Efectele modificarii antropice a raurilor si lacurilor

Efectele modificarii antropice a raurilor si lacurilor

1. Probleme generate de 'amenajarea' raurilor

Vechea paradigma 'omul contra naturii' a lasat urme teribile pe rauri, pe care societatea umana a depus eforturi deosebite sa le imblanzeasca. Desi s-a dovedit profund daunatoare, iesim cu greu din bratele acestei conceptii. Oamenii de stiinta nu au prea stiut sau nu s-au straduit nici ei foarte tare sa transmita concluziile lor catre cei ce iau decizii, lasand impresia ca mult timp s-a facut stiinta pentru stiinta, in trecut de rauri s-au ocupat mai ales inginerii si nu geomorfologii. Neintelegand evolutia naturala si dinamica unui rau, inginerii l-au considerat sau au incercat sa il forteze sa devina un element static, previzibil si comandabil, cu debit cu oscilatii reduse si mai ales cu albie constanta, lucru comod pentru cadastru, fond funciar, infrastructuri etc. dar contrar naturii. Astfel s-au facut masive lucrari antierozive si antiinundatii si totusi problemele persista, ceea ce e firesc, deoarece au fost vizate efectele si nu cauzele. 'Amenajand' cursuri de apa, omul a neglijat faptul ca orice modificare a starii naturale are si efecte negative si ca ar trebui studii de impact foarte atente. Astfel, la majoritatea raurilor mari din Europa si alte continente s-au facut in trecut masive amenajari pentru navigatie, limitarea inundatiilor, castigul de teren agricol etc. Astazi se constata ca multe amenajari trebuie demolate, cu toate reticentele ce se mai manifesta. Pentru ca masivele amenajari hidrotehnice au o multitudine de efecte nedorite:

Taierea meandrelor. Una din cele mai frecvente masuri a fost taierea meandrelor. Acest fapt insa duce la cresterea vitezei de curgere, care mareste eroziunea, ceea ce atrage latirea sau / si adancirea albiei. Prin aceasta omul pierde mai mult teren agricol decat a castigat prin taierea meandrelor sau e fortat sa indiguiasca raul.

Ȋndiguirile raurilor indiguirea pare sa rezolve problema inundatiilor si eroziunii prin rauri. Dar ea ar trebui folosita cu masura, numai in locuri esentiale (localitati, infrastructuri importante) si pastrate zone inundabile pentru apele mari, deoarece indiguirile creaza probleme mult, printre care distrugerea zonelor umede si afectarea vietii acvatice, scaderea capacitatii de autoepurare etc. Viteza crescuta de curgere face ca mediul sa nu mai fie favorabil multor specii acvatice. Dispare si efectul lor filtrant, ceea ce afecteaza calitatea apei. Viteza crescuta de curgere nu e favorabila sedimentarii, ceea ce reduce si ea calitatea apei. Eroziunea nu dispare ci se muta la fundul albiei, ceea ce submineaza malurile sau adancind raul coboara nivelul freatic ceea ce afecteaza vegetatia si seaca fantanile, iar apararea antiinundatii prin diguri inseamna de fapt mutarea problemei spre aval unde raul nu e indiguit sau unde digul va fi mai slab si va ceda etc. Ba mai mult, odata apa trecuta peste diguri, la scaderea nivelului apei din cursul principal al raului nu se mai poate retrage de pe zona inundata, obtinandu-e astfel o mare prelungire a perioadei de inundatie, deci efect contrar celui scontat prin indiguire. Mari fluvii sunt astazi indiguite pe portiuni mari: Nilul pe peste 1000 km, HuangHo-ul pe peste 700 km, Raul Rosu din Vietnam pe peste 1400 km iar in bazinul Mississippi peste 4500 km! Din punct vedere ecologic nu sunt deloc niste rauri fericite!

Betonarea albiilor. Betonarea albiilor raurilor este cea mai daunatoare masura din toate. Ea insemna distrugere peisagistica si distrugere biologica, dar si afectarea calitatii apei si a capacitatii de a rezista poluarii, prin diminuarea grava a capacitatii de autoepurare. Daca nici mecanic nu se asigura o albie cu curs variat, ci una uniforma, si asta pe portiuni lungi, raul este condamnat si devine doar un canal de scurgere a unui fluid pe care nu mai merita sa il numim cu adevarat apa. Alternative la betonare exista destule, de exemplu custi cu pietre, blocuri de piatra sau fascine de lemn in exteriorul localitatilor in plus, impermeabilizarea malului impiedica o comunicare cu apele subterane din vecinatate si astfel se ajunge fie la o saracire a acestora in debit s chiar o coborare a nivelului freatic (cu grave consecinte asupra vegetatiei) fie, la irigare sau precipitatii abundente - la o cresterii a nivelului freatic si chiar inmlastinire a zonelor invecinate din cauza drenarii insuficiente.

Latirea si nivelarea albiilor minore. Pentru a putea prelua debite de inundatie, multe albii minore au fost latite dar si fundul a fost nivelat. Acest fapt face ca la debite mici si viteza de curgere sa fie foarte redusa, adancimea la fel, sa creasca temperatura raului si astfel sa scada concentratia de oxigen, sa se depuna tot sedimentul din suspensii si albia sa nu mai aiba variatia necesara pentru viata din rau etc. Corect este sa amenajezi o mini-albie pentru ape mici, cu coturi, bulboane si repezisuri, cu variatii de viteza, cu pietre si stanci care sa dea directionarile necesare etc.

Praguri artificiale. Pe multe rauri s-au construit praguri de beton pentru a scadea panta (deci viteza si puterea eroziva) si a crea bulboane si o mai buna oxigenare. Dar pragul de beton nu e cea mai ecologica solutie, putandu-se face mai bine gramezi de bolovani sau stanci in albie.

'Igienizarea' si dragarea albiilor minore, inca mai intalnim ideea de 'igienizare' a albiilor in sensul indepartarii vegetatiei, arborilor si altor 'obstacole', prin taiere sau chiar dragare a albiei chiar fara necesitati reale pentru navigatie sau pentru indepartarea obstacolelor mari si a mari debitul prealabil in albie la inundatii, ci pentru a 'imbunatati' curgerea si 'estetica' raului, mai ales cand in vegetatie sa agata gunoaie sau plante moarte duse de ape si edilii considera ca cea mai comoda solutie e o albie care sa asigure ca totul e 'carat la vale' de rau si 'mizeria' nu se opreste pe acea sectiune. Aceasta practica este daunatoare si dovedeste neintelegerea raului ca un ecosistem. 'Obstacolele' din albie sunt foarte importante pentru viata acvatica. Bolovanii, stancile etc. modifica regimul de curgere, fac zone de repezis si de contracurent, bulboane etc. dar si mai importante sunt arborii din albie, radacinile, plantele acvatice. Ele modifica si mai complex curgerea, si cu efecte micro, deoarece forma si densitatea diferita a platelor de apa, individuale sau in grupuri / bancuri, determina regimuri si viteze specifice de curgere si microcurgere, ce pot fi calculate daca stim specia (Unele plante cresc turbulenta curgerii, altele dimpotriva), in plus suprafetele plantelor sunt foarte diferite ca rugozitate, material etc. Cum fiecare vietuitoare acvatica are un anumit regim de curgere care ii prieste, si eventual un anumit tip de suprafata optima pentru a se atasa, numai plantele acvatice in cantitate si diversitate suficienta pot oferi habitatul optim pentru o larga biodiversitate in rau, incepand cu planctonul si mergand pana la specii de pesti de mari dimensiuni. Sub trunchiuri si in bancuri de plante gaseste fauna refugiu si supravietuieste la ape mari si de acolo recolonizeaza raul.

Aductiunile interbazinale. Oamenii eu elaborat si planuri hidrotehnice care chiar daca tehnic si economic ar putea fi realizate sunt de-a dreptul iresponsabile ca potentiale consecinte climatice si ecologice. Astfel, s-a proiectat bararea stramtorii Gibraltar si transformarea Mediteranei intr-un lac inchis, care sa fie alimentat din raul Zair, care sa fie adus prin Sahara din centrul pana in nordul Africii (Proiectul 'Atlanteuropa'). Alt proiect viza devierea raurilor din nordul Canadei si Alaskai spre sud pana in bazinul lui Mississippi si Colorado! Si era cat pe ce ca URSS sa demareze in practica proiectul de deviere a marilor fluvii siberiene Obi si Irtas spre sud, spre Marea Arai. Alte proiecte vizau legarea Mediteranei de Marea Moarta, inundarea depresiunii El Quattra, devierea fluviului Zair spre lacul Ciad etc.

Bararea raurilor. Lacuri de acumulare. Construirea de baraje pe rauri are si numeroase efecte negative, detaliate in urmatorul subcapitol.

2. Probleme generate de acumularile artificiale

Lacurile de acumulare au roluri multiple si sunt percepute ca un element valoros pentru societate. Majoritatea oamenilor insa nu acorda destula atentie si aspectelor negative.

Stratificatia Lacurile adanci afecteaza negativ calitatea apei. Apare fenomenul de stratificatie: Apa din stratul superior se incalzeste si fiind mai usoara sta la suprafata. Lumina favorizeaza dezvoltarea algelor care produc oxigen, iar vantul produce curenti care asigura amestecul apei din stratul superficial si deci o buna distribuire a oxigenului dizolvat, in straturile profunde, fara curenti verticali, nu exista aport de oxigen, iar in lipsa luminii nici nu se produce, in schimb ajung din straturile superficiale ale lacului substante organice ('ploaia biologica') ce coboara lent, in ore sau zile, spre fundul lacului. Viata in aceste straturi adanci este redusa la forme simple cu metabolism anaerob, ceea ce la randul ei duce la reducerea calitatii apei. Astfel lacurile adanci se stratifica, putand distinge stratul superficial (epilimnion) si unul profund (hypolimnion) intre care se gaseste asa-zisul metalimnion numit si termoclina.

Acest fenomen nu este foarte grav in zona temperata, deoarece apare fenomenul de 'turnovei' bazat pe variatia sezoniera de temperatura si pe faptul ca apa are cea mai mare densitate la 4°C, atat cea mai rece cat si cea mai calda fiind mai usoare. Daca lacul ingheata iarna la suprafata, turnoverul se produce de doua ori pe an iar lacul se numeste dimictic. Daca nu apare inghet la suprafata, amestecul e o data pe an si lacul e numit monomictic. Lacurile putin adanci pot fi polimictice, iar cele adanci din zona tropicala sunt amictice, adica nu se produce amestec. Distingem si lacuri mecromictice, adica cu amestec vertical incomplet.

Mecanismul de turnover este urmatorul: Apa din epilimnion se raceste toamna treptat si cand ajunge sa aiba densitate mai mare ca cea din hipolimnion se lasa spre fund si deci apa se amesteca.

Daca lacul ingheata, apa de la fund se mentine la 4°C si nu ingheata, iar stratul superficial e mai rece, sub stratul de gheata. Primavara, daca lacul a fost inghetat, dupa topirea ghetii stratul superficial se incalzeste si atinge nivelul de densitate maxima, ceea ce produce lasarea spre fund si deci o a doua amestecare.

Aparent un lac care ingheata, prin cele doua turnoveruri, ar fi mai favorabil vietii, in realitate stratul de gheata are si efecte negative, reducand sau anuland aerarea si cantitatea de lumina solara ce patrunde in lac deci implicit productia de oxigen prin fotosinteza, incat exista riscul de aparitie a conditiilor anoxice si reducatoare.

in lacurile adanci tropicale, unde stratificatia e neta si continua, nu se produce turnover. Acolo apa de fund e anoxica, incarcata de produsi toxici cum e hidrogenul sulfurat, saruri de mangan si fier si alte substante ce modifica negativ culoarea, gustul si mirosul apei. De exemplu marile lacuri din riftul african (Tanganyka, Malawi etc.) sunt lacuri anoxice si cea mai mare parte a apei nu are o calitate buna.

in cazul lacurilor de acumulare artificiale, din aceleasi motive, adancimea ridicata este un dezavantaj, din cauza acestui fenomen de stratificatie ce afecteaza negativ calitatea apei. Prin urmare lacurile prea adanci nu sunt de dorit. La acumulari se poate combate stratificatia, de exemplu prin amplasarea de prize de apa la inaltimi diferite in baraj, astfel ca prizand de la diferite nivele se produce amestec si nu iese apa neoxigenata de fund de lac cum adesea se intampla acum cand la multe baraje se uzineaza si restituie in rau aval de baraj apa prizata la fund si deci cu calitate mai redusa.

Variatii de debit. Teoretic lacurile de acumulare ar trebui sa atenueze viiturile si sa asigure un debit mai constant pe rauri, in aval. in practica insa, rolul principal este hidroenergetic si, la lacurile situate pe rauri cu debit mic, uzinarea este numai in perioade scurte, de varf de consum, in rest curgand pe rau aval doar un minimal debit de servitute (in cazul bun!). Astfel au loc mari fluctuati de debit pe rau, de la un debit minimal in perioadele de nefunctionare a hidrocentralei la debite mari si foarte mari in timpul uzinarii apei la capacitate maxima. Aceste extreme oscilatii au efecte negative asupra raului, in special asupra vietii acvatice.

Eroziunea in aval. Lacurile de acumulare retin cea mai mare parte a sedimentelor din ape. in aval de baraj, raul erodeaza albia dar, nevenind din amonte alt sediment care sa 'umple' ce se erodeaza, se produce adancirea albiei, erodarea malurilor si multe alte consecinte nedorite. Fenomenul e amplificat daca uzinarea apei din lacul de acumulare se face in salturi, cu cresteri bruste de debit analoge viiturilor. Eroziunea albiei in aval duce la eroziune regresiva pe afluenti in sus iar coborarea nivelului apei din rau duce la coborarea nivelului freatic din zona, cu consecinte grave pe mari suprafete.

Colmatare albiei in aval. Efectul barajelor in aval poate fi si invers: Daca aval de baraj vin afluenti care aduc mari cantitati de aluviuni dar raul principal nu mai asigura debit de transport spre aval al acelor aluviuni, acestea se depun, colmateaza albia si ii inalta fundul, ajungandu-se la inundatii grave si alte consecinte.

Depletia in nutrienti a zonelor din aval. Se stie din vechiul Egipt ca fertilitatea solului era data de malul adus anual de revarsarea Nilului. Odata cu ridicarea barajului de la Assuan aportul de sediment bogat in nutrienti a scazut dramatic, ceea ce obliga la folosirea de ingrasaminte artificiale, cu toate consecintele ce decurg de aici. in plus, delta Nilului se erodeaza iar cantitatea de nutrienti a scazut semnificativ in apele Mediteranei de sud-est, cu consecinte asupra faunei piscicole, in SUA, raul Colorado ducea in ocean intre 125 si 150 de milioane de tone de sedimente anual. Dupa 1930 barajele au facut treptat ca el sa nu mai duca in ocean nici sediment nici apa!

Saraturarea solului. Un lac artificial are oglinda mai sus decat alte ape naturale din zona, adesea aproape de sau deasupra nivelului unor terenuri vecine. Prin presiunea hidrostatica apa se infiltreaza din el in maluri, dizolva saruri si le impinge spre solul terenurilor vecine, contribuind major la saraturare, alaturi de cea prin irigatiile care frecvent se bazeaza la randul lor tot pe lacurile artificiale.

Modificarea nivelului freatic. Un lac artificial are oglinda mai sus decat alte ape naturale din zona, ceea ce prin principiile hidrostatice determina ridicarea panzei freatice din regiune, ceea ce produce inmlastinire sau saraturare, afectarea vegetatiei, sigurantei constructiilor etc.

Scufundarea solului. Prin imensa presiune hidrostatica pe de o parte si prin ridicarea nivelului freatic si excavarea de goluri subterane de catre infiltratiile din lacuri etc. se pot produce tasari si scufundari ale solului din zona.

Cutremure. Tot imensa presiune hidrostatica si fortele mari de tractiune ale barajului asupra zonei de ancorare poate favoriza sau chiar genera in unele zone geologic instabile adevarate cutremure.

Alunecari de teren. Alunecari de teren pot fi generate sau favorizate de lacurile de acumulare prin infiltratia apelor si prin presiunea puternica asupra versantilor si formatiunilor geologice din zona.

Modificarea faunei si florei. Aparitia unui lac modifica profund flora si fauna zonei, in primul rand cea specifica raului e inlocuita de cea specifica unui lac. Oglinda de apa intinsa si volumul de apa mare atrage pasari de apa si o populatie mai mare de pesti, dar adesea diversitatea e mai redusa si daca e un lac adanc apare zona hipolimnica cu putina viata. Se modifica si lumea insectelor, dar si vegetatia de pe maluri. Efectele se simt si la distanta prin modificarea microclimatului. Barajele impiedica migratia pestilor (dar se pot face unele amenajari speciale).

Modificarea microclimatului. Aparitia unui mare lac de acumulare inseamna o crestere a umiditatii atmosferice locale si zonale, a nebulozitatii, un efect de atenuare a oscilatiilor de temperatura dintre zi si noapte si intersezoniere etc.

VI.3. Acumulari subterane - o alternativa?

Dezavantajele marilor baraje au facut ca oamenii sa se gandeasca la realizarea de acumulari artificiale subterane de apa. La randul lor acestea au insa dezavantaje. O situatie comparativa se prezinta astfel:

22

4. Siguranta lucrarilor de amenajare a raurilor si lacurilor

O mare parte din lucrarile hidrotehnice au rol de a preveni inundatiile. Pe de alta parte pot fi ele insele cauza de inundatie in caz de accidente la asemenea lucrari hidrotehnice, cum sunt ruperi de diguri sau baraje. Actiunea in situatii de inundatii sau accident hidrotehnic este o importanta activitate de aparare civila dar totodata si de management al apei. in Romania, activitatea este reglementata de Legea Apelor (reprodusa in extras in fasciculul 9 din prezenta serie de brosuri) si in mod specific in Regulamentul de aparare impotriva inundatiilor, fenomenelor meteorologice periculoase si accidentelor la constructiile hidrotehnice, aprobat prin Hotararea Guvernului nr. 638 din 5 august 1999, publicata in Monitorul Oficial al Romaniei nr. 385 din 13 august 1999.