cu soluţia determinată utilizând faza originală (nediferenţiată) unde ambiguităţile întregi nu sunt estimate, dar parametri “sistematici” sunt estimaţi.

X Y Z T

35

Fig.5. Corectarea fenomenului “cycle-slip”

Rezolvarea ambiguităţii duce la obţinerea unor coordonate care sunt mai precise decât cele obţinute prin diferenţe de observaţii numai între epoci de măsurare.

3.2. Erori sistematice ale geometriei şi ceasurilor

sateliţilor Acestea reprezintă efectele instrumentale ale ceasurilor sistemelor emiţătoare şi receptoare. Este cunoscut faptul că sateliţii GPS emit în cadrul mesajului propriu de navigaţie, informaţii privind poziţia lor. Satelitul obţine aceste informaţii de la sistemul terestru al staţiilor de control care stabilesc precis poziţia satelitului, efectuează previziuni privind traiectoria lor şi uneori ajută la corecţia orbitelor acestuia. Având în vedere faptul că această măsurare şi previziune nu poate fi total exactă, informaţia privind mesajul de navigaţie pe care receptorul îl foloseşte pentru calculul distanţei de la satelit, nu corespunde cu poziţia exactă a satelitului, astfel că există eroarea de distanţa calculată (precizia poziţiei satelitului este de până la 5 m). Chiar dacă ceasurile atomice din sateliţi au o precizie maximă posibilă, aceste mici toleranţe conduc la anumite erori. Eroarea rezultantă a acestor două cauze are valoarea medie de câţiva metri. Deoarece frecvenţa ceasului

satelitului, în timp, se schimbă şi este îngreunată de erorile sistematice şi întâmplătoare, pentru fiecare ceas este necesar să se stabilească valoarea acelor parametri care influenţează asupra schimbării frecvenţei. Acest lucru se poate obţine prin compararea ceasurilor, urmărirea stării acestora.

Fig.5. Geometrie satelitară bună (stânga) şi

nesatisfăcătoare (dreapta) Dispunerea spaţială a sateliţilor influenţează direct asupra preciziei coordonatelor obţinute. Măsura geometrică pentru calitatea geometriei satelitului este volumul corpului pe care îl formează vectorii unitari de la staţie către sateliţii observaţi. Un volum mai mare conduce la o geometrie mai bună. Efectul geometriei satelitului asupra preciziei soluţiei de navigaţie se poate descrie cu ajutorul factorului DOP (Dilution of Precision). Pentru a se stabili coordonatele staţiei k, sunt necesari minimum 4 sateliţi. Depărtarea geometrică dintre staţia k şi satelitul I se poate reprezenta printr-o relaţie de forma:

kik

ik dtcR ⋅+= ρ (1) unde:

ikp - pseudodistanţa;

c - viteza de propagare a semnalului; dtk - parametrii de nesincronizare a ceasurilor.

În funcţie de datele utilizate la calcul, se pot deosebi diverse valori DOP: Ø GDOP (Geometric DOP) – determină precizia

geometrică; - Precizie generală; coordonate 3D şi timp

Ø PDOP (Position DOP) - abaterea standard a poziţiei; - Precizia poziţiei; coordonate 3D

Ø HDOP (Horizontal DOP) - abaterea standard a poziţiei planimetrice; - Precizia orizontală; coordonate 2D

Ø VDO P(Verical DOP) - abaterea standard în plan vertical; - Precizia verticală; Altitudine

Ø TDOP (Time DOP) - abaterea standard de timp - Precizia ceasului; Timp

Factorii DOP reprezintă influenţa geometriei satelitului şi se pot calcula din timp pe baza coordonatelor aproximative ale satelitului şi staţiei. Valorile factorului DOP mai mici de 6 sunt acceptabile pentru măsurători însă valoarea ideală este egală cu 1, valoare întâlnită foarte rar în practică. Valorile factorului DOP sunt stabilite de către receptoare şi se exprimă în sistemul de coordonate ecuatorial care însoţeşte elipsoidul geocentric WGS 84.

Inainte De Eliminarea Fenomenului Cycle-Sip

După Eliminarea Fenomenului Cycle-Sip

Viteza de fază L1 (m/s)

Viteza de fază

L1 (m/s)

36

3.3. Erori sistematice ale orbitei satelitului Aceste erori sunt datorate interpolării greşite a efemeridelor sau efectului de disponibilitate selectivă (SA) introdusă de către proprietarul sistemului sau pot fi datorate manevrelor sateliţilor. Mărimea erorilor este de aproximativ:

- 10-20 m pentru efemeridele difuzate; - 100 m pentru efemeridele difuzate şi

efectul de disponibilitate selectivă activat (SA).

Valorile erorilor relative ale bazei în funcţie de erorile orbitei sunt date în tabelul următor:

Influenţa erorii orbitei asupra erorii bazei

Tabelul 1

Metodele de evaluare a erorilor sistematice ale orbitelor sunt:

a) presupunerea că poziţiile satelitului sunt puncte cunoscute (efemeridele sunt considerate a fi perfecte);

b) lucrul în mod diferenţial: diferenţe de fază – în acest caz eroarea orbitei va fi ţinută sub 20 m (nivel 1 ppm);

c) calculul orbitei: se presupune că sateliţii sunt noi şi se caută rezolvarea acestei probleme prin introducerea unor erori sistematice geometrice şi estimarea a trei translaţii sau prin introducerea unui model dinamic cu parametrii keplerieni (ca şi condiţii iniţiale) pentru un model de forţe.

3.4. Efecte atmosferice Semnalul GPS este incetinit la trecerea prin atmosfera. Sistemul GPS foloseste un model incorporat care calculeaza intarzierea medie pentru a corecta partial acest tip de erori

Fig. 6 Efectele atmosferice asupra semnalelor GPS

a) Erorile sistematice troposferice Semnalele satelitului sunt unde electromagnetice care la trecerea prin atmosferă îşi schimbă caracteristicile. Troposfera este partea atmosferei care cuprinde centura până la 70 km deasupra suprafeţei Pământului. Erorile

sistematice troposferice sunt datorate efectului mediului de propagare între suprafaţa pământului şi altitudini de aproximativ 50-80 km şi au două componente:

• componenta uscată; • componenta umedă.

Mediul toposferic nu este pentru semnalele GPS un mediu de dispersie, astfel că efectele ei nu se pot stabili nici prin folosirea a două frecvenţe. Rezultă că viteza undei (semnalului) nu depinde de frecvenţe ci în primul rând de lungimea satelitului şi parametrii de timp cum ar fi presiunea atmosferică, umiditatea aerului şi temperatura. Aceste valori se introduc, pe timpul măsurătorii, în unul dintre modelele atmosferice cunoscute (formula lui Saastamoinen) prin care se calculează corecţia troposferică.

−⋅

++= ztge

Tp

zd trop

2. 05.01255

cos002277.0 (2)

unde: - z - distanţa zenitală;

- p - presiunea atmosferică; - T - temperatura absolută; - e - presiunea parţială a aburului apei (mbar). Când unghiul de elevaţie al satelitului observat este mai mare de 15 grade, se poate aplica formula lui Saastamoinen. Însă, dacă se foloseşte o presiune atmosferică normală şi nu se ia în calcul presiunea aburului apei, pentru un satelit apropiat zenitului (z = 0° -unghi de elevaţie apropiat de zero) se obţine valoarea refracţiei troposferice dtrop = 2 m. Corecţia troposferică este întotdeauna pozitivă. Pentru estimarea sau eliminarea acestor erori putem să le ignorăm sau să utilizăm modele troposferice standard cum ar fi:

- modelul cu atmosferă standard; - modelul cu atmosferă standard şi

parametrii de scară;

Eroarea orbitei Eroarea bazei 125 m 5 ppm

25 m 1 ppm 12.5 m 0.5 ppm 2.5 m 0.1 ppm

37

- modelul cu atmosferă standard şi date meteo de suprafaţă;

- modelul cu atmosferă standard, parametru de scară şi date meteo de suprafaţă;

- modelul profilului local de refracţie pe verticală.

b) Erorile sistematice ionosferice Ionosfera este partea atmosferei care cuprinde centura dintre 70 km şi 1000 km deasupra suprafeţei Pământului. Pentru semnalele GPS ionosfera reprezintă mediu dispersiv, astfel că viteza de fază (pentru undele purtătoare) şi viteza de grup (pentru coduri) nu sunt identitice şi depind de cantitatea de electroni liberi de-a lungul traiectoriei de propagare a undei. Astfel, câmpul electric al electronilor liberi (ionilor) influenţează asupra vitezei de propagare a undelor electromagnetice, fapt ce conduce la apariţia unor erori sistematice în stabilirea distanţei dintre satelit şi receptor. Valoarea corecţiei ionosferice depinde de:

- densitatea electronilor care este diferită ziua şi noaptea (corecţia ionosferică este mai mică noaptea şi are valoarea de aproximativ 3 m, în timp ce în cursul zilei ajunge la valori de 5 m);

- unghiul de elevaţie al satelitului (sateliţii la elevaţii mici pot tripla valorile de mai sus).

Pentru descrierea influenţei ionosferice au fost dezvoltate diferite modele. În cazul în care măsurătorile GPS se execută cu receptoare cu simplă frecvenţă, se poate utiliza următoarea relaţie:

... cos

12 +⋅⋅=

zfEadion (3)

unde: - a - factor de proporţionalitate; - E - densitatea electronilor; - z – distanţa zenitală; - f – frecvenţa. Corecţia dion reprezintă refracţia ionosferică exprimată în metri (m). Precizia poziţionării relative a receptorilor cu simplă frecvenţă variază în jurul unui centimetru pentru lungimi de bază de 10 km, deoarece pe aceste distanţe influenţele refracţiei ionosferice se anulează simţitor. Prin utilizarea receptoarelor cu dublă frecvenţă, influenţa ionosferei se poate elimina într-o mare măsură prin utilizarea a două frecvenţe diferite f1 şi f2 prin folosirea ambelor unde purtătoare L1 şi L2. 3.5. Efectul datorat reflexiei semnalelor (efectul

multipath) Acest efect este cauzat de reflexia semnalului la contactul cu solul sau alte obiecte, înainte de-a atinge antena. Este fenomenul care conduce la faptul că antena primeşte în acelaşi timp un semnal direct şi unul reflectat, ceea ce duce la scăderea preciziei măsurătorii . Efectele nedorite se pot reduce simţitor printr-o protecţie suplimentară a antenei: se pot folosi materiale absorbante în jurul antenei sau o placă mare de susţinere. Influenţa reflexiei se poate reduce şi înjumătăţi odată cu mărirea timpului de observaţie.

La măsurarea cinematică, influenţa erorilor semnalului reflectat are mai mult un caracter întâmplător. Antenele ar trebui să fie dispuse cât mai departe (cel puţin 150 m) de sursele de radiaţie electromagnetică care, în cel mai rău caz, pot să afecteze receptoarele GPS.

Fig.7. Efectul multipath

Erorile care apar ca urmare a reflexiei multiple a semnalului de la mediul înconjurător, au caracter întâmplător şi nu se pot modela, ci se pot doar reduce printr-o alegere cu atenţie a locului staţiei şi alegerea unghiului de elevaţie minim corespunzător. Ca o posibilitate de reducere a acestei influenţe este şi utilizarea frecvenţelor înalte. În ultimul timp această sursă de erori se reduce prin utilizarea antenei de formă corespunzătoare.

3.6. Caracteristicile receptorului Erorile care apar ca urmare a caracteristicilor receptorului sunt legate de plăcile sale electronice. Unele dintre acestea sunt:

- mutarea centrului de fază; - instabilitatea oscilatorului; - salturile de fază; - erorile întâmplătoare ale receptorului.

Erorile menţionate sunt legate de componentele hardware şi plăcile electronice ale receptorului. Instabilitatea oscilatorului are ca urmare neconcordanţa ceasului în raport cu timpul GPS. Influenţa acestei erori se poate înlătura prin utilizarea diferenţelor duble. Salturile de frecvenţă apar în cazul în care se ajunge la întreruperea semnalului, fapt urmat de schimbarea întregului număr de fază nedeterminată. Cele mai dese cauze ale apariţiei salturilor de fază sunt :

- activitatea intensă a ionosferei; - mascarea semnalului; - unghi mic de elevaţie a satelitului (distanţa

zenitală mare); - dinamică înaltă a receptorului.

Salturile de fază se descoperă şi elimină prin aplicarea unui software corespunzător.

38

4. CONCLUZII

În tabelul 2 sunt prezentate pe scurt principalele erori, cauzele ce le produc şi modul în care ele pot fi reduse sau chiar eliminate.

Tabelul 2 Tipuri de erori

TIPUL DE EROARE CAUZE CORECTARE

Diminuarea preciziei geometrice a rezultatelor

Proasta configuraţie a constelaţiilor în momentul observaţiilor

Executarea observaţiilor în perioada în care configuraţia sateliţilor este cea mai bună

Eroarea efemeridelor Variaţia poziţiei teoretice a sateliţilor de-a lungul orbitei lor

Folosirea metodelor diferenţiale

Întârzierea ionosferică Încetinirea vitezei semnalului datorată traversării ionosferei

Folosirea metodelor diferenţiale

Întârzierea troposferocă Încetinirea vitezei semnalului datorată traversării troposferei

Folosirea metodelor diferenţiale

Defazajul orologiilor sateliţilor Eroarea în măsurarea timpului din partea orologiilor la bordul satelitului

Folosirea metodelor diferenţiale

Eroarea orologiului de la receptor Eroarea în măsurarea timpului de parcurgere al semnalului din partea receptorului

Este calculat şi eliminat folosind observaţiile a patru sateliţi

Receptor zgomotos Obstrucţii sau alte cauze locale Dificil de eliminat Starea de funcţionare a satelitului Erori cu privire la un satelit determinat

datorită proastei sale funcţionări Satelitul nu poate fi folosit

BIBLIOGRAFIE 1. Dima, N., Geodezie, Ed. Universitas, 2006. 2.Dima, N., Herbei O., Veres I., 1. Dima N., Geodezie, Ed. Universitas, 2006. 3. Grecea, C., Introducere în geodezia satelitară, Ed. Mirton, Timişoara, 1999. 4. Neuner, J., Sisteme de poziţionare globală, Ed. MatrixROM, Bucureşti, 2000.

.

39

ANALIZA COMPARATIVĂ A DEFORMAŢIILOR ÎN PROIECŢIILE STEREO70, GAUSS – KRUGER ŞI UTM

Herbei Octavian , prof.univ.dr.ing., Universitatea din Petroşani Herbei Mihai Valentin, drd.ing., Universitatea din Petroşani

ABSTRACT: In practice there are used a small number of projections; all there allow to know the deformations that intervene to crossing the elements from the sphere on the plan. Choosing the projections system is made depending on the size and shape of the area to be represented. So, for the middle areas (countries) whose shape is almost round, we use the stereographic projections, and for the big areas, as continents, it is impose to be used the transversal cylindrical projection Gauss-Kruger. The military and engineering necessities are satisfied by the conform projections, into the area surveying there have to be used the equivalent projections, and for the maritime and air navigation it is used the Mercator projection. In Romania there have been used in time the following projection systems:

In conic projection Bonne, on the Clarke spheroid , between 1916-1930 In stereographic projection, on the Hayford spheroid, between 1930-1951 In Gauss-Kruger projection, on the Krasowsky spheroid, between 1951-1970 In stereographic 70 projection, on the Krasowsky spheroid, starting with 1971.

For the military, in Romania it is used the UTM projection UTM (Universal Transverse Mercator).UTM is a variant of the Mercator projection which conserves the shapes, changes the areas (starting with Central Meridian) and distances. It is used for maps at scale of 1:250.000.

1. Proiecţia Stereografica 1970

a) Generalităţi

Sistemul de proiecţie “Stereografica 70”, oficializat şi introdus la noi în anul 1973, este în prezent generalizat şi obligatoriu. Ca regulă generală, toate ridicările trebuie încadrate în reţeaua geodezică naţională determinată pentru coordonatele plane în proiecţia stereografică 70 şi pentru cote în planul de referinţă Marea Neagră 75.

A fost folosită la întocmirea planurilor topografice de bază la scările 1:2.000, 1:5.000 şi 1:10.000, precum şi a hărţilor cadastrale la scara 1:50.000.

Fig. 1 Proiecţia stereograficã cu plan tangent şi plan secant

Elementele caracteristice proiecţiei Stereo70 sunt următoarele:

40

Ø utilizează elipsoidul Krasowski, orientat la Pulkovo, cu parametrii:

Ø semiaxa mare 000.6378245=a

Ø turtirea geometrică 3.298/if = Ø polul (centrul) proiecţiei Q0 are coordonatele

geografice următoare:

Ø latitudinea: nordB 00 46=

Ø longitudinea: GreenwichestL 00 25=

Ø ţara este reprezentată pe un singur plan, cu un singur cerc de deformaţie nulă, cu centrul în Q0 şi raza: kmR 7.201=

Ø sistemul de axe de coordonate plane rectangulare xOy are ca origine imaginea plană a polului de proiecţie, axa Ox este imaginea plana a meridianului de 250 şi are sensul pozitiv, iar axa Oy are sens negativ spre est.

Ø Coeficientul de reducere a scării pentru transformarea de coordonate din plan tangent în plan secant este următorul:

Ø 999750000.0)4000/1(1 =−=c Ø coeficientul de revenire la scara normală din plan

secant în plan tangent este următorul: Ø 000250063.1/1' == cc

b) Deformaţii în Proiecţia Stereografică 1970

Proiecţia stereografică este o proiecţie perspectivă, conformă, ce păstrează nealterată unghiurile şi deformează distanţele (Fig. 2).

Considerând o sferă a cărei rază R0 este egală cu media de curbură a elipsoidului la latitudinea B0=460, un punct oarecare , situat pe sferă, la distanţa L faţă de originea sistemului de axe de coordonate plane, are

distanţa zenitală 0R

Lz = astfel încât:

0

0 22

RLtgR=ρ

• Plan tangent

o Deformaţia totală a rezei vectoare

este:

40

5

20

3

12012 RL

RLL +=−ρ

o modulul de deformaţie liniară:

dLdm ρ

=

o deformaţia liniară relativă:

20

2

41

RmD tg

tgtg

ρ+=−= [cm / km]

În plan tangent toate deformaţiile sunt pozitive

• Plan secant o modulul de deformaţie liniară:

2204

)( tgtg Rccmcm ρ+==

o deformaţia liniară relativă:

)(4

1)1(1 2220

yxcR

cmD ++−=−= [cm/ km]

În concluzie, deformaţiile depind numai de distanţa ρ faţă de originea axelor şi în consecinţă izoliniile deformaţiilor sunt cercuri concentrice, cu centrul în originea sistemului xOy.

Dacă 07.201 <⇒< Dρ 07.201 =⇒= Dρ

07.201 >⇒> Dρ

41

-40

-20

0

20

40

60

80

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450

DISTANTA FATA DE Q [km]

DEF

OR

MA

TIA

[CM

/ K

M]

Fig. 2 Diagrama deformaţiilor în Proiecţia Stereo70

2. PROIECŢIA GAUSS – KRÜGER

a) Generalităţi

Această proiecţie a fost concepută în anii 1825-1830 de către matematicianul german Karl Friedrich Gauss, iar mai târziu, în anul 1912, Johannes Krüger a elaborat formulele necesare pentru trecerea coordonatelor punctelor de pe elipsoidul de rotaţie în planul de proiecţie.

În România proiecţia Gauss a fost introdusă în anul 1951, când s-a adoptat şi elipsoidul de referinţă Krasovski-1940. Sistemul de proiecţie s-a folosit la întocmirea planului topografic de bază la scara 1:10.000, a hărţii topografice de bază la scara 1:25.000, precum şi a hărţilor unitare la diferite scări, până în anul 1973.

Figura 3 – Proiecţia Gauss - Krüger

Se consideră elipsoidul de rotaţie ca formă matematică

a Pământului, iar pentru proiectare, suprafaţa interioară desfăşurată în plan a unui cilindru imaginar, tangent la un meridian, adică în poziţie transversală ( Fig.3);

Pentru reprezentarea unitară a elipsoidului terestru în planul de proiecţie au fost stabilite meridianele de tangenţă pentru întregul Glob, rezultând un număr de 60 de fuse geografice de câte 6° longitudine, începând cu meridianul de origine Greenwich;

Pentru proiectarea celor 60 de fuse se consideră elipsoidul înfăşurat în 60 de cilindri succesivi, în poziţie orizontală, unde fiecare cilindru este tangent la meridianul axial corespunzător fusului.

România este situată în fusul nr. 34, cu meridianul axial de 210 Est Greenwich şi în fusul nr. 35, cu meridianul axial de 270 Est Greenwich.

b) Deformaţii în Proiecţia Gauss - Kruger

Deformaţia liniară relativă se exprimă cu ajutorul formulei:

... 24R / L 2R / L D 4422 Gauss ++= [km/km]

unde: o D Gauss este deformaţia liniara relativă în

proiecţia Gauss; o R este raza medie de curbură în punctul

considerat; o y=(y-y 0 ) este distanţa punctului dat faţă de

meridianul axial. Se observa din această formulă şi din diagrama de mai

jos (Fig. 4) că în proiecţia Gauss deformaţiile liniare relative sunt pozitive şi direct proporţionale cu distanţa faţa de meridianul axial.

42

Deformatia in proiectia GAUSS - KRUGER

0.0 0.1 0.5 1.1 2.03.1

4.46.0

7.910.0

12.3

14.9

17.7

0.02.04.06.08.0

10.012.014.016.018.020.0

0 20 40 60 80 100 120 140

Distanta fata de meridianul axial

Defo

rmat

ia [c

m /

km ]

Deformatia

Fig. 4 Diagrama deformaţiilor în proiecţia Gauss-Kruger

3. PROIECŢIA UTM (UNIVERSAL

TRANSVERSAL MERCATOR)

a) Generalităţi

Această proiecţie este o variantă a proiecţiei Gauss - Krüger, utilizată în Statele Unite ale Americii şi în alte ţări, având o importanţă deosebită în ultimul timp şi pentru România datorită integrării în noile structuri politice şi militare.

Reprezentarea cartografică se face pe fuse de 6° longitudine, în intervalul delimitat de paralele de 80° latitudine sudică şi 84° latitudine nordică. Elipsoidul de referinţă adoptat pentru reprezentarea suprafeţei Pământului în planul proiecţiei este elipsoidul internaţional WGS – 84(Fig. 5), pentru care:

Semiaxa mare:: ma 000,6378137=

Turtirea geometrică: 257223563.298/1=f

Figura 5 – Proiecţia UTM

Cilindrul de proiecţie (Fig. 6) este modificat prin reducerea dimensiunilor sale eliptice si aducerea lui in secanta cu elipsoidul de - a lungul a 2 linii paralele cu meridianul central (axial). Aceasta înseamnă ca într-o zona de 6 grade exista doua linii de secanta situate la aproximativ 180 000 m E si V de meridianul axial. Pentru a evita folosirea coordonatelor negative, meridianului central 1 se atribute o valoare falsa a estului de 500 000 m E, aceasta conducând la valorile de 320 000m E si respectiv 680 000 m V pentru cele 2 linii de secanta.

43

Figura 6 – Cilindrul de proiecţie

1 - axul cilindrului situat in plan ecuatorial; 2 - meridianul axial; 3 - meridianele de secanta; 4 - meridianul de margine al fusului de 6 ; - raza de curbura a elipsei meridiane de latitudine φ - arcul de meridian β dintre 2 paralele φ1 şi φ2 Poziţia unui punct oarecare P' pe suprafaţa elipsoidului

de referinţa se determina prin coordonate elipsoidale sau geodezice.

Sistemul U.T.M. care foloseşte proiecţia Mercator se pretează la întreg globul terestru având avantajul ca reduce erorile de reprezentare in plan datorita introducerii unui factor de scara, care face ca deformările liniare de la marginea fusului proiectat in plan sa se reducă la jumătate.

Adoptându-se sistemul de reprezentare pe fuse de 6° longitudine, reprezentarea in plan este destul de fidela. Folosind proiecţia Mercator care, fiind o proiecţie conforma aceasta nedeformând unghiurile si modul u de deformare liniara fiind mici duce la o reprezentare precisa a întregului glob terestru. Un dezavantaj al reprezentării pe fuse duce la o îngreunare a calculelor in zona de vecinătate a fusului, dar in prezent acesta este insesizabila datorita introducerii tehnicii modeme de calcul.

c) Deformaţii în Proiecţia UTM

Deformaţia liniară relativa se exprimă cu ajutorul

formulei:

1-1) 24R / L

2R / k(L 1-1) k(D D44

2 2 GaussUTM

++

+=+=[km/km],

unde: o D UTM este deformaţia liniară relativă în

proiecţia UTM; o D Gauss este deformaţia liniară relativă în

proiecţia Gauss; o R este raza medie de curbură în punctul

considerat; o y=(y-y 0 ) este distanţa punctului dat faţă

de meridianul axial; o k este valoare care exprimă raportul

constant dintre distanţele din planul proiecţiei UTM şi cele din planul proiecţiei Gauss.

Folosind această formulă, pentru deformaţia liniară în

proiecţia UTM, se obţin valori care sunt direct proporţionale cu distanţa faţă de meridianul axial şi cresc începând de la valoarea negativă -40 cm/km (Fig. 7)

44

Deformatia in Proiectia UTM

-50.0

-40.0

-30.0

-20.0

-10.00.0

10.0

20.0

30.0

40.0

0 50 100 150 200 250 300

Distanta fata de meridianul axial [km]

Def

rom

atia

lini

ara

rela

tiva

[cm

/km

]

Defromatia

Fig.7 - Diagrama deformaţiilor liniare relative în proiecţia UTM

Deformatiile in Proiectia Gauss-Kruger si UTM

0

50

100

150

200

250

300

-60.0 -40.0 -20.0 0.0 20.0 40.0 60.0 80.0

Dis

tant

a fa

ta d

e m

erid

ianu

l axi

al

GAUSSUTM

Fig. 8 – Diagrama comparativa a deformaţiilor liniare relative în proiecţia GAUSS-KRUGER şi UTM

CONCLUZII

Proiecţiile cartografice urmăresc întotdeauna o reprezentare din punct de vedere calitativ asupra unor suprafeţe de pe suprafaţa elispoidului, în care deformaţiile vor trebui reduse sau eliminate definitiv.

Lucrarea de faţă analizează din punct de vedere comparativ, deformaţiile în proiecţiile Stero 70, Gauss – Kruger şi UTM, prezentând avantajele utilizării fiecărei proiecţii şi posibilităţile aplicării lor în ţara noatră

BIBLIOGRAFIE

1. Herbei, O., Cartografie matematică - Întocmirea si redactarea harţilor, Ed. Eurobit, Timişoara, 2002 2. Moca, V., Chirila C., - Cartografie matematică. Întocmire şi redactare hărţi. Suport de curs. 2002 3. Morosanu, B., - Deformaţiile liniare relative în sistemele de proiecţie Stereografic 1970, Gauss -Krüger, UTM şi comparaţii între acestea, 2007 4. Palamariu, M., Padure, I., Ortelecan M., - Cartografie şi cartonometrie , Editura Aeternitas, Alba Iulia, 2002

45

GRAZING INFLUENCES IN THE COMARNIC POIENI QUARRY ON MILK QUALITY PRODUCED BY CATTLE FROM THE AREA

Lorint Csaba, PhD.Eng., Petroşani University Buia Grigore, PhD.Eng., Petroşani University Radulescu Monica, PhD.Eng., Conestoga-Rovers & Associates,

ABSTRACT: During 1970-1980, in south western part of Sebeş Mountains were contoured 9 sectors with bauxites geological reserves. Between these, the Comarnic Poieni sector was the only open-pit exploited between 1978 – 1986. The quarry was closed in 1989 because the projected production could not be realized, because market request for bauxite and its quality were improper given the technologies from that time. The environmental impact is high especially because the area was declared “protected”, by including it in the Natural Park Grădiştea Muncelului Cioclovina in 2003. Unfortunately, the remediation actions were made only „on paper”, the reality from the field shows that the actions were insufficient and there are necessary supplementary reclamation actions for introducing the area in the natural circuit. In the ex-quarry and around it in the excavation areas and on the waste dump in certain periods of the year cattle are grazing and watering. The phenomenon happens in spring from April until May and in autumn from September until November. During summer the animals are in the mountains and during winter they are in the villages. Because the underground, the water and the plants from quarry area have high metal contents – possible hurtful, the authors of this research try to mark out if cattle grazing and watering influence the milk quality parameters. The milk samples were taken and analyzed in more stages with X Ray spectrophotometry* and the results were compared with a standard sample. SITE LOCALISE

Comarnic–Poieni quarry and waste dump are located in south-western part of Sebeş Mountains and after 2003 they were included it in the Natural Park Grădiştea Muncelului Cioclovina.

Figure 3. The site localise in the Natural Park Grădiştea Muncelului Cioclovina SITE CHARACTERIZATION

Geology and hydrogeology

Comarnic Poieni bauxites ore deposits is located in “Pânza Getică” of Meridional Carpath and is surrounded by mezzo metamorphic rocks (“Seria de Şebeş Lotru”) and sedimentary rocks (“Sedimentarul Bazinului Haţeg”) especially limestone, sandstone and clay. Lithological, the bauxites ore deposits are divided in 4 horizon. Chemically, the major component are: Al, Fe, Si and Ti (Al2O3=40,5294%; Fe2O3=27,5588%; SiO2=19,1371%; TiO2=2,3947%). Mineralogical were identify: boehmit (Al OOH): 40 – 63,8 %; hematite (Fe2O3): 20 – 27,7 %; goethite (Fe2O3 H2O): 0 – 9,3 %; anatase (TiO2): 0,9 – 3 %; kaolinite (Al4(OH)Si4O10): 3,4 – 76 %; dickite: 0 – 19,6 %. Also, muscovite (0 – 4,8 %), quartz (0 – 8,3 %), tourmaline, zirconium and calcite. Chemical composition of water and soil

The water and soil are contaminated with same chemical elements. The chemical composition of water and soil are presented in the table 1, 2 and 3.

46

Element Value W3 [mg/l] NTPA 001/2002

H2O 999000 - Si 97,3 - Al 121 - Ca 31,0 - Fe 30,9 5,0 Cu 22,2 0,1 Ni 6,36 0,5 Zn 5,7 0,5 Pd 29,7 - Hf 20,5 - pH 6,59 6,5-8,5

Element Value W4 [mg/l] NTPA 001/2002 H2O 999500 -

Si 35,0 -

P 490,0 1,0 (2,0) Ca 169,0 - Fe 27,5 5,0 Mn 11,0 1,0 Cu 9,8 0,1 Ni 6,7 0,5 Zn 0,87 0,5 pH 6,70 6,5-8,5

Value Element MU

W1 W2 NTPA 001/2002

pH pH 6,28 6,37 6,5-8,5 NH4+ mg/dm3 1,20 0,9 2,0 (3,0) NO2 mg/dm3 0,010 0,025 1 (2)

SO42- mg/dm3 0,00 0,00 600 P mg/dm3 0,00 0,00 1,0 (2,0)

SiO2 mg/dm3 0,00 0,00 - Al mg/dm3 51,06 11,70 - C µS 219 366 - E mV 43,5 40,7 -

Table 1-3. Chemical composition of water and soil in quarry and waste dump ANALYTICAL RESULTS

In the ex-quarry and around it in the excavation areas and on the waste dump in certain periods of the year cattle are grazing and watering. The phenomenon happens in spring from April until May and in autumn from September until November (Stage II). In this period the cattle eat and drink contaminated food and water. During summer the animals stay in the mountains and during winter they remain in the villages (Stage I) and eat and drink uncontaminated food and water.

Figure 4. Cattles grazing and watering in the ex-quarry and on the waste dump

Value [mg/kg] Element

Quarry soil Waste dump soil

Si 135000,00 144500,00 O 434000,00 441900,00 Al 205000,00 210000,00 Fe 198000,00 177000,00 Ti 11500,00 13500,00 K 4760,00 2310,00

Mn 3880,00 1400,00 Ca 1440,00 1320,00 Mg 839,00 889,00 Y 227,00 749,00 Zr 1130,00 730,00 P 365,00 707,00 Ni 417,00 546,00 Sr 813,00 427,00 Nd 0,00 405,00 Na 508,00 318,00 La 0,00 315,00 Pr 0,00 278,00 V 237,00 270,00 Ce 0,00 256,00 Cr 465,00 256,00 Tb 131,00 246,00 As 0,00 195,00 Pb 238,00 159,00 Zn 218,00 159,00 Cu 163,00 134,00 Yb 0,00 115,00 Pt 0,00 91,10 Co 116,00 77,10 S 15,00 74,00

Nb 0,00 53,60 Lu 0,00 505,00 Sc 0,00 50,00 Ga 88,70 45,10 Se 29,00 0,00 Er 236,00 0,00 Os 90,60 0,00

Total 999906 999980

47

Therefore, we try to prove if the cattle grassing and watering in quarry and waste dump influence the milk chemical quality.

The results obtained in more stages (Stage I and Stage II) with X Ray spectrophotometry are presented in the table 4 – figure 5 and reported to standard sample.

No. Element Normal limits [mg/l]

Standard sample [mg/l]

Sample 1 (P.D.) [mg/l]

Sample 2 (V.M.) [mg/l]

Sample 3 (C.A.) [mg/l]

Sample 4 (D.M.) [mg/l]

1 H2O - 994000 993000 994000 993000 994000 993000 994000 992000 2 Si - 37 47,9 29,8 41,5 31,5 33,9 33,8 99,1 3 Na 0,2* 398 236 320 264 250 632 330 445 4 Mg - 81,1 103 117 93 96,6 97,3 98,9 126 5 P - 1230 1350 1380 1440 1290 1380 1270 1480 6 S - 276 390 373 346 327 361 291 346 7 Cl - 1130 1130 97,2 1020 958 1680 1040 1500 8 K - 1530 1620 1630 1890 1930 1540 1690 1650 9 Ca - 1320 1570 1530 1440 1920 1460 1310 1850

10 Cr 0,05* 12,1 12,2 12,6 25,2 23,5 19,1 21,3 0 11 Co - 0 9,18 8,37 0 0 0 0 0 12 Ni 0,02* 10,6 6,39 6,89 0 0 0 0 9,48 13 Cu 0,5* 16,8 15,1 14,5 19 16,1 19,5 16 11,6 14 Zn 5* 0 5,17 9,2 0 0 0 0 0,409 15 Mn 0,05** 15,8 0 12,9 0 0 11,8 0 0 16 Br - 15,4 0 0 0 0 0 0 0 18 Fe 0,2 * 19,8 28,5 183 26,1 33,9 23,9 22,5 30,1 17 Al 0,2 * 0 0 23,8 0 16 0 26,9 40,6 19 SUM 100,00 1000000 999500 999700 999600 1000800 1000200 1000100 20 pH 6,4- 6,7 6,658 5,383 6,478 6,475 6,598 6,633 6,615 6,642

Mis

sing

dat

a

Table 4. Chemical composition of milk analyzed in more stages and collected after quarry grassing and watering (Stage II), compared with villages and mountain grassing and watering (Stage I) and standard sample CONCLUSION

Comparing the results we can see the fact that the parameters values determined after the “quarry grazing period” (Stage II) are higher than the results obtained in the winter period when the cattle eat and drink uncontaminated food and water (Stage I). In both cases the results are higher than the standard sample.

As a conclusion we can say that the cattle grazing and watering in the quarry and waste dump influence the milk quality and in this way can influence the health status of the consumers.

PROPOSER For more credibility of this research, the

obtained results must be corroborated with medical statistic from area, to demonstrate possible causality between feeding and the health status of consumers. Unfortunately, the medical statistics are poor regarding this subject. REFERENCES 1. Buia Grigore, Rădulescu Monica – Geologie medicală, Editura Universitas,Petroşani, 1999; 2. Lorinţ Csaba – Study of bauxite deposits from south-west Sebeş Mountains towards including this area into “Gradistea Muncelului Cioclovina” National Park, PhD Thesis, 2008.

48

Figure 5. Graphic representation of chemical milk contents in two stages relative to standards sample

49

OPTIMIZING THE EVIDENCE OF CADASTRE AND LAND BOOK RECORDS Oprea Luciana, assistant lecturer eng., PhD. stud., „1 Decembrie 1918” University of Alba Iulia ABSTRACT: Since the earliest times, people have needed to create records of different information regarding the activities considered to be of maximum importance. In the beginning, this record was related to every family; as society became more and more developed, information was kept at a central level. Man’s most emphasized good was his land, this being of special interest not for the land owners, but for the state organization in order to collect taxes, reason for which, through the present paper, the author would like to present both the evolution and the present information level of the cadastre and Land book operations. INTRODUCTION

General cadastre is the unitary and compulsory system of technical, economic and judicial record, through which identification, registration and representations on maps and cadastre plans of the lands, as well as of the other real estate are done, regardless of their destination and owner1.

The land book2 is an official and public register that describes the real estate and refers to showing the real rights, the object of which these goods are, as well as the personal rights, facts or other judicial reports related to these, but only in the special cases foreseen by the law. It constitutes the main idea of the judicial reports through which real rights are constituted, transmitted, modified or deleted, having the task of giving complete and certain information on the legal conditions regarding this real estate. This information refers to individualizing the real estate and its contents, to the physical or judicial person’s identity, who have the right to exert a right on the good, to the title the right is based on, to some limitations of exerting the right due to the owner’s personal situation, to the charges encumbering the title to achieve, etc.

A SHORT HISTORY REGARDING THE EVOLUTION OF CADASTRE AND LAND BOOKS

The land books were introduced for the first time in Austria, at the order of Emperor Joseph II. They were meant to situate the land tax on real topographic bases, which constituted the main income of the Austrian empire at the time3, and afterwards in some other European countries as well. At present, this land registration system is applied in Austria, Germany,

1 Law no. 7 from March 13, 1996 of cadastre and land registration, published in the Official Gazette, no. 61 in March 26, 1996; 2 Cucu, C. – The cadastre and land registration law, Comments and explanations, All Beck Publishing House, Bucharest, 2005; 3 The territories of Transylvania and Hungary were measured in just 3 years and a half, indicating the topographic names of all the lots, paper that the creation of land books are based on;

Switzerland, Hungary, The Czech Republic, Slovakia, the former Yugoslavia, in some territories in Poland, Italy, in the interwar period in England, and partially in the British colonies.

On the territory of our country, the land books were gradually introduced in Transylvania and Bukovina, as it follows:

- 1794 – in the former bordering regions; - 1855 – in the territories where the Hungarian

right is applied; - 1870 – in the territories subjected to the Austrian

civil Code, including Bukovina. The land books in Transylvania were regulated by

the Austrian legislation in some towns and by the Hungarian legislation in others.

Considering the advantages of this system, it was foreseen that the land books should be introduced on the whole territory of Romania, the land books being created and numbered according to each village, town and city. The land books regarding the real estate in the same village, town or city form the land registry of that administrative unit. If a commune is formed of two or more villages, the land books are numbered for each village, each one having its own registry.

The evolution of the cadastre activity in Romania has known a series of stages marked by the historical and political evolution of the country:

- The pioneering stage of cadastre in the Romanian regions, stage in which the cadastre activities, together with the land books, started in 1794 in one Romanian area according to the system used in the former Austrian-Hungarian empire;

- The stage after World War I (1919 - 1933), when the cadastre activity was limited to measuring the estates and parcelling them for the ownership titles that were attributed after World War I;

- The beginning stage of the modern cadastre and of the unity of the Land books (1933-1955), given by Law 23/1933, regarding the organization of a general cadastre and a modern land registration;

- The stage of land records and land book, which starts in 1955, with the issuance of Decree no.

50

280/1955 and the Government Decision no. 1240/1955, regarding the organization and execution of “the land record”, aiming at merging the agricultural fields for the collective agriculture;

- The modern stage of the cadastre works, stage in which all the staff of the cadastre units were involved in applying the Law no. 18/1991, regarding the retrocession of the estates.

OPTIMIZING THE CHECK-UP AND ACCEPTING DELIVERY OF LAND REGISTER DOCUMENTS

In the process of preparing the documents for special

papers in the field of cadastre, we need to get some standard files for storing the information in the estate chart and for storing the coordinates according to the outline of the estate.

The modules of the “GENERARE CP 1.0.17” application facilitate receiving these files in a standard format, which should allow their storing and validation

by the inspectors of the Cadastre and Land Registration Offices.

The GenerareCP.msi application is for the physical/judicial persons authorized to execute special works in the field of cadastre in Romania.

These files obtained through the present application have to be handed in to the Cadastre and Land Registration Offices, together with the documents prepared for the real estates, whose owners requested that cadastre work should be done.

The application allows the introduction of the cadastre information regarding the land and constructions in a window programme conceived for this purpose, but it also allows saving them in the same file with their coordinates, necessary for their import into the cadastre database by the Cadastre and Land Registration Offices.

As the chart of the estate item is separately created for lands and apartments, the application offers the possibility to select the type of land the chart is made for: apartment or land.

A chart filled in correctly is shown in the figure below.

Fig. 1 The estate item chart filled in completely for a construction land

THE MANAGEMENT OF THE CADASTRE AND LAND REGISTRATION SERVICES IN ROMANIA – “E-TERRA”

The “Registry” (RGI) module is one of the three

main modules of the integrated Cadastre and Land Registration “e-Terra” System, the purpose of which is to computerize, automate and optimize the registration

flow of applications in the Cadastre and Land Registration offices.

By the Registry module, a management of the applications addressed for supplying cadastre and land registration is accomplished. The applications that are introduced in the system receive a number and a registration date, and their resolutions are further observed in the system.

51

The RGI module implies the following process: - attestation; - application registration; - establishing the date when then they can be

resolved; - allocating applications so that they can be

resolved; - reallocating applications; - establishing unavailability intervals; - fill-in paper; - searching; - resolving/finding solutions; - analysing the application after the solution has

been found; - administration; - generating Registry reports.

The special staff of the National Agency of Cadastre and Land Registration, respectively the ones of the Cadastre and Land registration Offices that participate in the RGI module are as it follows:

- Public Relations Advisor; - Assistant registration officer; - Registration officer; - Chief Registration officer - Inspector; - Chief Engineer; - System administrator.

The main menu of the RGI application has the following submenus:

- registration: allows the introduction of the data related to a certain application and saving them in the database; - searching: allows searching for the applications

that respect certain criteria;

- finding multiple solutions (assistants): allows finding solutions for more applications at the same time (only for registry assistants);

- reallocating LB; - reallocating CAD; - processing: allows observing the applications

after a solution has been found or filling in papers.

What is very important is the fact that the application offers security on an access level; thus, the submenus are active (available) for users, according to the rights established for the type of function it has.

Searching for information can be done according to one or more searching criteria:

- the number of criteria; - the time when the application was introduced; - the person who applied; - the solicitor; - authorization; - the Land Book Office list; - the land arrangement unit; - the position of the person to whom the

application was given; - the people hired in Cadastre and Land Book

Office; - the number of the land book; - the state of the application (the solutions of

which have been found at the beginning of the search, with an exceeded term).

After one or more searching criteria have been selected, the “Search” button should be pressed. For a new search the “Delete filter” should be pressed.

Fig. 2 Searching information regarding the cadastre documents filed in

52

THE MANAGEMENT OF THE LAND BOOK OPERATIONS – THE “SIGCF” APPLICATION

The ANCPI application elaborated by National

Agency of Cadastre and Land Registration (ANCPI)

represents an information system, with the help of which the existent documents in the archive will be analysed.

Fig. 3 The main screen of the ANCPI application In order to use the ANCPI application, the user has

to access the specific connection in order to download the main page of the application. The first thing the user

has to do is to authenticate himself by a “User” and a “Password”.

Fig. 4 Logging in the application

53

After the user has successfully managed to log in, the application will show the main page of the application, as well as the working methods:

- The “Issuance of the Land book” Module; - The “Return of the Land book” Module; - The “Asking for LB Transfer” Module; - The “LB Transfer” Module; - The “List of Land books” Module;

- The “Printing LB Labels” Module; - The “Confirming the LB Labelling” Module.

The “Search” command allows looking for the land books according to certain criteria. This operation is achieved after the corresponding criteria for the land

books have been introduced and the button , positioned in the upper side of the screen, is pressed.

Fig. 5 Searching criteria for the Land book

THE ADVANTAGES OF USING INFORMATION TECHNOLOGY FOR LAND BOOK RECORDS

The advantages of using information technology for

land book records, respectively the implementation of a modern information system, will lead to:

- increased economic efficiency due to the rapidity with which the introduction, storage and operation of the intervening changes are done, including their visualization and printing;

- reducing the time while waiting for the land book extracts;

- the safety of the operations; - creating a real tax basis; - facilitating the application of the land laws; - supplying statistic data.

CONCLUSIONS AND SUGGESTIONS

Approaching this subject is based on the daily

practice, aiming at improving the system of territorial observation of the real estate and of the operational rapidity.

In this context, the possibility of increasing the capacity of resolving the applications handed in at the Cadastre and Land Registration Offices is under study, applications that refer to issuing land book excerpts, as well as registering the real rights regarding real estate and last but not least registering the extra-tabulation rights, which has remained behind compared to the practical needs of the Romanian society.

The suggestions aim at increasing the quality and, at the same time, the reliability of the judicial – cadastre observation system in order to try to create a new specific database. This quality increase can be done among the institutions involved in the territorial activity, in order to eliminate the constant deficiencies in creating, administrating and the present database.

This will facilitate the population’s access to the desired information and it will determine a fluency of the activities of the Land book services regarding the release of the Land book excerpts as the potential beneficiaries of these services will be able to ask for the

data they want and to get the land book excerpts in a relatively short time in order to prepare the special documents.

These requests resulted as a consequence to the detailed analysis of the present old land book observation system, a system that does not correspond in the context of the new geopolitical order in which Romania is situated, this paper being used by the specialists in the field at the Land book situation record for any administrative territory in the process of maintaining and updating them.

As a conclusion, we can mention the fact that by forming an optimized database for the Land book, it will have an impact that could be noticed due to the complexity of the approached field and of the directions that want to be developed, as well as of the computerized void in this field.

BIBLIOGRAPHY

1. Boş, N. - Cartea funciară şi expertiza tehnică topo – cadastrală, All Beck Publishing, Bucharest, 2003. 2. Chelaru, E. - Drept civil – Drepturi reale principale, C. H. Beck Publishing, Bucharest, 2006. 3. Cucu, C. - Legislaţia cadastrului şi a publicităţii imobiliare, Comentarii şi explicaţii, All Beck Publishing, Bucharest, 2005. 4. Drăgoi, A. - Elemente de drept civil, drept funciar şi publicitate imobiliară, Aeternitas Publishing, Alba Iulia, 2004. 5. Miclea, M. - Cadastrul şi cartea funciară, All Publishing, Bucharest, 1995. 6.Oprea, L. - Posibilităţi de evidenţă informatizată a Cărţii Funciare, RevCAD Journal, issue 6 , Aeternitas Publishing, Alba Iulia, 2006. 7. Oprea, L. - Evoluţia sistemului de înregistrare funciară a imobilelor şi direcţii de dezvoltare, Universitaria Simpro, Topografie şi cadastru, Universitas Publishing, Petroşani, 2006. 8. Oprea, L. - Juridical Inventory of Real Estate in European Countries, 6th International Conference of PhD Students, “LAW” volume, University of Miskolc, Hungary, 2007.

54

9. Oprea, L. - The Juridical Situation of the Real Estates in Romania, 6th International Conference of PhD Students, “LAW” volume, University of Miskolc, Hungary, 2007. 10. Oprea, L. - Cadastre – project guidelines, Series Didactica, University “1 Decembrie 1918” Alba Iulia, 2008. 11. Oprea, L. - Analysis of techniques and technologies used in land registration problems, Research report for the preparation of the Ph.D. Thesis, University of Petroşani, 2007. 12. Oprea, L. - Ways of using automation and optimization methods in cadastre, Research report for the preparation of the Ph.D. Thesis, University of Petroşani, 2008. 13. Oprea, L. - Specific database design and creation, Research report for the preparation of the Ph.D. Thesis, University of Petroşani, 2008.

14. Rotaru, M.; Anculete, GH. - Sistemul cadastral şi regimul funciar din România, Tehnical Publishing, Bucharest, 1996. 15. *** - The Civil Code, All Beck Publishing, Bucharest, 2002. 16. *** - Decree-Law no. 115 of April 27, 1938 for the unification of dispositions regarding land books, published in the Official Gazette no. 95 of April 27, 1938. 17. *** - Order no. 634 of October 13, 2006 for the approval of the Regulations regarding the content and method of designing cadastre specifications in order to be register them in the land book, published in the Official Gazette no. 1048 of 29/12/2006. 18. *** - Law no. 7 of March 13, 1996 the law of cadastre and land registration, published in the Official Gazette no. 61 of March 26, 1996. 19. *** - GenerareCP_1[1].0.17 – User’s Guide; 20. *** - www.ancpi.ro.

55

STUDIUL CAUZELOR CARE AU DETERMINAT APARIŢIA SUPRALĂRGIRILOR LA EXECUTAREA ADUCŢIUNII PRINCIPALE DIN CADRUL AHE A RÂULUI JIU

Semen Constantin, prof.univ.dr.ing., Universitatea din Petroşani

ABSTRACT: The objective of this study is to identify end evaluate different causes that leaded to the apparition of superwidening when we finish the subways excavations at Hidro Power to realise our objective we adopted specific ways of resurch like the analysis of geology structure of the area, the blasting patten, the surfaces that have been superdislocked where evaluate with the prelucration of topographic measurament in corelation with the rocks characteristic. On this base we identify two group of causes (tehnological nature and geotehnical nature), causes depended or independed of the tipe of the rock characteristical. The prelucration of the data base obtain in masuraments allowed us to fix the relationship between the value of the superwidening and the rock characteristic.

1. INTRODUCERE

Realizarea a 14 km din aducţiunea principală Livezeni-Bumbeşti a pus în evidenţă apariţia supralărgirilor ce va conduce la un consum suplimentar de beton. Studiul a avut ca obiectiv identificarea cauzelor ce au condus la apariţia supralărgirilor, evaluarea ponderii acestor cauze – cauze tehnice, tehnologice, erori umane, naturale, constituind baza suplimentării cheltuielilor aferente susţinerii definitive. Pentru a răspunde obiectivului, lucrarea analizează cadrul geologic regional al amenajării hidroenergetice, încadrarea rocilor străbătute în clasificarea geomecanică în raport cu indicii geotehnici, analiza monografiilor de împuşcare utilizate pe diferite locaţii în concordanţă cu particularităţile rocilor, evaluarea volumului de supraprofile pe locaţii şi categorii de roci şi pe această bază identificarea cauzelor care au condus la apariţia supraprofilelor, respectiv ponderile acestora în supralărgirea totală.

2. CADRUL GEOLOGIC REGIONAL AL

AMENAJĂRII HIDROENERGETICE Aducţiunea principală din cadrul AHE a râului Jiu,

sector Livezeni-Bumbeşti străbate din punct de vedere geografic versantul sudic al munţilor Vâlcan reprezentat, din punct de vedere petrografic, prin şisturi cristaline generate de cicluri geotectonice prehercinice şi hercinice, precum şi prin granitoide prehercinice (fig.1).

În Autohtonul Danubian şisturile cristaline au o largă răspândire şi s-au format în condiţiile unui metamorfism regional de geosinclinal de grad mediu şi scăzut, fapt ce a determinat clasificarea – în funcţie de gradul de metamorfizare în două grupe:

- şisturi cristaline mezometamorfice – metamorfism de grad mediu reprezentat de seria de Drăgşani şi de Lainici-Păiuş;

- şisturi cristaline epimetamorfice – metamorfism de grad scăzut – reprezentat prin seria de Rafaila.

Rocile magmatice interceptate de amenajarea hidrotehnică sunt reprezentate prin granitoide prehercinice de tip Suşiţa.

Fig.1 Structura geologică Bumbeşti-Livezeni

Seria de Drăgşani – considerată ca o formaţiune

vulcanogen-sedimentară prezintă o mare diversitate de roci – amfibolite, hornblendite, amfibolite rubanate,

gnaise amfibolitice, paragnaise, şisturi amfibolitice şi calcare cristaline. Acest complex de roci formează în cadrul seriei un orizont inferior, deoarece la partea

56

superioară apare o serie clastică reprezentată de şisturi sericito-cloritoase, şisturi clarito-cuarţoase, şisturi sericito-grafitoase, şisturi grafitoase.

Seria Lainici-Păiuş include o gamă largă de metamorfite – reprezentând formaţiuni vulcanogene metamorfozate în condiţiile faciesului amfibolitic şi prezenţei intruziunilor de granitoide din vecinătate, remarcându-se prin paragnaise, micaşisturi, şisturi cuarţitice, cuarţite cu biotit, cuarţite feldspatice, calcare şi dolomite cristaline, incluziuni de şisturi grafitoase.

Seria de Rafaila reprezintă roci sedimentare slab metamorfozate identificându-se ca tipuri petrografice metaconglomerate ca grafit, metapelite, metapsamite, şisturi grafitoase cu cloritoid, şisturi grafitoase, intercalaţii de calcare.

Rocile magmatice străbătute de amenajarea hidrotehnică ocupă suprafeţe mari şi sunt reprezentate

prin seria de Şuşiţa granite normale, granite porfirice, granodiorite şi diorite montifere.

Structura geologică aferentă masivului Vâlcan este caraterizată de o tectonică complexă, plicativă şi rupturală, falii normale şi inverse. Mai importante şi numeroase sunt faliile inverse ce compartimentează formaţiunile în blocuri. Pe planul de falie rocile sunt puternic frământate, falii ce afectează în special seria de Lainici-Păiuş, precum şi contactul tectonic dintre seria de Drăgşani şi seria de Lainici-Păiuş.

În funcţie de caracteristicile fizico-mecanice, de gradul lor de fisurare şi de alterare, în proiectul ISPH privind amenajarea hidroenergetică a râului Jiu se apreciază existenţa a 5 clase de roci (tabelul 1).

Clasificarea geomecanică a masivului de rocă Tabelul 1

Categoria de rocă

RMR E·103 [daN/cm2]

Q F Roci reprezentative

A (FF) > 80 > 60 > 20 > 8 granitoide, cuarţite micacee

B (T) 40 - 80 40 – 50 10 – 20 6 – 8 gnaise, şisturi cristaline C (ST) 20 – 40 20 – 30 1 – 10 4 – 6 amfibolite D (M) 10 – 20 10 – 20 0,05 – 1 2 – 4 şisturi clorito-feldspatice Ds (FM) <10 < 10 < 0,05 1 şisturi grafitoase, sericito-

cloritoase puternic tectonizate

3. ANALIZA MONOGRAFIILOR DE ÎMPUŞCARE UTILIZATE

În vederea identificării cauzelor care au condus la

apariţia supralărgirilor s-au analizat monografiile de împuşcare utilizate, luând în considerare următoarele aspecte:

- tipul de exploziv utilizat; - valoarea parametrilor de perforare împuşcare

(consum specific de exploziv, număr de găuri, cantitatea totală de exploziv şi pe gaura de mină) în corelare cu particularităţile rocilor:

- amplasarea găurilor de mină; - mijloace de iniţiere utilizate şi ordinea de aprindere

a încărcăturilor; - modul de aplicare a monografiilor de împuşcare

proiectate. Analiza monografiilor de împuşcare s-a efectuat

pentru fiecare locaţie respectiv Murga Mică, Dumitra, Valea Rea, Bratcu, deoarece categoria de rocă şi mărimea secţiunii transversale a lucrării sunt diferite.

O primă constatare este faptul că s-au elaborat monografii specifice fiecărei locaţii prin participarea specialiştilor de la firmele Austin Powder – Austria, UEE Spania precum şi din cadrul Universităţii din Petroşani, cu utilizarea diferitelor tipuri de explozivi, mijloace de iniţiere, cantităţi de exploziv în corelare cu particularităţile rocilor.

Prin monografiile de împuşcare proiectate şi utilizate se realizează consumuri specifice de explozivi

diferenţiate pe categorii de roci, un număr raţional al găurilor de mină, o amplasare şi o ordine de aprindere corectă.

Parametrii specifici monografiilor de împuşcare pe categorii de roci şi locaţii sunt prezentaţi în tabelul 2, iar amplasarea găurilor de mină în figura 2.

Fig. 2 Amplasarea găurilor de mină pentru roci

foarte tari

Analiza datelor prezentate în tabelul 2 pune în evidenţă următoarele aspecte:

57

- tipul explozivului şi mijloacelor de iniţiere utilizate este corect ales;

- parametrii monografiilor de împuşcare sunt elaboraţi în concordanţă cu caracteristicile explozivilor, cu secţiunea lucrării miniere şi cu particularităţile rocilor;

- amplasarea găurilor de mină şi ordinea de aprindere sunt corect întocmite;

- din urmărirea modului de aplicare a monografiilor de împuşcare proiectate sub aspectul respectării lungimii găurilor, a numărului de găuri în raport cu rolul lor în procesul de dislocare, a distanţei dintre găuri, a cantităţii de exploziv totală şi pe gaura de mină rezultă că acestea sunt aplicate corect.

Toate acestea conduc la concluzia că nu monografia de împuşcare – prin proiectare sau aplicare, reprezintă cauza apariţiei supralărgirilor.

Parametrii specifici monografiilor de împuşcare utilizate Tabelul nr.2

Valoare pentru diferite locaţii şi categorii de roci Murga Mică Dumitra Valea Rea Bratcu Parametrii UM

A B C A B C D-Ds A B C D A B C D Secţiunea în

săpare m2 18,4 18,4 18,4 20,09 20,09 20,09 20,09 19,92 19,92 19,92 19,92 19,9 19,9 19,9 19,9

Lungimea de gaură m 2,2 2,2 2,2 2,3 2,3 2,3 1,5-1,8 3 3 2 1,6 3 3 2 1,5

Exploziv utilizat - Goma 2 ECO Goma 2 ECO Goma 2 ECO

Riocord 100-contur Goma 2 ECO

Riocord 100-contur

Capse utilizate - Riodet I CEP – 0,5 cu

Riodet I CEP – 0,5 cu

Riodet I CEP – 0,5 cu

Riodet I CEP – 0,5 cu

Număr total de găuri, din care: - de sâmbure - ajutătoare - supravatră - vatră - conturare

buc. buc. buc. buc. buc. buc.

65 12 19 5 8 21

53 6 16 4 7 20

47 6 12 3 6 20

65 9

19 5 9

21

52 6

15 4 7

20

43 6

11 4 6

16

28-35

4 11 4 5

11

67 12 21 6 8 20

52 6 15 4 7 20

43 6 11 4 6 16

32-40

4 11 4 5 11

68 12 21 6 8

21

55 6

18 4 7

20

43 6

11 4 6

16

37 6 11 4 5 11

Cantitate de exploziv kg 72 60 43 65 55 40 Q30 87 62 52 42 120 93 72 35

Consum specific de exploziv

kg/m3 1,8 1,5 1,1 1,5 1,2 0,9 0,7 1,5 1,1 0,9 0,7 2 1,6 1,4 1,1

Salt realizat m 2 2 2 2 2 2 1,2-1,5 2,5 2,5 1,7 1,2 2,5 2,5 1,7 1,2

4. EVALUAREA VOLUMELOR DE SUPRAPROFILE LA EXECUTAREA ADUCŢIUNILOR DIN CADRUL AHE A RÂULUI JIU

Evaluarea volumelor de supraprofile rezultat la

efectuarea lucrărilor de împuşcare a avut la bază măsurătorile topografice efectuate de cele 3 şantiere care participă la realizarea aducţiunii principale. Măsurătorile topografice efectuate după fiecare împuşcare au avut ca obiectiv stabilirea diferitelor distanţe R1, R2 ..... în raport cu un punct fix, relaţia de calcul a suprafeţei rezultate în urma împuşcării fiind:

87621

2

r R2

RRRR2RS

++++

ω⋅π= (m2) (1)

Unde:

2RRRR

R 7621m r

+++= (m) (2)

Prelucrarea măsurătorilor topografice a permis

determinarea suprafeţei excavate, iar prin comparaţie cu profilul teoretic, sau cu profilul teoretic + 10 cm se determină valoarea supraprofilelor, astfel:

10TR SSS +−=∆ (3) - dacă ΔS<0 rezultă subprofile, care pot fi în anumite

limite acceptabile, respectiv S∆ < 2 m2; - dacă ΔS>0 rezultă supraprofile. Pentru fiecare staţie de urmărire topografică s-au

trasat profile transversale, obţinând toate elementele de calcul (fig.3).

Evaluarea supraprofilelor s-a efectuat pentru cele 4 locaţii (Murga Mică, Dumitra, Bratcu, Valea Rea) aval şi amonte cu luarea în considerare a categoriei de rocă.

Valoarea medie a supraprofilelor realizate pe locaţii şi categorii de roci (Sm) este:

∑∑ ⋅

=i

iim L

LsS (m2) (4)

si – suprafaţa de supraprofil în staţia topografică i; Li – distanţa dintre staţiile topografice. Pentru fiecare locaţie s-a determinat suprafaţa

supraprofilelor front aval şi amonte, pe baza căreia s-a întocmit situaţia centralizatoare a supraprofilelor pe categorii de roci şi locaţii (tabelul 3).

58

Fig. 3 Profile topografice transversale

Situaţia centralizatoare a supraprofilelor pe categorii de roci şi locaţii Tabelul 3

Murga Mică Dumitra Valea Rea Bratcu Aval Amonte Aval Amonte Aval Amonte Aval Amonte

Locaţia

Categoria de rocă m2 cm m2 cm m2 cm m2 cm m2 cm m2 cm m2 cm m2 cm

A 0,5 13,6 0,54 13,5 0,43 11,1 0,60 14,6 0,54 12,4 - - - - - - B 1,16 17,9 1,28 8,3 1,04 17,3 1,15 16,9 1,14 16,7 1,15 16,7 1,08 16,3 1,58 19 C - - - - 1,52 18,8 1,51 18,8 1,37 18 1,89 21 1,58 19,2 1,80 20,5 D - - - - 2,24 21,5 - - - - 2,48 24,3 - - 2,46 24,2 Ds - - - - 3,86 28,9 3,08 24,5 - - - - - - 3,31 28,9

Procesul de dislocare a rocilor – un proces complex,

este influenţat de un număr mare de factori, grupaţi în trei categorii:

- factori naturali reprezentaţi de tipul rocilor, caracteristicile mecanice ale acestora, gradul de compactitate şi de fisurare, existenţa planelor de şistuozitate şi orientarea acestora faţă de lucrare – transversal, diagonal sau direcţional;

- factori tehnici reprezentaţi prin tipul explozivului, calitatea acestuia exprimată prin parametrii termodinamici, cantitatea de exploziv totală şi pe gaura de mină, schema de amplasare a găurilor de mină, ordinea de aprindere a încărcăturilor;

- factori tehnologici reprezentaţi de tipul utilajului de perforare, gradul de manevrabilitate a braţelor, corectitudinea respectării monografiei de împuşcare elaborată, respectarea cantităţii de exploziv şi a ordinii de aprindere.

5. IDENTIFICAREA CAUZELOR CARE AU

CONDUS LA APARIŢIA SUPRAPRO-FILELOR ŞI PONDEREA ACESTORA

Pentru identificarea cauzelor generatoare de

supraprofile s-a analizat structura geologică a rocilor străbătute, monografiile de împuşcare utilizate,

urmărirea modului de aplicare a acestora, s-a analizat în detaliu procesul tehnologic, toate acestea conducând la identificarea a 2 grupe de cauze:

1. Cauze de natură tehnologică determinate de:

limitele tehnologice ale utilajului de perforare; îndemânarea operatorului – factorul uman; tehnologia împuşcării.

2. Cauze de natură geotehnică

5.1.1. Cauze de natură tehnologică Această grupă de cauze sunt determinate în principal

de limitele tehnologice ale utilajului de perforare, respectiv de gradul de manevrabilitate al braţelor de perforare. În toate locaţiile se utilizează instalaţii electrohidraulice de perforare TAMROCKAXERA sau ATLAS COPCO, utilaje fiabile şi performante ce realizează viteze apreciabile de perforare. Realizarea unei bune conturări presupune amplasarea găurilor la o distanţă de 10 cm în interiorul frontului de lucru, iar talpa găurii de mină să fie la 10 cm în exteriorul conturului, ceea ce înseamnă un unghi de înclinare de 4o, direcţia numită de constructor „teoretică”.

Practic însă acest unghi nu se poate realiza deoarece gradul de manevrabilitate al braţelor determină o ieşire

59

în exterior de 200-250 mm, unghiul minim realizat este de 7o, direcţie „reală”. În aceste condiţii supraprofilul realizat de unghiul minim de poziţionare este estimat la 0,42 m2 faţă de conturul admisibil.

5.1.2. Cauze generate de factorul uman Urmărirea pe contur a tălpii găurii de mină (a

pixelor) pune în evidenţă că local se înregistrează ieşiri mai mari spre exterior faţă de conturul admisibil, unghiul de înclinare fiind mai mare de 7o, fenomen înregistrat la aproximativ 10 % din perimetrul lucrării. Aceste ieşiri spre exterior estimate la 250-300 mm sunt explicate prin faptul că operatorul este la 8 m faţă de front, iar în condiţiile vizibilităţii din subteran este foarte dificilă poziţionarea corectă a braţelor. Valoarea supralărgirilor generate de factorul uman s-a estimat la 0,1 – 0,18 m2.

5.1.3. Cauze generate de tehnologia împuşcării Acest grup de cauze sunt determinate de tipul,

cantitatea de exploziv, de corectitudinea proiectării şi aplicării monografiilor de împuşcare. Detonarea încărcăturilor explozive provoacă o undă dinamică de şoc care se propagă radial ca o undă sferică provocând o reţea de fisuri în masivul de rocă. Un grad înaintat de fisurare este benefic în zona centrală a excavaţiei, realizând dislocarea volumului de rocă preconizat, dar pentru găurile de conturare poate constitui o deficienţă, conducând la supralărgiri. Împuşcarea clasică conduce la fisurarea rocilor pe distanţe apreciabile în jurul excavaţiei subterane, distanţă estimată la 30-35 cm în roci FT, 47-55 cm în roci T şi 80-110 cm în roci şistoase, stratificate. Utilizarea împuşcării de netezire reduce gradul de fisurare de 4-6 ori în funcţie de tăria rocilor.

Pe aceste considerent, apreciem că supralărgirea admisă impusă prin proiectul cadru elaborat de ISPH de 10 cm nu este fundamentată, în toate ţările această valoare este cuprinsă între 6-30 cm în raport cu tăria rocilor.

Analiza monografiilor de împuşcare au pus în evidenţă următoarele aspecte:

- distanţa dintre găurile de conturare este 0,4-0,6 m fiind o distanţă raţională;

- s-au utilizat explozivi cu brizanţă mai redusă (Lambrex contur sau fitil detonant cu 100 g/m – explozivi cu factor de impedanţă redus (0,785) faţă de 0,983 pentru dinamite;

- s-au utilizat explozivi cu diametrul mult mai mic decât diametrul găurii de mină realizând coeficienţi de încărcare de valoare mică (0,126-0,23) cu implicaţii directe asupra gradului de fisurare al rocilor.

Din cele menţionate rezultă că există o corelaţie între explozivul utilizat, diametrul cartuşului şi diametrul găurii de mină şi categoria rocilor, ceea ce conduce la concluzia că lucrările de împuşcare nu determină supralărgiri.

5.2. Cauze de natură geotehnică

Masivul în care sunt amplasate lucrările miniere

analizate este foarte frământat de mişcări orogenice – cu toate fazele de cutare – cutări precursorii, cutări propriuzise, cutări postume (recutări). Ca urmare a acestor mişcări rocile au fost supuse unor fenomene ample de metamorfism regional, şistuozitate pronunţată, sisteme de discontinuităţi cu densitate foarte mare (7-12 fisuri/m), uneori colmatate cu material argilos.

Analizând conturul rezultat la împuşcare se poate distinge clar care sunt suprafeţele de rupere prin explozie şi care sunt generate de fisuraţia existentă în masiv. Suprafeţele generate de explozie sunt suprafeţe rugoase, neregulate se disting cristalele rupte proaspăt. Suprafeţele generate de fisuraţia existentă sunt suprafeţe lucioase, lustruite, oxidate, colmatate uneori. În majoritatea cazurilor aceste suprafeţe nu sunt orientate pe direcţia conturului ci pe direcţia planurilor de fisuraţie, generând un contur neregulat.

Gradul de fisuraţie şi de tectonizare a masivului impune realizarea unei copturiri atente, de eliminare a blocurilor care nu sunt stabile. Existenţa planelor de şistuozitate, de fisuraţie care se intersectează în vecinătatea conturului nu mai susţin blocurile situate între ele, acestea fiind îndepărtate prin copturire conducând la amplificarea supralărgirilor.

Sintetizând cele prezentate rezultă că se poate face o evaluare a ponderii diferitelor cauze pe categorii de roci (tabelul 4), utilizând valorile din tabelul 3.

Evaluarea ponderii cauzelor pe categorii de solicitări Tabelul 4

Valoarea supraprofilelor (m2, %) funcţie de cauze

Locaţia şi categoria de

rocă

ST (m2)

ST+10 cm (m2)

Supraprofilul (m2)

Utilaje perforare Factor uman Natură geotehnică

A 16,8 18,33 0,50 0,42 (84,0 %) 0,08 (16,0 %) - - Murga Mică aval B 16,8 18,33 1,16 0,42 (36,3 %) 0,12 (10,5 %) 0,62 (53 %)

A 16,8 18,33 0,54 0,42 (78,0 %) 0,12 (22,0 %) - - Murga Mică amonte B 16,8 18,33 1,28 0,42 (38,8 %) 0,12 (11,2 %) 0,74 (50 %)

A 18,89 20.09 0,43 0,42 (100 %) - - - - B 18,89 20.09 1,04 0,42 (40,4 %) 0,2 (19,2 %) 0,42 (40,4 %) C 18,89 20.09 1,52 0,42 (27,6 %) 0,2 (13,1 %) 0,9 (59,2 %) D 18,89 20.09 2,24 0,42 (18,7 %) 0,2 (9,2 %) 1,62 (72,3 %)

Dumitra aval

Ds 18,89 20.09 3,86 0,42 (10,9 %) 0,2 (5,2 %) 3,24 (83,9 %)

60

A 18,89 20.09 0,60 0,42 (70,0 %) 0,2 (30 %) - - B 18,89 20.09 1,15 0,42 (36,5 %) 0,2 (17,4 %) 0,53 (46 %) Dumitra

amonte Ds 18,89 20.09 3,08 0,42 (13,6 %) 0,2 (10,0 %) 2,36 (76,4 %) A 18,27 19,92 0,54 0,42 (77,7 %) 0,1 (22,3 %) - - B 18,27 19,92 1,14 0,42 (36,6 %) 0,2 (17,5 %) 0,52 (45,9 %) Valea Rea

aval C 18,27 19,92 1,37 0,42 (30,6 %) 0,2 (14,6 %) 0,75 (54,8 %) B 18,27 19,92 1,15 0,42 (36,5 %) 0,2 (17,4 %) 0,53 46,1 %) C 18,27 19,92 1,89 0,42 (22,2 %) 0,2 (10,6 %) 1,27 67,2 %) Valea Rea

amonte D 18,27 19,92 2,48 0,42 (16,9 %) 0,2 (8,1 %) 1,86 (75 %) B 18,27 19,92 1,08 0,42 (38,9 %) 0,2 (18,5 %) 0,46 (42,6 %) Bratcu

aval C 18,27 19,92 1,58 0,42 (27,6 %) 0,2 (13,7 %) 0,90 (59,3 %) B 18,27 19,92 1,58 0,42 (26,6 %) 0,2 (12,6 %) 1,0 (63,3 %) C 18,27 19,92 1,80 0,42 (23,3 %) 0,2 (11 %) 1,18 (65,7 %) D 18,27 19,92 2,46 0,42 (17 %) 0,2 (8,1 %) 1,84 (74,8 %)

Bratcu amonte

Ds 18,27 19,92 3,31 0,42 (12,7 %) 0,2 (6,0 %) 2,69 (81,3 %) A - - 0,52 0,42 (80,4 %) 0,1 (19,6 %) - - B - - 0,95 0,42 (44 %) 0,18 (18,9 %) 0,80 (36,8 %) C - - 1,78 0,42 (23,5 %) 0,18 (10 %) 1,18 (66,3 %) D - - 2,39 0,42 (17,5 %) 0,18 (7,5 %) 1,79 (75 %)

VALORI MEDII

Ds - - 3,41 0,42 (12,3 %) 0,18 (5,2 %) 2,81 (82,4 %) Supralărgirea medie 1,9 0,42 (22,1 %) 0,16 (8,4 %) 1,32(69,5 %)

Prelucrarea statistică utilizând metoda regresiei

liniare a permis stabilirea dependenţei ΔS=f(f), ΔS=f(RMR).

Coeficienţii de corelaţie obţinuţi r = 0,96 pentru ΔS=f(f) respectiv 0,93 pentru ΔS=f(RMR) pun în evidenţă o bună corelaţie între parametrii analizaţi. Prelucrarea datelor s-a efectuat cu luarea în considerare a celor 3 cauze generatoare de supralărgiri; cât şi numai pentru cauzele geotehnice deoarece cauzele tehnologice şi umane nu sunt influenţate de tipul şi caracteristicile rocilor, supralărgirile generate fiind constante ΔS=0,52 m2.

6. CONCLUZII Obiectivul studiului îl constituie evaluarea

cauzelor care au condus la apariţia supraprofilelor la executarea aducţiunilor principale din cadrul AHE a râului Jiu.

Analiza structurii geologice străbătută de aducţiune pune în evidenţă o structură complexă concretizată prin prezenţa diferitelor categorii de roci metamorfice aferente seriilor Drăgşani, Lainici-Păius, Rafaila precum şi roci magmatice – granodioritele de Şuşiţa. Zona este puternic afectată tectonic, deosebindu-se o tectonică plicativă şi o tectonică rupturală, cutări ample s-au microcute, prezenţa faliilor normale sau inverse – fenomene ce au condus la un grad avansat de fisurare.

În vederea evaluării cauzelor s-au analizat monografiile de împuşcare utilizate, modul de aplicare al acestora rezultând că acestea sunt corect proiectate şi aplicate, iar apariţia supraprofilelor nu este determinată de tehnologia împuşcării.

Evaluarea mărimii suprafeţelor supradislocate s-a efectuat pe baza măsurătorilor topografice în cele 4 locaţii, corelând aceste supraprofile cu categoria de rocă. Urmărirea procesului tehnologic şi corelarea

supraprofilelor cu categoria de rocă a pus în evidenţă 2 categorii de cauze:

• cauze de natură tehnologică concretizate prin:

- limitele tehnologice ale utilajului de perforare;

- cauze generate de factorul uman. • cauze de natură geotehnică reprezentate prin

tipul şi caracteristicile rocilor, de gradul lor de fisurare şi alterare, de existenţa şi orientarea planurilor de şistuozitate.

Ponderea celor 2 categorii de cauze este dependentă în principal de caracteristicile rocilor.

Astfel, în cazul rocilor de categoria A (f>8) cauzele de natură tehnică participă cu o pondere de 100 % (80,4 % utilajul de perforare şi 19,6 % factorul uman, ponderi care se diminuează o dată cu reducerea rezistenţei rocilor, până la 18,5 % în cazul rocilor DS, rolul hotărâtor (82,4 %) fiind atribuit cauzelor de natură geotehnică.

Prelucrarea statistică prin aplicarea metodei corelaţiei duble a permis stabilirea dependenţei ΔS=f(f) sau ΔS=f(RMR) cu obţinerea unor coeficienţi de corelaţie foarte buni 0,93-0,96.

BIBLIOGRAFIE

1. Fodor, D. - Ingineria împuşcării – materiale şi tehnici de lucru. Ed. Namaste Timişoara, 2007. 2. Semen, C. - Principii teoretice şi practice de elaborare a monografiilor de împuşcare în construcţiile subterane, Revista Minelor nr.8/2002. 3. Semen, C. - Studiul cauzelor care determină apariţia supraprofilelor la executarea galeriilor de aducţiune din cadrul investiţiei ANE a râului Jiu pe sectorul Livezeni-Bumbeşti. Contract nr.21/2007 SC Hidroconstrucţia SA Bucureşti.

61

APLICATII ALE TOPOLOGIILOR IN CADASTRU SI ADMINISTRATIE Veres Ioel, conf.univ.dr.ing., Universitatea din Petrosani Ortelecan Mircea, prof.univ.dr.ing., Univ. de Stiinte Agricole si Medicina Veterinara Cluj Filip Ofelia Larisa, asist.univ.drd.ing., Universitatea din Petrosani

ABSTRACT: This work mede a presentation of the concept „topology” ang gives some ideas about their aplication in terrier but olso in spatial analys made in public administration. Using the topology is possible in softwere like Autocad Map, Autocal Land or others used in GIS. Some of those softwere have defined procedures of interogation and analys. The work makes an introduction about the way in which must be adopt the topology and the abordation of this.

1. Definirea topologiilor O topologie este un set de obiecte si date despre

aceste obiecte care definesc relaţiile dintre obiecte. Topologiile sunt utilizate pentru efectuarea analizelor spaţiale, urmărirea reţelelor, identificarea drumului cel mai scurt, acoperirea poligoanelor, etc. Se pot determina condiţii de adiacenta (ce se afla lângă…) de conţinut (ce este inclus in …) si de proximitate (cat de aproape este ceva de …).

Topologiile pot fi interogate sau analizate pentru a desprinde informaţii despre relaţiile si distribuţiile spaţiale.

Informaţiile topologice sunt înregistrate ca si date ale obiectelor. Informaţiile topologice pot fi salvate. O topologie poate fi încărcata (citita) pentru lucru atunci când o harta este deschisa sau atunci când o harta este ataşata la un proiect.

Fig. 1

Identificatorii utilizaţi pentru înregistrarea unei topologii sunt unici pentru fiecare harta. Deci fiecare desen distinct va avea o topologie separata si unica.

Topologiile pot fi de tipul: nod (fig.1a), reţea (fig.1b) sau poligon (fig.1c).

O topologie de tip nod defineşte relaţiile dintre noduri (obiecte tip punct). Topologia de tip nod se foloseşte de multe ori in asociere cu alte topologii. Exemple de topologii tip nod sunt lămpile din iluminatul stradal, robinetele dintr-o retea de alimentare copacii, găurile de forare etc.

Informaţiile aferente unui nod sunt: - identificatorul; - rezistenţa. O topologie de tip reţea este o interconexiune de

linii ce formează o reţea. Conexiunile pot cuprinde si noduri. Exemple de topologii tip reţea sunt: reţeaua de alimentare cu apa, reţeaua stradala etc. Fiecare obiect (legătura) va avea un set de informaţii unic care cuprinde :

- identificatorul; - punctul de start; - punctul final; - sensul; - rezistenţa in sens direct; - rezistenţa in sens invers. Daca reţeaua cuprinde pe lângă legături si noduri,

atunci trebuie luata in considerare si rezistenta nodului. O topologie de tip poligon defineşte poligoane

care reprezintă arii închise cum ar fi parcele, teritorii administrative sau limite. O singura legătură defineşte limita comuna dintre doua zone adiacente. Topologiile de tip poligon sunt utilizate la reprezentarea statelor, a judeţelor, a unor districte si a zonelor politice economice sau administrative.

Informaţiile aferente unui poligon sunt : - identificatorul; - aria; - perimetrul; - legăturile.

62

2.Sensul unei legături Pentru o legătura se poate preciza sensul de

parcurgere. Acest sens e important când e vorba de un flux (de exemplu sensul de deplasare al maşinilor pe un drum, sensul unui lichid intr-o reţea de conducte) (fig.2).

Fig.2

Valorile care pot sa fie atribuite sensului pentru o

legătura sunt: 0 când e vorba de sens in ambele direcţii ; 1 când sensul legăturii este chiar sensul in care a

fost construita legătura; -1 când sensul legăturii este invers sensului in care a fost construita legătura. 3.Rezistenţa unei legături

Rezistenta unei legături poate fi privita sub doua

aspecte: rezistenta directa si rezistenta inversa. Rezistenta directa este rezistenta de parcurgere a legăturii in sensul in care a fost creata iar rezistenta inversa este rezistenta de parcurgere a legăturii in sens invers. Aceste valori pot fi precizate pentru toate legăturile întâlnite intr-o reţea.

Valorile rezistentelor exprima dificultatea de traversare a legăturii. Daca valoarea rezistentei nu a fost precizata, atunci in mod automat rezistenţa va fi egala cu lungimea traseului. In practica se operează cu rezistente ale legăturilor atunci când urmează sa facem interogări in reţea cu privire la traseul cel mai scurt intre doua puncte sau cu privire la durata de traversare a unui traseu. De asemenea se poate preciza rezistenta unui nod (asemănător unei valve intr-o reţea de conducte sau unei intersecţii intr-o reţea de drumuri).

4.Analiza topologiilor Analiza spaţială este procesul de extragere sau creare a unor informaţii noi despre distribuţia unor trăsături geografice si despre relaţiile dintre aceste trăsături. Locaţia unor obiecte, vecinătatea lor, orientarea obiectelor sunt studiate prin analiza spaţială. Analiza geografica identifica condiţiile unei locaţii geografice si face o predicţie asupra efectelor acestor trăsături. Se recomanda ca informaţiile in funcţie de natura lor sa fie grupate in topologii

diferite. De exemplu, informaţiile de natura politica pot fi cuprinse intr-o topologie ce conţine limite administrativ teritoriale. O topologie cu informaţii geologice va conţine limite geologice, falii, caracteristici ale solului sau ale zăcămintelor. Informaţii sociale pot fi cuprinse intr-o topologie ce poate sa conţină locaţii ale crimelor, locaţii cu venituri mari, locaţii cu natalitate mare etc. Procedurile de analiza predefinite in Autocad Map sunt: - urmărirea unui flux; - căutarea unui traseu.

4.1.Urmărirea unui flux

Aceasta procedura evidenţiază rutele posibile ale unui flux care porneşte dintr-un nod ales si parcurge fiecare traseu posibil in condiţiile in care legăturile au rezistente si sensuri de traversare diferite. Fiecare ruta este încheiată in momentul îndeplinirii unei condiţii impuse fluxului. De exemplu cunoscând lungimea străzilor, sensul si rezistenta de parcurgere se poate determina aria in care poate ajunge o maşina de intervenţie (ambulanta, pompieri, politie) considerând ca nod de pornire chiar punctul in care staţionează maşina.

4.2.Căutarea unui traseu

Aceasta procedura serveşte la căutarea

traseului optim intre doua noduri. De exemplu, se poate obţine traseul cel mai scurt intre un spital si locul unui accident (fig. 3).

Fig. 3

5.Suprapunerea topologiilor Prin suprapunerea a doua sau mai multe topologii se pot face analize mult mai complexe. Programul executa suprapunerea a doua topologii. Daca trebuie suprapuse mai multe topologii atunci se va repeta procedura pe rând pentru cate doua topologii pana se încheie suprapunerea. Tipurile de suprapuneri posibile sunt: - topologie de tip nod cu topologie de tip poligon;

63

- topologie de tip reţea cu topologie de tip poligon; - topologie de tip poligon cu topologie de tip poligon. Suprapunerea se poate face folosind diferite operaţii (intersecţie, reuniune, ştergere …) si in unele cazuri rezultatul depinde de ordinea in care au fost alese topologia sursa si topologia care se suprapune peste sursa. De exemplu daca topologia sursa este de forma unui triunghi iar topologia ce se suprapune este de forma unui cerc (fig.4) atunci in funcţie de operaţia aleasa la suprapunere se pot obţine următoarele:

Fig.4

- Intersecţia (INTERSECT) este operaţia prin care se combina topologiile si se păstrează doar geometria comuna. (fig.5) Intersecţia este similara cu efectul funcţiei booleene AND. Rezultatul este acelaşi indiferent daca o topologie este aleasa prima sau a doua. - Unificarea (UNION) este operaţia prin care se combina topologiile de tip poligon si păstrează toate geometriile. Unificarea este similara cu efectul funcţiei booleene OR. - Asemănarea (IDENTITY) este operaţia care are efect de unificare asupra primei topologii si efect de intersecţie pentru a doua topologie. Operaţia se foloseşte pentru a combina noduri, legături sau poligoane cu poligoane atunci când se doreşte păstrarea primei topologii.

Fig. 5

- Ştergerea (ERASE) este operaţia care foloseşte topologia a doua (cea care se suprapune) ca pe o masca si va şterge din prima topologie (topologia sursa) tot ce se afla sub topologia a doua. Rezultatul nu va conţine parţi din a doua topologie ci doar din prima. - Tăierea (CLIP) este operaţia care utilizează limitele din topologia a doua (care se suprapune)

pentru a tăia din prima topologie (topologia sursa) tot ce se afla in afara limitelor.

- Lipirea (PASTE) este operaţia prin care topologia ce se suprapune va “acoperi” topologia sursa. Elementele din topologia sursa care nu sunt sub acoperirea topologiei ce se suprapune vor rămâne nemodificate. Operaţia de lipire se poate face doar pentru topologii de tip poligon. 6.Dizolvarea unor părţi din topologie Daca o topologie conţine mai multe parţi (poligoane sau legături) care sunt învecinate si care au in comun unele trăsături , atunci topologia poate fi simplificata prin dizolvarea acestor parţi si înlocuirea lor cu mai puţine elemente păstrând nealterate proprietăţile topologiei. Câmpul care descrie trăsătura comuna se numeşte câmp de dizolvare. Câmpul de dizolvare poate fi o coloana din baza de date externe sau un câmp din datele ataşate obiectelor. 7.Analiza zonelor tampon ale topologiilor Acest tip de analiza e folosit pentru a identifica elementele din vecinătatea nodurilor legăturilor sau poligoanelor. De exemplu in cazul proiectării unei autostrăzi noi (cuprinsa intr-o topologie de tip reţea) se poate identifica zona tampon de o parte si de alta a axului autostrăzii adică acea zona care va fi afectata de construirea autostrăzii (fig.6). Intr-o astfel de situaţie, analiza zonelor tampon va avea ca efect obţinerea unei noi topologii de tip poligon care va cuprinde zona de influenta sau zona tampon. Zona tampon este formata din mulţimea tuturor punctelor care se afla la o distanta mai mica decât distanta de influenta fata de nodurile legăturile sau poligoanele din topologia data. De exemplu pentru un nod, zona tampon este o suprafaţa ce are conturul in forma de cerc, raza cercului fiind chiar distanta de influenta.

Distanta de influenta (offset-ul) trebuie precizata de operator si poate fi o valoare pozitiva sau negativa, o expresie , o valoare ataşată unui obiect sau o valoare dintr-o baza de date externa

Analiza zonelor tampon este utila in diverse domenii. Un exemplu de aplicare este cel al dezmembrării cadastrale întâlnite la construirea unei autostrăzi (fig.6).

Pentru o astfel de situaţie se construieşte o topologie (de tip poligon) a parcelelor existente si o topologie (de tip reţea) pentru axul autostrăzii. Aceasta din urma este folosita pentru a crea topologia zonei tampon. Prin aplicarea operaţiei de intersecţie intre topologia zonei tampon si topologia parcelelor se obţine topologia parcelelor ce se expropriază iar prin aplicarea operaţiei de ştergere intre topologia parcelelor si topologia zonei tampon se obţine topologia parcelelor ce vor rămâne vechilor proprietari.

64

Fig.6

Concluzii:

Topologiile joaca un rol important in analizele spatiale. Ele isi gasesc aplicatie in cadastru edilitar imobiliar pentru evidenta terenurilor si constructiilor, pentru evidenta si analiza retelelor utilitare (apa

potabila, gaz, canalizari, telefonie, electricitate) in transporturi la analiza retelelor de drumuri sau cai ferate, in ingineria mediului la analiza zonelor de influenta (poluare) si in multe alte domenii.

BIBLIOGRAFIE: 1. Dima, N., s.a. - Topografie generala si elemente de topografie miniera, Ed. Univesitas, 2005. 2.Dimitriu, G. - Sisteme informatice geografice, Ed. Cartea Albastra, Cluj, 2001. 3. Veres, I .- Automatizarea lucrarilor topo-geodezice, Ed. Universitas, Petrosani, 2006. 4. *** - Autodesk INC AutoCAD Land Desktop & Map Training Courseware, 2003.

65

PROCEDURES FOR DETERMINING THE SURFACE ZONE PARAMETERS AND THE BOUNDARY IN THE SUBSURFACE USED IN SEISMIC PROSPECTING VOIN VIOREL, Professor, PhD.Eng. at the University of Petrosani

Abstract: In the papers we present the methodology of establishing the boundary parameters in the boundary parameters in the subsurface as it is used in seismic prospecting.

One of the main operations in the process of processing the observed data used in reflexion or refraction seismic prospecting is to leave out the influence of the surface area by applying static corrections.

The operation of diminishing the observed data actually lies in leaving out the effect of the topographical relief, present in the upper part of the geological cross-section, as they introduce a series of anomalies into the observation periods.

In order to do this, the use of some methods for determining the parameters of the surface zone is required with a view to bringing all the observed data to a sole reference plane.

1. PROCEDURE FOR DETERMINING THE SURFACE ZONE PARAMETERS

The terrain relief whose elevation is furnished by the

topographical works, the propagation velocity of elastic

waves in the rock determined by seismologging, or the times of the first arrivals, constitutes the necessary parameters on whose basis the static corrections used in seismic prospecting can be calculated.

In order to do this, a series of special workings are carried out in the field, such as seismologging, short refraction profiles or the methods based on the data of seismic recordings are resorted to.

1.1. Determining the parameters of the boundary in the subsurface by the seismologging methods

The seismologging works are carried out in bore

holes where elastic waves are being generated. Seismologging can be either direct or inverse

according to hether the blast takes place at the surface (bore hole mouth) and the reception is done in the bore hole, or the wave generation is done in the bore hole and the reception takes place at the surface (fig.1).

Fig.1. Direct and inverse seismologging in bore holes

Explosion points

2-5 m

66

Direct seismologging uses a set of geophones which are introduced into the bore hole, performing a sole recording as a result of the generation of elastic waves at the surface.

Either an explosive source or surface sources such as the Dynoseis method or the fall of weights on the ground can be used in order to produce elastic waves.

The inverse seismologging is more rarely used because of its lower productivity. With this method, the elastic wave reception is done with a single geophone, and the generation is done in-sequence from the bare hole bottom to the surface. In this case, the elastic wavers are produced only by means of explosive sources.

As a no longitudinal vertical graph (hodograph) can be obtained with the observed data recorded in the field the first processing operation lies in turning this hodograph into a vertical longitudinal one. In order to do this, the observation periods are multiplied with the cosine of the angle formed between the bore hole axis and the seismic source direction, according to the relation:

α⋅=α costtg obs ; (1)

the α angle is determined for each geophone position with the relation:

hxtg =α ; (2)

in which: x is the distance between the bore hole

axis and the first geophone; h – the depth at which the explosive source is placed

in the bore hole. With the values t and h we draw up the longitudinal

vertical hodograph which is made up of two line segments in keeping with the number of strata marking up the surface area.

1.2. Determining the boundary parameters by the

refraction profiles method Determining the parameters of the boundary in the

subsurface on the basing of the refraction hodographs (fig.2) can be done on the basis of the relation which defines the equation of the refraction wave’s path-time lines and which can be written:

If in relation (3) we consider x = 0, the intersection

times of the refraction line with the y – coordinate are obtained:

1

c

1

cv

icosh2v

)isin(xT +

ϕ+= ; (3)

where: x is the distance from the explosive source to the first geophone;

ic – the critical incidence angle; φ - the dip angle of the boundary in the subsurface; h – the boundary depth; v1 – the elastic waves propagation velocity.

Fig.2. Seismic hodographs of refraction

Boundar

67

1

c2O

1

c1O v

icosh2T ;

vicosh2

T21

== ; (4)

The depths at which the boundary in the subsurface

lie can be found with these relations:

2

1

2

1O2

2

1

2

1O1

)vv

(12

vTh ;

)vv

(12

vTh 21

−

⋅=

−

⋅= ; (5)

Other important parameter is the critical refraction

distance that is the distance reached at the same time both by the direct (surface) wave and the longitudinal wave. For the analytic calculus of this distance, the condition is laid that the arrival time of the two waves should be the same and the value of xc is obtained:

12

12c vv

vvz2x

−+

= (6)

2. CONCLUSIONS The two important parameters in seismometry, that

is the critical refraction xc and the distances h1 and h2 at which the boundary lies in the subsurface, can be obtained by means of the equations of the refraction hodograph.

In order to obtain a selection at the recording of the impulses on the seismographic record it is necessary that the geophones should be placed at a greater distance than the critical refraction distance, that is x>xc . In this way, the first waves that will reach the geophone will be longitudinal waves which are the object of study in seismic prospecting.

BIBLIOGRAPHY

1.Tanev, T., Koehler. F., Estimation and correction of nearsurface time anomalies. Geophysical prospecting, vol. 39, no. 4, 1978. 2. Voin, V. , Prospectarea si explorarea zacamintelor, Editura Corvin Deva, 1998.

Conditions and work expenditure on the transformation of the geodetic datum in mining influenced areas

1

ISCSM Petrosani/Romania 2008

Conditions and work expenditure on the transformation of the geodetic datum in mining influenced areas W. Stelling University of Applied Sciences Georg Agricola, Bochum/Germany INTRODUCTION The growing importance and the increasing use of digital spatial base data requires a common, clear and uniform spatial reference system. Therefore in 1991 the surveying administration decided to estab-lish ETRS89 as an official reference datum for the real estate cadastre and the national survey. In 1995 it was further decided to establish UTM as an offi-cial projection system. The datum transition from the Gauss-Krüger coordinates system into the new reference datum ETRS89 / UTM has to be carried out for the record of the points (surveying coordi-nates) by 01.01.2009 and for the record of the rep-resentations (presentation coordinates) by 01.01.2010. Therefore the administrations of the register of land parcels in Germany are invited to transfer the (analogue) maps in digital data stocks of all land parcel information (space related geo-base data) as fast as possible. This work can be done in three ways, 1st transformation, 2nd recalcu-lation and 3rd cadastral resurvey. Each method re-quires the determination of a sufficient number of ground control points in the new coordinate system. If the first way is to be chosen it has to be decided how to get the digital data, only by digitization or by digitizing and homogenization. Furthermore it is important to know what density of control points (identical points) is required, this is all the more important if the area is located in a mining industry influenced area. So, a lot of questions have to be answered for which a representative examination zone was chosen which is situated in the purview of the cadastral office of Recklinghausen / Northrhine Westphalia. THE EXAMINATION AREA On the one hand, this area was selected because it represents the typical conditions of the community, with settlement areas as well as agricultural areas

(the later is predominating). On the other hand great deviations are to be expected due to the his-tory of the origins of the map and to the ground movements by mining industry influence (which is about 85 % of the community area). Figure 1 shows the predicted subsidences in that area by underground hard coal mining for the time of in-fluence from 01.01.1978 to 01.01.2002. The figure illustrates to which changes the surface of the real estate parcels will be subjected (sinkings (Senkung) up to 695 cm). The maximum sinking in the examination is about 200 cm. It can be noticed, that horizontal displacements up to 0.4 times of the amount of the subsidences can appear, so that hori-zontal displacements up to 80 cm have to be ex-pected. Figure 1. Predicted subsidences in cm (The circle shows the examination area). THE MAP REPRESENTATION The examination area is part of a representation map of an isolated region (in Germany so called: Inselkarte / island-plan), which is situated in the community and cadastral district of Haltern, field no. 87; scale 1 : 2.500 (figure 2).

Conditions and work expenditure on the transformation of the geodetic datum in mining influenced areas

2

ISCSM Petrosani/Romania 2008

To understand the problems which can arise in the context of the execution of the task, it is important to know more about the historical mode of origin of the plan. Therefore it is required to illuminate a little the historical background.

Figure 2. Examination area (part of cadastral field Haltern no. 87) In 1820 the mensurations of land parcels in West-phalia were continued, which had started during the occupation time of Napoleon in 1808. In 1822 a decree was released with general instructions about the methods to be used for the measurement of land parcels with soil of natural productivity. In 1834 the first production of the Rhenish Westphalian register of land parcels came to an end (Origin Ca-dastre - accuracy per point: σPO = ± 0.37 m). Par-cel surveys of the years 1834 to 1866 were incor-porated into the maps, these were corrected and updated. Independent check measurements were carried out and tied on to trigonometric points of the national survey. By conversion from the so-called "old real estate cadastre" to the "new real estate cadastre" in 1953, the new connected "Ca-dastral plan for Official acts" of the Community of Haltern, cadastral district Lippramsdorf, field no. 11 was created from the former "island-maps". In 1975 the island cadastral map, community Haltern, cadastral district Haltern, field no. 87, was created as a result of a municipal reorganization. In the course of the years the map was renewed 3 times. For a single reproduction an inaccuracy can be

estimated at 25 cm per point, for the result of 3 renewals σPR = ± 43 cm (√3 * 25 cm). The total accuracy of a point in the map can be estimated at σPI = ± 57 cm (√ (σPO²+σPR²)): For the simplification of the concession for repro-duction it is held in Astralon foil now. OPTIONAL METHODS FOR THE DATUM CHANGE In principle, there are three variants for the geo-detic datum transition: 1. Transformation (of digitized and homogenized

coordinates) 2. Recalculation (all of the cadastre) due to the

existing documents (cadastral field sheets) 3. New measurement in the new reference datum These order corresponds to the work expenditure for the execution of the procedure. On the other hand it can be noticed that the higher the effort - the higher the resulting precision, and vice versa. The transformation of the coordinates is the most economical and fastest method, but the result will be inaccurate. By the recalculation procedure all existing cadastral field sheets have to be calculated anew, the result will be accurate. The new cadastral survey requires the greatest effort, but the result will be the best and very accurate. The execution of all 3 methods requires the deter-mination (by satellite navigation) of a sufficient number of ground control points in the new coor-dinate system. The number of control points (points per km²) depends on regional conditions (for e.g. accuracy of the existing cadastre and ground movements due to mining influences). Be-cause of the short remaining time and for economic reasons it was decided by the land registry office to choose the transformation procedure. This work can be executed in two ways, 1st only by digitizing or 2nd by digitizing and homogenization. This is of particular importance if the area to be worked out is situated in a mining region. This issue should be considered before a reply is given to the question how the produced Gauss-Krüger coordinates can be transferred into the new coordinate system ETRS89. Therefore the influence of the homogeni-zation on the digitized maps was examined, or whether digitizing alone would suffice.

Conditions and work expenditure on the transformation of the geodetic datum in mining influenced areas

3

ISCSM Petrosani/Romania 2008

DIGITIZING AND HOMOGENIZATION As to be seen digitizing with a subsequent homog-enization delivers the better results, a poorer result is reached by digitizing alone. The latter is, how-ever, the more economical way. The provision of a sufficient number of ground control points in the desired coordinates system is required for both methods. The procedure is of great importance for the as-sessment of the results, all the more if the area to be transformed is situated in a mining area. For cost reasons digitizing is applied in about 65 % of all cases, and only in about 35 % a subsequent ho-mogenization is carried out. The digital capturing of analogue data is done by manual digitizing on screen. The result is a so called "digital cadastral map". The digitizing accu-racy depends 1st on the accuracy of the digitizing plan (presentation), and 2nd on the digitizing meth-ods and means. The accuracy of the presentation itself depends on a) the accuracy of the original survey, and b) the scale and the accuracy of the mapping and the influences of the reproductions. The accuracy of the digitizing methods and means depends on a) the accuracy of digitizing itself (de-pending on the scale (1.2500), different symbols and signs; σPD = ± 50 cm), and b) the accuracy of the digitizer (resolution; σPS = ± 20 cm). So the accuracy of digitizing can be calculated as σPII = √ (σPD²+σPS²) = ± 54 cm. The total accuracy therefore is σP = √(σPI²+σPII²) = ± 78 cm. The following rules can be defined with regard to the digitizing as well as to the position and the number of identical points and the size of the lim-ited area (digitizing zones) of coordinates trans-formation:

Sufficient control points should be available (for a redundant transformation; the more – the better, and if the control points are to be meas-ured: the less – the cheaper).

The control points should represent the zone geometrically very well (points in the centre and on the edges).

When bad map presentations are given, the digitizing zones should be chosen as small as possible.

Problems due to the execution of digitizing as well as expected errors and results will not be discussed here. The overall accuracy resulting for the posi-tion of all digitized points is equivalent to a mean

value of σP = ± 1.11 m, which is much greater then the expected amount of σP = ± 0.78 m. Map homogenization is the totality of all measures for the numeric re-treatment of the coordinates which were produced by digitizing for improve-ment of the accuracy of the absolute and relative point positions. The aim of a homogenization is the creation of a consistent, homogeneous, neighbour-hood-faithful and seamless database. Separated digitized models of a heterogenious data stock are connected and different geodetic reference systems and distortions of small-scale maps are cleared. Particulary geometric conditions are to be realized. The result is to be a "unified whole" data stock. The methods can be subdivided into the two fol-lowing methodical approaches: sequential homog-enization and simultaneous homogenization. The homogenization in the examination area was car-ried out in the second way using a special software named „KATHOM“ [Hettwer, Benning]. Therefore some advantages of this program may be listed: • Data Processing by simultaneous adjustment

approach, • Neighbourhood-faithful point displacement, • Detecting of data errors by using well known

statistical methods (data snooping). One of the main characteristics of a homogeniza-tion and point shifting must be the Natural-Neighbour Criterion. There the distribution of the residuals is regarded as a projection problem. So the task is the projection of a two-dimensional set of points into another one (exactly the same) in a different situation. The realization is carried out for all digitized points (new points and control points) by a so called Delauny-triangulated irregular net-work in consideration of the empty circumcircle criterion. Considering economical and ground detail oriented criteria, geometric conditions were introduced to the adjustment computation on a choice of "mini-mal approach". The geometric conditions can be: straight line conditions, right angled conditions, the distances between points, the distances between points and straight lines, parallelism, circle condi-tions and general angle condition. The correspond-ing details were taken from the cadastral field sheets. In some cases this minimal approach didn't suffice so that additional conditions had to be in-troduced.

Conditions and work expenditure on the transformation of the geodetic datum in mining influenced areas

4

ISCSM Petrosani/Romania 2008

Inaccuracies of plotting due to badly fitted in cadastral revision measurements.

The largest differences appear in the points 50256 and 50259. Es-timated gross errors in the equato-rial distance coordi-nates of about 4 m are detected. Green lines: Digitized boundaries Red lines: Homogenized bounda-ries

50.25650.259

533

.........

..................

.........

.........

..................

..................

..................

..................

..................

.........

......... .........

......... .........

.........

.........

.........

.........

.........

.........

.........

.........

.........

.........

.........

.........

.........

.........

.........

.........

......... .........

.........

.........

...........................

.........

.........

.........

.........

.........

.........

.........

..................

..................

..................

.........

.........

..................

..................

2

6

71

Weg

Hei

dkan

tweg

398

399

231

484

505

533

565

468

536

657

656

532

323

537 204

639

640

64

63

62

61

531

504

262

60

190

530

467

595

208

470

469

36

38

61

3

50.37150.370

374

50.372

50.373

Zone 7

To find out what data correction will be reached by homogenization in comparison to pure digitizing, the coordinates of about 200 points were calculated on the basis of the corresponding cadastral field sheets. In a first step the calculated coordinates were compared with the digitized coordinates. The accuracy comparison as a relationship of the amounts of the linear differences between calcu-lated and digitized points delivers a resulting mean value of σl = 1,00 m. In a second step the compari-son was carried out with the homogenized coordi-nates. The resulting mean value of the linear differ-ences now is σl = 0,11 m [Kossmann]. This is an obvious proof of the enormous influence on more exact and better coordinates. Due to this difference the results of the homogeni-zation can be summarized as follows (figure 3):

Figure 3: Example for a homogenization result 1. A geometric correction of the representation

can already be recognized visually. 2. Gross drawing errors (∆ ≅ 20 m) and substan-

tial drawing inaccuracies will be detected. 3. By comparison of homogenized data with

purely digitized data a multiple accuracy is achieved.

4. Homogenization is a good tool to increase the "inner geometric quality" as well as the "exter-nal accuracy" of digitized plans.

GEODETIC DATUM TRANSITION BY TRANSFORMATION The digitized (and homogenized) coordinates have to be transferred into the coordinates system of the control points by a suitable transformation ap-

proach. Redundant transformations with different parameters can be used, as:

conformal transformation (4 transformation parameters),

5PT (5 transformation parameters), Affine transformation (6 transformation pa-

rameters), Projective transformation (8 transformation

parameters). The mode of operation of transformations can be characterized as follows: No transformation eliminates the mistakes

completely. The more transformation parameters - the

smaller the remaining residuals on the ground control points.

The less transformation parameters - the more simply gross errors can be detected.

In principle it can be noticed that a 5 parameter transformation is well suitable for the digitizing of paper documents (carton), since the paper delay, because of the 2 scale factors, is optimally taken into account. Since the digitizing presentations are usually reproduced documents, it is useful to choose a transformation method with still more parameters (6 or 8). To find out how many ground control point would be necessary to carry out „cor-rect“ transformations in mining areas, 32 control points (traverse points), which represent the district in a reasonable way, were remeasured by GPS with a precision of σP = 2 cm. To be able to have a better assessment of the ho-mogenization results because of the mining indus-try influences, the lengths of several traverse sides were anew measured. Figure 4 indicates the differ-ences between the original and the newly measured value (d = real - actual) for the traverse sides. It can be recognized very clearly how the differences increase from north to south. When these differ-ences are added between the traverse stations 50377 and 50371 an amount of -2,06 m arises for the north-south direction. The influence of different measurement accuracies can be neglected for this value. Such surface movements can only be ex-plained by great ground movements due to mining industry influence. To control the correct transfer of the mass points into the ETRS89 system, additional 11 boundary points were determined in the ETRS89 system by GPS. These points were selected in such a way, that at least 1 point was situated in each of the 7 work zones. These zones were created to find out

Conditions and work expenditure on the transformation of the geodetic datum in mining influenced areas

5

ISCSM Petrosani/Romania 2008

possible dependencies between the model size and the transformation results.

Figure 4: Horizontal ground movements due to mining influ-ences (in m) For the assessment of an optimal model size, at first the coordinates of the 7 models were trans-formed separately. In a second step several models, were transformed jointly and finally the complete examination area. It turned out that the accuracies of smaller trans-formation-models were only slightly higher than those of greater models. This minimal improve-ment does not justify the considerably higher ex-penditure of work for the determination of small models and necessary surrounding control points. Correspondingly, the transformation-areas should-n't be chosen too small so that identical points are available in a sufficient number. Therefore a re-dundant adjustment computation is achieved where all control points are checked. In the previous chapter it was explained to transfer the mass-points after digitizing and homogenizing to ETRS89 by means of transformation. The trans-fer can also be carried out in an alternative direct way by using the homogenization programme KATHOM. The input of the coordinates of the identical points into the programme has to be done directly as ETRS89-coordinates. The existing ho-mogenization will be modified. So all the points (of the 7 zones) are only evaluated in one model. The original real points therefore become mass points

by an optimization of the point weightings. The geometric conditions are, if necessary, completed with single distance conditions of the identical points. An assessment of the different methods will be carried out on the basis of the linear deviations detected for the 11 parcel boundary points by using 32 ground control points for the transformations. For the digitized and transformed coordinates a mean value for the linear displacement of dl = ± 0.859 m was determined, the corresponding value for the digitized, homogenized and transformed coordinates was dl = ± 0.092 m. An average dis-placement of dl = ± 0.164 m was recognized in the context of the direct transition by using the pro-gram KATHOM. The coordinates transfer was nearly faultless, when the coordinates were directly calculated in ETRS89 on the basis of the cadastral records. In this case merely an amount of dl = ± 0.005 m was ascertainable. Another examination was to reveal how far the result deteriorates if the number for the identical points (32) is cut down. Finally an average precision for the digitized, ho-mogenized and transformed coordinates of dl = ± 0.141 m was determined on the basis of 6 identical points. In comparison to this an amount of dl = ± 0.174 m could be calculated for the direct evalua-tion of results in the ETRS89 system with KATHOM. All transformations were carried out with 5 unknown parameters (5 P T). It is obvious that there is no significant difference between the two methods. Figure 5. Minimizing the Number of Control Points As can be seen in the diagram (figure 5) at least 6 local identical points are necessary to transfer the mass points of this test area of 0.65 km² into the new reference datum ETRS89. This indicates a

1

6

3374

50.370

50.066

50.376

Weseler Straße- B 58

- K 55

Lembecker Straße

Im S

chabbrink

RosenkampAm S

ohlbaum

Jahnstraße

Buschkamp

Antoniusweg2

4

5

7

186

188

189

187

190

50.395

50.394 50.191

50.064

50.192

50.172

50.403

50.402

407

50.06550.371

50.369

398399

50.406

375401

50.372

50.373

397

408

50.377

Weg

Weg

Hei

dkan

tweg

Weg

Antoniusweg

Weg

Weg

d = -0.51

d =-0.56

d = -0.22

d = -0.41

d = -0.17

d = -0.13

d = -0.13

d = -0,14

d = -0.30

d = -0.25

d = -0.24

d = +0.14

d = +0.20

d =-0.35

d = +0.10

Linear Differences (measured – transformed)

0.00

0.20

0.40

0.60

0.80

1.00

1.20

1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 1

Points of comparison

3-points4-points6-points8-points10-points18-points32-points

Gross Error

Conditions and work expenditure on the transformation of the geodetic datum in mining influenced areas

6

ISCSM Petrosani/Romania 2008

projected required density of points of at least 10 identical points per km² where normally 5 points per km² is enough. The slight accuracy increase which can be reached by a larger number of points is opposed by a substantially bigger measuring effort.

Figure 6. The distribution of the identical points (left) and of the displacements (right) The picture on the right in figure 6 shows the hori-zontal displacement vectors of the boundary points (mass points – red / control points – blue) due to the ground movements caused by mining. It can be recognized that into north-south direction exten-sions and compressions into the east-west direction appear. SUMMARY The examined area is situated in a district in Northrhine Westphalia which is influenced by hard coal mining industry. The used cartographic mate-rial is based on surveyings which have been carried out since 1825 and renewed repeatedly. Digitizings can be carried out with an average accuracy of about σP = 1 m. Greater drawing errors can possi-bly be discovered. The homogenization of digitized data stocks is a good method for the creation of realistic maps by adhering to the principle of nearby points. Drawing errors and other inconsistencies are detected. The

accuracy of the positioning by homogenization increases up to σP = 0.1 m. A homogenization cannot be replaced by a high number of control points (point density). While under normal conditions 5 identical points per km² suffice as a transformation basis, 10 ground control points are required in mining areas. References: Benning W.: Nachbarschaftstreue Restklaffenver-

teilung für Koordinatentransformationen, ZfV 1/ 1995

Benning, W., Hettwer, J., Kamshoff, S.: Homoge-nisierung digitaler Daten in einer GIS- Umge-bung, Schriftreihe Fachrichtung Geodäsie, TU Darmstadt, 10/2000

Brüggemann, H.: Geometrische Bedingungen bei der Digitalisierung, NaKAVerm, Reihe 1, Nr.89 (1982),S. 27-30

Hettwer, J., Benning, W.: Nachbarschaftstreue Ko-ordinatenberechnung in der Kartenhomogeni-sierung, AVN, 6/2000

Hettwer, J.: Numerische Methoden zur Homogeni-sierung grosser Datenbestände. Veröffentli-chung des Geodätischen Instituts der Rhei-nisch-Westfälischen Technischen Hochschule Aachen, Nr. 60, 2003. ISSN 0515-0574

Kossmann, D.: Digitalisierung einer Inselkarte mit anschließender Homogenisierung und Datums-übergang nach ETRS89 in starkem Bodenbe-wegungsgebiet. Diplomarbeit (unveröffent-licht), Technische Fachhochschule Georg Agri-cola, Bochum, 2005

Wiens, Hans: Flurkartenerneuerung mittels Digita-lisierung und numerischer Bearbeitung unter Berücksichtigung des Zusammenschlusses von Inselkarten zu einem homogenen Rahmenkar-tenwerk. Kirschbaum- Verlag, Bonn, 1986

Wittstock, B.: Rechts- und Verwaltungsvorschrif-ten des Preussischen Grundsteuerkatasters 1820- 1945, Pro BUSINESS, 2001

Distribution of the control points (identical points) Scale of the Residuals

1 m

73

METODE SI PRINCIPII IN EVALUAREA PROPRIETĂŢILOR IMOBILIARE

Autori: Asist. univ. drd. ing. Roxana ULAR Drd. ing. MIHAI HERBEI Catedra de Topografie şi Construcţii – UNIVERSITATEA DIN PETROŞANI

ABSTRACT:

The real state is made of the physical terrain and all additions fixed on this terrain. The real propriety includes all the interests, benefits and rights of the propriety right over the real state.

The evaluators make analyses and issue opinions and conclusions regarding the nature, the quality or utility of some rights and other aspects of the real state. The evaluation is the act or process of estimating the market value.

The purpose of the real state evaluation is based on the needs of information of the client regarding the delimited market value of a real state right. The use of a real state evaluation is the way in which the client uses this information.

1. INTRODUCERE Procesul de evaluare reprezintă o procedură

sistematică utilizată pentru a oferi un răspuns la întrebarea clientului referitoare la valoarea proprietăţii imobiliare. Este un plan al activităţii de evaluare, reflectând o înţelegere a valorii şi a metodelor folosite în estimarea valorii. Procesul de

evaluare se finalizează cu un Raport de Evaluare care este cerut în situaţii care implică transferul de proprietate expropriată, stabilirea de impozite, stabilirea prevederilor asupra nivelului chiriei şi evoluţia acesteia, probleme de asigurări, consideraţii legate de fezabilitate şi vandabilitate, luarea deciziilor de a investii, zonare şi planificarea comunităţii. Raportul de Evaluare are ca scop definirea valorii de piaţa si cea mai buna utilizare a unui imobil.

In realizarea Raportului de Evaluare evaluatorii sunt obligaţi sa respecte Codul de etica si Standardele de Practica Profesionala.

Terenul este subiectul de analiza a unor discipline diferite. Unicitatea, fixitatea, durabilitatea, limitarea si utilitatea terenului sunt cunoscute in domenii ca geografie, drept, sociologie si economie. Geografia se ocupa cu caracteristicile fizice, modelele demografice si utilizările economice ale terenului, in timp ce ştiinţele juridice studiază dreptul de proprietate. In sociologie, este analizata concurenta dintre sectorul privat si cel public in ceea ce priveşte utilizarea si distribuţia terenului, iar in economie, terenul este privit ca factor de producţie si sursa de bunăstare.

Distincţia dintre proprietatea imobiliara si proprietatea reala este fundamentala in evaluare. Proprietatea imobiliara este formata din terenul fizic si toate dependinţele fixate pe acest teren. Proprietatea reala include toate interesele, beneficiile si drepturile aferente dreptului de proprietate asupra proprietăţii imobiliare.

Drepturile aferente dreptului de proprietate pot fi deţinute, închiriate, vândute, transferate sau altele, în bloc sau doar în parte. Drepturile aferente dreptului de proprietate asupra proprietăţii reale, neafectate de nici un alt interes, sunt cunoscute sub denumirea de drept de proprietate deplin. Un drept de proprietate deţinut de un proprietar, cu drepturile de utilizare şi de ocupare transferate către un chiriaş este cunoscut ca drept de închiriere. Dreptul de ocupare şi utilizare deţinut de chiriaş este cunoscut ca dreptul chiriaşului. Proprietatea reală în întregime face subiectul celor patru puteri guvernamentale: impozitarea, exproprierea, puterea poliţienească şi preluarea proprietăţii.

Distincţia dintre proprietatea personală şi proprietatea imobiliară este foarte importantă pentru evaluatori. Proprietatea personală cuprinde elemente deplasabile ale proprietăţii care nu sunt fixate permanent sau care nu sunt parte integrantă a proprietăţii imobiliare. Instalaţiile sunt considerate proprietate imobiliară, dar obiectele de uz curent sunt proprietate personală.

74

Evaluatorii realizează analize şi emit opinii sau concluzii în legătură cu natura, calitatea, valoarea sau utilitatea unor anumite drepturi sau alte aspecte, în proprietatea imobiliară. Evaluarea este actul sau procesul de estimare a valorii. Valoarea estimată rezultată poate fi valoare de piaţă, valoare de asigurare, valoare de investiţie sau altă valoare distinct definită, a unui anumit drept de proprietate sau unor anumite drepturi de proprietate într-o anumită parcelă sau anumite parcele dintr-o proprietate imobiliară, la o anumită dată. Evaluarea şi consultanţa sunt două tipuri diferite de activităţi; distincţia dintre ele rezultă din natura problemei legată de proprietatea imobiliară. Consultanţa este actul sau procesul de furnizare de informaţii, analize ale datelor legate de proprietatea imobiliară şi recomandări sau concluzii despre diverse probleme ale proprietăţii imobiliare, altele decât estimarea valorii. Un al treilea tip de activitate pe care îl realizează evaluatorul este verificarea unei evaluări – actul sau procedura de studiere critică a unui raport realizat de un alt evaluator.

Scopul unei evaluări se bazează pe nevoile de informaţii ale clientului în legătură cu valoarea delimitată a unui drept de proprietate imobiliară. Utilizarea unei evaluări este maniera în care clientul foloseşte această informaţie. Concluzia evaluării este comunicată într-un mod care depinde de scopul evaluării, dar valoarea estimată nu este corectată pentru a se plia în funcţie de utilizarea evaluării. Evaluările sunt cerute în situaţii care implică transferul de proprietate expropriată, stabilirea de impozite, stabilirea prevederilor asupra nivelului chiriei şi evoluţia acesteia, probleme de asigurări, consideraţii legate de fezabilitate şi vandabilitate, luarea deciziilor de a investii, zonare şi planificarea comunităţii.

2. MATERIALE SI METODE Deoarece conceptul de valoare are o

importanţă majoră pentru evaluare, trebuie făcute diferenţele clare între termenii de preţ, piaţă, cost şi valoare. Un preţ reprezintă suma pe care un anumit cumpărător este de acord să o plătească şi pe care un anumit vânzător este de acord sa o primească în circumstanţele date care însoţesc o tranzacţie. O piaţă este un ansamblu de tranzacţii prin care cumpărătorii şi vânzătorii se întâlnesc prin mecanismul preţului. Pieţele de proprietăţi imobiliare implică cedarea de drepturi de proprietate în schimbul unui alt bun, cum ar fi banii. Costul se aplică mai degrabă în producţie decât în comerţ şi poate fi împărţit în costuri directe şi costuri indirecte, ca şi în costuri de construcţie şi costuri de dezvoltare. Valoarea reprezintă expresia monetară a proprietăţii, bunurilor şi serviciilor, pentru cumpărători şi vânzători.

Chiar dacă valoare de piaţă este un simplu concept, diferitele păreri şi ipoteze în legătură cu locul pieţei şi natura valorii au dus la emiterea unor definiţii controversate. Majoritatea definiţiilor valorii de piaţă au elemente comune. Valoarea de piaţă este

definită de către Institutul Canadian de Evaluare astfel:

Cel mai probabil preţ pe care o proprietate l-ar aduce pe o piaţă competitivă în toate condiţiile pe care le necesită o vânzare corectă, vânzătorul şi cumpărătorul acţionând prudent, în conştiinţă de cauză şi existând presupunerea că preţul nu este afectat de stimuli incorecţi.

În această definiţie este implicită efectuării vânzării la o dată specificată şi cedarea titlului de proprietate de la vânzător la cumpărător în următoarele condiţii:

Cumpărătorul şi vânzătorul sunt motivaţi. Ambele părţi sunt bine informate sau bine

sfătuite şi fiecare acţionează în ceea ce el consideră a fi cel mai bun interes al lui.

Este permisă expunerea pe o piaţă liberă o anumită perioadă rezonabilă.

Plata se face cu cash sau cu alte aranjamente financiare comparabile cu acesta. Alte tipuri de evaluare sunt de asemenea

luate în considerare în domeniul proprietăţilor imobiliare: valoarea de utilizare, valoarea de investiţie, valoarea afacerii, valoarea de asigurare şi valoarea de impozitare. Valoarea de utilizare se axează pe valoarea cu care contribuie proprietatea imobiliară la întreprinderea din care face parte, neluând în considerare cea mai bună utilizare a proprietăţii. (Proprietăţile cu piaţă limitată pot fi evaluate la valoarea lor de piaţă pe baza utilizării lor curente sau a utilizării alternative cea mai adecvate). Valoarea de investiţie este valoarea unei investiţii pentru un anumit investitor, bazată pe aşteptările lui subiective de pe urma investiţiei. Valoarea afacerii este valoarea creată de exploatarea demonstrată a proprietăţii în care activele corporale ale proprietăţii imobiliare sunt parte integrantă a afacerii în derulare. Valoarea de asigurare este o parte a valorii care este acoperită de o asigurare pentru pierderi. Valoarea de impozitare se referă la valoarea proprietăţii în scopul impozitării sale, în concordanţă cu cerinţele actului provincial relevant.

Patru factori independenţi creează valoare: utilitatea, raritatea, dorinţa şi puterea de cumpărare efectivă. Pentru ca aceşti factori să creeze valoare, o marfă trebuie să fie transferabilă. Interacţiunea dintre aceşti factori influenţează raportul dintre cerere şi ofertă. Diferite şcoli ale gândirii economice au contribuit la dezvoltarea teoriei moderne a valorii.

Câteva principii importante formează modul de înţelegere a valorii de către societate. Aceste principii oferă o analiză raţională a comportamentului pieţei şi, de aceea, explică schimbările intervenite în valoarea proprietăţii.

Principiul anticipaţiei este perceperea valorii ca fiind creată de perspectiva unor beneficii viitoare.

Principiul schimbării susţine că forţele economice, sociale, guvernamentale şi fizice afectează valoarea în mod continuu. Deprecierea fizică, economică sau funcţională a proprietăţii sunt tot atâtea manifestări ale inevitabilităţii schimbării.

75

Principiul ofertei şi cererii susţine că preţul proprietăţii imobiliare variază direct, dar nu neapărat proporţional cu cererea şi invers, dar nu neapărat proporţional, cu oferta. Teoretic, oferta şi cererea de bunuri tind către un echilibru acolo unde valoarea, preţul şi costul de pe piaţă sunt egale. Atât cererea, cât şi oferta au dimensiuni calitative şi cantitative. Concurenţa dintre cumpărători sau chiriaşi se referă la eforturile interactive a doi sau mai mulţi cumpărători sau chiriaşi potenţiali de a încheia un contract de închiriere sau unul de cumpărare; concurenţa între vânzători şi proprietari se referă la eforturile lor interactive de a efectua o vânzare sau o închiriere. Concurenţa este foarte importantă în modul de funcţionare a cererii şi ofertei.

Principiul substituţiei arată că atunci când mai multe servicii şi bunuri similare sunt disponibile, acela care are preţul cel mai mic va atrage cea mai mare cerere şi va avea cea mai mare distribuţie. Costul de oportunitate este un concept înrudit şi reprezintă costul opţiunilor pierdute sau neselectate.

Principiul echilibrului susţine că valoarea proprietăţii imobiliare este creată şi susţinută când elementele contrastante, opuse sau interactive, sunt într-o stare de echilibru. Aceste elemente pot include componentele fizice ale proprietăţii (de exemplu pământul şi construcţiile), costurile de producţie şi dezvoltare şi relaţia dintre proprietate şi mediu. Legile randamentelor crescătoare sau descrescătoare guvernează modul în care este stabilit echilibrul. Conceptele de contribuţie, surplus de productivitate şi conformitate sunt legate de principiul echilibrului. Pentru că proprietatea imobiliară este imobilă din punct de vedere fizic, valoarea ei este supusă efectelor pozitive şi negative ale unor factori externi, adică realizării unor economii sau pierderi şi care pot proveni dintr-o influenţă locală, regională, naţională sau internaţională.

Patru forţe de bază interacţionează pentru a influenţa valoarea proprietăţii: tendinţele sociale (caracteristicile populaţiei), împrejurările economice (indicatorii economici ai cererii şi ofertei), controlul şi reglementările guvernamentale (servicii publice, dezvoltare imobiliară zonală, politici fiscale şi legi specifice pentru proprietăţi imobiliare) şi condiţiile fizice (climă, topografie, sol, bariere naturale în calea dezvoltării, disponibilitatea sistemelor de transport şi avantajele de amplasament în funcţie de legături şi de accesibilitatea zonei).

Conceptul de cea mai bună utilizare se bazează pe modul în care cumpărătorii şi vânzătorii îşi fixează preţurile pentru proprietăţi, bazate pe concluziile lor legate de cea mai profitabilă folosire a zonei sau a proprietăţii, bazate pe concluziile lor legate de cea mai profitabilă folosire a zonei sau a proprietăţii. Cea mai bună utilizare este cea care susţine cea mai mare valoare a terenului sau a proprietăţii la momentul evaluării. Utilizarea trebuie să fie permisibilă legal, să fie posibilă din punct de

vedere fizic şi fezabila din punct de vedere financiar şi să rezulte în preţul cel mai ridicat al terenului. Cea mai bună utilizare este determinată distinct atât pentru terenul considerat a fi liber (vacant) şi disponibil pentru utilizarea propusă cât şi pentru proprietatea construită (teren + construcţii). Conceptul înrudit de utilizare consecventă enunţă faptul că terenul şi îmbunătăţirile imobiliare trebuie să fie evaluate pornind de la aceeaşi bază de utilizare.

Pieţele şi sub-pieţele imobiliare sunt definite pe baza diferenţelor între tipurile de proprietăţi şi preferinţele cumpărătorilor şi vânzătorilor. Pieţele imobiliare nu au aceleaşi caracteristici economice ca pieţele de bunuri şi servicii. Pieţele imobiliare nu sunt eficiente pentru că proprietăţile imobiliare nu sunt omogene şi uşor de substituit. Puţini cumpărători şi vânzători sunt implicaţi pe o piaţă imobiliară la un moment dat, la un anumit nivel de preţ sau amplasament. Preţurile pentru proprietăţile imobiliare sunt în general ridicate, aşa încât majoritatea tranzacţiilor implică finanţare. Deoarece există legi guvernamentale în domeniu, piaţa imobiliară nu poate să se autoregleze. Piaţa imobiliară atinge foarte greu un echilibru între cerere şi ofertă. Participanţii pe piaţă nu sunt întotdeauna bine informaţi iar schimbările cererii de pe piaţa imobiliară pot fi fluctuante. Proprietatea imobiliară este un produs durabil, imobil şi oferta sa este relativ stabilă.

Evaluatorii studiază comportamentul participanţilor pe piaţă, atât cumpărători cât şi vânzători, pentru a identifica modele şi tendinţe.

Există 5 pieţe imobiliare: rezidenţiale (imobile pentru o familie sau pentru mai mulţi chiriaşi); comerciale; industriale; agricole; cu destinaţie specială.

Segmentarea pieţei este procesul prin care se identifică şi se analizează sub-pieţei din cadrul unei pieţe mai mari.

Analiza de piaţă este identificarea şi studiul unei pieţe corespunzătoare pentru bunuri economice sau servicii. Analiza de piaţă din cadrul unei evaluări trebuie să coreleze în mod specific, condiţiile de piaţă cu proprietatea aflată în evaluare. Trebuie să indice modul în care interacţiunea dintre ofertă şi cerere afectează valoarea proprietăţii aflate în studiu. Analiza de piaţă determină nivelul curent şi anticipat al susţinerii pieţei pentru proprietăţile existente, folosite pentru anumite scopuri sau pentru proprietăţile viitoare. Analiza de piaţă oferă baza pentru determinarea celei mai bune utilizări a unei proprietăţi precum şi informaţii folosite în aplicarea celor trei abordări ale valorii.

Analiza de piaţă acoperă un spectru de metode şi proceduri din ce în ce mai complicate. Studii aprofundate pot specifica natura susţinerii pieţei pentru o utilizare curentă sau propusă, specificând caracteristicile de proiectare şi de atractivitate, strategii de marketing şi nivele probabile de atragere şi absorbţie. Analiza de piaţă poate fi abordată fie pornind de la analiza bazei economice fie de la analiza productivităţii unui segment specific de proprietate. Ambele abordări iau în considerare un întreg complex de factori pentru determinarea

76

efectului economiei locale asupra condiţiilor pieţei şi, în special, a acelora ce caracterizează piaţa pe care respectiva proprietate se află în competiţie.

3. REZULTATE SI DISCUTII Există o serie de concepte fundamentale

pentru analiza de piaţă. Definiţia pieţei ia în considerare tipul şi trăsăturile proprietăţii (gradul de ocupare, baza de consumatori, calitatea, proiectarea şi dotarea construcţiei), amplasamentul pieţei (local, regional, naţional sau internaţional), disponibilitatea unor proprietăţi substituit şi prezenţa unor proprietăţi complementare. Segmentarea pieţei este aplicată pentru a diferenţia proprietăţile în cauză şi proprietăţile competitive de alte grupuri de proprietăţi, pe baza caracteristicilor lor.

Cererea reflectă necesităţile, dorinţele, puterea de cumpărare şi preferinţele consumatorilor. Indicatorii cererii variază în funcţie de pieţele de locuinţe rezidenţiale, de birouri şi de zone comerciale. Previziunile cererii se bazează pe rata de formare a familiei, pe mărimea medie a familiei, pe venitul mediu sau median şi pe gradul de ocupare a forţei de muncă. Previziunile pentru zonele mici ar trebui comparate cu cele pentru zona metropolitană.

Oferta competitivă se referă la disponibilitatea produsului imobiliar sau la inventarul proprietăţilor care intră în competiţie cu proprietatea în cauză (proprietăţile existente, clădiri în construcţie şi proiecte de construcţii). Numărul de clădiri pierdute prin demolare sau prin reconversie trebuie, de asemenea, luat în considerare.

Echilibrul pieţei este punctul spre care tinde să graviteze, în mod teoretic, cererea şi oferta imobiliară pe termen lung. Cu toate acestea, datorită discrepanţelor dintre cerere şi ofertă, pieţele se află rareori în echilibru iar cererea şi oferta nu acţionează întotdeauna aşa cum ne aşteptăm. Activitatea imobiliară este supusă efectelor ciclurilor pe termen lung (seculare) sau pe termen scurt. Primele depind de indicatorii pe termen lung, ca de exemplu, oferta de muncă şi venitul existent sau anticipat al populaţiei. Ciclurile pe termen scurt sunt generate de schimbările în disponibilitatea şi costul creditelor (reflectat în ratele dobânzii) şi în schimbările industriale şi comerciale (reflectate în nivelele de neocupare şi în ratele de absorbţie).

Procesul de evaluare reprezintă o procedură sistematică utilizată pentru a oferi un răspuns la întrebarea clientului referitoare la valoarea proprietăţii imobiliare. Este un plan al activităţii de evaluare, reflectând o înţelegere a valorii şi a metodelor folosite în estimarea valorii.

Primul pas în procesul de evaluare constă în definirea problemei evaluării, care include identificarea proprietăţii imobiliare şi a drepturilor de proprietate ce urmează a fi evaluate, specificarea datei şi utilizării evaluării, definirea valorii solicitate şi identificarea altor condiţii limitative.

Identificarea proprietăţii poate fi realizată prin menţionarea adresei străzii, a localizării sau printr-o descriere legală. Drepturile de proprietate se

identifică prin forma de proprietate (individuală, asociere sau corporaţie), limitările drepturilor de proprietate (servituţi), participaţii financiare (ipotecă sau capital) şi forma legală de proprietate (proprietate deplină, concesionată, închiriată sau proprietate viageră).

Specificarea datei pentru care s-a estimat valoarea indică momentul pentru care valoarea estimată este relevantă. Valoarea estimată poate fi valoarea curentă, o valoare prospectivă sau o valoare istorică, estimată pentru tranzacţii, impozit pe profit, despăgubiri în cazul asigurării, procese sau câştiguri de capital. Utilizarea evaluării este decisă de client şi influenţează tipul evaluării. O evaluare poate fi utilizată pentru a estima preţul de cumpărare sau de vânzare, pentru a stabili valoarea unui împrumut, pentru a estima baza impozabilă, pentru a fixa valoarea chiriei, pentru a estima valoarea de înregistrare în contabilitate, pentru a determina compensaţiile juste ce trebuie achitate în cazul procedurilor de expropriere.

În majoritatea evaluărilor, valoarea definită este valoarea de piaţă, însă valoarea de utilizare, valoarea de exploatare continuă, valoarea de investiţie, valoarea de impozitare sau valoarea de asigurare pot fi deasemenea cerute. Sfera evaluării sau sfera de extindere a procesului în care în care sunt colectate, confirmate şi raportate informaţiile depind de importanţa problemei de evaluat. O analiză a altor condiţii limitative identifică caracteristici specifice ale evaluării, care nu au fost prezentate anterior.

După ce problema de evaluat a fost identificată, urmează alţi paşi ce ar trebui făcuţi în cadrul procesului de evaluare. Analiza preliminară se constituie ca o privire generală asupra caracterului şi scopului evaluării. În cadrul operaţiei de selectare şi culegere a informaţiilor, evaluatorul grupează datele generale în influenţe ale valorii şi tendinţelor; informaţii specifice referitoare la finanţarea proprietăţii, cost, venituri şi cheltuieli şi aspecte legale, fizice şi legate de localizare şi informaţii despre cererea şi oferta competitivă, care descriu poziţia proprietăţii pe piaţa viitoare.

Analiza celei mai bune utilizări a terenului considerat liber, ajută evaluatorul să identifice proprietăţi comparabile şi să obţină o valoare estimativă a terenului. Analiza celei mai bune utilizări a proprietăţii în ansamblu este folosită pentru a identifica proprietăţi comparabile şi a determina dacă construcţiile existente ar trebui păstrate, renovate sau demolate.

O estimare a valorii terenului este cerută când se urmăreşte determinarea contribuţiei terenului la valoarea totală a proprietăţii sau când construcţiile sunt evaluate separat, aşa cum se întâmplă în cazul metodelor bazate pe costuri. Se utilizează şase metode pentru estimarea valorii terenului: metoda comparaţiei directe, metoda alocării, metoda extracţiei, metoda parcelării, metoda reziduală aplicată terenului, metoda capitalizării rentei de bază.

Pentru a obţine o valoare finală bine susţinută, analiza datelor se poate face prin trei abordări. Cu toate că metodele se corelează, tipul şi

77

destinaţia proprietăţii vor determina care din aceste metode este cea mai adecvată. Abordarea prin comparaţia directă este folositoare atunci când dispunem de informaţii referitoare la proprietăţi similare celei ce se evaluează şi care au fost recent vândute sau scoase la vânzare. Aceste date comparabile sunt ajustate pentru a reflecta diferenţele dintre proprietăţile comparabile şi proprietatea analizată.

Abordarea prin costuri este eficientă în evaluarea construcţiilor noi şi a proprietăţilor care nu sunt tranzacţionate frecvent pe piaţă. În această abordare, o valoare estimată a terenului este adăugată la estimarea costului curent de reconstrucţie sau de înlocuire a construcţiilor. Se adaugă, de asemenea, profilul întreprinzătorului imobiliar. Din acest total se scade valoarea estimată a deprecierilor datorate tuturor cauzelor.

Abordarea bazată pe venit este folosită pentru a evalua proprietăţile generatoare de venit. Se măsoară valoarea prezentă a beneficiilor viitoare ale proprietarului, fluxului viitoare de venituri şi valoarea de revânzare, sunt convertite în valoarea prezentă. Formula de bază a capitalizării poate fi exprimată în trei moduri: valoare = profit/ rata de capitalizare, valoare = profit x multiplicator (unde multiplicatorul = 1/rata de capitalizare) şi profit/ valoare = rata de capitalizare. În analiza actualizării cash-flow –ului, venitul periodic şi valoarea reziduală pot fi, de asemenea, convertite într-o valoare prezentă prin aplicarea unei anumite rate de actualizare.

Reconcilierea valorilor obţinute prin metodele utilizate poate să propună o singură valoare sau un interval al celor mai verosimile valori. În această etapă se prezintă încrederea în valori rezultate şi se explică aplicabilitatea metodelor utilizate.

Reconcilierea valorilor obţinute prin metodele utilizate poate să propună o singură valoare sau un interval al celor mai verosimile valori. În această etapă se prezintă încrederea în valorile rezultate şi se explică aplicabilitatea metodelor utilizate. Reconcilierea oferă oportunitatea de a rezolva diferenţele şi inconsistenţele dintre valori şi metodele prin care au fost obţinute.

Raportul de evaluare furnizează clientului un rezumat al informaţiilor analizate, al metodelor folosite şi a raţionamentului care a condus la obţinerea valorii estimate. Raportul de evaluare trebuie scris cu atenţie, bine organizat şi prezentat clar.

Criterii tipice de comparaţie utilizate în evaluare: • Rezidenţe unifamiliare: Întreaga proprietate. Suprafaţa utilă totală. Numărul de camere. Multiplicatorul pentru chiria brută potenţială sau chiria brută efectivă. Pentru casele vechi propuse pentru demolare se pot utiliza criteriile pentru terenul liber. • Teren liber: Întreaga proprietate. Metrii pătraţi. Deschiderea la faţadă. Divizarea potenţială a lotului. Clădiri construite la hectar. Metrii pătraţi construibili.

• Proprietăţi agricole: Suprafaţa în hectare. Număr de animale - pentru păşuni. Tone la hectar – pentru teren agricol. Metrii cubi – pentru păduri. • Apartamente: Metri pătraţi de suprafaţă locuită. Număr de apartamente. Număr de camere. Multiplicatorul de venit brut potenţial sau venit brut efectiv. • Depozite: Metri pătraţi de suprafaţă construită desfăşurată. Înălţimea tavanului. Metri cubi. Uşi sau docuri de încărcare. Multiplicatorul de venit brut potenţial sau venit brut efectiv. • Fabrici: Metri pătraţi de suprafaţă construită desfăşurată. Înălţimea tavanului. Metri cubi. Număr de utilaje. Multiplicatorul de venit brut potenţial sau venit brut efectiv. • Birouri: Metri pătraţi de suprafaţă închiriabilă netă. Număr de birouri. Număr de camere. Număr de mese de lucru. Multiplicatorul de venit brut potenţial sau venit brut efectiv. • Spitale: Metri pătraţi. Număr de paturi. • Teatre: Metri pătraţi. Număr de locuri.

Procedura pentru evaluarea proprietăţii prin costuri cuprinde:

1) Estimarea valorii terenului (amplasamentului) considerat liber şi disponibil pentru dezvoltarea în cea mai bună utilizare a sa.

2) Estimarea costului de reconstrucţie sau de înlocuire a structurilor principale la data efectivă a evaluării, inclusiv a costurilor directe şi indirecte.

3) Estimarea altor costuri (indirecte) apărute după construire, pentru aducerea structurilor principale noi, libere la condiţiile şi nivelul de ocupare de pe piaţă.

4) Estimarea, dintr-o analiză de piaţă, a unui profit antreprenorial adecvat.

5) Însumarea la costul de înlocuire sau de reconstrucţie, a costurilor indirecte şi profitului antreprenorial, adesea exprimat ca procent din costurile totale directe şi indirecte, pentru a ajunge la costul total de înlocuire sau reconstrucţie al structurilor principale.

6) Estimarea mărimii deprecierii cumulate a structurii, divizată în trei categorii mari: deprecierea fizică; deprecierea funcţională; deprecierea externă.

7) Scăderea deprecierii cumulate din costul total de înlocuire sau reconstrucţie a structurilor principale pentru a obţine o estimare a costului de înlocuire sau de reconstrucţie net.

8) Estimarea costurilor de înlocuire sau reconstrucţie şi a deprecierii pentru fiecare clădire anexă sau îmbunătăţiri ale amplasamentului; apoi scăderea deprecierii estimate din costurile de reconstrucţie sau înlocuire ale acestor îmbunătăţiri. Amenajările amplasamentului şi clădirile anexe sunt deseori evaluate la valoarea lor netă, adică direct pe baza costului net.

9) Însumarea costurilor nete de reconstrucţie sau de înlocuire ale structurilor principale, clădirile anexe şi amenajările amplasamentului pentru a obţine costul de reconstrucţie sau înlocuire total net al tuturor construcţiilor.

78

10) Adăugarea valorii amplasamentului la costul net total de reconstrucţie sau înlocuire al tuturor construcţiilor, pentru a obţine valoarea proprietăţii cu drepturi depline.

11) Dacă este necesar, corectarea valorii proprietăţii cu drepturi depline, pentru a reflecta o participaţie la proprietatea evaluată, pentru a ajunge la valoarea unui drept parţial de proprietate.

4. CONCLUZII Pot fi utilizate diferite tehnici pentru

estimarea valorii amplasamentului: comparaţia directă cu analiza pe perechi de date şi a comparaţiilor relative; proporţia, extracţia, parcelarea, tehnica reziduală a terenului, capitalizarea rentei de bază. Valoarea amplasamentului obţinută prin tehnicile de mai sus este valoarea pentru proprietatea cu drept deplin, valoare ce poate fi corectată dacă sunt implicate alte drepturi de proprietate.

Deosebirea între costul de reconstrucţie şi costul de înlocuire este importantă. Costul de reconstrucţie este costul estimat pentru a construi, la preţurile curente de la data efectivă a evaluării o copie sau un substitut exact al clădirii evaluate, utilizând aceleaşi materiale, normative de construcţie, proiecte, planuri şi calitate a manoperei şi înglobând toate deficienţele, supradimensionările şi deprecierea clădirii evaluate. Costul de înlocuire este costul estimat pentru a construi, la preţurile curente de la

data efectivă a evaluării, o clădire cu utilitate echivalentă cu cea a clădirii evaluate, utilizând materiale moderne şi normative, proiecte şi planuri actuale. Utilizarea costului de înlocuire elimină necesitatea estimării anumitor forme de depreciere funcţională, dar trebuie luate în considerare costul înlocuirii elementelor care reflectă deprecierea recuperabilă şi costurile de exploatare suplimentare datorate supradimensionărilor. Utilizarea estimărilor de cost de reconstrucţie sau înlocuire depinde adesea de scopul evaluării.

Costurile se pot împărţi în costuri directe, costuri indirecte şi profitul investitorului imobiliar. Costurile directe cuprind cheltuielile materiale şi cu manopera şi profirul antreprenorului de construcţii. Costurile indirecte includ comisioane, cheltuieli financiare, impozite pe durata construcţiei şi cheltuieli pe durata de punere în vânzare sau închiriere. Profitul (sau pierderea) investitorului imobiliar este diferenţa dintre costul dezvoltării şi valoarea proprietăţii finalizate.

BIBLIOGRAFIE

1. HERBEI O. , ULAR R. – Evaluarea bunurilor imobile - Ed. Universitas, Petroşani, 2006

2. HERBEI, O. SZASZ, M., Organizarea şi sistematizarea teritoriului – aspecte tehnice şi juridice - Ed. Universitas, Petroşani , 2006

INDEX

B BADEA C. (5) BALCU I. (5) BOB C. (5) BORSAN T. (9) BUIA G. (45)

C

CHIRILA D. (15, 68)

D DAN, S. (5) DIMA N. (27, 29)

DOBRITOIU N. (21) DURA C. (15, 68)

F

FILIP L. (27, 29, 61)

H HERBEI M. (33, 39,73) HERBEI O. (33, 39)

I

IOSIF B. (5)

L

LORINT C. (45)

O OPREA L. (49) ORTELECAN M. (61)

R RADULESCU M. (45)

S SEMEN C. (55) STELLING W. (73)

U

ULAR R. (33,73)

V VERES I. (29, 61)

VOICU G. (9) VOIN(65)