3. ECUATIA GENERALA A BILANTULUI APEI IN NATURA, FORME DERIVATE

PENTRU DIFERITELE CIRCUITE ALE APEI IN NATURA

Problema de bază în cadrul bilanţului hidrologic este partajarea apei care cade sub formă de precipitaţii, pe de o parte, apoi evacuarea şi scurgerea, pe de altă parte.

Prima ecuaţie generală a bilanţului hidrologic aparţine lui Perrault (1674):

P = E + Q (1)unde:

P = ploaie;

E = evaporare şi transpiraţie;

Q = scurgere.

Dacă această ecuaţie este valabilă la scară globală, nu poate fi reală pe un ecart de timp scurt. Există o stare latentă între momentul căderii ploii pe sol şi cel al reapariţiei în ciclul hidrologic sub forma evaporării sau scurgerii.

Formula operaţională a bilanţului hidrologic trebuie să ţină cont de variaţiile sezoniere. În acest caz ecuaţia practică valabilă în orice spaţiu devine:

P = E + Q + ΔR (2)unde:

ΔR = variaţia rezervelor în apă. Rezervele în apă conţin, pe de o parte, apa prezentă în partea superioară a solului, care asigură alimentarea cu apă a vegetaţiei "rezerva hidrică", Ru, şi pe de altă parte "rezerva hidrologică", Rh, care asigură scurgerea (Cosandey, Robinson, 2000).

Deoarece volumul total de apă de pe uscat, suprafeţe oceanice şi atmosferă este constant, doar distribuţia sa spaţială la momente diferite este variabilă, procesul circulaţiei apei se consideră ca un sistem închis, motiv pentru care se mai numeşte şi ciclu hidrologic (Şerban et al, 1989).

Ecuaţia generală a procesului sau ecuaţia de bilanţ a apei este:

Pu + Po = Eo + Eu + S + dA/dt (3)în care:

Pu = precipitaţiile căzute pe uscat;

Po = precipitaţiile căzute pe suprafaţa Oceanului Planetar;

Eo = evaporaţia din ocean;

Eu = evaporaţia de pe uscat;

S = scurgerea apei de pe uscat în Oceanul Planetar;

Aa = cantitatea de apa acumulata în atmosferă;

Ao = cantitatea de apa acumulata în ocean;

As = cantitatea de apa acumulata în sol;

Ass = cantitatea de apa acumulata în subsol.

Secţionarea acestui ciclu poate conduce la obţinerea a trei sisteme distincte: sistemul meteorologic, sistemul oceanic şi sistemul hidrologic (sau faza

1

terestră a ciclului apei în natură).

O mare parte din specialişti, în cadrul hidrologiei, elimină sistemul meteorologic, lăsând în loc doar pe celelalte două.

În cadrul ciclului hidrologic global, pe timpul unui an mediu, ia parte un volum de apă evaluat la cca. 520 * 10 km3, ceea ce reprezintă numai o parte din volumul total al apei de pe glob.

Modul de circulaţie a apei în ciclul global, cât şi procentele afectate diferitelor spaţii, se efectuează în felul următor :

1.Evaporări din cadrul hidrosferei Eo = 84%;

2.Precipitaţii în spaţiul hidrosferei Po = 77%;

3.Evaporări din spaţiul litosferei, zona umedă Elu = 10%;

4.Precipitaţii în spaţiul litosferei, zona umedă Plu = 17%;

5.Evaporări din spaţiul litosferei, zona aridă E2u = 6%;

6.Precipitaţii în spaţiul litosferei, zona aridă P2u = 6%;

7.Vapori transportaţi de curenţii de aer din hidrosferă în litosferă 9%;

8.Vapori transportaţi din zona umedă în zona aridă 2%;

9.Vapori transportaţi din zona aridă în hidrosferă 2%.

Bilanţuri parţiale şi bilanţuri globale

Dacă pentru fiecare spaţiu se iau în considerare cantităţile de apă care intră şi cele care ies în decursul unui an mediu, se obţin relaţiile:

Hidrosferă:

Po = Eo + 2% - 9% = Eo - 7%. (4)

Litosferă:

zona umedă:

Plu = Elu + 9% - 2% = Elu + 7%; (5)

zona aridă:

P2u = E2u + 2% - 2% = E2u (6)

Hidrosferă + Litosferă: Po + Plu + P2u = Eo + Elu + E2u = P = E (7)

adică volumul de apă obţinut prin precipitaţii (ploi + ninsori) într-un an mediu, este egal cu volumul de apă evaporat.

Procentul A = 7% reprezintă volumul mediu de apă care iese din spaţiul hidrosferei sub formă de vapori, adică volumul de apă care revine în acelaşi spaţiu prin cursurile de apă din litosferă.

2