HIDROLOGIE

CURS 1.

NOIUNI GENERALE ASUPRA SISTEMULUI RESURSELOR DE AP

OBIECTUL DE STUDIU AL HIDROLOGIEI

3

Hidrologia aparine grupei TIINELOR FIZICO-GEOGRAFICE(Hydros ap, Logos tiin tiina despre ap).

Obiectul de studiu:

La modul cel mai general: studiul hidrosferei (totalitatea

resurselor de ap: apa din atmosfer, numit ap meteoric,apa de la suprafaa pmntului numit ap de suprafa i apade sub suprafaa acestuia numit ap subteran)Conform STAS 5032-55: Hidrologia este tiina care studiazgeneza i regimul apelor de la suprafaa Pmntului.Experi hidrologi ONU (Paris 1963): Hidrologia este tiinaapelor Pmntului, a formelor lor de existen, a circulaiei irspndirii lor pe glob, a proprietilor lor i a interaciunilor cumediul, a modului n care rspund ele la activitatea omului.

Funcie de obiectul de studiu:-hidrologia continental: studiul rurilor (potamologia), al lacurilor (limnologia), al mlatinilor (telmatologia), al apelor subterane (hidrogeologia) i studiul ghearilor i al zpezilor (glaciologia);- hidrologia mrilor i oceanelor (oceanografia)

Hidrografia se ocup cu studiul i descrierea factorilorgeomorfologici corespunztori cursurilor de ap i lacurilor,precum i a modului de reprezentare grafic a diverselorelemente caracteristice regimului apelor.Hidrometria cuprinde metodele tiinifice pentru efectuareaobservaiilor i msurtorilor privind elementele caracteristiceregimului apelor (niveluri i adncimi ale apei, viteze i debite deap, debite de aluviuni, caracteristici fizice i chimice ale apelor,etc.).

Caracteristici ale resurselor de ap:-caracter limitat n spaiu (ca valoare medie a volumului disponibilla un moment dat) i timp (pe o perioad de timp, de exempluanual);

-inepuizabile, refcndu-se n mod ciclic (circuitul apei n natur)-distribuie neuniform n spaiu i timp (aproximativ 2/3 dinvolumul anual de ap dulce se realizeaz n timpul viiturilor, iar1/3 din volum este asigurat n tot timpul anului)

-posibiliti de transport limitate-regim puternic influenat de ctre om, att sub aspect cantitativ,ct i calitativ-resurs refolosibil-important factor de mediu

Rezerve de ap n ciclul hidrologic global

Suprafa acoperit

(km2)

Volum

(km3)

Parte din rezerva mondial (%)

Din total rezerv Din rezerva de ap

dulce

Ocenul planetar 361.300.000 1.338.000.000 96,5 -

Ap subteran

Ap dulce

134.800.000 23.400.000

10.530.000

1,7

0,76

-

30,1

Umezeala solului 82.000.000 16.500 0,001 0,05

Gheari i zpezi

permanente,

Antarctica,

zonele montane

16.227.500

13.980.000

224.000

24.064.100

21.600.000

40.600

1,74

1,56

0,003

68,7

61,7

0,12

Gheaa subteran

(permafrost)

21.000.000 300.000 0,022 0,86

Apa lacurilor

dulci

2.058.700

1.236.400

176.400

91.000

0,013

0,007

-

0,26

Bli i mlatini 2.682.000 11.470 0,0008 0,03

Ruri 148.800.000 2.120 0,0002 0,006

Ap biologic 510.000.000 1.120 0,0001 0,003

Apa atmosferic 510.000.000 12.900 0,001 0,04

Total rezerve

Ap dulce

1.385.984.610

35.029.210

100

2,53

-

CONCLUZII

1.Disproporia uria ntre:- Apa srat (cca 97% fa de cea dulce 3%, n majoritate

inaccesibil)- Apa dulce din cursurile de ap i lacuri (disponibil pentru

societate).

2.Importana cunoaterii fenomenelor i legilor dup careevolueaz apa n natur. Rspndirea n spaiu i timp a apeidulci este neconform cu nevoile.

3.Pentru inginerii hidroenergeticieni ar rezulta c neintereseaz doar cei circa 2120 km3 (fluvii + ruri), adic 0,001% din totalul apei. Ceea ce este FALS, deoarece unele

aspecte generale privind procesele hidrometeorologice iclimatice, unele aspecte privind gospodrirea cantitativ icalitativ, aspectele pur matematice, toate servesc, secondiioneaz, contribuie la evaluarea proceselor hidrologice.

CIRCUITUL APEI N NATUR

Fenomen extrem de complex, la scar planetar, cu cicluanual, desfurat n atmosfer, hidrosfer, litosfer, biosfer,conservnd volumul de ap al planetei.

Poate fi considerat global, la scara planetei, sau local.Condensare

Sublimare Zpad

Advecie

Ploaie

PloaieEvaporaie

Evapotranspiraie

Vegetaie

Lac RuOcean

Scurgere din

ru

Infiltraie Scurgere de

suprafaPercolaie

Ap subteran

Ap subteran

Sol umed

Scurgerea apei

subterane

Scurgerea

apelor topite

Condensare

Condensare Advecie

Evaporarea este procesul prin care apa, n stare lichid,se transfer de la suprafaa oceanelor i a altor corpuride ap n atmosfer.Condensarea este procesul prin care vaporii de ap dinaer se transform n picturi lichide de ap, formnd norisau cea.Precipitaiile sunt constituite din apa care s-a condensatn atmosfer i cade pe suprafaa pmntului datoritgravitaiei.Intercepia prin foliaj este partea din precipitaii careeste interceptat de frunziul plantelor i care, n timp, seevapor fr a mai ajunge la suprafaa soluluiAdvecia este procesul de micare a apei, n staresolid, lichid sau gazoas, prin atmosfer.

Sublimarea este procesul prin care apa n stare solid(ghea sau zpad) se transform direct n vapori, fr amai trece prin starea lichid.Infiltraia este procesul de ptrundere a apei de lasuprafaa solului n interiorul solului, prin umplereagolurilor dintre particulele de sol.

Topirea este procesul de transformare a apei din stareasolid (ghea sau zpad) n stare lichid.Scurgerea este procesul prin care apa se mic lasuprafaa sau sub suprafaa solului.Capilaritatea este mecanismul care asigur micareavertical n sus a apei subterane.

Diagrama stocurilor de ap (km3) i a fluxurilor anuale (km3/an) n cadrul ciclului hidrologic global

Atmosfera (12.900)

Apa subteran dulce + permafrost (10.800.000)

Oceane

(1.338.000.000)

Gheari (24.000.000)

Lacuri i mlatini (102.000)

Umezeala solului

(16.500)

Biomas (1.120)

Ruri (2.120)

116.000

71.000

71.000

46.000 43.800

2.200

44.700

505.000 1.000 neglijabil 458.000

2.700 neglijabil

2.700

RezervorDurat medie denmagazinare a apei

Oceane 3.200 ani

Gheari 20 100 aniStrat sezonier de zpad 2 6 luniUmiditate n sol 1 2 luniAp subteran de micadncime

100 200 ani

Ap subteran de mareadncime

10.000 ani

Lacuri 50 100 aniRuri 2 6 aniAtmosfer 9 zile

Durata medie de nmagazinare a apei n diferite rezervoare

CALITATEA APEI I ECOSISTEME ACVATICE

Problemele de calitatea apelor (legat de protejarea

ecosistemelor acvatice, a mediului nconjurtor n general ipentru nevoile societii) devin tot mai stresante.

Apele reprezint un receptor i purttor major de poluani.

Evoluia apei n natur (sub aspect hidrologic) are legturevident i strns cu starea de calitate a mediuluinconjurtor.

Nu se mai pot separa problemele cantitative de cele calitative.

Exist legislaii naionale i internaionale privind utilizareaapelor ca receptori de deeuri, cu norme privindcaracteristicile fizico-chimice, etc. ale acestora astfel nct sfie posibil diluia lor pn la nivele acceptabile.

GOSPODRIREA RESURSELOR DE AP

n ultimele decenii, utilizarea resurselor de ap i-a pierdutcaracterul punctual (n spaiu i timp) i individual (o singurfolosin).

Majoritatea zonelor continentale nu dispun de cantitatea de

ap necesar la un moment dat pentru nevoile societii i nicide calitatea adecvat. De aceea, gospodrirea resurselor deap devine o problem de sistem pentru un teritoriu dat.Aceasta trebuie abordat i rezolvat prin mijloace specificeanalizei sistemelor, innd cont de legturi, interdependene cualte sisteme i rspunznd optim tuturor cerinelor, restriciiloretc. din cadrul ansamblului natural, social i economic alteritoriului respectiv.

Apare evident rolul cunoaterii exacte a proceselor hidrologice, care guverneaz evoluia apei disponibile pentru alimentarea sistemului.

HIDROLOGIA N INGINERIE I HIDROENERGETIC

Cunoaterea legilor i evoluiei parametrilor hidrologici pe unteritoriu dat este foarte important pentru:

-realizarea i exploatarea uvrajelor folosite pentruutilizarea resurselor de ape;

-evaluarea corect a unor parametrii de proiectare alucrrilor hidrotehnice;

-execuia acestora n siguran.

Posibilitatea de prognozare hidrologic corect conduce la oexploatare corect a acestor amenajri, fr consecinenefavorabile sau catastrofale.

Aplicarea n practic a hidrologiei la:

-construcii hidrotehnice i poduri;

-amplasarea, dimensionarea i exploatarea CHE;

-crearea lacurilor de acumulare;

-regularizarea rurilor;

-irigaii, bilanul apei n sol, desecri;

-piscicultur;

-navigaie;

-amplasare obiective economice i centre urbane.

Impactul cu hidroenergetica se va studia aprofundat

separat.

La realizarea oricrui proiect de inginerie hidrotehnic ntr-unbazin hidrologic dat, trebuie s se dispun de un raport cu:

-caracteristicile fizice i geografice;

-caracteristicile climatice;

-descrierea hidrografic;

-informaii despre nregistrrile hidrologice i climatice;

-caracteristicile cursului principal i chei limnimetrice;

-debitele medii multianuale i debitele cu diverse asigurri;

-variaia scurgerii pe parcursul anului i curba de durat adebitelor zilnice; la fel pentru anii caractersitici;

-debitele extreme maxime/minime;

regimul de iarn.

METODE DE LUCRU N HIDROLOGIE

-Observaie;

-Comparaie;

-Descriere;

-Experimentare;

-Explicaie.

Observaie

Se poate face:

-Pe hart (lungimea reelei hidrografice, panta albiilor /versanilor, altitudinea medie a bazinului hidrografic,densitatea reelei hidrografice, cumpna apelor etc.);

-Pe teren msurtori (de debit, nivel, temperatur,precipitaii, indici de calitate) pentru determinareacaracteristicilor calitative i cantitative ale proceselor.Msurtorile se fac la posturi hidrometrice fixe cu aparatede nregistrare i cu transmitere sau n expediii.

Observaiile furnizeaz date despre starea de moment, darpermit deducerea unor legi, rapoarte cauz-efect cu alteprocese etc (prin nregistrri).

Analiza/prelucrarea datelor

Reprezint stabilirea legturilor dintre fenomene i a legilordiverselor procese hidrologice.

Sinteza

Aplicarea n practic a legilor stabilite, ajutnd astfel laelaborarea prognozelor hidrologice.

Experimentarea hidrologic

Se folosete tot mai mult pentru cunoaterea unor procese:scurgere pe versani, evapotranspiraie, obinndu-serezultate importante din punctul de vedere teoretic i pentruaplicaii (de exemplu n hidrologia agricol).

Instituii / organisme legate de hidrologie:

-INHGA

-INM

-Compania Naional Apele Romne

-ICIM

-ISPH