Prezentare
Zona hiporeică este
interfaţa critică intre apa subterană şi medii cu apă
de suprafaţă şi pare a fi un ecoton dinamic caracterizat prin
gradienţi chimici şi biologici abrupţi. Ecologia sa are un rol
vital în ciclarea şi procesarea energiei, carbonului şi
nutrienţilor. Proprietăţile zonei hiporeice sunt semnificante
dar puţin investigate în lume, datorita acordării de prioritari
zonelor umede în defavoarea zonelor adiacente lor. In general ariile hiporeice
sunt populate şi execută activităţi antropice (turism
şi agricultură în special) cu impact asupra zonelor umede.
Puţinele cercetări au fost în domeniul limnologiei, abordând zonele
hiporeice aferente lacurilor terapeutice datorită importantei
funcţiilor biologice din aceste ecosisteme. Studii ale zonelor hiporeice
aferente apelor curgătoare sunt la început de drum, sistemele sunt
dinamice şi modificările pot fi majore datorită
modificărilor bilanţului de apă cauzat de schimbările
globale climatice şi antropice. Izotopii apei au fost utilizaţi
îndeosebi la studiul apelor subterane şi doar sporadic s-au făcut
studii pe mici zone hiporeice adiacente unor lacuri, dar nu s-au făcut
studii pentru zone atât de extinse ca arie ca aceea pe care o propunem spre
studiu.
Oportunităţile pentru atenuarea
poluanţilor care pot reduce impactul
poluării apei subterane adiacente unui fluviu pot să depindă
de calitatea apei fluviului. Interacţia apa de suprafaţă-apa
subterană va ajuta la interpretarea transportului de contaminant prin
aria selectată pentru studiu. Estimarea încărcării apei subterane este
o importantă componentă
în caracterizarea depozitelor de apă subterană pentru Directiva Cadru Apa (art. 17). Scala de timp permisă cere o metodologie pragmatică pentru o eficientă evaluare a încărcării pentru fiecare rezervor de apă subterană delimitat. Noi propunem 2,3
ani de studii asupra interacţiei apa subterană-apa de suprafaţă, specific axat
pe procesele de dispersia poluanţilor în zona hiporeică
a Deltei Dunării. Această cercetare este necesară pentru a se obţine înţelegerea proceselor care controlează curgerea apei şi fluxul
de poluanţi între apa subterană (acvifere) şi apele de suprafaţă (Dunărea şi Lacul Razim) şi
este în parte răspunsul la cerinţele pentru îmbunătăţirea
cunoştinţelor proceselor
care acţionează la această
interfaţă şi
pot fi în stare să implementeze Directiva Cadru Apa. Studiul se concentrează pe:
1. stabilirea unui model
conceptual pentru aria limitrofă deltei unde condiţiile antropogenice
şi naturale joacă un rol critic pentru răspunsul deltei la
diferiţi factori de stres.
2. Înţelegere
îmbunătăţită a proceselor dinamice a zonei hiporeice (zona
limitrofă deltei) pentru a furniza informaţii folositoare pentru
evaluările vulnerabilităţii şi a unei dezvoltări
durabile în această regiune.
Aria studiului de caz este
ţinutul limitrof Deltei Dunării. Delta este printre ecosistemele cel
mai puternic afectate de către încărcătura de poluanţi din
sectorul industrial şi agricol din amonte. Dunărea curge prin câteva
ţări Europene puternic industrializate şi se încarcă cu
nutrienţi din scurgerile industriale şi din agricultură. Acest
lucru are ca rezultat eutrofizarea fluviului şi a lacurilor adiacente
bazinului Dunării. Eutrofizarea are consecinţe sociale şi
economice, că reducerea pescăritului, mai puţin turism, o
calitate mai proasta a apei de băut. De aceea, încărcătura de
nutrienţi care este descărcată în Dunăre trebuie să
fie stăpânită de ţările prin care curge. Nivelul de
nutrienţi în Dunăre este cunoscut că variază cu activitatea
economică şi încărcătura nutrienţilor în bazinul
Dunării trebuie să fie ţinută în frâu şi
reconciliată cu cerinţele pentru o „Dunăre albastră"
şi creştere economică. În acelaşi timp freaticul poate fi
încărcat de la suprafaţă şi poluat de
activităţile agricole locale prin poluare difuză. Efectul
poluării apei subterane este puternic dependent de loc, necesitând
criterii şi indicatori specifici pentru evaluare.
Proiectul va începe prin evaluarea
stării apei subterane din aria riverană Braţului Sf. Gheorghe al
Dunării şi a apei de suprafaţă de pe braţ. Al doilea
pas va privi la modele şi scenarii dezvoltate de participanţii la
proiect. Pasul final va prezenta recomandările echipei de cercetare pentru
metodologia de studiu şi strategii de management viitoare în zone
hiporeice, în particular pentru aria noastră de studiu.
Modelele pentru zona limitrofa deltei
vor fi următoarele:
1. submodelul hidrodinamic pentru
variaţia în timp şi spaţiu a curgerii apei
2. modelul hidrochimic pentru
transport şi transformările variabilelor chimice cheie precum
nutrienţii
3. submodelul „model trofic
redus" pentru comunităţile zooplanctonice şi fitoplanctonice.
Toate cele trei modele vor
avea atât o etapa de evaluare a zonei hiporeice şi o etapă de model
de circulaţie a poluanţilor sau posibililor poluanţi
deversaţi accidental în zonă.
Obiective
Obiectivele generale ale proiectului sunt în
concordanţă cu obiectivul general al programului:
§
Măsurători consistente şi sistematice
a variabilelor fizice, chimice şi hidrobiologice pentru o zonă cu mare importanţă
ecologică, dar mai puţin
dezvoltată economic;
§
Suport ştiinţific pentru elucidarea şi fundamentarea
cunoaşterii ştiinţifice legate de circulaţia apelor din
zone hiporeice în condiţiile schimbărilor climatice şi a
modificărilor datorate activităţilor antropice;.
§
Obţinerea de rezultate ştiinţifice ca suport pentru
fundamentarea măsurilor de protecţie a zonei umede, a managementului
resurselor naturale.
Obiectivele şi
activităţile din cadrul prezentului proiect sunt în sfera programului Energie, Mediu şi Dezvoltare
Durabila în cadrul FP6 la acţiuni cheie 1) Managementul durabil şi
calitatea apei, 2) Clima, schimbări globale şi biodiversitate.
Programele promovează cercetări pe studii de caz pentru Managementul
apelor cu acţiuni legate de prevenirea poluării şi
protecţia apelor subterane şi de suprafaţă.
Obiectivele propuse şi
activităţile pentru realizarea lor sunt în concordanţă cu
obiectivele grupurilor de lucru tematice 1 şi 4 (TWG 1: Water Management, TWG 4: Water în Agriculture) a platformei
tehnologice Apa curata. TWG1 este concentrat pe abordări sistemice asupra
managementul apei, iar TWG4 dezbate utilizarea durabila a apei de
suprafaţă şi subterană şi ciclul apei.
Obiectivele specifice ale proiectului sunt:
· Crearea bazei de date pentru
descrierea stării sistemului de apă subterană riveran zonei
umede Delta Dunării.
· Dezvoltare de metode
operaţionale pentru evaluarea, cuantificarea şi extrapolarea
tendinţelor în sistemul de apă subterană limitrof spaţiului
deltaic
· Crearea bazei de
informaţii ştiinţifice pentru evaluarea stării sistemului
şi a evoluţiei lui;
· Dezvoltare produse informatice
pentru analiză date, descrierea stării sistemului, analiza
evoluţiei a indicatorilor măsuraţi, simulare a
interacţiilor şi a împrăştierilor de poluanţi;
· Identificarea poluanţilor
şi a zonelor cele mai vulnerabile la poluare;
· Elaborarea de recomandări
şi strategii pentru controlul poluării şi managementul
resurselor de apă subterană şi al spaţiului deltaic.
Obiective
măsurabile sunt:
·
Analiza scalei, a datelor existente, a procedurilor de evaluare specifice
zonei hiporeice selectate pentru studiu;
·
Evaluarea
stării sistemului prin analiza parametrilor fizici, chimici şi
hidrobiologici ai apelor subterane şi de suprafaţă.
- Analiza
domeniilor şi a distribuţiei concentraţiilor indicatorilor
fizici, chimici şi hidrobiologici pentru determinarea originii apei
subterane şi identificarea poluanţilor.
- Analiza
variaţiei spatio-temporale a concentraţiilor indicatorilor
măsuraţi pentru determinarea legăturii apa subterană-apa de
suprafaţă, a substructurilor şi a zonelor de amestecare.
- Determinarea
traseelor de curgere în subteran şi a celor mai vulnerabile zone la
poluare;
·
Elaborarea de modele de curgere în subteran (modele euristice, matematice,
algoritmi).
·
Analiza tendinţelor de împrăştiere a poluanţilor prin
tehnica modelarii.
·
Elaborare software dedicat pentru achiziţie de date, elaborare
bază de date integrată, analiza unitară a datelor, simularea
procesului de curgere în subteran şi de dispersie a poluanţilor.
Activitati
Documentare asupra problemelor
specifice sistemului si a normelor CE de evaluare a unui astfel de ecosistem.
Analiza datelor si a metodelor fizice, chimice si
hidrobiologice existente pentru caracterizarea sistemului.
Documentare si definire functii pentru sistemul
informatic; analiza comparativa privind
metodelor de modelare specifice.
Propunere de concepte de evaluare a sistemului si
analiza competitivitatii acestora in lumina Directivei Cadru Apa a PE si CE
(Water Framework Directive 2000/60/EC). Stabilirea retelei integrate de
masuratori si analize a rezultatelor.
Fundamentare metode izotopice, chimice si
hidrobiologice..
Analiza sistem informatic achizitie de date.
Fundamentarea metodelor de modelare, definire cerinte.
Etapa III. Evaluare stare ecologica
sistem. Aplicare metode si modele pe zona limitrofa Deltei Dunarii
Analiza domeniilor de variatie a continutului
izotopilor stabili si radioactivi de mediu (deuteriu, oxigen si tritiu).
Determinarea provenientei apelor subterane si a
zonelor de amestecare a apelor subterane.
Analiza domeniilor de variatie si a distributiei
indicatorilor chimici (anioni, cationi) si hidrobiologici (zooplancton,
zoobentos).
Elaborare produs informatic sistem achizitie date
masuratori. Definire structura baza de date. Dezvoltare model pentru descrierea
starii sistemului.
Etapa IV. Experimentari in conditii reale, simulare si analiza impactului interactiunilor apa de
suprafata-apa subterana pentru zona limitrofa Deltei Dunarii Verificare si
validare sistem
Analiza variabilitatii spatio-temporale a
continutului izotopilor de mediu. Identificarea conexiunilor intre acvifere si
a substructurilor hidrogeologice. Identificare trasee de curgere in subteran.
Analiza variabilitatii spatio-temporale a
indicatorilor chimici si hidrobiologici, a factorilor care determina
variabilitatea lor si identificare puncte vulnerabile la poluare.
Verificarea sistemului software prin utilizarea de
valori experimentale. Elaborare model de evolutie si dezvoltare produs
informatic de analiza date, si simulare a interactiiilor.
Elaborarea modelului euristic de curgere in
subteran.
Etapa
V. Elaborare documentatii de utilizare. Diseminarea informatiilor stiintifice.
Elaborare materiale pentru diseminarea
informatiilor stiintifice
Elaborare recomandari pentru managementul
ecosistemului
Elaborare documentatie de utilizare/
Rezultate
Diseminare
Echipa
Coordonator de proiect - Institutul National de Cercetare-Dezvoltare pentru Tehnologii
izotopice si Moleculare Cluj-Napoca
Director de proiect: Dr. FEURDEAN VICTOR, Fizician
Cercetatori: Dr. FEURDEAN LUCIA, Fizician
Dr. CUNA CORNEL, Fizician
Dr. CUNA STELA, Fizician
Drd. BALAS GABRIELA, Fizician
LEUCA MOISE, Inginer electronist INCDTIM
Tehnicieni: BUJOR PETRU, Tehnician
principal
PETRICA NICOLETA, Tehnician principal
PUSCAS ROMULUS, Tehnician principal
Partener 1 - Institutul
National de Cercetare-Dezvoltare Delta Dunarii, Tulcea
Coordonator proiect: DAVID CRISTINA VIOLETA, Inginer
Cercetatori: TEODOROF LILIANA,
Chimist
TUDOR DANA, Inginer chimist
ORHAN IBRAM, Biolog
TUDOR MIHAELA, Ecolog
Tehnicieni: CRACIUN LIDIA, Tehnician
HULUBA USTINA, Tehnician
ALEXOIU ALINA, Tehnician
Partener 2 - Societate Comerciala pentru Cercetare, Proiectare si Productie de
Echipamente si Instalatii de Automatizare
Coordonator proiect: STOIAN IOAN, Inginer electronist
Cercetatori: UDRESCU FLORIAN,
Inginer automatist
BOTU ALEXANDRU, Inginer automatist
APOSTOL ION, Inginer automatist
BALOG SZABOLCS, Inginer automatist
GHIRAN OVIDIU, Informatician
GNAT SORIN, Inginer automatizari si calculatoare
MANCIU ADRIANA, Matematician
MEZA RODICA, Inginer automatist
MIRCEA MARIA, Matematician
Drd. TARŢA ADRIANA-MIHAELA,
Informatician
Dr. GORDAN MIHAELA, Sef lucrari
Dr. CEBUC IOAN EMIL, Inginer
Partener 3 - Institutul National de Cercetare-Dezvoltare pentru Tehnologii Criogenice si
Izotopice - ICSI Rm. Valcea
Coordonator proiect: VARLAM CARMEN, Fizician
Cercetatori: Dr. IONITA GHEORGHE,
Inginer chimist
Dr. BORNEA MIHAELA Anisia, Inginer
Drd. BIDICA NICOLAE, Fizician
ENACHE ADRIAN, Inginer electronist
CAPRIS CATALIN, Matematician
Drd. POPESCU IRINA, Inginer chimist
DOBRINESCU DENISA, Inginer fizician
FAURESCU ALEXANDRU IONUT, Fizician
Tehnicieni: ANGHEL ELENA, Tehnician
PREDESCU GEORGETA, Tehnician
POPA AUREL, Frezor
STEFANESCU ELISABETA, Frezor
Parteneri
Coordonator de proiect:
Institutul National de Cercetare-Dezvoltare
pentru Tehnologii izotopice si Moleculare Cluj-Napoca
Partener 1:
Institutul National de
Cercetare-Dezvoltare Delta Dunarii, Tulcea
Partener 2:
Societate Comerciala pentru Cercetare, Proiectare si Productie de
Echipamente si Instalatii de Automatizare - Filiala Cluj-Napoca
Partener 3:
Institutul National de Cercetare-Dezvoltare pentru Tehnologii Criogenice si
Izotopice - ICSI Rm. Valcea