Dinamica raului Mures
description
Transcript of 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-
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
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.).
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
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 -
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”.
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
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.
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
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.
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
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
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.
Fig.14. Crestere ipotetica a nivelului apei (3-10 m
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
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
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