|
|
|
RESURSELE DE APA SI UTILIZAREA LOR
1.1. Economia apelor si ramurile ei
1.1.1. Apa - factor de mediu si resursa regenerabila.
In procesele vitale de pe pamant si in activitatea multilaterala a omului apa are un rol deosebit, ea reprezentand practic o componenta esentiala a vietii.
Aprovizionarea cu apa este vitala pentru hranirea populatiei crescande a globului, pentru producerea bunurilor materiale si pentru mentinerea integritatii sistemelor naturale de care depinde viata pe pamant. Considerata multa vreme ca ceva de la sine inteles, apa a devenit in multe zone ale lumii un factor de limitare a cresterii economice si a productiei alimentare.
Desi din punct de vedere cantitativ apa scursa prin fluvii si rauri reprezinta doar 0,0002 % din volumul hidrosferei, aceasta cantitate de apa a avut intotdeauna un rol imens in viata Terrei, constituind una din bogatiile inestimabile ale planetei. Pentru a ilustra rolul pe care apa il joaca in viata Terrei, sa amintim ca totalitatea resurselor de apa formeaza hidrosfera, una din sferele care alcatuiesc invelisul geografic.
Fiind una din cele mai comune substante din natura, apa intra in compozitia chimica a mineralelor din crusta planetei si din nucleul acesteia. In stare libera ea formeaza apele subterane si umezeala solului in litosfera, oceanele, marile, lacurile, raurile, ghetarii de calote, pentru ca in atmosfera sa o intalnim sub forma de vapori, picaturi de apa si cristale de gheata, iar in biosfera - atat in lumea plantelor, cat si a animalelor - ea sa constituie elementul fundamental indispensabil vietii.
Una din caracteristicile importante ale apei este miscarea, mobilitatea, care ii confera functia de principal mijloc de legatura si schimb de substanta si energie intre sferele planetei.Totalitatea cailor si formelor de miscare a apei este cunoscuta sub denumirea de circuitul apei in natura sau ciclul hidrologic. Acest circuit este general atunci cand fenomenul cuprinde
intreaga planeta si local cand se produce la scara restransa, un lac pe de-o parte si regiunea inconjuratoare pe de alta parte. La baza acestui proces sta conversia radiatiei solare ca sursa de energie, prin care se produce evaporarea apei de la suprafata oceanului si a uscatului si trecerea ei din stare lichida in stare de vapori in atmosfera. Masele de vapori se deplaseaza la distante apreciabile, iar in anumite conditii se condenseaza si revin pe suprafata Terrei sub forma de precipitatii, unde mai mult de jumatate se evapora, iar restul se stocheaza in ghetari, se infiltreaza in sol sau se scurge prin reteaua hidrografica.
In cadrul acestui fenomen, neuniform atat in spatiu cat si in timp, se pot schematiza doua circuite locale, unul deasupra oceanelor, iar celalalt deasupra continentelor, precum si un circuit global, care le include si pe cele locale, reprezentat in figura 1.1.
Cantitatile medii anuale de apa care participa la aceste circuite sunt evaluate astfel:
- apa evaporata de la suprafata marilor si oceanelor Z0 = 449.400 km3/an;
- apa evaporata de la suprafata continentelor
Fig. 1.1. Circuitul apei in natura
Zc = 61.500 km3/an;
- precipitatiile pe suprafata oceanelor
Xo = 411.600 km3/an;
- precipitatiile pe suprafata continentelor Xc = 99.300 km3/an;
- cantitatea de apa revenita, prin cursurile de apa, de suprafata si subterane, de pe uscat, inapoi in mari si oceane Y = 37.800 km3/an.
Relatiile de bilant ale circuitului apei in natura sunt urmatoarele:
- pentru circuitul oceanelor Z0 = X0 + Y (1.1)
- pentru circuitul continental Zc = Xc - Y (1.2)
- pentru circuitul global Z0 + Zc = X0 + Xc (1.3)
In virtutea acestui flux ciclic intre mare, aer si pamant, apa dulce reprezinta o sursa regenerabila.
In conditiile climatice existente pe planeta noastra,se creeaza in fiecare an un volum aproximativ de apa dulce, dar, desi pretutindeni ea este legata de existenta unui mare circuit global, variabilitatea si calitatea ei in randul resurselor sunt determinate de disponibilitatea ei pe plan regional sau local si de modul in care este gospodarita.
In prezent, apele ca si intregul mediu inconjurator sunt supuse unui impact agresiv generat de dezvoltarea societatii pe baza unor tehnologii poluante, ca de altfel intreaga activitate umana. De aceea protectia calitatii apelor a devenit astazi una din preocuparile majore ale omenirii, de realizarea ei depinzand insasi viata pe planeta noastra. Apa este deci atat materie prima sau factor de productie in agricultura, industrie sau in activitatile gospodaresti, cat si mediu natural al unor nenumarate specii de pesti si plante. Nevoia de a proteja aceste functii naturale constituie un element de insemnatate esentiala in analiza modului in care o societate isi foloseste resursele de apa.
1.1.2. Resursele de apa pe plan mondial si in Romania
La o prima vedere rezervele de apa de pe globul pamantesc sunt foarte mari. Astfel se apreciaza, [7], ca volumul total al apei existent pe glob este de circa 1.400.000.000 km3 (100%), din care:
- oceanul mondial reprezinta 1.362.200.000 km3 (97,3%);
- apa dulce reprezinta 37.800.000 km3 (2,7%);
La randul ei apa dulce (100%) este raspandita sub diverse forme si anume:
- apa continuta de ghetari 29.182.000 km3 (77,2%);
- ape subterane 8.467.000 km3 (22,4%);
- apa din lacuri si mlastini 132.000 km3 (0,35%);
- vapori de apa in atmosfera 15.120 km3 (0,04%);
- apa raurilor si fluviilor 3.780 km3 (0,01%).
Asa cum se observa, apa raurilor si fluviilor, care prezinta cel mai mare interes pentru economia diferitelor tari, reprezinta abia 0,01% din volumul apei dulci de pe glob.
Daca se considera anual circa 10 circuite ale apei in natura, volumul mediu de apa scurs pe rauri si fluvii intr-un an ajunge la 37.800 km3, apreciindu-se ca in actualele conditii tehnice si economice pot fi captate si valorificate aproximativ 20.000-30.000 km3/an.
Pentru Romania se apreciaza urmatoarele resurse de apa dulce:
- rauri interioare 37 ⋅ 109 m3/an;
- Dunarea la intrarea pe teritoriul Romaniei 170 ⋅ 109 m3/an;
- ape subterane (4,5 ÷ 5) ⋅ 109 m3/an.
Aceste date arata clar ca, atat pe plan mondial, cat si in tara noastra, resursele de apa dulce sunt limitate. Totodata trebuie remarcat ca aceste resurse sunt repartizate teritorial foarte neuniform, regimul lor de scurgere este foarte variabil in timp, iar calitatea apei nu este satisfacatoare.
La nivelul intregului glob, la nivelul fiecarui continent, ca si la cel al fiecarei tari, se pot exemplifica afirmatiile de mai sus. Astfel, in tabelul 1.1. se prezinta o estimare [1] a bilantului hidrologic anual la scara continentelor, din care se poate observa diferenta de resurse intre diferitele continente, atat in ceea ce priveste volumul precipitatiilor, cat si cel al scurgerii totale. De asemenea se observa repartitia inegala in timp, cu perioade de ape mari, reduse ca interval de timp, dar in care se scurge intre 64% si 76% din volumul total. In tabelele 1.2 si 1.3 se arata, de asemenea, pentru diversele continente, care a fost consumul de apa pentru populatie si respectiv pentru industrie, in anul 1980 si consumul prognozat pentru anul
2000. Din aceste tabele rezulta de asemenea diferente mari intre consumurile din diversele regiuni ale globului. 1.1.3. Utilizarea rationala a resurselor de apa
Ramura economiei unei tari care are ca obiect totalitatea masurilor necesare pentru folosirea rationala a resurselor de apa formeaza economia apelor.
Necesitatea utilizarii rationale a resurselor de apa rezulta, asa cum s-a putut deja vedea, daca se iau in considerare urmatoarele elemente:
a) caracterul limitat (desi in continua reinnoire datorita circuitului apei in natura) a resurselor de apa;
b) distributia neuniforma in spatiu si timp a acestora;
c) posibilitatile relativ limitate pentru transportul apei (din zone unde aceasta este in exces in zone cu deficit de apa);
d) faptul ca regimul de curgere al apei in rauri si fluvii este influentat cantitativ si calitativ de catre activitatea omului;
e) faptul ca apa este o resursa refolosibila atat in lungul unui curs de apa, cat si in cadrul aceleiasi folosinte;
f) faptul ca apa a devenit in prezent unul din cei mai importanti factori de mediu.
Toate aceste elemente, dezvoltarea ascendenta a societatii, conditia necesara de crestere a nivelului de viata a populatiei, impun rezolvarea a tot mai numeroase si mai complexe probleme de gospodarire a apelor.
Gospodarirea apelor reprezinta ansamblul de activitati desfasurate pentru realizarea urmatoarelor scopuri:
1. Satisfacerea necesitatilor de apa ale activitatilor umane in cantitatea si cu calitatea ceruta de beneficiari;
2. Combaterea efectelor daunatoare ale apelor (exces de umiditate, inundatii, saraturarea solului, erodarea albiilor, etc.);
3. Protectia resurselor de apa impotriva poluarii si a epuizarii lor cantitative.
Aceste scopuri ne arata ca gospodarirea apelor este strans legata de dezvoltarea economica si sociala si totodata de problemele actuale ale omenirii. Astfel problema alimentatiei, una din cele mai acute probleme ale lumii contemporane, este strans legata de dezvoltarea agriculturii, deci a irigatiilor si prin aceasta de o judicioasa gospodarire a apelor. Problemele energetice, deosebit de actuale, impun utilizarea la maximum a potentialului hidroenergetic al cursurilor de apa. In sfarsit, problemele poluarii mediului inconjurator, care reprezinta o preocupare majora a societatii contemporane, privesc direct gospodarirea apelor prin aceea ca apa este unul din factorii de mediu cei mai amenintati cu poluarea sau epuizarea. In gospodarirea apelor se denumeste folosinta de apa orice domeniu de utilizarea a unei surse de apa . In raport cu diferitele utilizari (folosinte) ale apei se structureaza si diferitele ramuri ale economiei apelor.
Economia apelor are mai multe ramuri, dintre care mai importante sunt:
- hidroenergetica, care se ocupa cu amenajarea cursurilor de apa in scopul valorificarii potentialului hidroenergetic al acestora;
- transporturile fluviale si maritime pentru oameni si marfuri;
- hidroamelioratiile, care au ca scop irigarea si alimentarea cu apa a terenurilor si centrelor agricole, precum si desecarea zonelor pe care apa este in exces;
- alimentarile cu apa si canalizarea centrelor populate si a zonelor industriale;
- combaterea actiunii distructive a apelor provocata prin viituri, inundatii, erodarea albiilor si a malurilor cursurilor de apa, spalarea si degradarea solului fertil;
- folosinte diverse: piscicultura, sport , agrement, sanitare, etc.
Mai trebuie mentionat faptul ca, in interesul obtinerii unui randament maxim pentru economia nationala, un curs de apa poate si trebuie sa fie folosit in acelasi timp in mai multe scopuri, ceea ce este cunoscut sub denumirea de utilizare sau folosinta complexa. O astfel de utilizare a unui curs de apa presupune:
- sa dea posibilitatea utilizarii concomitente a cursului de apa in mai multe scopuri;
- sa nu excluda o asemenea posibilitate pentru viitor;
- sa respecte in masura in care acest lucru este rational, folosintele deja amenajate.
Respectarea acestor conditii este destul de greu de realizat deoarece: unele folosinte (beneficiari) cer debite uniforme (exemplu alimentarile cu apa industriala sau potabila), altele cer debite neuniforme (energetica) sau periodice (irigatii, transporturile de apa); anumite folosinte consuma apa (alimentarile cu apa, irigatiile), iar altele o folosesc fara a-i micsora cantitatea (energetica, piscicultura, porturile); anumite folosinte folosesc apa fara a-i afecta calitatile (energetica) iar altele o polueaza (industria, alimentarea cu apa a populatiei incluzand canalizarile). De aceea, un plan de gospodarire complexa trebuie sa incerce satisfacerea rationala a cerintelor mai multor beneficiari, iar cand acest lucru nu este posibil, sa limiteze sau sa dea posibilitatea celor mai importante.
Conceptia schemelor de amenajare a resurselor de apa din tara noastra a incercat sa tina seama de aceste principii. Exemplificarea modului in care au fost aplicate aceste principii se va face in paragraful 1.3.
In lucrarea de fata sunt prezentate in special scheme de amenajari hidroenergetice, cu precizarea ca ele contin, ca elemente componente, uvraje care sunt folosite si la amenajarea resurselor de apa pentru alte folosinte (baraje, prize de apa, canale, conducte, etc).
1.2. Energia hidraulica si utilizarea ei
1.2.1. Sursele de energie primara si structura balantei energetice
Sursele de energie se clasifica astfel:
- surse de energie conventionale care cuprind energia hidraulica, carbunii, petrolul si gazele naturale;
- surse de energie neconventionale in care se includ lemnele de foc si alti combustibili vegetali, energia animala si umana, energia eoliana, energia solara, etc;
- energia nucleara, cu o foarte mare importanta pentru dezvoltarea viitoare a societatii umane.
In prezent, dezvoltarea societatii moderne reclama resurse energetice din ce in ce mai bogate, necesitate indeosebi de ritmul foarte rapid al dezvoltarii industriale.
Consumul de energie a crescut continuu si intr-un ritm din ce in ce mai accentuat. Astfel in ultimii 250 de ani omenirea a consumat mai multa energie decat in primii 1750 de ani ai erei noastre, ultima suta de ani fiind caracterizata printr-o crestere a consumului anual de energie primara de aproximativ 10,5 ori. Totodata in acesti ultimi 100 de ani, datorita progresului tehnic, a crescut continuu cota resurselor conventionale in consumul de energie primara, ajungand de la 27,4% la circa 85%, adica de 3,1 ori, consumul din aceste resurse crescand deci de 32,5 ori pe cap de locuitor al globului, consumul anual de resurse primare a crescut in acesti ultimi 100 de ani de circa 4 ori, iar cel din resurse conventionale de peste 8
