Realizarea incintelor adanci in Bucuresti si posibilele implicatii in viitor asupra apelor subterane

Dupa revolutie, in Bucuresti, ca si in alte orase ale Romaniei, au proliferat in mediul urban incintele adanci, la inceput mai timid, pentru ca in anii 2006 – 2008 sa atinga un maximum, care cu greu putea fi intuit. S-au realizat numeroase cladiri, in special de birouri si locuinte, cu 2, 3, 4 si chiar 5 subsoluri, necesare ca spatii tehnice si mai ales pentru parcare. Aceste „obstacole“ subterane, impreuna cu reteaua de metrou, care este compusa tot din incinte adanci, continue, nu se poate sa nu aiba un impact asupra apelor subte­rane ale orasului, lucru pe care incearca sa-l semnaleze articolul de fata.

Dupa cum se stie, in zona Bucuresti apa freatica se scurge, in linii mari, dinspre nord-vestul ora­sului spre raul Colentina (cu salba de lacuri de regularizare), iar la sud de acesta, spre raul Dambovita, care se varsa in raul Arges in zona de sud-est, in vecinatatea localitatii Budesti. In aval de acest punct, la sud de Cernica, raul Colentina se varsa in Dambovita; deci, scurgerea apei are loc dinspre nord-vest spre sud-est.

In nordul Bucurestiului exista Valea Saulei, care preia o importanta cantitate de ape si se varsa in Colentina, in zona lacului Tei. In niciun caz Valea Saulei nu trebuie obturata de multitudinea de cladiri care se construiesc in nordul Bucurestiului.

Cu ocazia inceperii proiectarii geotehnice la Arena Nationala din Bucuresti, din consultarea mai multor studii geotehnice a rezultat ca, in ultimii 80 de ani, nivelul hidrostatic (NH) din amplasament a avut urmatoarea evolutie: 1925 – 64,5 m RMN; 1930 – 65,2 m; 1956 – 67,7 m (terenul de joc avea cota 69,50); 2004 – 69,0 m (terenul de joc s-a ridicat la 71,0 m, un numar de 4 gra­dene devenind ingropate); 2007 – 69,3 m; 2008 – 69,5 m (terenul de joc are cota 72,7); astfel de cresteri ale NH (nivelul hidrostatic) sunt evidentiate si in alte zone.

In 1975 a inceput constructia rete­lei de metrou, iar in perioada 2005 – 2011 s-au executat nume­roase cladiri cu 2 – 5 subsoluri, toate fiind indiscutabil necesare, dar de­venind, evident, obstacole in calea scurgerii apei subterane; totusi, retelele de apa si canalizare sunt, in linii mari, aceleasi, ele servind din ce in ce mai multi utilizatori, cu presiuni in crestere continua si cu pierderi importante de apa.

Nu exista niciun motiv credibil sa se considere ca NH nu va creste si in viitorul apropiat, atata timp cat nu se fac investitii majore in refacerea retelelor de apa si canalizare ale orasului, prin care se pierd zilnic mii de m.c. de apa. Lucrarile executate recent in Calea Floreasca trebuie facute si in alte zone ale orasului, in care canalizarea lucreaza practic imersata.

Din punct de vedere morfologic, zona Bucuresti apartine marii unitati morfologice a Campiei Romane, subunitatea cunoscuta sub denumirea de Campia Vlasiei. Aceasta unitate prezinta in evolutia ei trei etape geomorfologice, doua de eroziune a peneplenei valahe si una de acumulare. Cea din urma este reprezentata prin cuvertura de depozite sedimentare neogene si cuaternare. Formatiunile cuaternare sunt reprezentate prin:

a) Pleistocenul superior, repre­zentat prin:

• un complex nisipos, „nisipuri de Mostistea“;

• un complex argilos prafos, nisipos, cunoscut sub denumirea de „argile intermediare“;

• un orizont de pietrisuri si nisi­puri, ce reprezinta vechile depozite de terasa ale vaii duble Arges – Dambovita, cunoscut sub denumirea de „pietrisurile de Colentina“.

b) Holocenul inferior, reprezentat prin depozitele loessoide ale terasei inferioare a Dambovitei, alcatuite din argile prafoase, prafuri argiloase, slab nisipoase, galbui (luturi de Bucuresti) avand, in general, grosimi de max. 10 m.

c) Holocenul superior, repre­zentat prin aluviunile Luncii Dambovitei, alcatuite din nisipuri si pietrisuri, uneori maluri.

In formatiunile de mai sus apar urmatoarele sisteme acvifere:

• Acviferul din lunci si terase este prezent la nivelul depozitelor aluvionare ale terasei inferioare a Dambovitei si la nivelul aluviunilor din Lunca Dambovitei. Fiind situat la adancime mica, este puternic afectat de poluarea cauzata de pierderile din reteaua de canalizare;

• Acviferul din orizontul de pietri­suri si nisipuri reprezinta un sistem acvifer cu un potential ridicat. Regimul de variatie al nivelurilor acestui acvifer este dependent de pierderile de apa din sistemul de canalizare, de alimentarea din ac­viferele adiacente, precum si de regimul precipitatiilor;

• Acviferul din nisipurile de Mos­tistea are un potential scazut din cauza granulometriei in general fine si este vulnerabil la poluare intrucat, dato­rita discontinuitatii argilei intermediare, are legaturi hidraulice directe cu acviferul superior.

Prezentul studiu se bazeaza pe date culese de autor in perioada 2000 – 2011, din peste 200 de studii geotehnice si proiecte (unele, din perioada cand autorul a activat la S.C. AGISFOR), retinandu-se CT – cota terenului natural, NH – nivelul hidrostatic si CAI – cota argilei intermediare, toate cotele raportandu-se la nivelul Marii Negre (RMN). Pe baza acestora s-au trasat curbele de egal nivel al apei subterane (hidro­izo­hipsele). [1]

LIMITARILE DATELOR DIN PREZENTUL STUDIU

Tinand cont de faptul ca datele din prezentul studiu s-au obtinut pe baza unui numar important de studii geotehnice si ridicari topografice, care au fost intocmite de firme diferite, este posibil ca valorile cotelor sa fi fost masurate cu anumite marje de eroare, in functie de dotarea realizatorilor. Unele valori, nu multe la numar, au fost eliminate fiind, evident, discordante cu datele zonale. Totusi, dupa cum se va vedea in continuare, trasarea curbelor a condus la concluzii logice, unele cunoscute, in principiu, de geotehnicieni, altele in concordanta cu modificarile aduse, in timp, terenului de fundare de pe teritoriul Bucurestiului.

Totodata, autorul este geotehnician si drept urmare, sugestiile si eventualele corecturi aduse de specialistii hidrologi vor fi benefice.

Acolo unde studiile au indicat nivelul liber (stabilizat) al apei subterane, a fost folosita cota acesteia; este posibil ca la unele studii sa nu se fi asteptat suficient pentru aceasta masuratoare si deci, valoa­rea retinuta sa aiba o anumita eroare.

HARTA HIDROIZOHIPSELOR PENTRU ZONA BUCURESTI

In figura 1 s-au reprezentat cote­le mentionate pentru amplasamen­tele din Bucuresti si zonele inconjuratoare. De asemenea, s-au trasat linii­le de metrou existente in prezent. De retinut faptul ca unele tronsoane ale liniilor de metrou s-au executat in incinte cu pereti mulati incastrati in argila intermediara, dar multe altele s-au executat cu scutul sub forma de tunel cu boltari, tunel care nu ajunge in argila intermediara, deci apa curge pe sub acesta.

Totodata, la constructiile noi unele subsoluri adanci sunt incastrate in argila intermediara, iar altele nu.

Se observa ca in zonele din jurul Bucurestiului datele au fost putine la numar si deci, curbele sunt trasate cu aproximatie.

Pe baza acestei harti se mai pot trasa si hidroizobatele (curbele de egala adancime a apei subterane), hidroizopahitele (curbele de egala grosime a apei subterane) si se pot calcula gradientii hidraulici sau panta hidraulica, liniile de curent etc. [2]

Fata de cele mentionate, rezulta ca este imposibil sa se afle traseul apei in functie de amplasarea obstacolelor si de aceea, metoda hidroizohipselor, o metoda indirecta, este singura posibila.

INTERPRETAREA HIDROIZOHIPSELOR

Apa subterana curge dupa linia de cea mai mare panta, respectiv dupa perpendicularele duse pe curbele de nivel. [1; 2]

Pentru interpretarea rezultatelor se foloseste o comparatie fata de curgerea apei pe acoperisurile caselor, care, dupa cum se stie, sunt formate din „dolii“ (santul intre 2 versanti vecini) si „coame“ (linia de intersectie la varf dintre 2 versanti vecini).

Debitul de apa este mare la dolii (liniile de curgere converg) si mai mic la coame (liniile de curgere sunt divergente). La o ploaie torentiala se creeaza o lama de apa pe dolie, dar si spre coama. Totusi, la curgerea apei prin pamant (mediu poros) sunt dife­rente, in sensul ca, daca la acoperis curgerea are loc pe suprafete plane, intre care se afla linii drepte, in pamant curge­rea are loc pe suprafete curbe, nere­gulate, dar inclinate, care sunt racordate prin suprafete de asemenea curbe si neregulate.

Urmarind curbele din figura 1, se observa ca, in lungul raurilor Colen­tina si Dambovita, curgerea apei este de tip dolie, iar in zona de interfluviu (in treimea mijlocie) este de tip coama.

La dolii curbele formeaza „clopote“, cu varful spre amonte (clopotul pierde apa), iar la coama curbele formeaza clopote cu varful spre aval (clopotul tine apa). Ramurile laterale ale curbelor tip dolie si tip coama (respectiv peretii clopotelor) sunt practic in prelungire, deci se racor­deaza. Asa cum este de asteptat, in lungul doliilor (raurilor) sunt zone cu viteza de curgere a apei mare (curbele sunt dese), iar in lungul coamei viteza apei este mai mica (curbele sunt mai rare).

Configuratia de mai sus poate fi numita „normala“ si este valabila in cazul curgerii apei subterane in mod natural, fara obstacole (linii de metrou, subsolurile adanci ale cladirilor etc.). De exemplu, inainte de intercep­tarea liniilor de metrou (zona nord-vest) si dupa depasirea acestora (zona sud-est), curbele tind sa fie normale.

In cazul existentei obstacolelor (din prezent) peretii clopotelor se compun, la randul lor, din mici dolii si mici coame, ceea ce indica faptul ca apa curge „sicanat“, cu schimbari dese de directie (v. perpendicularele pe curbe) sau, cu alte cuvinte, curbele devin „franjurate“. Pe de alta parte, apar zone cu viteze scazute ale apei (distanta intre curbe mai mare) si zone cu viteze crescute. In astfel de situatii, curgerea laminara este pusa sub semnul intrebarii.

Pe de alta parte, in zonele unde apar mici dolii este de asteptat ca nivelul apei sa creasca (v. situatia la acoperisuri). Este vorba de zona Cotroceni, pod Mihai Voda (Izvor), zona aval de fostul Abator, zona de nord-vest a Padurii Baneasa etc., respectiv zone deja cunoscute ca fiind cu nivel crescut fata de perioada anterioara.

Acolo unde in zonele de coama varful curbelor se retrage spre amonte (se turteste), este clar ca exista o tendinta de crestere a nivelului apei (v. zona Gara de Est). Invers, daca varful curbelor in zona de coama (treimea mijlocie a interfluviului) este ascutit, atunci nu exista o tendinta imediata de crestere a nivelului apei (v. zona curbelor spre est, dupa ce apa „scapa“ de obstacole). Altfel spus, in treimea mijlocie a zonei de interfluviu, unde curgerea este de tip coama, daca adancimea clopotului se micsoreaza, va creste nivelul apei.

La doliile raurilor Colen­tina si Dambovita vor rezulta debite sporite, dar apa poate sa nu creasca (spre amonte) daca acestea au re­zerva de preluare a unui debit suplimentar.

Evolutia, in timp, a cresterii apei in orasul Bucuresti ar putea fi evidentiata daca s-ar trasa curbe precum cele din prezentul studiu, dar pentru perioada 1960 – 1975, respec­tiv inainte de inceperea executiei metroului. Acest lucru ar putea fi facut de catre Colectivul geotehnic al SC PROIECT BUCURESTI, care are o banca de date geotehnice din acea perioada.

Totodata, Institutul Geologic Roman are intocmite harti cu hidroizohipse actualizate periodic, dar nepublicate. Ar fi interesant de comparat acestea cu cele din prezentul articol. Un calcul simplu se poate efectua folosind formula lui Darcy, invatata in scoala [3], dupa care debitul in unitatea de timp, presupus constant in perioada anterioara si in prezent, este:

Q = A₁ x k x Dh₁ / l₁ (perioada anterioara) = A₂ x k x Dh₂ / l₂ (perioada din prezent).

Presupunand A₂ = 0,8 A₁ (din cauza obstacolelor apa curge prin pamant in zona de interfluviu din ce in ce mai „gatuit“) si l₂ =1,1 l₁ (drumul sicanat al apei a devenit mai lung), rezulta: Dh₂ = 1,375 Dh₁; daca Dh₁ era 78 – 72 = 6 m, in prezent Dh₂ = 8,25 m.

Deci, rezulta o crestere medie a nivelului apei, in zona de interfluviu, de peste 2 m, ceea ce este in concordanta cu observatiile din diferite zone ale Bucurestiului.

CONCLUZII

Prin prezentul studiu s-a incercat sa se valorifice o serie de date geo­tehnice din perioada 2000 – 2011, prolifica pentru geotehnicieni si constructori, in general.

A rezultat harta cu hidroizohipse pentru perioada de mai sus, care ar putea fi comparata cu harti din perioadele anterioare, dar si cu cele ce se vor intocmi in urmatoarele decenii. In acest fel s-ar putea stabili evolutia, in timp, a regimului apelor subterane din zona Bucuresti, ceea ce ar putea fi benefic pentru geo­tehnicieni, in particular, dar si pentru stabilirea unei strategii de interventie la constructiile existente si de proiectare a celor viitoare.

Prezentul articol se vrea o provocare pentru geotehnicieni, privitor la elucidarea problemei apei subterane din zona Bucuresti, dar si pentru alte orase din tara, in care constructiile cu subsoluri adanci au proliferat in ultima perioada de timp.

Speram ca harta din articol sa fie utilizata de geotehnicieni doar orientativ, si in niciun caz pentru redu­cerea numerica a sondajelor pentru studii geotehnice, acestea fiind, de altfel, reglementate prin normele actuale, care trebuie res­pectate.

In sfarsit, o alta concluzie a prezentului articol ar fi ca specialistii geotehnicieni si cei hidrogeologi ar trebui sa se intalneasca si sa colaboreze mai strans.

BIBLIOGRAFIE

1. Negulescu M., Cap­­tarea apelor subterane. Editura Tehnica, Bucuresti, 1960;

2. StAnciu A., Lungu L., Fundatii. Editura Tehnica. Bucuresti, 2006;

3. Manoliu L., Fundatii si procedee de fundare. Editura Didactica si Pedagogica, Bucuresti, 1977.

Autor:
ing. Nicolae Raduinea – SC INFRACON SRL, Bucuresti 

…citeste articolul integral in Revista Constructiilor nr. 105 – iulie 2014, pag. 44