Eroziunea costieră văzută din satelit
Pentru combaterea efectelor eroziunii costiere se investesc sume considerabile la nivel mondial. Se construiesc protecții de țărm, se alimentează și se lărgesc plajele, totul pentru a ne recâștiga zonele de coastă.
Schimbările climatice contribuie semnificativ la intensificarea eroziunii, prin modificări ale regimului valurilor, tipologiei furtunilor sau alterări ale tiparelor de precipitații.
Cum putem fi permanent informați, astfel încât să luăm deciziile corecte în timp util?
Pentru combaterea efectelor eroziunii costiere se investesc sume considerabile la nivel mondial. Se construiesc protecții de țărm, se alimentează și se lărgesc plajele, totul pentru a ne recâștiga zonele de coastă.
Schimbările climatice contribuie semnificativ la intensificarea eroziunii, prin modificări ale regimului valurilor, tipologiei furtunilor sau alterări ale tiparelor de precipitații.
Cum putem fi permanent informați, astfel încât să luăm deciziile corecte în timp util? Nu există o soluție universal valabilă, dar imaginile satelitare reprezintă un instrument util și ne oferă un avantaj în activitățile de monitorizare.
Câteva noțiuni despre eroziunea costieră
Eroziunea costieră este rezultatul unor factori naturali variabili, printre care se numără creșterea nivelului mării, impactul valurilor și a curenților marini, care erodează și îndepărtează treptat rocile, solul și nisipul de-a lungul coastei.
Eroziunea este un fenomen ce afectează toate zonele litorale, în special în timpul furtunilor și altor evenimente naturale care intensifică procesul de erodare. Pe lângă variabilitatea naturală, eroziunea costieră este accelerată și de către intervențiile antropice.
Caracteristicile și consecințele acestor fenomene variază în funcție de tipologia fiecărei regiuni, ceea ce face dificilă găsirea unei soluții universale pentru diminuarea impactului asupra activităților umane și asupra ecosistemelor.
Schimbările climatice joacă și ele un rol însemnat în dinamica zonelor de eroziune/acreție. Procesele implicate în modelarea plajelor sunt dictate, în primul rând, de regimul valurilor. La rândul lui, acesta este influențat de viteza și direcția vântului, precum și de tipologia furtunilor. Cum schimbările climatice pot modifica frecvența și magnitudinea acestor evenimente, ne putem aștepta la dezechilibre și în ceea ce privește eroziunea costieră. Creșterea nivelului mării este, de asemenea, responsabilă în mod direct și tranșant de accelerarea proceselor de eroziune.
Într-un context mai larg, dacă vorbim despre disponibilitatea sedimentelor în toată zona costieră românească, se constată o diminuare a acestora în ultimele decenii. Acest fenomen a fost cauzat de intervențiile omului pe litoralul românesc și din cadrul bazinului Dunării. Existența unui flux stabil de sedimente este necesară păstrării unui echilibru al țărmului, inclusiv al dimensiunii plajelor. Ceea ce nu mai are loc acum în mod natural, sau se întâmplă insuficient, și anume înnisiparea plajelor, necesită intervenția umană.
Construcțiile barajelor pe cursul Dunării și al afluenților săi, începând cu anii 1960-1970, au scăzut semnificativ debitul solid (adică sedimentele transportate de apele râului) înregistrat la gurile de vărsare. În plus, construcțiile costiere precum digurile porturilor Midia, Constanța, sau jetiurile de la Sulina au acționat ca o barieră în calea acestor sedimente venite din nord, vitregind plajele litoralului sudic de materialul necesar menținerii lățimii plajelor.
Nu în ultimul rând, pe lângă diminuarea cantităților totale de aluviuni transportate de fluviu, despre care aminteam mai sus, schimbările din ultimele decenii ale tiparelor de precipitatii, în special în bazinul inferior al Dunării, au contribuit la modificarea modului în care aceste sedimente fluviale sunt expulzate în mare pe parcursul unui an. Astfel, în loc de o distribuire temporală uniformă a concentrației de sedimente în suspensie, observăm apariția unor fenomene excepționale, caracterizate prin debite solide foarte mari, pentru perioade mici de timp. Aceste puseuri de aluviuni, intercalate cu perioade de relativă acalmie, se pot traduce într-o concentrație mai scăzută a sedimentelor în suspensie în zonele sudice.
O altă descriere a mecanismelor care guvernează procesele de eroziune și acreție, precum și a modului de distribuire a sedimentelor pe litoralul românesc, este disponibilă și într-un material anterior.
Apariția sectoarelor de eroziune costieră înseamnă o reziliență mai scăzută în fața unor fenomene precum inundațiile, cauzate de furtuni, de creșterea nivelului mării sau de efectul combinat al acestora. Totodata, se pot pierd ecosisteme importante din punct de vedere al biodiversității. Nu în ultimul rând, scăderea lățimii plajelor are efecte asupra turismului. Mai puțin loc pentru șezlonguri, mai puțini turiști, deci încasări mai slabe pentru operatorii economici. Acolo unde infrastructura de transport sau diferite construcții se află în apropierea liniei țărmului, eroziunea accelerată le poate pune în pericol.
Cum putem combate eroziunea plajelor?
Pentru contracararea fenomenelor de eroziune costieră, un proiect de infrastructură mare a fost demarat și implementat de către statul român prin intermediul Apelor Române Dobrogea – Litoral. Este vorba despre „Reducerea Eroziunii Costiere, Faza II (2014-2020)”, cofinanțat prin Programul Operațional Infrastructură Mare (POIM) 2014 – 2020, Axa Prioritară 5 – Promovarea adaptării la schimbările climatice, prevenirea și gestionarea riscurilor, Obiectiv specific 5.1 Reducerea efectelor și a pagubelor asupra populației cauzate de fenomenele naturale asociate principalelor riscuri accentuate de schimbările climatice, în principal de inundații și eroziune costieră.
Conform descrierii oficiale, “scopul acestui proiect este să asigure adaptarea la schimbările climatice, prevenirea și gestionarea riscului prin protecția la eroziune a liniei țărmului în condiții medii anuale și în timpul evenimentelor cu perioada de recurență de până la 1/100 ani, pentru o durată de viață proiectată de 50 ani.”
În momentul de față au fost supuse lățirii o serie de plaje, precum cele din Mamaia, Constanța sau Eforie, urmând ca în perioada următoare sa fie abordate și cele din Costinești, Olimp, Neptun, Jupiter sau Saturn. Alimentările cu nisip ale plajelor de pe sectorul românesc au avut largi ecouri în presa națională. Acestea s-au datorat, cu precădere, nemulțumirilor referitoare la o pantă prea abruptă la intrarea în mare, o distanță considerabilă de parcurs până la apă sau compoziția nu tocmai plăcută a nisipului grosier utilizat pentru lărgirea plajei.
În cazul acestor operațiuni de înnisipare și lărgire a plajelor, perioada imediat următoare finalizării lucrărilor se caracterizează printr-o tendință de echilibrare a acestor sectoare, în mod natural. Prin echilibrare se poate înțelege atât modificarea profilului transversal al plajei, adică modificări ale pantei de intrare în apă, precum și o redistribuire a nisipului în cadrul unei celule (de multe ori o astfel de celulă este delimitată de diguri perpendiculare pe linia țărmului). Și pentru că toate aceste lucrări au fost efectuate astfel încât să asigure stabilitatea țărmului în contextul schimbărilor climatice, deci pe termen lung, avem nevoie de metode de monitorizare adecvate, care să echilibreze dorința unei precizii mari a măsurătorilor cu efortul necesar obținerii acestora.
Imagini din timpul realizării lucrărilor de înnisipare artificială; Eforie Nord, octombrie 2015.
Ce opțiuni avem pentru monitorizarea zonelor costiere?
Pentru a avea o imagine completă a gradului de stabilitate a unui sector de țărm caracterizat de plaje nisipoase, se pot lua în considerare o serie de indicatori, precum dinamica liniei țărmului, a barelor submerse, lățimea plajei, caracteristicile dunelor de nisip, zone înierbate etc. Dintre acestea, cel mai utilizat parametru, fiind și cel mai ușor de obținut, este poziția liniei țărmului. În mod tradițional, putem măsura acest indicator direct în teren (in-situ), folosind instrumente precum stația totală, GPS sau DGPS. În pofida faptului că rezultatele astfel obținute au o acuratețe ridicată, prezintă dezavantajul unor costuri ridicate, atât de timp cât și financiare.
Odată cu disponibilitatea din ce în ce mai mare a imaginilor satelitare din ultimele decenii, linia țărmului poate fi determinată astfel mult mai rapid pentru suprafețe extinse. Datele satelitare de înaltă rezoluție (cu o dimensiune de câțiva metri sau chiar centimetri pentru fiecare pixel) au fost printre primele utilizate în acest sens. Avantajul principal îl constituie rezoluția spațială care permite discriminarea unor detalii de mici dimensiuni, deci și o identificare precisă a liniei apei.
Cu toate acestea, perioada de revizitare a acestor senzori pentru o anumită zonă este de regula prea mare și/sau neregulată pentru a putea constitui baza unei monitorizări adecvate. La aceasta se adaugă și costul acestor date, nu de puține ori prohibitiv dacă vorbim de achiziționarea unei serii mai lungi de imagini pe o suprafață extinsă. Totodată, prin însăși natura fenomenului, extragerea liniei țărmului prin compararea a doar două imagini consecutive, așa cum de multe ori se procedează, este predispusă unor serii de erori. Putem vorbi aici, în primul rând, de caracterul dinamic al liniei țărmului datorat excursiei valurilor pe fața plajei. Având în vedere că o imagine satelitară reprezintă o captură instantanee, limita apă-uscat poate fi astfel surprinsă la o distanță de până la cativa metri față de o altă potențială captură efectuată la interval de câteva secunde. Se adaugă și subiectivismul operatorului uman, extragerea liniei țărmului din imagini satelitare de înaltă rezoluție fiind de multe ori efectuată prin digitizare manuală, deci, ca urmare a interpretării personale a celui care vectorizează.
O alternativă o constituie utilizarea seriilor temporale de imagini de medie rezoluție (10-30 m) precum Sentinel-2 sau Landsat 8/9. Deși deficiente la capitolul detalii spațiale, compensează deplin prin calitate spectrală și radiometrică. De asemenea, reprezintă o resursă utilă și datorită disponibilității lor în mod liber și gratuit și a faptului ca pot oferi o acoperire temporală adecvată fenomenului analizat (de exemplu putem obține o imagine Sentinel-2 la fiecare 5 zile, în absența norilor).
Valorificarea acestor seturi de date, prin intermediul unor algoritmi specializați, permite obținerea unor informații esențiale și pe termen lung, arhivele existente acoperind mai mult de 30 de ani. În acest context, începând cu anul 2019, Agenția Spațială Europeană a demarat o inițiativă menită să stimuleze utilizarea datelor satelitare în activitățile de monitorizare a eroziunii costiere, la nivel european. Unul dintre cele două proiecte finanțate sub această umbrelă și-a îndreptat atenția și către zona costieră românească. Doi parametri de interes au fost obținuți pentru o perioadă lungă de timp, începând cu anul 1990 și până în prezent: poziția liniei țărmului și a barelor submerse din proximitatea litoralului. Pentru a putea contrabalansa rezoluția spațială mai puțin bună a imaginilor utilizate, proiectul Space for Shore - Coastal Erosion a propus o metodologie care folosește informația de la nivelul inferior unui pixel, astfel încât putem obține o acuratețe superioară rezoluției native a datelor de intrare (aprox. ± 5m, comparativ cu măsurători in-situ).
Scene (imagini) capturate de satelitul Sentinel-2, arătând configurația plajelor Constanței înainte de înnisipările artificiale și în prezent
Ce ne pot spune datele satelitare?
Pentru două sectoare de coastă supuse alimentării artificiale cu nisip, plaja Tataia din Constanța și plaja din Eforie Nord (zona aflată la nord de portul Belona), am analizat evoluția liniei țărmului pentru perioada post-intervenții (aproape opt ani), folosind informații extrase din imagini Sentinel-2. În general, am avut la dispoziție peste 50 de scene pentru fiecare zonă.
Plaja Tataia, Constanța. Analiza evoluției liniei de țărm pentru perioada 2016-2023, pe baza datelor Sentinel-2
Plaja Tataia a fost lărgită spre sfârșitul anului 2015, având în prezent o lățime de aproximativ 140-160 m. Profilele transversale pe linia țărmului scot în evidență o stare de echilibru general pentru sectorul nordic, cu trecere către un caracter acumulativ în partea sudică. În cadrul hărții de mai sus, liniile de țărm extrase pentru perioada 2016-2023 sunt reprezentate cu linii galbene.
Linia mai groasă, mai îndepărtată de apă, arată poziția țărmului în 2015, înainte de lărgirea plajei. Intersecția unor profile transversale (P1 – P6) cu liniile de țărm sunt redate ca distanțe față de o linie de referință arbitrară și sunt reprezentate prin puncte gri în cele 6 grafice din dreapta. Linia neagră groasă reprezintă o valoare medie a acestora, calculată cu ajutorul unei ferestre culisante cu dimensiunea de 5 momente de timp. Linia punctată portocalie arată tendința generală, pe baza unei regresii liniare și este redată doar în cazul în care o astfel de tendință poate fi identificată. Pentru aceste situații, sunt menționate și ratele de acumulare, precum și numărul (n) de imagini/linii de țărm folosite pentru aceste calcule. Graficul aferent profilului P6 are o scară diferită față de celelalte exemple pe ordonată (axa Y). Oscilațiile față de linia generală de tendință sunt datorate atât incertitudinilor cauzate de procedura de extragere și a datelor de intrare cât și variațiilor sezoniere naturale (perioadele de vară fiind caracterizate de procese de acumulare, în timp ce iernile sub de regulă dominate de eroziune).
Chiar dacă acuratețea unei singure poziții (un punct gri pe grafic) este sub cea dorită, având la dispoziție mai multe linii de țărm, extrase toate în mod automat și pe baza unei metodologii unitare, tendința generală, pe termen lung, poate fi ușor evidențiată. Modificările surprinse pentru plaja Tataia se încadrează în procesele generale de echilibrare a întregului sector. Acumulările din partea sudică se datorează probabil redistribuirii sedimentelor submerse (de sub apă) și a celor de la interfața apă-uscat, prin modelarea în plan vertical a feței plajei.
Eforie Nord. Analiza evoluției liniei de țărm pentru perioada 2016-2023, pe baza datelor Sentinel-2
Secțiunea analizată din Eforie Nord a fost lărgită tot în a doua jumătate a anului 2015, având în prezent o lățime de până la 170-180 m. Primul profil (P1), trasat într-o zonă de relativă protecție față de valuri datorită epiului din nord, arată o tendință generală de acumulare, proces care este mai pregnant până în 2019.
Ulterior, zona intră mai degrabă într-o formă de echilibru. Cu cât ne deplasăm spre sud, mai departe de dig, cu atât rata de acumulare scade (P2), iar mai apoi dispare, lăsând locul doar unor fluctuații sezoniere (P3, P4 si P5). Ultimul profil (P6) arată o ușoară eroziune în primii doi ani, urmată de stabilizarea poziției liniei țărmului.
Datele satelitare sunt o soluție
Evident, astfel de sectoare de mici dimensiuni pot fi relativ ușor monitorizate și urmând metodele in-situ despre care am menționat, cu un grad de acuratețe mai ridicat. Să nu uităm însă: litoralul românesc are peste 240 km, o mare parte fiind sub semnul eroziunii. Pentru o evaluare unitară, care să permită și extragerea unor informații de arhivă, mergând înapoi în timp mai bine de 30 de ani, datele satelitare rămân singura soluție.
La aceasta se adaugă și avantajul aplicării unei metodologii uniforme, omogene, pentru tot setul de date și pentru tot sectorul costier, astfel încât rezultatele să poată fi comparate și inter-calibrate. Continuarea monitorizării satelitare pentru sectoarele în care s-au investit sume foarte mari pentru combaterea eroziunii este o modalitate la îndemână prin care pot fi validate aceste eforturi sau care pot semnala eventuale probleme.
Sorin Constantin
Este cercetător științific. Domeniile sale de interes se refera la aplicații ale teledetecției în mediul costier și marin, cu accent pe studiul proprietăților optice ale apei.
Le mulțumește colegilor Georgiana Anghelin, Ioan Daniel Șerban și Florin Tătui, care au contribuit la obținerea rezultatelor și au furnizat sugestii pentru îmbunătățirea acestui material.
Apa din orașe ar putea fi folosită mai eficient
Relația dintre apă și orașe este crucială. Orașele au nevoie de un aport foarte mare de apă dulce și, la rândul lor, au un impact negativ asupra mediului și asupra sistemelor de apă dulce. Iar zonele urbane nu pot fi sustenabile dacă nu vom asigura accesul la apă potabilă sigură și la instalații sanitare adecvate. Astfel, intervine nevoia unui management integrat al apelor urbane.
Relația dintre apă și orașe este crucială. Orașele au nevoie de un aport foarte mare de apă dulce și, la rândul lor, au un impact negativ asupra mediului și asupra sistemelor de apă dulce. Zonele urbane nu pot fi sustenabile dacă nu vom asigura accesul la apă potabilă sigură și la instalații sanitare adecvate. Astfel, intervine nevoia unui management integrat al apelor urbane.
Cum ne uităm astăzi la apa din orașe?
În prezent, apa este unul dintre factorii care determină creşterea şi dezvoltarea economică a unei regiuni, unele oraşe mari şi metropole nu reușesc să-și asigure tot necesarul de apă. Totodată, din 2030 se prevede că 47% din populaţia mondială va locui în zone cu stres mare de apă.
Conform UN se prevede că aproximativ 70% din populaţia estimată a globului va locui în zonele urbane în 2050. În Europa, 75% din populaţie locuiește în oraşe, asta traducându-se și prin 69% din utilizarea energetică şi determină, prin urmare, majoritatea emisiilor de gaze cu efect de seră.
Creşterea populaţiei atrage după sine:
Creşterea suprafeţei urbanizate;
Creşterea densităţii clădirilor în cadrul zonei urbane;
Creşterea numărului de maşini şi intensificarea traficului ducând la necesitatea lărgirii drumurilor şi creşterea numărului locurilor de parcare;
Reducerea spaţiilor verzi;
Creşterea suprafeţelor agricole din jurul zonelor urbane.
Necesitatea adaptării mediului înconjurător tehnologiei şi stilului de viaţă din ziua de astăzi implică realizarea de construcţii civile şi industriale noi, mai complexe şi mai interconectate, care să se ridice la standardele Europene – pavarea, betonarea şi asfaltarea unor suprafeţe de teren tot mai extinse, crearea de locuri de agrement (terenuri de sport) cu suprafeţe mari impermeabile(betonate, gazon artificial etc.).
Toate acestea duc, din punct de vedere hidrologic, la creare de suprafeţe impermeabile. Existenţa acestor suprafeţe mari impermeabile în zonele urbane manifestă asupra sistemului hidrologic modificări importante: scăderea infiltraţiilor, creşterea scurgerilor de suprafaţă, accelerarea procesului de evaporare ca urmare a efectului de seră care se formează.
Astfel, putem spune că oraşele sunt generatoare ale unui climat specific, caracterizat prin abateri semnificative ale tuturor parametrilor meteorologici faţă de caracteristicile perimetrului extraurban.
Temperaturile sunt mai mari în timpul zilelor de vară şi se produc intensificări locale ale vântului. Unele studii pe aceasta temă arată că dacă suprafaţa impermeabilă se dublează, vârful hidrografului scurgerii de suprafaţă creşte cu 20%; vârfurile mici ale hidrografelor scurgerii de suprafaţă sunt mai afectate de mărirea suprafeţelor impermeabile decât vârfurile mai mari. Se poate observa modificări în hidrograful multianual al scurgerilor de suprafaţă, a vârfului hidrografelor şi a frecvenţei inundaţiilor atunci când suprafeţele impermeabile depăşesc 35%.
Datorită acestor efecte găsim o noţiune nouă în hidrologia urbană, noţiunea de management integrat al apei urbane, care ia în considerare următoarele valori: valoarea economică şi socială, valoarea estetică, valoarea ecologică, dar şi valoarea percepţiei umane.
Un accent crescut va trebui pus pe dezvoltarea ”orașelor verzi”, prin amenajarea de spaţii verzi, dezvoltarea iluminatului public din surse regenerabile de energie, modernizarea transportului urban pe baza folosirii biocarburanţilor cu emisii reduse de gaze cu efect de seră și altele. De asemenea, este important să se acorde o atenţie sporită eficienţei energetice a clădirilor.
Apa și creșterea urbană în cifre
Numărul locuitorilor din oraș care nu beneficiază de apă potabilă în condiții de siguranță a crescut cu peste 50% din 2000. (UN-Water, 2021)
86% din populația din zonele urbane beneficiază de servicii de apă potabilă gestionate în condiții de siguranță, dar numai 60% din populația din zonele rurale beneficiază de acestea. Serviciile de canalizare gestionate în condiții de siguranță ajung la 62% din populația urbană a lumii, dar numai la 44% din populația rurală. (OMS/UNICEF, 2021)
Se estimează că populația urbană mondială va crește de la 3,9 miliarde de persoane în prezent la 6,3 miliarde în 2050. (UNESCO, 2012)
În prezent, 55% din populația lumii trăiește în zone urbane, proporție care se așteaptă să crească la 68% până în 2050, ceea ce va însemna un plus de 2,5 miliarde de persoane în zonele urbane, aproape 90% din această creștere urmând să aibă loc în Asia și Africa. (UN DESA, 2018)
În zonele urbane, principala provocare este adesea lipsa accesului la serviciile de bază în așezările informale sau prețurile ridicate și lipsa controlului calității apei de la vânzătorii privați. (OMS, 2017)
Contextul actual al spaţiului urban
Spaţiul urban înseamnă elemente structurale interconectate între ele, destinat să satisfacă nevoile socio-economice ale vremii. Majoritatea localităţilor existente în ziua de astăzi sunt rezultatul unui proces îndelungat de dezvoltare, fiecare etapa a acestuia lăsându-şi amprenta în structura actuala a oraşului.
Astfel, în structura urbană, atât de suprafaţă cât şi subterană, găsim influenţe din diferite perioade semnificative ale dezvoltării.
Există mai multe modalităţi de extindere a suprafeţei intravilanului, cele mai de actualitate fiind: extinderea radiocentrică (pe principalele artere care pornesc din centrul bine definit al unui oraș), prin absorbţia satelor din jur, care devin un fel de cartiere rezidenţiale, prin construirea efectivă a cartierelor rezidenţiale de tip „dormitor”, în imediata apropiere a oraşelor (e chiar conceptul de suburbie adoptat din occident).
Circuitul apei din mediul urban este formată din: captarea apei; coagularea, flocularea şi decantarea apei; clorinarea apei; stocarea şi distribuţia apei.
Rolul reţelei de canalizare este acela de a colecta, transporta, epura si evacua în emisar apele din interiorul zonei urbane. Sistemele de canalizare pot fi unitare, separative sau mixte. Sistemele unitare de canalizare sunt dimensionate pentru a transporta atât apa uzată menajeră, cât şi cea pluvială din spaţiu urban. În cadrul sistemului de canalizare separativ apele uzate şi apele pluviale sunt transportate în conducte separate, în unele situații apa pluvială fiind evacuată direct în emisar, fără o epurare în prealabil.
Schema privind modelul funcțional de exploatare a resursei hidrografice de către centrele urbane. Sursă foto
Cum se schimbă caracteristicile solului în spațiul urban
Solurile din interiorul zonei urbane își pierd caracteristicile datorită proceselor care au loc atât în timpul construcţiilor cât şi după finalizarea acestora.
Aceste schimbări au loc în textura solului datorită aportului ridicat de nisip, agregate și moloz rezultat în timpul construcţiilor sau demolărilor, fiind astfel modificați indicii hidrofizici ai solului (capacitatea capilară, capacitatea de apă în câmp, permeabilitate, secțiune), regimul hidric al solului, însușirile termice ale solului și aerul din sol.
Deșeurile din construcţii şi demolări înseamnă: deşeuri de beton, cărămizi, resturi ceramice; deşeuri lemnoase, din sticlă, din plastic; deşeuri de asfalt, gudroane şi produse gudronate; resturi metalice; resturi din excavaţii (pământ, pietre, pietriş); deşeuri de materiale izolante; amestecuri de deşeuri de construcţii şi demolări.
Efectul dezvoltării zonelor urbane asupra cursurilor de apă de suprafaţă
Sistemul hidrologic reprezintă faza terestră a ciclului apei în natură. Fiind constant la un moment dat, volumul total de apă este considerat un sistem închis în care diferenţa dintre cantitățile de apă intrate şi ieşite dintr-un spaţiu hidrografic reprezintă volumele de apă acumulate.
Sistemul hidrologic urban este total diferit de sistemul hidrologic natural atât prin modificări asupra factorilor hidrologici, cât şi prin apariţia de noi elemente.
Știm că apa de precipitaţii scursă de pe suprafaţa urbană are un impact serios asupra emisarului prin degradarea calităţii apei, eroziune şi distrugerea habitatului. În plus, creşterea suprafeţelor impermeabile duce la creşterea temperaturii în cursurile de apă de suprafaţă, la creşterea scurgerilor de suprafaţă a apei din precipitaţii, precum și la reducerea debitelor de bază din cauza creşterea frecvenţei inundaţiilor locale, printre altele.
Consecinţele hidrologice care vin la pachet cu extinderea zonelor urbane au fost de mult timp consemnate ca evenimente de precipitaţii izolate, însă consecinţele pe termen lung au fost foarte puţin studiate.
Înlocuirea culturilor agricole, câmpurilor şi pădurilor cu suprafeţe impermeabile duce la intensificarea scurgerilor de suprafaţă, facilitează eroziunea albiei cursurilor de apă și atfel are loc o variaţie a debitelor de încărcare a acviferelor.
Cum folosim apa captată?
Apa este captată pentru a fi utilizată în toate sectoarele economice din UE-27. Captarea pentru răcire în producția de energie electrică a rămas cel mai mare contribuitor la totalul anual al captărilor de apă (32%) în 2019, urmată de captarea pentru agricultură (28%), alimentarea publică cu apă (20%), industria prelucrătoare (13%) și răcirea în industria prelucrătoare (5%), extracțiile miniere și în carieră, precum și construcțiile reprezentând fiecare doar 1% din totalul captărilor.
Între 2000 și 2019, captarea apei a scăzut în general, reflectând măsurile de politică puse în aplicare în cadrul DCA. Cu toate acestea, în timp ce captarea a scăzut în unele sectoare, cum ar fi răcirea în producția de energie electrică (-27%), a crescut în altele.
De exemplu, captarea de apă pentru răcire în industria prelucrătoare aproape s-a triplat, în timp ce captarea pentru alimentarea cu apă publică a crescut cu 4%, cu o creștere deosebit de accentuată începând cu 2010 (14%). Captarea de apă pentru agricultură a scăzut în general între 2000 și 2019. Cu toate acestea, din 2010, a crescut cu 8%, în principal din cauza cererii tot mai mari de irigații în sudul Europei.
Producția de energee și alimentarea publică cu apă sunt două dintre sectoarele economice care susțin funcționalitatea axelor urbane, ceea ce reprezintă 52% din apa captată. Pe scurt, urbanul consumă mai mult din jumătate din resursele hidrografice urmată de agricultură.
Cum ar putea fi combătută risipa apelor urbane?
Pentru a contribuii la înţelegerea impactului zonei urbane asupra ciclului hidrologic al apei, obiectivul acestui studiu este acela de a stabili efectul binecunoscut al dezvoltării tradiţionale a zonei urbane asupra scurgerilor urbane de suprafaţă prin realizarea bilanţului apei, a descrie modificările în bilanţul apei induse de metode de retenţie/infiltrare, şi de a identifica incertitudinilor actuale pentru realizarea de cercetări viitoare.
Prin dezvoltarea sistemului de axă urbană se realizează un sistem unic de distribuție și consum, astfel încât să se poate determina nivelul de resursă consumată și risipă a resursei hidrologice din spațiul urban. În felul acesta se poate contura un program de combatere a risipei resurselor hidrologice din mediul urban.
Soluții la impactul asupra apelor urbane
SISTEMUL DE DRENAJ SUSTENABIL. Dacă până în prezent sistemul de drenaj al oraşului era proiectat pentru protecţia împotriva inundaţiilor prin eliminarea cât mai rapidă a apelor pluviale căzute pe suprafaţa urbană, prin sisteme de canalizare separative sau unitare (până în 1990) sau printr-un sistem de canalizare separativ combinat cu bazine de retenţie (după 1990), acum creionăm un sistem de drenaj sustenabil care să țină cont atât de protecţia şi asigurarea unui confort populaţiei cât şi de protecţia mediului înconjurător şi a resurselor de apă.
Vorbim despre un concept nou în managementul integrat al apei urbane – fiind una dintre măsurile aplicate pentru menţinerea condiţiilor hidrologice din zona urbană aproape de cele estimate în ipoteza în care zona urbană este zonă naturală. Asta în contextul în care toate spaţiile verzi pot menţine apa provenită din precipitaţii în interiorul sistemului (zonei urbane), prin implicarea proceselor naturale în reducerea scurgerilor de suprafaţă (intercepţie şi facilitarea infiltraţiei).
UNITĂȚI DE RETENȚIE. O soluţie comună este construirea de rezervoare care să reţină apa, în timpul perioadelor cu precipitaţii lichide şi temperaturi mai mari de 0˚C, de pe acoperiș sau de pe suprafeţe mari, situaţie în care se construiesc pe rețeaua de canalizare pluvială. Rezervoarele de apă destinate să colecteze apa de ploaie pentru uz personal pot fi realizate din PVC, polietilenă, fibră de sticlă, beton, lemn etc. — subteran sau suprateran. Folosirea acestora are drept beneficii atât reducerea aprovizionării cu apă a zonei prin sistemul centralizat cât şi reducerea scurgerii de suprafaţă .
SISTEMUL DE AXĂ URBANĂ. Axele geografice reprezintă un sistem social-economic de diagnosticare a teritoriului. Sistemul pune în balanță interdependența dintre lanțurile economice și nevoile sociale de pe o suprafață. Creșterea spațiului urban și a numărului de locuitori duce la creșterea consumului de apă potabilă. Axa poate fi realizată între orașe – însă menționez că spațiul urban trebuie să fie asemănător din punct de vedere a populației, dezvoltării economice și a statutului administrativ politic, pentru a nu exista discrepanțe în circuitul apei din mediul urban, acel unic sistem hidrologic de distribuție a apei. Astfel, se pot realizează unitar platforme de apă potabilă, ca rezervă a orașului.
Alexandru Tătar
Este doctorand în cadrul Facultății de Geografie a Universității Babeș-Bolyai, Cluj-Napoca. Cercetarea lui curentă se concentrează pe conservarea resurselor de bază în vederea stopării risipei; de asemenea, prin munca lui atrage atenția asupra efectelor economice ale schimbărilor climatice.