7/24/2019 2 Prognoze Hidrologice.cedarea Apei Din Stratul de Zapada

1/4

PROGNOZE HIDROLOGICE. EVALUAREA VOLUMULUIDE APA DIN STRATUL DE ZAPADA

Intrrile n sistemul hidrologic sunt reprezentate de precipitaiile lichide sau solide czute pesuprafaa bazinului hidrografic.Apa este elementul cel mai rspndit i cel mai mobil i deine un rol foarte important n toate

procesele fizice, chimice i biologice, condiionnd existena vieii pe glob, precum i dezvoltareaeconomic i social a unei comuniti. n natur, apa se poate ntlni sub trei stri de agregare:- solid: zpad i ghea;- lichid: apa chimic pur sau n soluii;- gazoas: vapori sub diferite grade de presiune i saturaie.

Schimbarea fazei n care se afl apa depinde esenial de temperatur i de presiune dar i degradul de poluare al atmosferei.

Precipitaii nregistrate pe suprafaa unui bazin hidrografic

Una din problemele principale ale hidrologiei este evaluarea corect a afluxului meteoric dintr-un bazin, deci a cantitii de precipitaii care este recepionat de o suprafa ntr-un interval detimp.

ntr-un bazin hidrografic pot exista un numr insuficient de posturi pluviometrice sauacestea pot fi situate doar n zonele accesibile ale acestuia. n plus distribuia precipitaiei pesuprafaa unui bazin este foarte diferit de la o zon la alta. Mai mult n zonele de munte i celecolinare se recepioneaz cantiti mai mari de precipitaii n comparaie cu zonele de cmpie.

Precipitaiile nregistrate pe un bazin hidrografic reprezint valori de calcul obinute admindanumite ipoteze privitor la distribuia spaial a precipitaiilor. Cantitile de precipitaii czute n unitateade timp sunt maxime n zona nucleului ploii i descresc neliniar spre periferia ariei cu precipitaii.

Msurarea cderilor de zpad

Cderile de zpad se msoar prin topirea unei coloane-eantion de zpad i reducerea laechivalentul n ap. Astfel, nregistrrile privind cantitatea de ploaie i de zpad pot fi combinate nvederea unor comparaii. Un strat de zpad de 10 cm echivaleaz cu un centimetru de ap de ploaie,raportul putnd ns varia de la 30/1n zpad foarte afnat pn la 2/1n zpada veche i parialtopit.

Stratul de zpad are o mare varietate de densiti, de la zpada proaspt, spulberat, la ceaveche, umed n curs de topire. Aceast densitate se msoar prin cntrirea probei de zpad, cuajutorul densimetrului pentadic sau prin topirea la temperatura camerei.

Densimetrul gravimetric const dintr-un cilindru similar cu cel al pluviometrului, care ntors n josse nfige n zpad, proba cntrindu-se cu o balan, cu greutate (tip cursor) (figura 1).Determinarea densitii se face cu relaia dz = m/v g/cm3, ca raport ntre masa cntrit i

volumul probei, ce se citete pe exteriorul gradat al cilindrului.Suprafaa cilindrului este de 50 cm2, iar cu adncimea msurat pe cilindru hzvom avea volumul

V = 50 hzcm3. Cu aceasta densitatea va fi dz= m/50 hz g/cm

3, rezultnd prin cntrire.Echivalentul n ap al zpezii, adic rezerva de ap n zpad se obine prin relaia: ha=hz .dz

l/m2 sau mm.Echivalentul de ap se mai poate obine i prin topirea lent la temperatura camerei a probei de

zpad i msurarea cantitii de ap cu o epruvet pluviometric. Astfel se poate obine densitatea prinrelaia:

dz= ha/hz (1)

Dac este cazul se poate msura i grosimea crustei de ghea la sol.

7/24/2019 2 Prognoze Hidrologice.cedarea Apei Din Stratul de Zapada

2/4

Figura 1 Densimetru pentru zpad. 1 - cilindru receptor gradat;2 - greutate glisant; 3 - tij gradat; 4 - sistem de fixare la cntrire

STUDIU DE CAZ

Se considera un bazin hidrografic cu suprafata de 10 km2, avand un coeficient de impadurireCp=10% (Fp=1 km2) si o panta medie de 30o care este acoperit in data de 25 martie cu un strat dezapada cu grosimea de 60 cm in zona impadurita si cu un strat de 40 cm in restul bazinului.

Prognozele meteorologice indica pentru temperatura media zilnica Tm, precipitatia hp si vitezavantului W valorile prezentate in tabelul 1.

Tabelul 1

Ziua Tm(o

C) Hp(mm) W (m/s)25.03 10 0 2

26.03 12 50 4

27.03 14 0 4

Din cauza ca zapada se afla in plin proces de topire se considera necesar sa se stabileascaechivalentul de apa din stratul de zapada, stratul de apa cedata zilnic de stratul de zapada si volumultotal de apa cedat de stratul de zapada in perioada 25-27 martie.

Figura 2 Bazinul hidrografic

7/24/2019 2 Prognoze Hidrologice.cedarea Apei Din Stratul de Zapada

3/4

a. Echivalentul de apa din stratul de zapada se poate determina cu ajutorul formulei:

ha= z.hz (2)

unde hzeste grosimea stratului de zapada in cm; z densitatea zapezii, care in perioada de topire arevaloarea de aproximativ 0,4 g/cm3.

Conform formulei , echivalentul de apa din stratul de zapada in zona impadurita (hai) respectiv inzona despadurita (had) are urmatoarele valori:

hai= z.hzi= 0,4 . 60 = 24 cm = 240 mm

had= z.hzd= 0,4 . 40 = 16 cm = 160 mm

b. cedarea zilnica din stratul de zapada hazse determina pe baza formulelor urmatoare:

- in perioadele fara ploaie

haz= M (TmTe) (3)

unde Te este temperature de echilibru inoC la care inceteaza schimbul de caldura cu mediul

inconjurator care uzual are valoare de 0oC; Tmeste temperature medie zilnica a aerului in oC peste Te;Meste factorul de topire sau factorul grad-zi in mm/oCzi care se determina in functie de perioada dintimpul anului si viteza vantului (figura 3).

Figura 3 Corelatia dintre factorul de topire a zapezii si viteza vantului

Relatia se aplica diferentiat pentru zona impadurita respective zona despadurita prin intermediulunor factori de topire adecvati, notati cu Mi, respective Md. Cedarea zilnica din stratul de zapadapentru zona impadurita hazi(W=0 m/s), respective pentru zona despadurita hazd(w = 2 m/s) in ziuade 25.03 va fi:

7/24/2019 2 Prognoze Hidrologice.cedarea Apei Din Stratul de Zapada

4/4

hazi= 1.10 = 10 mm

hazd= 2,8.10 = 28 mm

Echivalentul in apa al stratului de zapada din ziua 26.03 va fi:

hai= 24010 = 230 mm

had= 160 - 28 = 132 mm

- in perioadele cu ploaie cedarea din stratul de zapada hazse determina pe baza ecuatieiurmatoare:

5,10125,0)3,01(52,11,1

empvpiaz TThwkCkh

unde, hpeste cantitatea de ploaie in mm/zi; w, viteza vantului in m/s; Cp, coeficientul de impadurire(Cp= 1 pentru zona impadurita respectiv Cp= 0 pentru zona despadurita); kvparametru cu valoarea de

0,2 pentru un bazin impadurit, respective 1,0 pentru zona despadurita; ki coeficient de inclinare asuprafetei cu valori intre 1 si 0,6 atunci cand panta variaza intre 0osi 60o.

Cedarea din zapada pentru zona impadurita hazi, respective pentru zona despadurita hazd arevalorile urmatoare:

hazi= [ 1,1.0,8 .1 + 1,52 .0,2 .(1 + 0,3 .4) + 0,0125 .50] (12-0)+1,5 = 27,6 mm

hazd= [ 1,1.0,8 .0 + 1,52 .1 .(1 + 0,3 .4) + 0,0125 .50] (12-0)+1,5 = 49,5 mm

Calculele pentru ziua de 27.03 se efectueaza similar ca pentru ziua de 25.03. rezultatele suntprezentate in tabelul 2.

Tabelul 2

ZiuaMi

(mm/oC)Md

(mm/oC)hai

(mm)had

(mm)hazi

(mm)hazd

(mm)

25.03 1 2,8 240 160 10 28

26.03 1 3,2 230 132 27,6 49,5

27.03 1 3,4 202,4 82,5 14 47,6

c. cantitatea total de apa provenita din topirea stratului de zapadain perioada 25-27.03 este:

hazi= 10 + 27,6 + 14 = 51,6 mm

hazd= 28 +49,5 + 47,6 = 125,1 mm

Volumul total de apa V scurs din bazin va fi:

V = hazi.Fi+ hazd

.Fd= 51,6.10-3.1 . 106+ 125,1 .10-3.9 .106= 51600 + 1125900 = 1,1775 mil. mc