Curs de hidrogeologie Conf. dr. ing. Omer Ichinur

Curs X

Drenuri lungi

Drenurile sunt construcţii îngropate, cu lungime relativ mare şi cu secţiune

transversală relativ mică, liberă (tuburi cu găuri din ceramică, beton, azbociment, materiale

plastice) sau umplutură cu material filtrant (piatră spartă, prăjini de lemn etc) destinate să

colecteze apa subterană fie în scopul folosirii ei (drenuri de captare), fie în scopul coborârii

nivelului apelor subterane (în zonele cu exces de umiditate).

În agricultură existenţa unui nivel al apei prea aproape de suprafaţa terenului

produce o reducere importantă a producţiei agricole deoarece pe de o parte plantele nu se

dezvoltă normal într-un teren cu porii saturaţi de apă şi pe de altă parte, prin capilaritate

sunt aduse săruri în exces la suprafaţa terenului (fenomenul de sărăturare).

În drenurile realizate din tuburi (cele mai răspândite), pentru ca apa care pătrunde în

dren să nu antreneze şi fracţiuni de tern – ceea ce ar putea produce colmatarea drenului şi

scoaterea lui din funcţiune – tuburile de drenaj se înconjoară cu un filtru.

Schiţa uni dren perfect într-un strat acvifer cu nivel liber

1

Curs de hidrogeologie Conf. dr. ing. Omer Ichinur

Datorită lungimii mari a drenului (de ordinul zecilor sau chiar sutelor de metri) se

poate considera că mişcarea apei subterane înspre dren se face identic în plane

perpendiculare pe axa drenului, adică avem de-a face cu o problemă plan verticală.

Excepţie face doar o mică zonă de la extremitatea drenului, zonă în care mişcarea capătă

un caracter radial.

În cazul unor probleme plane calculul se face de regulă pe unitatea de lungime a

drenului, folosind noţiunea de debit specific (pe unitatea de lungime) .

Considerând că debitul care vine din dreapta drenului este egal cu debitul ce vine din

stânga acestuia rezultă:

Constanta de integrare se determină folosind condiţia de margine

Relaţia Dupuit serveşte la rezolvarea următoarelor trei probleme:

- problema 1 – trasarea graficului curbei de depresie, care se rezolvă dând diverse valori lui

şi determinând valorile corespunzătoare . Cu alte cuvinte se determină un număr de

puncte aparţinând curbei de depresie, puncte determinate prin coordonatele lor.

- problema 2 – determinarea coeficientului de filtraţie K, dacă se cunosc coordonatele încă

unui punct P aparţinând curbei de depresie

- problema 3 – determinarea debitului q, problemă care apare în general în faza de

proiectare şi care necesită de asemenea cunoşterea coordonatelor unui punct aparţinând

curbei de depresie. În acest scop se introduce noţiunea de lungime de alimentare sau

lungime de influenţă a drenului, ca acea distanţă de dren la care distanţa de la curba de

depresie la nivelul hidrostatic este foarte mică şi în consecinţă poate fi aproximată cu zero

. În acest fel formula de calcul a debitului specific este:

2

Curs de hidrogeologie Conf. dr. ing. Omer Ichinur

Debitul aferent lungimii l a drenului este Q=ql.

Pentru a evalua lungimea de influenţă (L) se folosesc unele rezultate obţinute în

exploatarea unor drenuri existente. Se observă că panta piezometrică medie este dată de

relaţia:

Natura terenului Panta medie

- roci foarte permeabile (pietrişuri) 0,003...0,006

- nisipuri grăunţoase până la fine 0,006...0,020

- nisipuri fine până la nisipuri argiloase 0,020...0,050

- roci argiloase 0,100...0,150

- argile grase.... 0,150...0,200

După S.A.Kolin, citat de [4] există următoarea corelaţie între lungimea de influenţă şi

debitul specific q.

q (l/sm) L(m)

> 2,02,0...1,01,0...0,50,5...0,30,3...0,2<0,2

300...500100...30050...10025...5010...25<10

Există şi drenuri imperfecte, pentru care nu se mai pot obţine formule pe o cale atât

de simplă. După Numeror, citat de [14] se consideră trei zone în interiorul terenului, ca în

schiţă.

În zonele 1 şi 2 mişcarea se face ca la un dren perfect cu nivel liber, iar în zona 3 ca

la un dren perfect în strat acvifer sub presiune, de grosime T.

3

Curs de hidrogeologie Conf. dr. ing. Omer Ichinur

Evident debitele se adună:

În straturile acvifere sub presiune există de asemenea posibilitatea amplasarii unor

drenuri perfecte sau imperfecte.

Notând cu T grosimea stratului permeabil pentru un dren perfect

Separând variabil ele şi integrând nedefinit:

Constanta de integrare se determină din condiţia de margine:

Pentru ca formula să permită determinarea debitului trebuie folosită şi cealaltă

condiţie de margine: . Rezultă:

Dacă drenul are lungimea l, debitul corespunzător este .

În cazul unui dren imperferct într-un strat acvifer sub presiune se poate folosi formula:

4

Curs de hidrogeologie Conf. dr. ing. Omer Ichinur

5