1. Dezvoltarea unui sistem de indicatori pentru monitorizarea si evaluarea actiunilor induse de politicile agricole si de gestiune a apei in mediul rural conform metodologiei DPSIR integratoare a sistemelor complexe socio-economice si de mediu

1e. Manual de Proceduri si Protocoale

BAZA DE DATE GIS. MANUALE SI PROTOCOALE. Modelarea datelor reprezinta primul pas in proiectarea unei baze de date, acesta fiind punctul de plecare al realizarii unui sistem GIS. Prin modelare, gradul de complexitate se reduce astfel incat toate partile implicate sunt capabile sa inteleaga esenta sistemului. Aceasta constituie baza intelegerii modului in care obiectele trebuie sa figureze in baza geografica de date si modul in care ele ar trebui sa fie reprezentate. Modelul are drept scop facilitarea schimbului de date si incurajeaza realizarea unor formate consistente de date. 1. Modelul bazei de date Realizarea modelului bazei de date are drept scop satisfacerea cerintelor impuse de o metodologie data, selectata si de DSS, pentru analiza studiilor de caz pentru paradigmele alese si sa asiste la formarea si evaluarea strategiilor. Din aceasta cauza, modelul bazei de date, trebuie astfel proiectat incat sa descrie in mod adecvat sistemul in termenii disponibilului resurselor de apa, cerintei de apa, infrastructurilor si politicilor de management ca si politicilor de dezvoltare formulate in scopul efectuarii analizei. In cazul unui model, elementele interconectate logic sunt grupate impreuna. In consecinta, modelul extinde diferentele de baza existente intre sistemul resurselor de apa, cerintei, infrastructurii si structurile administrative. Componentele principale a bazei de date, sunt seturile de date asa cum vor fi ele descrise in urmatoarele paragrafe. Acestea vor fi utilizate pentru a grupa datele spatiale care partajeaza aria tematica, scopul facilitarii organizarii datelor colectate. De exemplu, limitele administrative ale unei regiuni sunt toate in acelasi set de date, permitand utilizatorului DSS si a bazei de date (DB) sa vada toate datele impreuna. Principalele componente ale modelului bazei de date sunt:

Date regionale de baza, care cuprind informatiile generale ale zonei analizate; Corpuri de apa si monitoring, reprezentand cele mai importante corpuri de apa, asa

cum sunt ele clasificate conform Directivei Cadru privind apa si sistemului de monitorizare;

Date privind retele de apa proiectate sa modeleze sistemul resurselor de apa si a infrastructurilor;

Structuri administrative; Serii de timp, care modeleaza datele seriilor de timp, majoritatea legate de obiectele

retelei de apa. Trebuie mentionat ca in abordarea adoptata, unele dintre elemente sunt reprezentate atat ca elemente simple (i.e. puncte, linii, poligoane) cat si ca o retea complexa. Aceasta permite in alte cazuri o acuratete a reprezentarii entitatii fizice (e.g. a unui lac) ca si pentru cerintele particulare ale modelarii rezultate din DSS. 2. Mediul GIS GIS-ul reprezinta o componenta esentiala a unei baze de date deoarece el permite utilizatorului sa utilizeze datele spatiale disponibile. Rolul GIS-ului nu este numai acela de a realiza harti, ci de asemenea, si in primul rand, sa creeze legaturi spatiale intre date. In general, platforma pentru dezvoltarea unei baze de date pentru modelarea sistemului resurselor de apa trebuie sa cuprinda:

Spreadsheet-uri pentru definirea problemei si set-up; Delimitarea bazinului hidrografic;

2

Delimitarea unitatii topologice si realizarea hartii; Intersectia hartilor; Calculul suprafetelor medii; Managementul si conversia datelor de tip raster si vector; Vizualizarea hartilor rezultate.

Un astfel de model poate fi dezvoltat sub ArcGis 9x. Principalul produs al bazei de date este o geodatabase in ArcInfo care stocheaza informatiile cu atribute si clase spatiale si nonspatiale incluse in model. O geodatabase este o baza de date relationala ce contine informatii geografice. Geodatabazele contin clase de caracteristice (feature) de elemente si tabele. Clasele caracteristice pot fi organizate in cadrul unei baze de date caracteristice (feature dataset), ele pot exista si independent in cadrul geodatabazei. Numeroase obiecte din geodatabaza pot fi interconectate. Aceste interrelatii intre obiectele geodatabazei sunt denumite clase de relatii (relationship class). Ele au atribute stocate intr-un obiect cu scopul de a simboliza, eticheta etc. o feature class. Modelul geodatabazei defineste un model generic pentru informatia geografica. Acest model generic poate fi utilizat pentru a defini si a lucra cu o varietate de useri sau modele specifice de aplicatii. Prin definirea si implementarea unei mari varietati de posibilitati de lucru a unui model geografic se creaza o platforma robusta pentru definirea unei varietati de modele utilizabile. Geodatabaza suporta un model de feature class integrate topologic, similar cu modelul coverage. Cu toate acestea, el extinde coverage model cu un suport pentru retele complexe, relatii intre feature class si alte obiecte. 3. Interrelatia dintre baza de date GIS si DSS Baza de date GIS este strict interconectata cu metodologia aplicata in analizarea si simularea sistemelor resurselor de apa si in consecinta cu DSS. In pofida acomodarii datelor existente si a selectarii platformei adecvate pentru facilitarea colectarii datelor, GIS Data Model trebuie dezvoltata tinand cont de obiectivul final al DSS, care este analiza Strategiilor de management al apei in zona selectata pentru studiu. Dupa realizarea sa trebuie sa se poata face:

Interconectarea tuturor datelor referitoare la simularea diferitelor scanari privind disponibilul de apa si prognoza cerintelor de apa, incluzand prognoza presiunilor;

Starea informatiilor in diferite instrumente de management al apei propuse pentru diferite situatii aferente unui studiu de caz.

Deoarece scara spatiala pentru fiecare studiu de caz difera de la un bazin hidrografic la altul, o prima cerinta in ceea ce priveste modelarea diferitelor sisteme e intr-o singura si flexibila baza de date. Tinand seama de aceste obiective, procedurile de updatare si intrare a unor infrastructuri noi trebuie complet integrate in DSS cu scopul de a permite userilor sa inteleaga esenta si importanta fiecarui obiect spatial si sa fie capabili sa verifice integritatea datelor si a ipotezelor care pot sa inhibe corecta simulare a sistemului resurselor de apa. Un DSS consta in principiu din 3 layere interconectate.

3

Layerele unui DSS Data Layer-ul (database) este strict interconectat cu cel mai important layer (cel de al II-lea) care integreaza Object Model al DSS si modelele de calcul. In scopul facilitarii procedurii updatarii si verificarii datelor se considera necesar ca toate procedurile citire/updatare sa fie implementate ca metode ale respectivelor obiective din Object Model. 4. Terminologie si notatie Unified Modelling Language (UML) este un limbaj de modelare care da instrumente pentru modelarea oricarui aspect al unui sistem software. De la cerintele de implementare, UML-ul a devenit o metodologie standard si este din ce in ce mai mult aplicata in modelarea si proiectarea GIS si a bazelor de date. In fisierul sau Deliverable, o notatie diagramatica UML, in concordanta cu Arc GIS Object Model, este utilizata pentru a prezenta modelul logic al bazei de date. 4.1. Spatial Object, Feature Class si Feature Dataset In general un set de date (dataset) este definit ca o colectie de date pe o tema data sau avand atribute similare. In ArcGIS Object Model pentru bazele de date o feature dataset se defineste ca o colectie de feature class care impart aceeasi referinta spatiala. Datorita acestui fapt, toate class-ele apartinand unei anumite feature dataset, pot sa participe intre ele in relatiile topologice, cum ar fi spre exemplu intr-o retea geografica. O feature class este o reprezentare conceptuala a elementelor geografice cum sunt liniile, poligoanele sau poliliniile. Toate aceste clase fac parte din clasa feature, prin aceea ca ele au o geometrie si o identificare metrica unica in tabel. Trebuie mentionat ca feature class nu pot mixa tipurile geometrice ele trebuie sa fie exclusiv puncte sau linii sau poligoame. 4.2. Obiecte nespatiale Si obiectele nespatiale pot fi incluse in GIS Database. Ele sunt de obicei utilizate pentru a grupa atributele legate de una sau mai multe feature class si sunt in mod obisnuit conectate intre ele cu relatii de tipul unul - cu - mai multe sau mai multe - cu - mai multe. In Arc GIS, obiectele nespatiale provin din ESRI Object. 4.3. Conceptul de succesune si abstract class Succcesiunea permite tuturor claselor sa fie legate de parinti prin generalizare. Cea mai specifica clasa mosteneste atributele de la clasa generala abstracta. Intr-un UML Object Model clasele abstracte sunt marcate cu litere italice in timp ce relatiile de generalizare sunt notate cu o sageata indreptata de la obiect catre parinte. Trebuie notat faptul ca abstract class nu sunt reprezentate fizic in baza de date, cu toate acestea functionalitatea lor in

4

modelare este evidenta in scopul vizualizarii interrelatiilor dintre obiecte si stabilirea unui model conceptual care este usor de utilizat si interpretat. In diagramele UML abstract class sunt marcate cu litere italice in timp ce generalizarile sunt simbolizate prin sageti orientate de la obiectul fiu catre clasa parinte. Relationship si relationship class Obiectele intr-un sistem real au adesea o serie de asocieri particulare cu alte obiecte din baza de date. De exemplu, intr-o retea de apa, un camin de vane contine vane pentru apa. Intr-o parcela a bazei de date, o parcela poate avea unul sau mai multi proprietari. Aceste tipuri de asocieri intre obiecte in cadrul geodatabazei poarta numele de relationship. Ele pot sa existe intre obiectele spatiale (features in features classes), obiecte nespatiale (randuri intr-un tabel) sau obiecte spatiale si nespatiale. In timp ce obiectele spatiale sunt stocate in features classes a geodatabazei si obiectele nonspatiale sunt stocate in tabele, relationships sunt stocate in relationships classes. Proprietatile unei relationship Ca orice asociere si relationship-urile au caracteristici speciale. O caracteristica principala este notiunea de cardinalitate. Cardinalitatea descrie modul in care mai multe obiecte de tip A sunt legate de un obiect de tip B. In general relationship-urile pot sa aiba diferite tipuri de cardinalitate: unu cu unu, unu cu mai multe, mai multe cu unul si mai multe cu mai multe. Anumite tipuri de relationship suporta anumite cardinalitati conform regulilor de definire a acestora. O relationship intre 2 obiecte este mentinuta prin intermediul valorii atributelor pentru campurile cheie. Relationship classes pot avea de asemenea atribute. Orice relationship class care are atribute trebuie sa fie stocata sub forma tabelara in baza de date si sa aiba o pereche de chei exterioare, fiecare referentiind clasele de origine si destinatie a relationship class respectiva. In acest caz, fiecare relationship este stocata ca o linie in tabelul relationship class liniar, orice relationship class de tipul mai multe cu mai multe necesita un tabel in baza de date pentru stocarea cel putin a cheilor exterioare. Relationship classes au etichete. Etichetele fata si spate descriu relatiile cand se navigheaza intre obiecte. Eticheta fata descrie relatia navigand de la origine catre clasa de destinatie in timp ce eticheta spate descrie navigarea de la clasa de destinatie catre clasa de origine. Relationship class pot fi utilizate de asemenea pentru transmiterea de mesaje standard intre obiectele aferente. Mesajele sunt mecanisme pe care obiectele interconectate le utilizeaza pentru a-si notifica unul altuia atunci cand se modifica. Tipuri de relatii Exista 2 tipuri de relatii: simple si compuse. Relatiile simple sunt relatiile dintre doua sau mai multe obiecte dintr-o baza de date care exista independent unul de altul. In relatia dintre obiectul A si obiectul B, daca obiectul A este sters din baza de date, obiectul B continua sa existe. De exemplu, intr-un sistem de cai ferate care se intersecteaza si au unul sau mai multe semnale luminoase. Cu toate acestea pot sa existe intersectii de cale ferata fara semnal luminos si exista semnale luminoase fara se existe intersectii de cale ferata. In relatiile compuse, un obiect il controleaza pe celalalt. Aceasta inseamna ca daca un obiect dintr-o clasa primara de date este sters, obiectele legate de acesta situate in clasa de destinatie sunt si ele sterse. Relatiile compuse sunt intotdeauna de tipul unul cu mai multe, dar pot sa devina de tipul unul cu unul utilizand regulile dintre relatii. Atributele claselor de relatii Clasele de relatii unul cu unul si unul cu mai multe nu necesita crearea de noi tabele in geodatabaza pentru stocarea relatiilor. Cu toate acestea clasele de relatii mai multe cu mai multe necesita tabele noi in baza de date pentru a stoca cheile externe de la clasa de origine la cea de destinatie pentru a crea o relatie. Acest tabel poate contine si alte campuri

5

pentru stocarea atributelor relatiei in serie care nu sunt atribuite fie clasei de origine fie clasei de destinatie. Clasele de relatii unul cu unul si unul cu mai multe pot sa aiba si ele atribute, in acest caz se va crea un tabel pentru stocarea relatiilor. Regulile relatiilor Clasele de relatii pot sa fie asociate cu un set de reguli de relatii. Acestea controleaza care subtipuri de obiecte din clasa de origine sunt legate cu subtipuri de obiecte din clasa de destinatie. Ele pot fi de asemenea utilizate pentru a specifica o cardinalitate valida pentru toate subtipurile de perechi permise. Date de baza regionale Unele informatii de baza referitoare la forma analizata sunt modelate in Physical Data care descrie zona in termeni de geomorfologie, utilizarea terenurilor si solurile predominante. Clasele din setul de date sunt utilizate pentru a da o imagine generala a zonei in timp ce altele pot fi utilizate ca imput uri pentru modelul disponibilului de apa din DSS. Informatiile geografice de baza includ harta zonei (limitele zonei analizate), inaltimea, panta, utilizarea terenurilor, geologia, solurile ca si principalele infrastructuri (drumuri, localitati/aglomerari urbane). Structura setului de date va fi analizata in cele ce urmeaza. Geomorfologia Limitele zonei

Feature

RegionBoundary Name Clasa Region Boundary provine din clasa de elemente a Arc Info Object Model. Obiectele spatiale sunt definite ca poligoane si desemneaza limitele zonei studiate. Un atribut este definit ca: Name String Numele zonei analizate. Elevatia Elevatia - este un poligon ce descrie altitudinea terenului. Fiecare poligon reprezinta o suprafata cu o anumita altitudine (e.g. de la 100 la 200 m), definita de obiectele cu cea mai mica si cea mai mare altitudine.

Feature

Elevation Elevation Clasa Elevation poate fi utilizata pentru derivarea Digital Elevation Model pentru studiul de caz. Clasa defineste un atribut: Elevation Integer Inaltimea (altitudinea) poligonului corespunzator in metri Infrastructuri Drumuri Clasa Roads este o polilinie ce stocheaza informatiile despre structura drumurilor. Un atribut este definit pentru a se face distinctia dintre principalele tipuri de drumuri.

Feature

Roads RoadType

6

Road Type atribut domeniu. Reprezinta o valoare codificata a domeniului attribute ce caracterizeaza drumurile din zona analizata in functie de importanta si marimea acestora (e.g. drumuri nationale, drumuri judetene etc.). Orase

Feature

Towns Name Clasa Towns desemneaza locatia oraselor importante si a aglomerarilor urbane. Towns este reprezentat prin puncte. Clasa defineste un atribut: Name Strig. Numele localitatii Utilizarea terenurilor si geologie Utilizarea terenurilor Clasa LandUse se utilizeaza pentru caracterizarea zonei de studiu prin modul de folosire a terenurilor. Diferitele zone se modeleaza ca poligoane. Clasa defineste domeniul atributte, care este utilizat pentru clasificare.

Feature

LandUse LandUseType LandUseType domeniul atribut Geologie Clasa Geology caracterizeaza zona studiata in ceea ce priveste tipurile geologice dominante. Zonele cu diferite tipuri de geologie sunt modelate ca poligoame. Fiecare obiect din cadrul acestei clase este definit de urmatoarele atribute:

Feature

GeologyType TypeOfRock PercentageOfInfiltration TypeOfRock String: un text ce descrie tipul geologic al poligonului PercentageOfInfiltration String: precipitatiile ce se infiltreaza in sol Solul Clasa Soil este utilizata pentru a descrie zona analizata in functie de tipurile de sol. Obiectele spatiale sunt definite ca poligoane pe baza fazei 1 si 2 a solurilor. Fazele sunt subdiviziuni ale unitatilor de sol bazate pe caracteristicile semnificative pentru utilizare sau management dar care nu reprezinta o modalitate de separare a unitatilor de sol in sine. Fazele sunt: stancos, lithic, petric, petrocalcic, petrogipsic, petroferic, freatic, freagipan, duripan, saline, sodice si cerrado.

Feature

Soil Phase1 Phase2 MiscellaneousLandUnit1

7

MiscellaneousLandUnit2 Clasele definesc urmatoarele valori de cod ale domeniului de atribute: Phase1 domeniu de atribute Phase2 domeniu de atribute MiscellaneousLandUnit1 domeniu de atribute MiscellaneousLandUnit2 domeniu de atribute Corpuri de apa si monitoring Modelarea corpurilor de apa si a statiile de monitoring se stabilesc in conformitate cu Guidance Document on Implementing the GIS Elements of the Water Framenwork Directive. Obiectele spatiale sunt incluse in setul de date referitoare la Water Bodies. Trebuie mentionat ca scopul acestui Data Model ca si al DSS nu este acela de a satisface cerintele WFD. Cu toate acestea, se considera obligatorie incorporarea unor anumite elemente pentru o utilizare viitoare in scopul maririi capacitatii bazei de date si pentru a permite imbunatatiri viitoare prin intermediul DSS si in aceasta directie. Obiectul de baza al setului de date este clasa abstracta WaterBody care este simulata pentru toate corpurile de apa de suprafata si subterane incluse in model. Clasa Water Body WaterBody este clasa elementelor de baza prin care se descriu corpurile de apa de suprafata si subterane. Clasa este definita de urmatoarele atribute: EuropeanCode String Codul European MSCode String Codul statului membru al Uniunii Europene Name String Numele utilizatorului pe plan local EcoregionCode String Codul ecoregiunii, careia ii apartine corpul de apa RiverBasinCode String Codul cadastral al cursului de apa caruia ii apartine corpul de apa.

Feature

WaterBody EuropeanCode MSCode Name EcoregionCode RiverBasinCode Groundwater Body Obiectul GroundwaterBody mosteneste atributele de la clasa Water Body. Corpul de apa subterana inseamna un volum distinct de apa din cadrul unui acvifer sau al unor acvifere. Acviferele sunt modelate in Water Body ca poligoane si Water Network Dataset ca puncte pentru a permite:

Reprezentarea acviferelor individuale ca fiind corpuri de apa distincte si estimarea lor in balanta apei;

Modelarea acviferelor ca surse de alimentare cu apa si parte a retelei de resurse de apa.

WaterBody

GroundwaterBody WaterNodeId

8

Clasele sunt asociate cu o relatie de tipul unul cu unul prin intermediul campului WaterNodeId. Corpuri de apa de suprafata

WaterBody

SurfaceWaterBody HeavilyModified Artificial System Conform Directivei Cadru 2000/60/EC apele de suprafata inseamna apele interioare, cu exceptia apelor subterane; ape tranzitorii si ape costiere, exceptand cazului starii chimice pentru care trebuie incluse apele teritoriale. In consecinta clasa abstracta SurfaceWaterBody se clasifica in clasa abstracta FreshWaterBody sau SalineWaterBody fiecare dintre acestea avand alt set de atribute. Clasa SurfaceWaterBody se defineste prin urmatoarele atribute: HeavilyModified True/False atribut. Un corp de apa puternic modificat inseamna un corp de apa de suprafata care, ca rezultat ale alterarilor fizice ca urmare a activitatilor umane, si-a schimbat caracteristicile, asa cum este aratat in anexa II a DC. Artificial True/False atribute. Un corp artificial de apa inseamna un corp de apa de suprafata creat ca urmare a activitatii umane. System A/B atribut de domeniu. Un corp de apa este de tip A sau B. Fresh Water Body Clasa abstracta FreshWaterBody provine din SurfaceWaterBody. Nu se considera necesara atribuirea de atribute suplimentare. Mai mult decat atat un Fresh Water Body este clasificat fie ca un lac fie ca un rau.

SurfaceWaterBody

FreshWaterBody River Water Body

FreshWaterBody

RiverWaterBody RiverWaterBody inseamna (conform DC) un corp de apa interioara care curge in cea mai mare parte la suprafata terenului dar care poate curge si subteran intr-o anumita parte a cursului. Un corp de apa interioara este conectat prin intermediul unei relatii de tip unul cu mai multe cu clasa RiverLink a Water Network Feature Dataset care modeleaza sectoare particulare de rau. Lake Water Body Conform DC, lac inseamna un corp de apa statatoare de suprafata. Lacurile se modeleaza in cadrul Water Bodies Dataset ca poligoane si in cadrul Water Network Dataset ca puncte.

FreshWaterBody

LakeWaterBody WaterNodeId Similar, ca si in cazul corpurilor de apa subterana, aceasta dubla reprezentare permite:

9

Reprezentarea unui lac ca un corp de apa distinct si estimarea sa in cadrul balantei apei;

Modelarea lacurilor ca surse de alimentare cu apa si ca parte a unei retele de apa. In acest scop, clasa de poligoane LakeWaterBody se asociaza cu clasa de pucte Lake din Water Network Dataset cu o relatie de tipul unul cu unul prin intermediul atributului WaterNodeId. Ape saline Clasa abstracta SalineWaterBody provine din clasa SurfaceWaterBody si se defineste prin urmatorul atribut aditional:

SurfaceWaterBody

SalineWaterBody MeanSalinity MeanSalinity double. Media anuala a continutului de sare din corpul de apa, care se utilizeaza ca baza pentru clasificarea sa. Ape tranzitorii Apele tranzitorii sunt corpurile de apa de suprafata aflate in vecinatatea gurilor raurilor, care sunt partial saline ca rezultat al apropierii de apele de coasta dar care sunt influentate substantial de curentii de apa dulce. In general ape tranzitorii sunt considerate a fi estuarele si ele sunt modelate ca poligoane.

SalineWaterBody

TransitionalWaterBody Bazinul Hidrografic Bazin hidrografic inseamna o suprafata de teren de pe care toate scurgerile de suprafata curg printr-o succesiune de curenti, rauri si posibil lacuri, spre mare intr-un rau cu o singura gura de varsare, estuar sau delta. Clasa este de tip poligon si in conformitate cu Guidance Document on tre implementation of WFD ea are urmatoarele atribute: Name String numele MSCode String Codul unic de bazin hidrografic EuropeanCode String Codul unic de bazin hidrografic la nivelul Uniunii Europene DistrictCode String Codul Districtului hidrografic careia ii apartine bazinul hidrografic

Feature

RiverBasin Name MSCode EUCode DistrictCode Arii protejate

Feature

ProtectedArea Name Description

10

Ariile protejate sunt mentionate in anexa V a DC unde se prevede ca planul de management al unui bazin hidrografic va include harti indicand locatia fiecarei arii protejate,o descriere a acesteia precum si legislatia nationala sau locala pe baza careia a fost desemnata ca atare. Conform acestei anexe si GIS Guidance Document subtipurile pentru clasa de elemente sunt:

(i) ariile desemnate pentru captarea apelor pentru utilizarea in scop potabil, conform art. 7; (ii) ariile desemnate pentru protectia speciilor importante din punct de vedere economic; (iii) corpurile de apa desemnate ca ape cu scop recreational, inclusiv arii destinate ca ape de imbaiere conform Directivei 76/160/EEC; (iv) ariile sensibile la nutrienti, inclusiv ariile desemnate ca Zone Vulnerabile conform Directivei 91/676/EEC si zone sensibile desemnate ca Arii Sensibile conform Directivei 91/271/EEC; si (v) arii destinate protectiei habitatelor sau speciilor unde intretinerea sau imbunatatirea starii apelor este un factor important pentru protectia acestora, inclusiv zonele importante pentru Natura 2000 desemnate conform Directivei 92/43/EEC

si Directivei 79/409/EEC.

Obiectul este modelat ca o clasa de elemente de tip poligon, avand un atribut Description pentru o reprezentare mai detaliata. Name String numele zonei protejate Description String Descrierea (categoria) zonei protejate 5. Statiile de monitorizare Statiile de monitorizare formeaza baza monitorizarii starii apei. Directiva 2000/60 face distinctie intre monitoringul apelor de suprafata si monitoringul apelor subyerane. Monitoringul reprezinta baza pentru clasificarea corpurilor de apa. Cu toate acestea din perspectiva GIS nu este necesar sa se ajunga laidentificarea datelor utilizate pentru a se ajunge la o anumita caracterizare a starii apei. In anexa V, articolul 1.3. din DC se specifica: Statele Membre trebuie sa asigure o harta sau harti care sa arate reteaua de monitoring a apelor de suprafata din Planul de gospodarire la nivel de bazin hidrografic. In mod similar, articolul 2.2.1. Prevede ca Statele Membre trebuie sa furnizeze o harta sau harti care sa prezinte reteaua de monitoring a apelor subterane in Planul de gospodarire la nivel de bazin hidrografic. Similar cu DC GIS Data Model, statiile de monitoring sunt definite ca o clasa abstracta avand doua subdiviziuni SurfaceMonitoringStation si GroundwaterMonitoringStation. Cu scopul de a extinde capabilitatii data model, se defineste un obiect copil pentru statiile de monitoring meteorologic care se refera numai la conditiile meteorologice si nu la starea unuia sau a mai multor corpuri de apa. Statiile de monitorizare Atributele MonitoringStation: Name String EuropeanCode String un cod unic incorporand codul ISO al tarii si codul de stat membru al Uniunii Europene MSCode String Codul unic al Statiei de monitorizare

Feature

MonitoringStation Name MSCode EuropeanCode

11

Statiile de monitorizare se reprezinta prin puncte. Asa dupa cum s-a mentionat anterior ele se subdivid in SurfaceMonitoringStations, GroundwaterMonitoringStations si ClimateStations. Statiile de monitoring pot sa aiba functiuni multiple si deasemenea pot monitoriza mai multe corpuri de apa. In acest scop ele sunt asociate cu relatii de tip mai multe cu mai multe in cadrul WaterBody. Statii de monitorizare ale apelor de suprafata

MonitoringStation

SurfaceMonitoringStation Drinking Investigative Operational Habitat Surveillance Reference Depth Atribute: Drinking True/False atribute. Atunci cand statia monitorizeaza calitatea apei potabile. Investigative True/False atribute. Atunci cand statia este una de investigare. Operational True/ False atribute. Atunci cand statia este una operationala. Habitat True/ False atribute. Atunci cand statia are ca scop monitoringul habitatelor. Surveillance True/ False atribute. Atunci cand statia este de supraveghere. Reference True/ False atribute. Cand statia este de referinta. Depth Integer.Adancimea in metri Clasa de elemente este asociata cu relatii de tipul mai multe cu mai multe avand urmatoarele clase de elemente: TransitionalWaters ( clasa de relatii MonitorTW) RiverWaterBody (clasa de relatii MonitorRWBody) LakeWaterBody (clasa de relatii (MonitorLWBody)

Statii de monitorizare a apelor subterane Clasa de elemente GroundwaterMonitoringStation provine din clasa abstracta MonitoringStation si este definita prin urmatoarele atribute suplimentare ce identifica functiunile pe care acestea le au:

MonitoringStation

GroundwaterMonitoringStation TypeOperational TypeSurveillance Depth

12

TypeOperational True/false attribute. Atunci cand statia este una operationala. TypeSurveillance True/ False atribute. Atunci cand statia este de supraveghere. Depth Integer.Adancimea in metri GroundwaterMonitoringStation asociate prin relatii de tip mai multe cu- mai multe cu clasa de elemente GroundwaterBody.

Statii de monitorizare a parametrilor climatici Clasa de elemente ClimateStation este ultima clasa ce provine din clasa MonitoringStations si este utilizata numai pentru modelarea conditiilor meteorologice.

MonitoringStation

ClimateStation TypeOperational Se defineste atributul: TypeOperational True/false attribute. Atunci cand statia este una operationala. WATER NETWORK DATA Baza de date a clasei de elemente Water Netwok descrie conectivitatea circuitului apeiprin sistem. Clasa principala de elemene a acestei baze de date este o retea de utilitati in Arc Info, numita WaterNetwork. In general, o retea este descrisa ca fiind un set de jonctiuni (puncte) si margini, defineste regulile de functionare, cum ar fi ce clasa de margini se poate conecta cu o anumita clasa de jonctiuni sau ce tip de jonctiuni pot sa lege doua clase de margini. In utilizarea retelei, cunoasterea directiei de parcurs catre margini este esentiala. Descrierea circuitului intr-o retea este dterminata de:

Tipologia retelei; Localizarea surselor si a nodurilor din retea; Statulul elementelor (enabled sau disabled).

Intr-un astfel de model elementele de jonctiune sunt conceptual reprezentate de WaterNodes in timp ce marginile sunt reprezentate de WaterLinks. Clasa WaterNod contine jonctiuni intre WaterLinks si alte puncte care sunt vitale pentru analiza retelei si simularea procedurii DSS. Acestea cuprind modul de alimentare cu apa (din surse de apa de suprafata,subterana sau lac de acumulare), cerintele de apa ( pentru irigatii, industrie sau populatie) si statiile de tratare (statii de tratare a apei si statii de epurare). Circuitul apei are loc in lungul WaterLinks de la sursele de alimentare catre utilizatorii de apa. In general, datele modelate in cadrul bazei de date Water Netwok sunt utilizate ca baza pentru studiul de caz realizat prin intermediul DSS. In paragrafeleurmatoare se va prezenta o analiza a structurii bazei de date in termenii unor obiecte spatiale. Mai mult decat atat, majoritatea elementelor incluse in baza de date sunt interconectate cu o vrietate d clase de obiecte nespatiale care organizeaza dale ce sunt vitale intr-o astfel de analiza. Totusi, in scopul de a explora toate capabilitatile Data Model se considera necesar ca prezentarea obiectelor spatiale sa fie completata de prezentarea claselor de obiectelor nespatiale. Modelarea datelor seriilor de timp va fi prezentata deasemenea.

13

Clasa Water Node SimpleJonctionFeature

WaterNode WaterNodeId Name Clasa abstracta WaterNode simbolizeaza orice element sau punct de interes in cadrul retelei de apa. Ea provine din SimpleJonction al Arc Info Object Model. In consecinta, toate nodurile privind apa vor fi la intersectia a doua sau mai multe margini sau la punctul final al unei marginipermitand transferul de debite intre margini. La primul nivel al conceptului, clasa WaterNode defineste urmatoarele atribute: WaterNodeId Integer. Atributul Id functioneaza ca un unic element de identificare de nodului apa in cadrul retelei. Nume String. Numele nodului, reprezentand de obicei numele local sau o descriere a obiectului.

Dupa cum s-a mentionat, Water Nodes sunt clasificate in trei categorii principale cu scopul de a se putea modela rolul lor particular in sistemul resurselor de apa.

Supply Nodes reprezinta sursele naturale si artificiale de apa; Demand Nodes reprezinta cerinta de apa a utilizatorilor consumatori si

neconsumatori si activitatile; Transhipment Nodes reprezinta procedeele de tratare utilizate sau metodele

utilizate pentru mentinerea conectivitatii retelei. Aceste categorii sunt, prin generalizare, analizate in cadrul a mai multor obiecte copii in functie de functionalitatile specifice ale fiecarui obiect, procedurile pentru manipularea datelor si modelare asa cum se integreza eleintr-un DSS. Clasa Supply Node

WaterNode

SupplyNode SupplyNodeId InfrastructureCapitalCost InfrastructureConstructionYear InfrastructureLifetime InfrastructureDepreciationPeriod InfrastructureSpecificEnergyConsumption InfrastructureOperationalCost OperationStartYear OperationalEndYear Clasa abstracta de elemente SupplyNode provine din clasa WaterNode si reprezinta toate nodurile ce actioneaza ca surse pentru alimentarea cu apa. Clsa are urmatoarele atribute: SupplyNodeId Integer. Este unicul element de verifiare a nodului sursa.

14

InfrastructureCapitalCost Integer. Costurile de capital pentru realizarea infrastructurii sistemului de alimentare cu apa. InfrastructureConstructionYear Integer. Anul realizarii sistemului de a;limentare cu apa. InfrastructureLifetime Integer. Durata de viata a infrastructurii, in ani. InfrastructureDepreciationPeriod Integer. Perioada de depreciere a infrastructurii raportata lanumarul de ani de utilizare, in ani. InfrastructureSpecificEnergyConsumption Double. Consumul specific de energienecesar pentru prelevare, in kWh/m3. InfrastructureOperationalCost Double. Costurilespecifice cu exploatarea si intretinerea in Euro/m3 de apa prelevat. OperationStartYear Integer. Reprezinta anul de incepere a exploatarii sursei de alimentare. Poate sa fie mai mare sau egal cu anul de realizare a infrastructurii sistemului. OperationalEndYear Integer. Reprezinta anul incetarii exploatarii sursei. Poate fi mai mare sau egal cu anulincetarii functionalitatii infrastructurii (anul de constructie + durata de viata). Pentru a lua in considerare diferite surse de apa disponibile, clasa SupplyNode este divizata in nai multe subclase conceptualizand acviferele, apele subterane fosile, corpurile de apa de suprafata si transferul de debite intre bazinele hidrografice.

Unele dintre obiectele clasei SupplyNode sunt asociate prin intermediul unor relatii de tip mai multe cu mai multe cu clasa de obiecte QualityVaribles. Scopul acestor relatii este acela de a modela informatiile nespatiale privind vulnerabilitatea legata de poluarea apei cu cele privind nodurile resursa care actioneaza si ca niste corpuri receptoare, printre care se numara reinbogatirea apei subterane, zonele costiere si corpurile de apa de suprafata. Regenerarea apelor subterane

SupplyNode

RenewableGroundwater Capacity MinimumDischargeVolume NumberOfWells GeologyType CatchmentArea SustainableGWProductionFactor YieldFactor AreaCoefficient Obiectul RenewableGroundwater modeleaza apele sezoniere, apa subterana libera care este in mod continuu regenerata in cadrul ciclului hidrologic natural. Clasa deriva din clasa abstracta SupplyNode si in mod suplimentar defineste rmatoarele atribute: Capacity Integer. Capacitatea (in m3) i.e. volumul maxim de apa carepoate fi stocat in acvifer. MinimumDischargeVolume Integer. Volumul minim stocat (in m3) pentru care are loc reincarcarea acviferului. NumberOfWells Integer. Numarul de foraje pentru captarea apei din acvifere.

15

GeologyType Atributele domeniului: calcaroase, silicoase, organice, altele. Geologia acviferului. CatchmentArea Double. Suprafata bazinului hidrografic (m2) i.e. suprafata de pe care se infiltreaza apa in acvifer, timpul de functionare al infrastructurilor de captare (in ani). SustainableGWProductionFactor Double (variaza intre 0 si 1). Factor ce reprezinta procentul de reincarcare al acviferului ce poate fi considerat ca durabil din punct de vedere al captarii. YieldFactor - Double (variaza intre 0 si 1). Factor ce exprima fractiunea din acvifer ce poate fi captata. Ia in considerare piederile prin percolatie. AreaCoefficient Double. Coeficient ce exprima vulnerabilitatea acviferului la captarea apei. Importul

SupplyNode

Importing Description MaximumAvaiableQuantity Obiectul Importing provone din clasa abstracta de elemente SupplNode si reprezinta cantitatea de apa ce provine din bazinele hidrografice invecinate. Ca nod resursa, acest nod joaca rolul unui nod sursa de alimentare cu apa. Suplimentar fata de atributele ce ii revin de la clasa SupplyNode are urmatoarele atribute: Description String. Un text ce descrie tipul de apaimportata e.g. transfer interbazinal. MaximumAvaiableQuantity Double. Volumul maxim lunar de apa ce poate fi importat in zona in m3/luna. Apa subterana fosila Clasa FossilGroundwater se refera la acviferele de adancime, care nu sunt reincarcate prin intermediulcicluluihidrologic. Un atribut suplimentar este descris ca: TotalAvailability Integer. Volumul total stocat in acvifer (in m3).

SupplyNode

FossilGroundwater TotalAvailability Zona costiera

SupplyNode

CoastalZone Clasa privind zona costiera descrie o zona unde apa marina este prelevata pentru desalinizare, sunt descarcati efluentii sau starea calitativa, e.g. eutroficarea, sunt monitorizate. Nu sunt definite atribute suplimentare. Nodul apa de suprafata

16

Clasa abstracta SurfaceWaterNode provine din clasa SupplyNode si grupeaza toate nodurile privitoare la corpurile de apa de suprafata. Acestea sunt lacuri naturale si lacuri artificiale si corpuri de apa reprezentand sectoare de cursuri de apa. Fiecare subtip din clasa SurfaceWaterNode se leaga printr-o relatie de tip unul - cu unul cu tabelul SurfaceNodeParameter. In cadrul acestui nivel nu sunt debinite atribute suplimentare. Nodul sector de rau Clasa de elemente RiverReachNode provine din clasa SurfaceWaterNode si reprezinta elementul fizic (sector) de rau precum si sectiunea sa aval. Se definesc urmatoarele atribute: CatchmentArea- Double. Surafata bazinului in m2 (suprafata bazinului in amonte) pentru fiecare sector de rau. DistanceFromSpring Double. Distanta de la izvoare si pana la RiverReachNode.

SurfaceWaterNode

RiverReachNode CatchmentArea DistanceFromSpring RiverId RiverId String. Codul cadastral al cursului de apa (campul MSCode din clasa RiverWaterBody). Acumulari

SurfaceWaterNode

Reservoir StorageId Capacity DeadVolume StageArea Elevation Clasa Reservoir provine din clasa SurfaceWaterBody si reprezinta toate lacurile artificiale (cum sunt barajele si micile acumulari) si naturale. In afara atributelor deja existente, clasa are suplimentar urmatoarele atribute: StorageId Elementul unic de identificare a acumularii in baza de date. Capacity Integer. Capacitatea lacului, i.e. volumul maxim de apa ce poate fi acumulat in lac, in m3. DeadVolume Integer. Volumul mort al unei acumulari in m3. StageArea String. O expresie ce leaga suprafata acumularii de volumul acesteia. Elevation String. O expresie ce leaga cota apei in acumulare si volumul de apadin lac.

17

Lac de acumulare Clasa StorageReservoir reprezinta lacurile artificiale alimentate de cursurile de apa naturale parte a unui corp de apa. Clasa provine din clasa abstracta de elemente Reservoir si defineste un atribut suplimentar: ReleaseRule String. O expresie ce defineste debusarile in aval (goliri necontrolate)

Reservoir

StorageReservoir ReleaseRule Acumulare mica Clasa SmallReservoir reprezinta retentiile artificiale de capacitate mica realiza pentru controlul viiturilor sau curgerea de suprafata din bazinul hidrografic. Modelarea necesita un atribut suplimentar fata de cele date de clasele SurfaceWaterBody, SupplyNode si WaterNode:

Reservoir

SmallReservoir CatchmentArea CatchmentArea Double. Suprafata bazinului hidrografic (in m3) de pe care este alimentata acumularea. Lac Clasa Lake se refera la lacurile naturale. Prin atributul WaterNodeId provenit de la clasa WaterNode, lacurile, reprezentate prin puncte in baza de date Water Network sunt conectate prin intermediul unei relatii de tip unul cu unul cu clasa poligonala de elemente LakeWaterBody din baza de date Water Bodies. In mod similar clasei SmallReservoir si in acest caz se defineste un atribut suplimentar: CatchmentArea Double. Suprafata bazinului hidrografic (in m2) de pe care se colecteaza apa in lac.

Reservoir

Lake CatchmentArea Clasa cerinte de apa

WaterNode

DemandNode DemandNodeId Priority Clasa abstracta DemandNode modeleaza toate tipurile de cerinte de apa, respectiv atat pe celeconsumatoare cat si pe cele neconsumatoare de apa. Clasa provine din clasa abstracta WaterNode si defineste suplimentar urmatoarele atribute: DemandNodeId Integer. Unicul cod de identificare pentru nodul cerinta de apa. Priority Integer (cu valori cuprinse intre 1 si 99). Atributul descrie regula de alocare a resursei de apa catre un anumit nodconform algoritmului DSS. Clasa DemandNode cuprinde doua subclase: ConsumptiveDemand si Non-ConsumptiveDemand.

18

Cerinte consumatoare de apa Clasa abstracta ConsumptiveDemand modeleaza utilizatorii consumatori de apa cum ar fi irigatiile, consumul populatiei, zootehnia si utilizarea apei industriale. Aceste obiecte provin din clasa abstracta DemandNode si in ea sunt definite urmatoarele atribute suplimentare: PricingMethod Atributele domeniului: niciunul, volemetrice, pe suprafata, pretul la iesirea din statia de tratare, redevente. Campul descrie metodele de calcul ale pretului apei pentru un obiect cerinta de apa specific.

DemandNode

ConsumptiveDemand PricingMethod WaterSellingPriceExpression MaximumDemandThatCanBeMet EnableDemandFeedback DemandFeedbackInterval WaterSellingPriceExpression String. O expresie ce descrie pretul de vanzare al apei ca functie de consumul si elasticitatea respectivei activitatii utilizatoare de apa MaximumDemandThatCanBeMet String. Expresie ce descrie o limita potentiata (cota) ce poate fi alocata pentru un potential utilizator de apa, ca functie de timp si/sau cerinta de apa din anii precedenti. EnableDemandFeedback True/False attribute. Campul exprima elesticitatea sau inelasticitatea raportului dintre cerinta consumatoare si deficitul de apa. DemandFeedbackInterval Integer. Campul descrie intervalul de timp (ani) necesar ca deficitul de apa sa aiba un impact asupra presiunilor si fortelor ce controleaza cerinta de apa pentru o folosinta particulara (in cazul in care cerinta consumatoare poate fi controlata de conditiile de deficit i.e. EnableDemandFeedback este setata cu valoarea True). Subdiviziunile clasei ConsumptiveDemand sunt asociate cu clasa de obiecte Activity. Scopul acestei clase de relatii este acela de a modela datele referitoare la o anumita activitate consumatoare legat de nodurile cerinta de apa (DemandNodes) e.g. spalatul in cazul consumului menajer, apa de racire in cazul unor unitati industriale etc. Nivelul activitatii si rata de consum a acestor activitati determina cerinta pentru fiecare clasa de noduri in parte, in timp ce generarea de poluanti de catre fiecare activitate este utilizata in estimarea incarcarii cu poluanti a apelor.

Clasa abstracta ConsumpriveDemand are 6 subclase, fiecare dintre acestea reprezentand o folosinta consumatoare de apa. Aglomerari Clasa de elemente Settlement provine din clasa abstracta Consumptivedemand si descrie populatia din zolele urbane si infrastructurile din zona respectiva. Ca model se pot utiliza

19

localitati rurale sau urbane sau zone mixte cu populatie permanenta si sezoniera (turisti) facand parte zintr-o zona mai mare e.g. o municipalitate. Clasa defineste urmatoarele atribute:

ConsumptiveDemand

Settlement SettlementId UrbanizedArea PopulationGrowth SeasonalPopulationGrowth SettlementId Integer. Codul unic de identificare a zonei UrbanizedArea Double. Suprafata aglomerarii urbane. PopulationGrowth String. Expresie utilizata pentru descrierea cresterii demografice a populatiei stabiledin zona aglomerarii urbane ca functie de timp. SesonalPopulationGrowth String. Expresia este utilizata pentru descrierea cresterii sezoniere a numarului populatiei, sub forma numarului de nopti de cazare, ca functie de timp. Clasa de elemente este asociata cu relatii de tip unul- cu-unul prin intermediul campului SettlementId de clasele de obiecte DistributionNetwork si SewageNetwork. Zone turistice

ConsumptiveDemand

TouristSite SeasonalPopulationGrowth Clasa de elemente TouristSite modeleaza comunitatile turistice care conduc la o crestere sezoniera a cerintei de apa si prin intermediul SettlementDemand ea reprezinta o cerinta de apa menajera. Prin intermediul acestei clase se defineste un atribut suplimentar: SeasonalPopulationGrowth String. Expresie utilizata pentru descrierea cresterii sezoniere a numarului populatiei, exprimata prin numarul de nopti de cazare, ca functie de timp. Suprafata irigata Clasa de elemente IrrigationSite reprezinta activitatea de cultivare a terenurilor atat pentru consumul propriu al fermierilor cat si in scop comercial.

ConsumptiveDemand

IrrigationSite IrrigationSiteId DistributionEfficiency SoilSalinity NumberOfEmployees InternalDistributionNetworkLengh MaximumCultivableAreaGrowth ReturnFlowfFactor In cadrul acestei clase se descriu urmatoarele atribute: IrrigationSiteId Integer. Codul unic de identificare a zonei irigate. DistributionEfficiency Double. (are valori cuprinse intre 0 si 1). Eficienta distributiei apei in zona irigata. SoilSalinity Double. Salinitatea medie a solului din zona irigata in mg/l. NumberOfEmployees Integer. Numarul de persoane celucreaza in cadrul fermelor ce practica culturi irigate (fermieri si angajati).

20

InternalDistributionNetworkLengh Integer. Lunginea sistemului intern de distributie al apei din zona irigata, in m. MaximumCultivableAreaGrowth String. Expresie utilizata pentru descrierea cresterii zonelor irigate din totalul zonelor cultivate, ca functie de timp. Se utilizeaza pentru evidentierea modului de transformare in utilizarea terenurilr. ReturnFlowFactor Double (are valori cuprinse intre 0 si 1). Arata volumul de apa legat de zonele irigate care nu este consumat si in consecinta se reintoarce in corpurile de apa de suprafata sau se infiltreaza in corpurile de apasubterana. Clasa IrrigationSite este asociata prin intermediul IrrigationSiteId cu toua tabele:

FieldCrops si OrchardCrops (prin intermediul unor relatii de tip mai multe cu-mai multe) si,

Clasa de obiecte AppliedIrrigationMethods (prin intermediul unei relatii de tip unul cu mai multe).

Cresterea animalelor Clasa de elemente AnimalBreeding deriva din clasa abstracta Consumptivedemand si se utilizeaza pentru modelarea activitatilor legate de cresterea animalelor.

ConsumptiveDemand

AnimalBreeding AnimalBreedingId ReturnFlowFactor In aceasta clasa se definesc suplimentar urmatoarele atribute: AnimalBreedingId Integer. Codul unic de identificare pentru ferma zootehnica. ReturnFlowFactor Double (are valori cuprinse intre 0 si 1). Volumul de apa alocat fermelor zootehnice si care nu este integral consumat si in consecinta revine in corpurile deapa. Clasa AnimalBreeding se asociaza cu tabelul LivestockType prin intermediul unei relatii de tip maimulte cu- mai multe (AninalSiteHasLivstock). Zonele industriale

ConsumptiveDemand

IndustrialSite IndustrialId IndustryType NumberOfEmployees NumberOfIndustries ProductionVolumeGrowth ProductionValue Clasa de elemente IndustrialSite descrie o unitate sau un set de unitati de productie de bunuri, servicii etc. Aceasta clasa este caracterizata in principal prin domeniul de activitate: petrochimie, electronica, aerospatiale, produse alimentare si bauturi, celuloza si hartie, textile etc. Si volumul corespunzator al productiei. In cadrul acestei clase se definesc urmatoarele atribute: IndustrialId Integer. Codul unic de identificare al zonei industriale. IndustryType String. Tipul de unitate industriala (e.g. petrochimica, textila etc.). NumberOfEmployees Integer. Numarul de salariati din unitatea industriala. NumberOfIndustries Integer. Numarul de unitati industriale modelate in industrial site object (valoarea default 1).

21

ProductionVolumeGrowth String. Expresie ce descrie crestrea productiei industriala raportata la unitatea de timp. ProductionValue Double. Valoarea in Euro/unitatea de produs locco producator. Export

ConsumptiveDemand

Exporting MaximumDemandToBeMet DemandGrowth StartYear EndYear Clasa de elemente Exporting reprezint cantitatea de apa ce va fi derivata in alt bazin hidrografic sau in alta zona geografica a aceluiasi bazin hidrografic. Clasa provine din clasa abstracta de elemente ConsumptiveDemand deoarece nu se considera ca debitele defluente intra din nou in zona studiata. Atributele suplimentare ale acestei clase sunt: DemandGrowth String. Expresie ce descrie cresterea cerintei de apa prin intermediul elementului Exporting ca functie de timp. StartYear Integer. Anul inceperii derivarii volumelor de apa. EndYear Integer. Anul cand derivarea de volume de apa inceteaza. Cerintele neconsumatoare de apa

DemandNode

NonConsumptiveDemand NonConsumptiveDemand reprezinta o clasa abstracta de elemente derivata din clasa DemandNode. Ea este utilizata pentru a modela cerintele neconsumatoare de apa in cazul in care debitele defluente sunt zero iar debitele de intrare suntegale cu cele de iesire. Nu sunt definite atribute suplimentare. Aceasta clasa este formata din doua subclase: HydroelectricityProduction si RiverRequirements.

Producerea de hidroenergie

22

NonConsumptiveDemand

HydroelectricityProduction EnergyEfficiency EnergyHead CapitalCost ConstructionYear OperationalCost Lifetime DepreciationPeriod ElectricitySellingPrice EnergyRequirementsGrowth Clasa de elemente HydroelectricityProduction modeleaza cantitatea de apa necesara de o centrala sau un grup de centrale hidroelectrice pentru a genera energie prin cadere sau ca urmare a vitezei apei. Clasa defineste urmatoarele atribute suplimentare: EnergyEfficiency Double (are valori cuprinse intre 0 si 1). Eficienta totala centralei hidroelectrice in conservarea energiei. EnergyHead Double. Caderea neta disponibila pentru producerea de hidroenergie (in metri). CapitalCost Integer. Costul constructiei centralei hidroelectrice. ConstructionYear - Integer. Anul constructiei centralei si anul cand aceasta incepe sa produca. OperationalCost Double. Costurile operationale specifice in Euro/kWh produs. Lifetime Integer. Durata de viata in ani. DepreciationPeriod Integer. Durata de amortizare pentru costurile de capital. ElectricitySellingPrice Pretul cu care energia produsa este vanduta catre reseillerilocali sau catre utilizatori. EnergyRequirementsGrowth Expresie decriind productia anuala de energie necesara ca functie de timp. Debitele necesare in albie

RiverRequirements reprezinta o clasa abstracta de elemente utilizata pentru a modela sectorul de rau in functie de debitele minime necesare in albie. Acestea constau in debitele lunare minime necesare pentru garantarea navigatiei, a activitatilor recreationale (e.g. pescuitului) si prezervarii regimului fizic sigeomorfologic al cursului de apa, cu scopul de a mentine valoarea ecologica a ecosistemelor acvatice. Aceasta clasa este impartita in trei subclase: Environmental, Recreation si Navigation. Clasa nodurilor transzitionale

23

WaterNode

TranshipmentNode Clasa abstracta TranshipmentNode se utilizeaza pentru a caracteriza punctele din sistemul de apa ce nu sunt nici surse de apasi nu reprezinta nici cerinte de apa. In aceasta clasa nu sunt definite atribute suplimentare. O clasa inportanta din retea ce este strans legata de calitatea apeidenumita TreatmentNode este definita ca o subclasa . O alta clasa ce deriva din TranshipmentNode este NetworkReservoir.

Rezervoare TranshipmentNode

NetworkReservoir ConstructionYear ConstructionCost Lifetime DepreciationPeriod EnergyConsumption OperationalCost Clasa NetworkReservoir provine din clasa abstracta TranshipmentNode si reprezinta un rezervor cu o capacitate mica care este utilizat pentru a asigura necesarul casnic de apa, in cazul motelurilor etc. Clasa defineste urmatoarele atribute suplimentare: ConstructionYear Integer. Anul construirii rezervorului. ConstructionCost Integer. Costul constructiei rezervorului exprimat in Euro. Lifetime Integer. Durata de viata a rezervorului exprimata in ani. DepreciationPeriod Integer. Perioada de amortizare a costurilor de capital pentru realizarea rezervorului. EnergyConsumption Double. Consumul specific de energie inkWh/m3 de apa inmagazinata. OperationalCost Double. Costurile specifice de operare si exploatare in Euro/m3 de apa inmagazinata. Clasa statii de tratare Clasa de elemente TreatmentNode este utilizata pentru modelarea statiilor de tratare, i.e. puncte in retea unde calitatea apei este modificata prin procese de tratare specifice. Clasa Provine din clasa mult mai abstracta a nodurilor tranzitionale.

TranshipmentNode

TreatmentNode TreatmentId Capacity

24

ConstructionYear Lifetime DepreciationPeriod ConstructionCost OperationalCost SpecificEnergyConsumption Suplimetar fata de toate atributele din clasa generala specifica, clasa are definite urmatoarele atribute: TreatmentId Integer. Codul unic de identificare al statiei de tratare dintre toate.obiectele din statia de tratare Capacity Integer. Capacitatea statiei de tratare exprimata in m3/zi. ConstructionYear Integer. Anul constructiei statiei de tratare. Lifetime Integer (valoarea default este de 15 ani). Durata de viata, in ani, a statiei de tratare. DepreciationPeriod Integer (valoarea default este de 15 ani). Perioada de amortizare pentru costurile de capital. ConstructionCost Integer. Costul total al realizarii statiei de tratare. OperationalCost Double. Costurile specifice de operare si intretinere exprimate in Euro/m3 apa trata. SpecificEnergyConsumption Double. Consumul specific de energie in statia de tratare, exprimat in kWh/m3 de apa tratata. Clasa contine duoa subclase: DrinkingWaterTreatmentPlant si WastewaterTreatmentPlant.

Subclasele sunt asociate prin relatii de tip mai multe cu mai multe cu clasa de obiecte Quality Variables care este utilizata pentru a descrie aspecte particulare ale procesului de tratare, cum ar fi rata de indepartare a poluantilor si concentratiile necesare pentru apa potabila sau dispunerea namolului in cazul statiilor de tratare a apelor uzate. Statia de tratare a apei (potabilizare)

TreatmentNode

DrinkingWaterTreatmentPlant Clasa DrinkingWaterTreatmentPlant provine din clasa abstracta TreatmentNode si modeleaza o statie de tratare a apei cu scopul de a face apa sigura si acceptabila pentru consumul uman. Nu sut definite atribute suplimentare. Statia de tratare a apelor uzate

TreatmentNode

WastewaterTreatmentPlant UnitType PopulationEquivalents EffluentPrice

25

Clasa de elemente WastewaterTreatmentPlant reprezinta o statie de epurare a carei scop este aceea de a indeparta sau de a micsora concentratia de substante poluante inainte de reutilizarea apei sau descarcarea acesteia intr-un corp de apa de suprafata. Clasa are urmatoarele atribute suplimentare: UnitType Domain atribute (epurare primara, secundara sau tertiara). Tipul procesului de epurare, strict in legatura cu indepartarea poluantilor si eficienta de reducere a poluantilor a statiei deepurare. PopulationEquivalents Integer. Capacitatea statiei deepurare exprimata in termeni ai populatiei maxime ce poate fi deservita zilnic. EffluentPrice Double. Pretul efluentului de la statia deepurare in cazul in care acesta este utilizat pentru irigrarea terenurilor agricole. Clasa conexiuni Clasa abstracta WaterLink simbolizeaza orice conexiune din reteaua de alimentare cu apa intre noduri. Aceasta clasa provine din SimpleEdgeFeature din Arc Info Object Model. Marginile in mod logic sunt definite ca elemnte de retea ce au o anumita lungime.

SimpleEdgeFeature

WaterLink WaterLinkId Description In consecinta toate nodurile privind apa se afla la intersectia a doua sau mai multor margini. O margine trebuie intotdeauna sa inceapa si sa sfarseasca in nodurile retelei. La un prim nivel de conceptualizare, clasa WaterLink defineste urmatoarele atribute: WaterLinkId Integer. Identificatorul Id actioneaza ca unicul identificator al unei legaturi in cadrul retelei. Description String. Un text descriptiv al legaturii. Obiectele legaturi din cadul WaterLink sunt clasificate in 4 categorii in conformitate cu regulile de conectivitate a retelei si in particulare cu necesitatea de modelare a DSS: Supply Links, care conduc apa de la surse la nodurile cerinta; Groundwater Interaction Links, reprezentand interactiunea naturala dintre corpurile de apa de suprafata si subterana; Return Flow Links, care iau in considerare debitele returnate de la cerintele consumatoare de apa in receptori (corpuri de apa de suprafata sau subterana) sau care ajung in statiile de epurare. River Links, (sau sectoare) reprezentand cursul natural al unui corp de apa de suprafata (rau0, interconectand nodurile sectoare de rau, acumulari si necesarulminim de debit.

Conexiunea alimentare Clasa abstracta Supply Link reprezinta puncte de transfer a apei (fie tratata fie apa epurata) ce se intentioneaza a fi utilizata de catre nodile cerinta. Un atribut fundamental este capacitatea legaturii, care reprezinta debitulmaxim lunar disponibil. Suplimentar atributelor primite de la clasa similara WaterLink, clasa defineste urmatoarele campuri:

26

WaterLink

SupplyLink SupplyLinkId Priority ConvyanceLoss FlowCapacity ConstructionYear Lifetime DepreciativePeriod ConstructionCost SpecificEnergyConsumption OperationCosts SupplyLinkId Integer. Unicul identificator a legaturii de alimentare. Priority Integer (valori de la 1 la 99). Prioritatea cu care apa este alocata de la nodul de plecare a legaturii la nodul final. Conveyance Loss Double (valori cuprinse intre 0 si 1). Reprezinta pierderile din retea. FlowCapacity Double. Debitulmaxim in m3/luna care traverseaza legatuta de alimentare. ConstructionYear- Integer. Anul in care legatura a fost construita. Lifetime Integer. Durata de viata a legaturii. DepreciationPeriod Integer, Descrierea perioadei de amortizare pentru costurile de capital ale legaturii. ConstructionCost Integer. Costul realizarii legaturii. SpecificEnergyConsumption - Double. Energia specifica de pompare necesara in Euro/m3 de apa. OperationCosts Double. Costurile specifice cu intretinerea si operarea in Euro/m3 de apa. Doua subclase deriva din clasa abstracta SupplyLink: Canals si Pipelines. Canale Clasa Canal deriva din clasa abstracta Supply si se utilizeaza pentru a modela canalele deschisepentru derivarea debitelor. Aceasta clasa este utilizata pentru a lega nodul sector de rau catre zonele agricole. Nu exista atribute suplimentare definite de aceasta clasa.

SupplyLink

Canal Conducte

SupplyLink

Pipeline Clasa Pipeline deriva din clasa abstracta SupplyLink si se utilizeaza pentru a reprezenta conductele sub presiune ce pleaca de ladiferitele surse dealimentare cu apa catre nodurile cerinta. La fel ca si clasa Canal nici aceasta clasa nu defineste atribute suplimentare. Interactiunea dintre apele subterane si apele de suprafata

WaterLink

GroundwaterInteractionLink

27

Clasa abstracta GroundwaterInteractionLink cuprinde legaturile ce modeleaza interactiunea dintre corpurile de apa subterana si cele de suprafata. Se definesc diua subcategorii, fiecare dintre acestea avand reguli de conectivitate diferite: descarcarea apelor subterane si reincarcarea apelorsubterane. Reincarcarea apelor subterane

GroundwaterInteractionLink

GroundwaterRechargeLink Link-urile referitoare la reincarcarea apelor subterane se utilizeaza pentru modelarea procesului natural de reincarcare a acviferelor din corpurile de apa de suprafata, cum ar fi lacurile, acumularile si raurile. Nu sunt definite atribute suplimentare. Descarcarea apelor subterane Link-urile referitoare la descarcarea apelor subterane se utilizeaza pentru modelarea procesului natural de descarcare a acviferelor in corpurile de apa de suprafata si in mare.

GroundwaterInteractionLink

GroundwaterDeschargeLink Debite defluente

WaterLink

ReturnFlowLink ReturnFlowShare Clasa ReturnFlowLink conceptualizeaza legaturile care transfera debitele defluente de la consumatori la statiile deepurare sau in corpurile de apa care functioneaza ca receptori. Se defineste un atribut suplimentar pentru determinarea partii de debit care este alocata unui anumit segment: ReturnFlowShare Double (variaza intre 0 si 1). Reprezinta partea de debit ce este transferata prin intermediul unei anumite legaturi. Raul

WaterLink

RiverLink RiverId Ultima clasa de elemente inclusa in Water Network dataset este RiverLink. Deoarece segmente diferite de rau sunt modelate ca puncte, singura functionalitate a elementelor din clasa RiverLink este aceea de a mentine conectivitatea retelei in lungul unui curs de apa. Reguli de conectivitate Un concept fundamental intr-o retea de alimentare, ca si in cazul fiecarui element din retea, este mentinerea unei reguli adecvate de conectivitate care specifica ce tipuri de jonctiuni (noduri) pot fi conectate unele cu altele si prin intermediul carui tip delegatura. In general, regulile de conectivitate in retea constrag elementele retelei astfel incat ele sa poata fi conectate unele cu altele. Prin stabilirea acestor reguli impreuna cu alte reguli cum ar fi domeniul atributelor, se mentine integritatea datelor retelei in baza de date. In ArcGis exista doua tipuri de reguli de conectivitate: reguli de tip margine nod si reguli de tip margine margine. O regula de tip margine nod este o regula de conectivitate care stabileste ca o margine de tip A poate fi conectata la un nod de tip B. O regula de tipmargine

28

margine este o regula de conectivitate care stabileste ca o margine de tip A poate fi conectata cu o margine de tip B printr-un set de jonctiuni. Regulile de tip margine margine implica intotdeauna existenta unui set dejonctiuni. O baza de date specifica un numar de reguli de conectivitate cu scopul de a asigura modelarea corecta a sistemului resurselor de apa si simularea sa corecta in cadrul DSS. Modelarea necesita ca unele tipuri de margini sa aiba un tip specific de jonctiuni de inceput sau de sfarsit sau ambele. De exemplu, in cazul reincarcarii apelor subterane punctul de plecare poate fi considerat un nod apa de suprafata (acumulare sau sector de rau) si se poate termina numai la nodul reincarcare apa subterana. Suplimentar, jonctiunile modelaza tipuri particulare de surse de apa cum ar fi sursele neregenerabile (apa subterana fosila) sau sau importul de resursa din alte zone nu pot avea nici un fel de margini de intrare. Pentru a asigura totusi integritatea retelei de date in baza de date, conectivitatea in retea este modelata in cadrul DSS prin intermediul unui se de reguli ce specifica ce tip de jonctiune poate fi conectat cu un altul si cu ce tip de margine. Obiecte nespatiale Datele spatiale din Network Dataset nu suntprin ele insele adecvate pentru a descrie structura sistemului de resurse de apa in termeni referitori la resursele de apa sau cerinte de apa. Date suplimentare sunt stocate in forma tabelara cu scopul de a furniza date suplimentare. Acestea sunt legate cu obiectele spatiale prin relatii de tipul unul-cu unul, unul cu mai multe si mai multe cu mai multe. Se face o distinctie intre datele modelate ca serii de timpsi clasa generala abstracta numita Object. Date generale Variabile de calitate Clasa QualityVariables include toate variabilele de calitate are sunt monitorizate in mod curent si simulate in cadrul DSS. Atributele definite in cadrul acestei clase sunt: WQVariableId Integer. Unicul identificator al variabilei de calitate. Name String. Numele variabilei de calitate. LoadUnit String. Unitati de masura utilizate pentru a exprima incarcarea variabilei de calitate. ConcentrationUnit - String. Unitati de masura utilizate pentru a exprima concentratia variabilei de calitate. Incarcarea Double. Incarcarea cu poluant exprimata in Euro/unitatea de incarcare. Incarcarea cu poluanti este utilizata pentru estimarea costurilor de mediu in cazul dispunerii efluentului.

Objects

QualityVariables WQVariableId Name LoadUnit ConcentrationUnit Charge Clasa QualityVariables participa intr-un numar de relatii cu alte obiecte si clase de elemente cu sunt:

Relatii de tipul mai multe cu mai multe cu subclase apartinand clasei de elemente Supply Node;

Relatii de tipul mai multe cu mai multe cu subclase apartinand clasei de elemente Treatment Node;

29

Relatii de tipul mai multe cu mai multe cu atribute intre subclase apartinand clasei de elemente ConsumptiveDemand si clasei de obiecte Activity.

Activity Clasa Activity grupeaza toate tipurile de cerinte consumatoare de apa. Clasa in sine contine cateva valori de baza care pt fi modificate pentru fiecare DemandNode al setului de date Water Network. Clasa defineste urmatoarele atribute: ActivityId Integer. Unicul identificator al activitatii; Description- String. Unit String. Unitati de masura utilizate pentru descrierea activitatii. DefaultElasticity Double. Elasticitatea initiala a cerintei prin itermediul pretului de vanzare al apei. Clasa Activity este asociata prin relatii de tipul mai multe cu mai multe cu subclasele de obiecte din clasa abstracta ConsumptiveDemandNode. Date referitoare la alimentare Parametrii nodului apa de suprafata Clasa de obiecte SurfaceNodeParameters cuprinde informatiile necesare pentru realizarea estimarilor de calitate pentru corpurile de apa de suprafata. Ea include deasemenea si unele atribute pentru descrierea pierderilor din retea si evaporatia din lacuri precum si reincarcarea acviferelor din rauri la fel ca si vulnerabilitatea corpurilor de apa de suprafata ca urmare a supraexploatarii. Clasa de obiecte este conectata cu o relatie simpla de tip unul cu unul a clasei provenite din SurfaceWaterNode (acumulari, lacuri, acumulari mici si noduri sectoare de rau). Atributele definite in cadrul acestei clase sunt:

SupplyNodeId Integer. Cheia de legatura a relatiei de tip unul cu unul cu clasa SurfaceWaterNode. AlgalGrowthRate Double. Rata dezvoltarii algale (zi-1). AlgalRespirationRate Double. Rata respiratiei algale (zi-1). AlgalSettlingRate Double. Rata dezvoltarii algale reziduale (zi-1). FractionNitrogenInAlgalBiomass Double. Fractiunea din biomasa algala reprezentand azot (adimensionala). PreferenceFactorForAmmoniaNitrogen Double. Factorul de preferinta pentru azotul amoniacal (adimensional)

30

RateConstantForBOofAmmoniaNitrogen Double. Constanta oxidarii biologice pentru azotul amoniacal (zi-1).. ColliformDieOffRate Double. Rata distrugerii bacteriilor coliforme (zi-1). DeoxygenationRateCoefficient Double. Coeficientul ratei de deoxigenare (zi-1). RateOfBODLossDuetoSettling Double. Rata pierderii cantitatii de oxigen dizolvat (zi-1). ReaerationRate Double. Rata de reaerare (zi-1). RateOfOxygenProductionDueToAlgaePhotosynthesis Double. Rata productiei de oxigen pe unitatea de fotosinteza algala (adimensionala) RateOfOxygenUptakeperUnitofAlgaeRespired Double. Rata consumului de oxigen pe unitatea de oxidare a azotului amoniacal (adimensional) RateofOxygenUptakeperunitOfAmmoniaNitrogenOx Double. Rata absorbtiei de oxigen pe unitatea de azot amoniacal oxidata (adimensional). RateOfChlorofillAlphatoAlgalBiomass Double. Continutul de alpfa clorofile din biomala algala totala SaturationConcentrationOfDissolvedOxygen Double. Concentratia saturata de oxigen dizolvat (mg/l). EvaporationPercentaje Double (valori cuprinse intre 0 si 1). Procentul de apa evaporata de la suprafata lacului sau a sectorului de rau ca fractiune a volumului total de apa evaporat de pe suprafata bazinului hidrografic. RechargePercentaje Double. Partea din debit care reincarca acviferele prin intermediul apei subterane (in cazul in care exista astfel de link-uri). AreaCoefficient Double. Coefficient ce exprima vulnerabilitatea corpurilor de apa de suprafata la captarea apei. Date referitoare la cerintele de apa Reteaua de distributie

Localitate

DistributionNetwork SettlementId ReferenceYear DistributionLosses ReplacementCost OperationalCost SpecificEnergyConsumption ShareOfUnaccountedForWater Lengh Clasa de obiecte DistributionNetwork este utilizata pentru a defini starea obiectelor din reteaua de distributie in cadrul localitatii pentru perioada de analiza in termenii pierderilor, consumului necontorizat de apa si a costurile operationale. Clasa este de aceea asociata cu clasa de obiecte Settlement prin relatii de tip unul cu unul. Un obiect al retelei de distributie are urmatoarele atribute: SettlementId Integer. Cheia de legatura cu clasa de origine (clasa de elemente Settlement) ReferenceYear Integer. Anul la care se refera atributele. DistributionLosses Double (cu valori cuprinse intre 0 si 1). Partea din volumul de apa care este pierdut in retea datorita neetanseitatii acesteia. ReplacementCost Integer. Costul inlocuirii retelei in Euro. OperationalCost Double. Costurile de intretinere si operare (Euro/m3 de apa distribuita)

31

SpecificEnergyConsumption Double. Consumul specific de energie in reteaua de distributie a apei in Euro/m3 de apa distribuit. ShareOfUnaccountedForWater Double (cu valori cuprinse intre 0 si 1). Volumul de apa care este considerat piedut ca urmare a utilizarii sistemului pausal sau datorita necontorizarii la consumator. Lengh Integer. Lungimea retelei de distributie a apei (in metri). Reteaua de canalizare

Localitate Localitate

HasSewageNetwork SewageNetwork

SettlementId ReferenceYear NetworkCoverage ReplacementCost OperationalCost SpecificEnergyConsumption Lengh Clasa de obiecte SewageNetwork esate utilizata pentru a defini starea retelei de distributie a unei localitati pentru perioada de timp analizata in termeni privind populatia conectata, lungimea retelei de canalizare si costurile de operare. Clasa este asociata cu clasa de obiecte Settlement prin intermediul unei relatii de tip unul cu unul. Un obiect retea de canalizare incorporeaza urmatoarele atribute: SettlementId Integer. Cheia de legatura cu clasa de origine (clasa de elemente Settlement) ReferenceYear Integer. Anul la care se refera atributele. NetworkCoverage Double (valori cuprinse intre 0 si 1). Populatia conectata la reteaua de canalizare in anul de referinta. ReplacementCost Integer. Integer. Costul inlocuirii retelei in Euro. OperationalCost - Double. Costurile de intretinere si operare (Euro/m3 de apa colectata in reteaua de canalizare) SpecificEnergyConsumption - SpecificEnergyConsumption Double. Consumul specific de energie in reteaua de canalizarea apei in Euro/m3 de colectata in reteaua de canalizare. Lengh - Integer. Lungimea retelei de canalizare a apei (in metri). Metode utilizate pentru aplicarea irigatiilor

IrrigationSite IrrigationSite

HasIrrigationMethod AppliedIrrigationMethods

IrrigationSiteId IrrigationMethod ImplementationYear ImplementationCost ShareOfArea ApplicationEfficiency Clasa de obiecte AppliedIrrigationMethods se utilizeaza pentru a defini metodele de aplicare a irigatiilor dintr-o anumita zona si le descrie in termeni de eficienta si costuri (daca, clasa de obiecte se refera la masuri propuse pentru imbunatatirea masurilor). Clasa este asociata clasei

32

de elemente IrrigationSite prin intermediul unei relatii de tip unul cu mai multe. Clasa de obiecte defineste ormatoarele atribute. IrrigationSiteId Integer. Cheia de legatura cu clasa de origine (clasa de elemente IrrigationSite) IrrigationMethod Domain attribute (prin inundare, prin brazde, cu sprinklere, prin picurare). Tipul metodei de irigare aleasa. ImplementationYear Integer. Anul in care s-a inceput aplicarea metodei in respectiva zona irigata. ImplementationCost Double. Costul aplicarii irigatiilor asa cum era el in anul inceperii irigarii, in Euro/m2. ShareOfArea Double (valori cuprinse intre 0 si 1). Partea din suprafata totala irigata pe care este aplicata metoda de referinta. ApplicationEfficiency Double (valori cuprinse intre 0 si 1). Eficienta metodei de irigare (fractiune de volumul de apa livrata care ajunge la culturi). Tipul de cultura

Object

CropTypes CropId CropName CropMarketPrice TypicalPlantDate Region MaxCropHeight Clasa abstracta de elemente CropTypes este utilizata pentru a adaposti informatiile asupra tipurilor de culturi valoroase din punct de vedere economic la care in zona de referinta se practica irigatiile. Un obiect cultura incorporeaza urmatoarele atribute: CropId integer. Unicul identificator a obiectului cultura in baza de date. CropName Sting. Numele culturii. CropMarketPrice Double. Pretul net asteptat pe piata a culturilor pentru un pret constant al apei (in Euro/m2) TypicalPlantDate Sting. Data tipica de plantare pentru respectiva cultura. Region Sting. Zona la care se refera datele privind culturile. MaxCropHeight Double. Inaltimea maxima a culturii la sfartul perioadei de dezvoltare (in metri). Tipurile de culturi se impart in 2 clase de obiecte, FieldCrops si OrchardCrops. Fiecare dintre acestea subclase se asociaza cu alte doua clase de obiecte (relatii de tipul unul cu unul) care adapostesc informatii referitoare calculul necesarului de apa pentru practicarea unei metode de irigare. Aceste doua clase de obiecte contin datele relevante pentru atingerea obiectivelor modelarii in cazul modelelor complexe si simplificate de irigare utilizate in cadrul DSS. Ambele subclase de obiecte sunt asociate cu clasa de elemente IrrigationSite prin intermediul unor relatii de tip mai multe cu mai multe atribuite claselor de relatii, numite IrrigationSiteHasFieldCrops si IrrigationSiteHasOrchardCrops. Culturi in camp

CropTypes

FieldCrop CultivationCosts AlternativeCropValue

33

Clasa de obiecte FieldCrops deriva din clasa abstracta CropTypes si defineste in mod suplimentar urmatoarele atribute: CultivationCosts Double. Costul culturii pe m2 de suprafata irigata, independent de gradul de cultura pentru o anumita zona cultivata. AlternativeCropValue Double. Valoarea alternativa a terunului. In mod obisnuit se masoara prin profitul net obtinut, in Euro/m2, a celei mai bune culturi alternative neirigate. Livezi

CropTypes

OrchardCrop CultivationCosts InvestmentCost MaturityPeriod Lifetime GrowthCosts Clasa de obiecte OrchardCrop reprezinta cea de a doua subclasa a clasei de obiecte CropTypes si este utilizata pentru a modela plantatiile de pomi fructiferi. Se definesc urmatoarele atribute: CultivationCosts Double. Costul cultivarii pe m2 de suprafata irigata. InvestmentCost Double. Costurile investitionale, masurate in Euro/m2 (material pomicol, cultivare, sistem nou de irigare etc.) necesare realizarii unei noi livezi. MaturityPeriod Integer. Perioada (ani) necesara maturizarii noii plantatii plecand de la stadiul de crestere. Lifetime Integer. Durata totala de viata a unei livezi. GrowthCosts Double. Costurile (excluzand pretul apei) asociate cu planbtarea de puieti. Modelul complex de cultura

Clasa de obiecte ComplexModelCropData contine datele necesare pentru calculul cerintei de apa pentru irigatii pornind de la factori precum precipitatiile si evapotranspiratia. In acest sens, clasa de obiecte defineste pentru fiecare tip de cultura lungimea fiecarui stadiu de dezvoltare, coeficientii de cultura si cantitatea de nutrienti. Atributele definite sunt: CropId Integer. Cheia de legatura cu clasa de origine. InitialStageDuration Integer. Durata stadiului initial al culturii plecand de la data plantarii pana la circa 10% din perioada torala de dezvoltare (in zile)

34

DevelopmentStageDuration Integer. Durata dezvoltarii culturii pornind de la 10% pana la cresterea totala (in zile). Pentru numeroase culturi perioada totala de dezvoltare se considera terminata la inceperea stadiului de inflorire. MidStageDuration. Integer. Durata celei de a 2-a perioade de crestere a culturii (in zile) In numeroase cazuri perioada de mijloc se considera ca plecand de la perioada de imbatranire, ingalbenire sau cadere a frunzelor sau coacerea fructelor. LateStageDuration Integer. Durata de la inceperea maturitatii pana la imbatranire (in zile). kcIni Double. Coeficientul de cultura pentru stadiul initial al culturii. kcMid Double. Coeficientul de cultura pentru stadiul mediu al dezvoltarii culturii. kcEnd Double. Coeficientul de cultura pentru stadiul final al dezvoltarii culturii. LeachingRequirement Double. Necesarul de udare in mm. Modelul simplificat de cultura

Clasa de obiecte SimplifiedModelCropData cuprinde datele necesare pentru calculul cerintei de apa pentru irigatii pe baza un numar lunar simplificat de date sau a necesarului de apa cerut de fiecare cultura. Atibutele definite sunt urmatoarele: CropId Integer. Legatura cu clasa de origine (clasa de obiecte CropTypes). January December Double. Cantitatile de apa necesare in fiecare luna (in mm) de un tip particular de cultura. Zootehnia

Object

LivestockTypes LivestockId LivestockType DemandperHead MarketValue Clasa de obiecte LivestockTypes se utilizeaza pentru a adaposti informatiile asupra cresterii animaleleor din zona analizata. Un astfel de tip de obiect are urmatoarele atribute: LivestockId Integer. Unicul identificator al tipului de animale crescute. LivestockType Sting. Un text descriptiv pentru tipul de animale, ie.g. cabaline, porcine, caprine etc. DemandperHead Double. Cerinta lunara de apa necesara pentru cresterea animalelor in functie de tipul de animale (in m2/cap/luna). MarketValue Double. Valoarea neta asociata cu cresterea unui anumit tip de animale neingloband si costul apei. In mod uzual se exprima in Euro/cap/an.

35

Clasa de obiecte LivestockTypes este asociata cu clasa de elemente AnimalBreeding se asociaza prin intermediul unei clasei de relatii de tip mai multe cu mai multe AnimalSiteHasLivestock. Clase de relatii Relatiile de tipul mai multe cu mai multe necesita realizarea unui nou tabel in baza de date care sa stocheze cheile de legatura dintre clasele de origine si cele de destinatie pentru a realiza o conexiune intre acestea. In Data Model acest tabel are in mod obisnuit alte campuri pentru stocarea atributelor relatiilor in sine care nu sunt atribuite fie cu clasa de origine fie cu clasa de destinatie. Un exemplu tipic in acest sens il constituie relatiile ce modeleaza vulnerabilitatea unui ecosistem la descarcarile de ape uzate. Aceasta relatie, in pofida existentei unui identificator pentru obiectul variabilitate a calitatii sii obiectul mod alimentare necesita si alte atribute, suplimentare, care sa exprime vulnerabilitatea unui corp de apa la descarcarea unei anumite substante. Din nefericire, desi acest concept este corect, clasele abstracte care eventual pot sa nu fie parte integranta a bazei de date nu pot participa in clasele de relatii. In cele ce urmeaza se vor analiza clasele de relatii modelate la nicelul claselor abstracte. Clasa de relatii nod alimentare Vulnerabilitatea ecosistremului

Clasa de relatii EcosystemVulnerability modeleaza vulnerabilitatea unui ecosistem (nod ce actioneaza ca un corp receptor) la descarcarea de efluenti continand substante poluante. Clasa defineste relatii de tip mai multe cu mai multe intre clasa de obiecte Quality Variables si obiectele provenind din clasa abstracta Supply Node. Acestea sunt: RenewableGroundwater (clasa de relatii RenewableGroundwaterVulnerability); RiverReachNode (clasa de relatii RiverReachVulnerability); StorageReservoir (clasa de relatii StorageReservoirVulnerability) Lake (clasa de relatii LakeVulnerability) SmallReservoir (clasa de relatii SmallReservoirVulnerability). Clasa de relatii cerinte de apa Nodul cerinta

DemandNodeActiviies reprezinta o clasa de relatii asociata clasei Activitiy cu atribute provenind din clasa abstracta ConsumptiveDemandNode si anume: Settlement (clasa de relatii SettlementNodeActivities);

36

TouristSite (clasa de relatii TouristSiteActivities); IrrigationSite (clasa de relatii IrrigationSiteActivities); AnimalBreeding (clasa de relatii AnimalBreedingActivities); IndustrialSite (clasa de relatii IndustrialSiteActivities). Generarea de substante poluante pe unitatea de activitate

Fiecare clasa de relatii DemandNodeActivity se asociaza prin intermediul unor relatii de tip mai multe cu mai multe cu clasa de relatii QualityVariables. Clasa se utilizeaza pentru definirea generarii de poluanti prin intermediul diferitelor tipuri de activitati industriale ce se situeaza in obiectele noduri consumatoare. In particular, aceste clase de relatii sunt: PollutantGenerationBySettlement (clasa de destinatie: SettlementNodeActivities); PollutantGenerationByTouristSite (clasa de destinatie:TouristSiteActivities); PollutantGenerationByIrrigationSite (clasa de destinatie: IrrigationSiteActivities); PollutantGenerationByAnimalBreedingSite(clasa de destinatie:AnimalBreedingActivities); PollutantGenerationByIndustrialSite (clasa de destinatie:IndustrialSiteActivities). O alta clasa de relatii este cea numita PollutantGenerationperActivityUnit, ce conecteaza clasa DemandNodeActivities cu clasa QualityVariables. Clasa este utilizata pentru a defini diferitele activitati consumatoare de apa. Culturi irigate

Clasele de relatii IrrigationSiteHasFieldCrops si IrrigationSiteHasOrchardCrops se utilizeaza pentru a face legatura cu subclasele clasei de obiecte CropTypes cu zonele irigate carora le apartin (clasa de elemente IrrigationSite) si sa specifice ce anume parte din zona irigata ocupa. Zootehnia

Clasa de relatii AnimalSiteHasLivestock se utilizeaza pentru a lega tipul de animale crescute de obiectul LivestockType de locatiile crescatoriilor de animale carorale le apartin (clasa de elemente AnimalBreeding) si sa specifice populatia animaliera.

37

Nodul tratarea apelor Clasa de relatii DrinkingWaterTreatmentProcess modeleaza procesul de tratare a apei in termenii valorilor necesare pentru apa potabila asa cum sunt ele prevazute in legislatie. Clasa defineste relatii de tip mai multe cu mai multe intre clasa de obiecte QualityVariables si clasa de elemente DrinkingWaterTreatmentPlant (DWTPTreatmentProcess). Tratarea apelor uzate Clasa de relatii WastewaterTreatmentProcess modeleaza procesele de epurare a apelor uzate ce au loc intr-o statie de epurare in termenii reducerii cantitatilor de poluanti, al valorilor permise de legislatie pentru deversarea in emisari a apelor epurate (total sau partial) si coeficienti anului reprezentand cote parti din costurile de mediu. Clasa defineste relatii de tip mai multe cu mai multe intre clasa de obiecte QualityVariables si clasa de elemete WastewaterTreatmentPlant.

38

SOL PROCEDURI SI PROTOCOALE

MATERIA ORGANICA

1. Materia organic din sol, origine i complexitate Materia organic este att un constituent important al solului (chiar dac este prezent n cantitate mic), ct i principala surs de nutrieni i energie pentru organismele din sol, fiind considerat o component major a calitii i sntii solului (Doran et al., 1996). n general, rolul materiei organice din sol nu poate fi separat de funciile biologice. Solul este produsul combinat al factorilor climatici acionnd asupra site-ului i vegetaiei, care afecteaz proprietile solului prin adugarea materiei organice n sol. Dezvoltarea solului este astfel un rezultat complex, implicnd diferite mecanisme de feedback, n care descompunerea i acumularea materiei organice este unul din procesele cheie. Caracteristicile fizice i chimice ale solului pot fi privite ca proprieti care depind de calitatea i cantitatea materialului organic, ca i de modul n care este amestecat i agregat cu componenta mineral a solului (complexele organo-minerale). Formarea solului i evoluia materiei organice sunt infleunate de formele de via din sol, astfel nct interaciunea dintre materia organic din sol i biodiversitate este puternic. Materia organic din sol are o origine foarte complex, deci i o compoziie divers, incluznd att organismele vii prezente n soluri, ct i materialul organic mort. n timpul descompunerii, organismele din sol (de sub suprafa) sunt principalele surse pentru constituenii MO, care pot fi sub form de particule, coloizi (humus) sau pot fi dizolvai. n timp ce polizaharidele secretate de organisme au o structur cunoscut, structura humusului este relativ necunoscut. Originea OM este legat n principal de producia de biomas n agricultur, silvicultur i sistemele naturale i semi-naturale. Ciclurile exogene MO sunt o surs important, nglobnd blegar animalier n stare semilichid i solid, precum i alte bioreziduuri. Toate tipurile de MO din sol contribuie la ciclul carbonului. Cu toate c proporia de materie organic din sol este, n termeni volumetrici, relativ mic, este considerat prioritar n problemele legate de natura solului i de utilizarea sa durabil i pare foarte important n problemele legate de despre protecia solului. Acest lucru se datoreaz n primul rnd contribuiei materialelor organice din sol la multe proprieti ale solului i, n al doilea rnd, deoarece natura i magnitudinea acestei fracii de materie organic este afectat destul de mult de utilizarea solului. De exemplu, practicile agricole influeneaz n civa ani natura materialelor adugate n sol, precum i natura i rata proceselor care se desfoar i altereaz materialele organice dup ce sunt ncorporate n sol. A treia cauz este gradul ridicat de interdependen dintre MO i biodiversitate. Condiiile anerobice i anaerobice au ca rezultat produse de mineralizare diferite (unele din ele gaze de ser, cum ar fi CO2, CH4 i N2O). Fraciile MO au timpi de reziden foarte diferii de la mai puin de 1 an, la mai mult de o mie de ani. Diferenierea dintre aceste fracii sau rezerve, cu diferite compoziii i proprieti i care realizeaz diferite funcii, este important. 2. Rolurile poteniale ale MO legate de proprietile solului Materia organic din sol joac un rol major n meninerea calitii solului. Se afirm n mod frecvent c, fr niveluri adecvate de MO solul nu va fi capabil s funcioneze optim (Oades, 1988; Paul et al., 1997; Schnitzer, 1991), iar solul este un rezervor major pentru carbon n contextul ciclului azotului global, i c meninerea sau creterea carbonului n sol va avea un impact potenial semnificativ asupra bugetului de carbon global.

39

Dei aprovizionarea cu nutrieni este important, exist multe alte proprieti ale solului, n particular legate de condiiile fizice din sol, care sunt influenate de prezena de MO i pot fi controlate prin prezena i cantitatea de MO. Reinerea i eliberarea apei, hidrofobicitatea, precum i abilitatea de a furniza suprafee ncrcate (variabile cu pH) unde cationii pot fi reinui ntr-o form accesibil pentru plante sunt de importan vital pentru producia unui sol fertil. n plus, doar prin simpla amestecare cu fracia mineral, scade densitatea aparent a solului (influennd lucrabilitatea). Cea mai semnificativ influen ns o are asupra formrii i stabilitii agregatelor de sol care determin mai multe proprieti legate de porii asociai, cum ar fi aeraia i fluxul de ap din sol (Tisdall i Oades, 1982). Sunt realizate multe corelaii ntre agregarea solului i MO. MO total poate fi considerat nc un bun parametru, dar exist studii care subliniaz o difereniere ntre fraciile active i pasive ale MO. Numeroase studii demonstreaz c stabilitatea agregatatelor este corelat mai bine cu biomasa microbian, lungimea hifelor, precum i cu polizaharidele (mucilagii) extractabile n ap fierbinte dect cu carbonul total. Din acest punct de vedere, aceti compui legai de activitatea biologic sunt adesea considerai ca fiind partea activ a MO. De exemplu, MO proaspt (resturile de cultur) este mai eficient n acest rol dect gunoiul sau compostul stabilizat. 3. Dinamica materiei organice i natura reziduurilor organice Originea materiei organice este foarte divers. ntr-un ciclu natural al azotului (n pduri, de exemplu), principala parte din reziduurile plantelor intr n ciclu; n agricultur, principala parte a biomasei de la sol este exportat (prin recolt) i exist adesea o concuren pentru resturile plantelor care reprezint o important surs de C. Aceast surs este considerat ca exogen, mpreun cu ngrmintele i blegarul n stare semilichid provenit din consumul casnic, precum i bioresturile provenind din industrie care reprezint o surs important.

Compoziia i descompunerea materiei organice din sol (dup Chenu and Robert, 2003)

Fracia organic a solului este divers, alctuit att din material brut de la plante i animale, clar vizibil ca provenien, (numi