Dinamica raului Mures

17
UNIVERSITATEA DIN BUCURESTI, FACULTATEA DE GEOGRAFIE ANALIZA DINAMICII RAULUI MUREŞ IN AMONTE DE ORASUL ARAD INTRE ANII 1982-2005 Ghiculescu Rodica Master anul I Grup 407 Geomrfologie si cartografie cu elemente de cadastru -20.06.2014-

description

Mures, dinamica, 1980, 2005, meandre, coeficient de sinuozitate

Transcript of Dinamica raului Mures

Page 1: Dinamica raului Mures

UNIVERSITATEA DIN BUCURESTI, FACULTATEA DE GEOGRAFIE

ANALIZA DINAMICII RAULUI MUREŞ IN AMONTE

DE ORASUL ARAD INTRE ANII 1982-2005

Ghiculescu Rodica

Master anul I

Grup 407

Geomrfologie si cartografie cu elemente de cadastru

-20.06.2014-

Page 2: Dinamica raului Mures

Cuprins

1. Introducere

2. Zona de studiu.

3. Metodologie

3.1. Baze de date.

3.1.1. Baze de date utilizate

3.1.2. Baze de date rezultate

3.2. Etapa de lucru

3.2.1. Etapa de documentare şi de cercetare pe teren

3.2.2. Etapa de colectare a datelor spaţiale

3.2.3. Etapa de lucru în programele GIS

3.2.4. Etapa de validare a rezultatelor.

3.2.5. Etapa de redactare şi finalizarea studiului

3. Analiza

4. Rezultate şi discuţii

5. Concluzii

6. Bibliografie

Page 3: Dinamica raului Mures

1. Introducere

Lucrarea de faţă reprezinta un studiu de caz prin care se analizeaza diverse aspecte

privind dinamica raului Mures in perioada anilor 1980-2005. Scopul acestuia este acela de a

surprinde modificarile albiei in sectorul studiat si a peisajului acestuia, prin cartarea elementelor

compozitionale in anul 1980 (dupa harta topografica scara 1:25 000) respectiv in anul 2005 (de

pe ortofotoplan cu rezolutie de 0.5 m). Schimbarea functionalitatii a putut fi demonstrata prin

masuratori, cartari, calcule utilizand tehnici GIS.

2. Zona de studiu

3. Metodologie

La baza relizǎrii acestei lucrǎri au stat, într-o primǎ fazǎ, informațiile de specialitate,

privind caracteristicile zonei de studiu, iar determinarea schimbarilor la nivelul albiei raului

Mures a constat in cartarea elementelor de interes (cu ajutorul soft-urilor ArcGIS, Global

Mapper).

3.1. Baza de date

3.2. Etape de lucru

Hǎrțile necesare studiului au fost realizate pe baza mai multor materiale cartografice și a

imaginilor de teledetecție.

Harta hipsometrica

Pentru realizarea hartii hipsometrice s-au vectorizat curbele de nivel (dupa harta

topografica 1:25000) pe baza carora s-a realizat modelul numeric altimetric digital alt erenului

(MNAT). Functia care a stat la baza generarii hartii hipsometrice este: Spatial Analyst Tools-

Interpolation- topo to raster.

Rezultatul obtinut a fost reclasificat pe 5 categorii altimetrice (Symbology – Classified –

Classes: 5 – Classify). Astfel cele cinci clase altitudinale s-au stabilita prin diferenta dintre

valoarea maxima si minama ce a fost impartita la numarul de clase.

Pentru redare 3D relieful se crează un hillshade:

-Spatial Analyst Tools – Surface Analyst Tools – Hillshade (Imput Surface: dem, Z factor:1 -

exagererea reliefului).

Acest hillshade se va pune desupra layerului anterior dar i se va da transperenţă 50 %

astfel: Display – Transperency. Se pot adăuga în harta finală şi alte elemente reprezentative

(reţea hidrografică, cote altimetrice, denumiri, drumuri, cale ferată, râuri, poduri). Harta rezultată

se exportă: File – Export Map şi apoi se alege locul unde se va salva şi formatul (*tiff, *jpeg,

*bmp, *gif, etc – recomandat *tiff.).

Page 4: Dinamica raului Mures

Fig.2. Hipsometria in zona luncii raului Mures, localizat in amonte de orasul Arad

Harta geodeclivitatii

Fig.3.Harta geodeclivitatii in zona luncii raului Mures, localizat in amonte de orasul Arad

Page 5: Dinamica raului Mures

Se realizeaza in programul ArcGis astfel:

-din Spatial Analyst Tools-Surface Analyst Tools-Slope (calculandu-se pantelele

utilizand MNAT-ul creat creat anterior) fiind ulterior reclasificat in 5 categorii de pante

(Symbology-Classified: 5-Classify-Break Values).

Ca si in cazul anteriror, pentru redarea reliefului 3D s-a suprapus hillshade-ul caruia i s-a

dat transparenta de 50 %.

Harta orientarii versantilor

A fost realizată în programul ArcGis prin aplicarea funcţiei Aspect din Spatial Analyst

Tools– Surface Analyst Tools. Rezulatul iniţial s-a reclasificat având în vedere orientarea în

funcţie de punctele cardinale (adică în funcţie de un cerc de 360°).

Fig.4.Geodeclivitatea in zona luncii raului Mures, localizat in amonte de orasul Arad

S-a reclaificat gridul, prin schimbarea valorilor (reprezentate de grade) de la Break

Values (Symbology – Classified – Classes: 5, apoi se apasă pe Classify) cu: 45, 135, 225, 315 iar

ultima rămâne neschimbată. Au apărut la layout cinci clase: 0-45, 45-135, 135-225, 225-315,

315-360.

Analizând legenda, se observă că pentru nord apar două valori. Pentru a realiza o hartă

corectă a orientării se reclasifică rasterul astfel: Arc Toolbox - Spatial Analyst Tools - Reclass -

Page 6: Dinamica raului Mures

Reclassify iar la new values se alege valoarea 5 (reprezentând 315 - 3600) care este înlocuită cu

valoarea 1 pentru ca, atât valorile 0-450 cât şi cele 315-3600 să fie reprezentate în aceeaşi clasă:

nordul.

Gridul rezultat va avea valorile 1, 2, 3 şi 4. Acestor valori trebuie să li se atribuie sens şi

astfel se vor reclasifica şi modifica de la layout: 1 cu nord, 2 cu est, 3 cu sud şi 4 cu vest. Se

adaugă celelalte elemente ale hărţii apoi se export

Harta utilizarii terenurilor

A fost realizată utilizand datele Corine Land Cover (URL:http://www.eea.europa.eu/data-

and-maps/data#c12=corine+land+cover+version+13).

Harta a fost realizată urmând paşii: se aduce layerul Corine Land Cover departe în Arc

Map alături de conturul poligon al arealului analizat. Datele utilizării vor fi tăiate după conturul

de interes astfel: Tool Box - Analysis Tools – Extract – Clip: Imput Features: „clc2000_ro”, Clip

Features: „limită”, Output Features: „utilizare”.

Fig.5.Utilizarea terenurilor in zona luncii raului Mures, localizat in amonte de orasul Arad

Harta a fost realizată urmând paşii: se aduce layerul Corine Land Cover departe în Arc

Map alături de conturul poligon al arealului analizat. Datele utilizării vor fi tăiate după conturul

de interes astfel: Tool Box - Analysis Tools – Extract – Clip: Imput Features: „clc2000_ro”, Clip

Features: „limită”, Output Features: „utilizare”.

Page 7: Dinamica raului Mures

Pentru a apărea clasele de utilizare: Symbology – Categoryes – Value Field: LABEL3_RO

– Add All Values. Aceste categorii vor apărea cu culori aleatoare. Dacă deschidem tabela de

atribute, observăm că ultima coloană conţine codurile RGB. Pe acestea trebuie sa le folosim

pentru a reda fiecare culoare pentru clasele de utilizare astfel: la legenda layerului „utilizare” se

dă dublu clik pe fiecare culoare în parte şi i se atribuie codul RGB corespunzător: dublu clik pe

culoare – Fill Color – More Colors – RGB: R:204, G:255, B:104 (corespunzător categoriei

areale cu vegetaie rară). Astfel se procedează pentru fiecate categorie.

Harta geologica

A fost realizată urmând paşii următori: se aduce stratul cu geologia României în Arc Map

alături de conturul poligon al arealului analizat. Datele utilizării vor fi tăiate după contur astfel:

Tool Box - Analysis Tools – Extract – Clip: Imput Features: „geo200_6_03”, Clip Features:

„limită”, Output Features: „utilizare”. Pentru a apărea clasele de utilizare: dublu click pe layer

– Symbology – Categoryes – Value Field: cod (coloană în care s-a completat denumirea

corespunzătoare codului din legenda geologică) – Add All Values. Aceste categorii vor apărea cu

culori aleatoare. Pentru a atribui simbolurile specifice trebuie consultată harta geologică tipărită.

Fiecare simbol a fost editat (dublu ckick – edit simbol – leyers, type). Astfel se procedează

pentru fiecare categorie.

De asemenea, ca în cazurile anterioare hillshade-ul cu transparenţă 50%, se adaugă

celelalte elemente ale hărţii (Insert) şi se exportă harta (Export Map).

Fig.6. Geologia in zona luncii raului Mures, localizat in amonte de orasul Arad

Page 8: Dinamica raului Mures

Harta solurilor

A fost realizată urmând paşii următori: se aduce stratul cu solurile României 1:200.000 în

Arc Map alături de conturul poligon al arealului analizat. Datele utilizării vor fi tăiate după

conturul de interes astfel: Tool Box - Analysis Tools – Extract – Clip: Imput Features:

„romania_sol”, Clip Features: „limită”, Output Features: „utilizare”. Pentru a apărea clasele

de utilizare: Symbology – Categoryes – Value Field: descr_clas (coloană în care am completat

denumirea corespunzătoare codului, din legenda hărţii solului) – Add All Values. Pentru a atribui

simbolurile specifice trebuie consultată harta solurilor 1:200.000. Fiecare simbol a fost editat

(edit simbol – leyers, type). De asemenea, ca în cazurile anterioare se adaugă hillshade-ul cu

transparenţă 50% şi celelalte elemente ale hărţii (Insert) , apoi se exportă (Export Map).

Fig.7. Distributia solurilor in zona luncii raului Mures, localizat in amonte de orasul Arad

Calcularea morfometriei albieri râului

1. Coeficientul de sinuozitate

Coeficientul de sinuozitate se poate calcula pentru albia râului în ambii ani analizaţi.

Meandrarea este un proces complex caracteristic curgerii râului pe suprafaţa plană .

Calcularea coeficientului/indicelui de sinuozitate s-a realizat prin raportarea lungimii

sinuoase a râului la lungimea dreptă măsurată.

Page 9: Dinamica raului Mures

Formula de calcul: Cs=Ls/Ld

-Cs (coeficient de sinuozitate)

-Ls (lungimea raului in linie sinuoasa)

-Ld (lungimea raului in linie drepta)

-Anul 1982

Fig. 8. Coeficientul de sinuozitate in anul 1982

Sursa: Harta topografica scara 1:25 000

Pentru anul 1982 s-a folosit la vectorizarea şi validerea rezultatelor harta topografică

militară la scara 1:25.000.

Lungimea râului în linie sinuoasă este 40,68 km, lungimea râului în linie dreaptă este

27,25 km, coeficientul de sinuozitate = 1,49.

Cs= Ls/Ld= 40.68/27.25= 1.49

-Anul 2005

Page 10: Dinamica raului Mures

Pentru anul 2005 s-a folosit la vectorizarea şi validerea rezultatelor ortofotoplanul din

zonă cu rezoluţia de 0,5 m. Lungimea râului în linie sinuoasă este e 43,32 km iar lungimea râului

în linie dreaptă: 27,20 km. În final, coeficientul de sinuozitate este 1,59.

Fig. 9. Coeficientul de sinuozitate in anul 2005

Sursa: Ortofotoplan (anul 2005), rezolutie 0,5m

Cs=Ls/Ld=43.32/27.20=1.59

2. Coeficient de despletire

Pentru calcularea acestui coeficient s-a analizat albia râului, s-a stabilit canalul principal

al râului şi s-au identificat canalele secundare.

KD = (l1+l2+l3+…+l17)/C = 0.36 (anul 1982)

Coeficientul de despletire se calculează prin raportarea sumei lungimilor tuturor

canalelor secundare (17 de canale secundare, 15 km lungime) la lungimea canalului principal.

Page 11: Dinamica raului Mures

Fig. 10. Identificarea braţelor secundarea ale raului Mures in apropierea localitatii Baraţca

(anul 2005)

KD = (l1+l2+l3+…+l12)/C = 0.12 (anul 2005)

3. Coeficient de impletire

Pentru calcularea acestui coeficient s-a analizat albia râului, s-a stabilit canalul principal

al râului şi s-au identificat ostroavele. Coeficientul de împletire se calculează prin îmărţirea

sumei lungimilor tuturor ostroavelor (18 de ostroave, 8,97 km lungime) la lungimea canalului

principal.

KÎ= (01+02+...+o18)/C=0.22 (anul 1982)

KÎ= (01+02+...+o21)/C=0.57 (anul 2005)

Canal principal

Canale secundare

Râul Mureş

Page 12: Dinamica raului Mures

Fig. 11. Identificarea ostroavelor (anul 2005)

4. Panta albiei

A fost calculată prin diferenţierea valorilor din albia minoră din punctul cel mai înalt al

arealului studiat (125.5 m) şi punctul cel mai jos al albiei (109.4 m) şi a dat o diferenţă de 16,1

m. Apoi s-a calculat lungimea în linie drepată între aceste puncte (27.7 km).

P=(e2-e1)/L= 0.65

-P (panta)

-e2 (punctual maxim al elevatiei albiei)

-e1 (punctual minim al elevatiei albiei)

-L (lungimea raului in linie dreapta)

Harta vulnerabilitatii la inundatii

A fost realizată în programele: ArcGis 9.3 şi Glaobal Mapper 12. Şi are ca scop

identificarea arealelor susceptibilie la înundaţii în urma creşterii nivelului râului Mures.

Canal principal

Ostroave

Page 13: Dinamica raului Mures

1.

2.

Fig. 13. Planuri 3D (1; 2)

Prin introducerea modelului numeric altimetric şi a celorlalte elemente de interes, s-au

generat mai multe ipoteze în care nivelul apei ar creşte de la 0.05 metri la 10 metri.

Analiza hartii vulnerabilitatii la inundatii

Constitutia topografica a ariei de studiu arata arata faptul ca in cazul in care nivelul apei

ar creste cu 3 m, atunci se observa ca zona cea mai afectata coincide cu zona celor mai mici

altitudini (100-110m alt.) unde este localizata zona sud-estica a orasului Arad.

Daca nivelul apei ar creste pana la 10 m, aria afectata de inundatii s-ar extinde in lunca

raului Mures incluzand localitatile Micalaca si Vladimirescu.

Page 14: Dinamica raului Mures

Fig.14. Crestere ipotetica a nivelului apei (3-10 m

Page 15: Dinamica raului Mures

Zonele vulnerabile mentionate anterior, sunt protejate prin exitenta digurilor ce au o

inaltimi de 3-4,5 m fiind localizate in nord si sud fata de albia raului.

Raza de curbura a mendrelor

-Anul 1982

Coeficientul de sinuozitate depinde mult de tipologia, amplitudinea şi raza meandrelor. În

anul 1982 coeficientul de sinuozitate era ridicat. Acest lucru se datorea mai ale meandrelor cu

raza de curbură mică, redate pe hartă în pe graficul următor cu culoarea galben.

Se remarca astfel dominanţa menadrelor cu rază de curbură mică. Cele mai mici valori

ale razelor de curbură sunt de 157,72 metri.

Dacă analităm reprezentarea grafică a razelor de curbură a mendrelor se observă

predominanţa mendrelor cu raze cu cuprinse între 300 şi 600 metri.

Fig.15. Distributia meandrelor in anul 1982

Page 16: Dinamica raului Mures

Fig.16. Graficul razelor de curbura(anul 1982)

-Anul 2005

Fig.17. Distributia meandrelor in anul 2005

0

200

400

600

800

1000

1200

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28

me

tri

Page 17: Dinamica raului Mures

Fig.17. Graficul razelor de curbura (anul 2005)

Analiza hartii amenajarilor hidrotehnice

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27

me

tri