Lucrari Practice - Hidrologie

9

Capitolul I: Modalităţi privind elaborarea studiilor hidrogeologice,

hidrologice şi a cercetărilor de teren

Cercetările hidrogeologice şi hidrologice au ca scop principal stabilirea

principalelor resurse de apă potabilă subterană (din stratele acvifere şi de adâncime) şi

de suprafaţă care pot intra în circuitul economic, în vederea alimentării cu apă a

populaţiei (fie din mediul urban, fie din cel rural), a zonelor industriale, a utilizării

acestora în agricultură (la irigaţii, piscicultură, creşterea animalelor) sau în alte scopuri.

În vederea obţinerii unor date cât mai concludente asupra repartiţiei spaţiale a

surselor de apă dintr-o anumită regiune, activitatea de cercetare trebuie orientată într-o

primă etapă pe studierea informaţiilor bibliografice existente, pe organizarea cercetărilor

de teren (în etapa a doua), urmată de activitatea de prelucrare a datelor şi a informaţiilor

obţinute din activitatea de teren şi de analiză şi sintetizare a acestora.

Pentru efectuarea cercetărilor în etapa de teren, sunt necesare o serie de

materiale:

- hărţi topografice şi geologice ale zonei studiate, la scări cât mai mari (1:5000,

1:10000 sau 1:25000);

- aerofotograme sau imagini satelitare;

- mijloace de măsurare a lungimilor, adâncimii nivelului hidrostatic, grosimii

stratului de apă dintr-un puţ sau foraj (rulete, sfoară gradată, fluier hidrogeologic);

- mijloace de măsurare a calităţii apei (instrumente de determinare a pH-ului,

oxigenului dizolvat, salinităţii, conţinutului total de săruri dizolvate);

- instrumente de orientare pe teren şi de determinare a altitudinii absolute a

surselor de apă (busolă, altimetru);

- recipiente pentru colectarea probelor de apă.

Hărţile topografice constituie principalul mijloc de la care se porneşte în

cercetarea hidrogeologică şi hidrologică. Pe baza hărţilor topografice se poate forma o

imagine generală, cât mai reală, asupra distribuţiei în spaţiu a resurselor de apă

subterană şi de suprafaţă.

O primă activitate care trebuie efectuată, în etapa cercetărilor de teren, pe baza

hărţilor topografice, o constituie cartarea topografică (poziţionarea pe harta topografică)

a surselor de apă (izvoare, puţuri, foraje). Cartarea topografică a surselor de apă

subterane şi de suprafaţă oferă o imagine de ansamblu asupra modului de dezvoltare a

stratelor acvifere, a direcţiei de curgere a apei în subteran şi la suprafaţă, în raport cu

înclinarea reliefului, a modului de utilizare a acestor resurse, atât la nivel local, cât şi la

nivel regional.

Totodată, cu ajutorul hărţilor topografice, se pot carta şi diferitele deschideri

naturale apărute în urma prăbuşirilor, surpărilor, alunecărilor de teren, dar şi formele de

relief generate de activitatea antropică care pot conduce la schimbări de direcţie a

curgerii apei subterane şi de suprafaţă, la modificări ale grosimii stratelor freatice

9

(exploatări în carieră şi în mine, depozite de halde de steril, depozite de deşeuri

menajere, şanţuri adânci etc.).

Pe hărţile topografice şi în carnetul de observaţii se consemnează, în etapa de

teren, cotele altitudinale ale surselor de apă, adâncimile nivelului hidrostatic în puţuri şi

foraje, se determină prezenţa unor artere hidrografice, lacurilor, mlaştinilor, lucrărilor de

irigaţii, direcţia şi viteza de curgere a apei subterane şi de suprafaţă, se prelevează probe

de roci pentru identificarea proprietăţilor fizico-chimice ale acestora, se fac diferite

măsurători morfometrice ale albiiilor cursurilor de apă, se determină valoarea debitelor

izvoarelor şi râurilor, se măsoară temperatura apei, atât din sursele subterane, cât şi din

cele de suprafaţă, se colectează probe de apă pentru determinarea ulterioară a calităţii

acesteia şi se analizează modalităţile de utilizare a resurselor de apă de către posibilii

consumatori.

După cercetarea de teren se poate trece la o a treia etapă (de laborator), care

constă în: prelucrarea datelor şi informaţiilor obţinute în etapa de teren sau de la

punctele de observaţie special amenajate (posturi hidrometrice, staţii hidrometrice,

posturi hidrogeologice etc.), determinarea cu ajutorul analizei de laborator, pe baza

probelor de roci prelevate în faza de teren, a principalelor proprietăţi fizico-chimice ale

substratului geologic (sub raportul alcătuirii granulometrice, porozităţii, permeabilităţii,

alcătuirii chimice şi solubilităţii etc.), studierea şi analizarea structurii geologice pe baza

hărţilor geologice şi a coloanelor stratigrafice (pentru realizarea profilului

hidrogeologic), determinarea pe baza măsurătorilor de teren a grosimii depozitelor

permeabile (pietrişuri, nisipuri şi argile) şi a stratului acvifer, determinarea prin analize

fizico-chimice a proprietăţilor chimice ale probelor de apă colectate din diferite surse, a

calităţii şi stării de saprobitate a acestor surse de apă etc.

Pe baza datelor obţinute în etapa de laborator, prin analiză şi sintetizare, se

realizează diferite materiale grafice (hărţi, diagrame, grafice etc.) şi se elaborează

studiile hidrogeologice şi hidrologice.

9

Capitolul II: Hidrogeologie – aplicaţii practice

I.1. Cartarea surselor de apă subterană

Cercetările de teren, alături de analiza detaliată a hărţilor topografice, se

constituie într-o etapă importantă în studierea repartiţiei spaţiale a surselor de apă

subterană. În cadrul acestor cercetări o importanţă deosebită o reprezintă cartarea şi

înscrierea punctelor hidrogeologice (foraje, puţuri) pe hărţile topografice.

Punctele hidrogeologice se înscriu pe hartă, printr-un pătrat în cazul puţurilor

sau un triunghi în cazul forajelor, poziţionarea lor făcându-se faţă de un reper vizibil

(obiective social-economice, hidrotehnice, artere hidrografice şi de circulaţie, căi ferate

sau rutiere etc.).

Numerotarea punctelor hidrogeologice se face într-un bazin hidrografic

începând cu cele situate în partea dreaptă a bazinului, dinspre zonele joase spre cele

înalte, apoi cu cele situate în bazinul superior, şi în final, cu cele situate în partea stângă

a bazinului. După poziţionarea punctelor hidrogeologice, în partea stângă a acestora se

trece numărul, iar în partea dreaptă se notează adâncimea nivelului hidrostatic şi cota

altimetrică sub formă de raport, faţă de „nivelul 0”al Mării Negre (Fig 1.1).

Fig.1.1. Reprezentarea punctelor hidrogeologice (puţuri sau fântâni)

a. puţ simplu; b. puţ cu cumpănă; c. înscrierea pe hartă a puţurilor:

P2 - numărul puţului,

109 – cota altimetrică a nivelului piezometric;

2 – adâncimea nivelului piezometric.

Pentru un studiu hidrogeologic complet punctele hidrogeologice trebuie sa aibă

o răspândire cât mai uniformă în zona studiată. În general se recomandă o densitate

minimă de un punct hidrogeologic la 5 km2. În zonele de contact dintre diferitele

subunităţi de relief (la contactul dintre munte şi deal sau podiş, dintre subcarpaţi şi

Ionuţ Minea Gheorghe Romanescu

12

câmpie, dintre suprafaţa interfluvială şi valea unui râu) se recomandă o mai mare

densitate a acestor puncte hidrogeologice.

După cartarea surselor de apă subterană, pe hărţile topografice, se înscriu şi o

serie de obiective importante: social-economice, hidrotehnice, artere hidrografice şi de

circulaţie, căi ferate etc., care vor constitui puncte de reper pe teren.

I.2. Cartarea izvoarelor

Locul de apariţie a apei subterane la suprafaţa terenului (la zi), poartă

denumirea de izvor (sau emergenţă). Apariţia izvoarelor este determinată fie de acţiunea

de eroziune şi interceptare a stratelor acvifere, fie de producerea accidentelor tectonice

(falieri, rupturi, fisuri).

Dacă pânza freatică este deschisă artificial prin foraje, punctul hidrogeologic

astfel format este considerat ca fiind un puţ (sau o fântână).

Pentru a putea clasifica izvoarele se folosesc o serie de termeni, în funcţie de

stratele acvifere sau formaţiunile litologice din care provin (emergenţă, resurgenţă şi

exurgenţă)

Emergenţele sunt apariţiile apei subterane la suprafaţa terenului. Ele provin din

stratele acvifere freatice şi de adâncime baza unui versant, la baza unui abrupt, ori îşi fac

apariţia ca urmare a unor accidente tectonice.

În zonele unde structura litologică este formată din depozite calcaroase, pentru

izvoare se folosesc doi termeni:

- resurgenţă, reapariţia la zi, la o cotă altitudinală mai coborâtă, a cursurilor de

apă (pâraie, râuri), care la un moment dat, dispar, în interiorul calcarelor, printr-un sorb

sau ponor, şi parcurg un traseu cu caracter descendent;

- exurgenţă, reprezintă apariţia la marginea zonelor calcaroase a unor ape

subterane de origine vadoasă, infiltrate în masa calcaroasă prin fisuri şi pori. În România

acest tip de izvoare se numesc izbucuri (de ex: Izbucul Bujor de pe valea Poşăgii,

afluent al Arieşului sau Izbucul Călugări-Vaşcău), şi care pot avea caracter permanent

sau intermitent.

Izvoarele se înscriu pe hărţile topografice printr-un semn convenţional

caracteristic (Tab.1.1.), orientându-se poziţionarea lor faţă de un reper vizibil (obiective

social-economice, hidrotehnice, artere hidrografice şi de circulaţie, căi ferate sau rutiere

etc.).

Scopul lucrărilor practice efectuate pe teren sau în laborator este de a determina,

prin cartare, poziţia geografică a unui izvor, tipul izvorului după caracterul hidrodinamic

şi structura geologică, după temperatură, debit şi caracterul scurgerii, şi după calitatea

apei care poate impune modul de folosinţă a izvorului ca sursă de alimentare cu apă a

populaţie sau în alte scopuri.

Hidrologia mediilor continentale. Aplicaţii practice

13

În literatura hidrologică de specialitate se regăsesc mai multe clasificări ale

izvoarelor în funcţie de mai mulţi parametri, însă, pentru studiul hidrogeologic al unei

regiuni, izvoarele sunt analizate după:

A. caracterul hidrodinamic şi structura geologică unde izvoarele pot fi

clasificate în:

izvoare ascendente, atunci când apariţia la suprafaţa terenului se face sub

presiune datorită poziţionării apei în subteran între două strate de roci impermeabile. În

cadrul acestor izvoare sunt incluse: izvoarele arteziene, vocluziene, izvoarele ascendente

de falie, de strat etc.

izvoare descendente formate prin apariţia la suprafaţa terenului a apei din

pânzele freatice datorită unor accidente morfologice sau prin eroziune. Acest tip de

izvoare sunt cele mai răspândite şi apar la baza versanţilor, teraselor fluviale, conurilor

proluvio-coluviale, la baza patului de alunecare etc. Aceste izvoare, în funcţie de

înclinarea stratelor, pot fi clasificate în: izvoare de strat (monoclinale, sinclinale,

anticlinale etc.), izvoare descendente de vale, de terasă, de grohotiş, din roci compacte

etc.

B. temperatură. În funcţie de acest criteriu izvoarele se clasifică în:

izvoare reci, cu temperatura egală sau apropiată ca valoare cu temperatura

medie anuală a regiunii în care apar;

izvoare calde, au tot timpul anului temperatura apei mai mare decât

temperatura medie a lunii celei mai calde, în locul respectiv. Aceste izvoare provin din

apele vadoase care pătrund prin fisuri şi pe măsură ce se infiltrează în subteran se

încălzesc conform treptei geotermice, 3ºC la 100 de m adâncime (izvoare geotermale),

sau apar în zonele cu intensă activitate vulcanică (izvoare magmatogene).

La rândul lor, izvoarele calde, în funcţie de temperatura pe care o au, se clasifică

în:

- izvoare hipotermale, care au temperaturi cuprinse între +20 şi +35ºC;

- izvoare izotermale, care au temperatura foarte apropiată de cea a corpului

omenesc, +36 - +37ºC;

- izvoare mezotermale care au temperatura apei cuprinsă între +38 şi +42ºC (sau

după unii autori +45ºC);

- izvoare hipotermale cu temperaturi mai mari de 45ºC.

C. debit. Izvoarele pot fi clasificate după acest parametru în opt grade de

mărime:

izvoare de gradul I - Q> 10m3/s;

izvoare de gradul II – Q=1-10 m3/s;

izvoare de gradul III – Q=0,1-1m3/s;

izvoare de gradul IV – Q=10-100l/s;

izvoare de gradul V – Q=1-10l/s;

izvoare de gradul VI – Q=0,1-1l/s;


14

izvoare de gradul VII – Q=10-100cm3/s;

izvoare de gradul VIII - Q<10cm3/s.

Tab.1.1. Semne convenţionale utilizate în cartarea hidrogeologică


15

D. gradul de variabilitate a debitului, exprimat prin indicele de variabilitate

calculat după relaţia:

R= min

max

Q

Q >1, (Schoeller, 1962) (1.1)

În funcţie de acest indice se disting:

izvoare constante – R= 1-2;

izvoare puţin variabile – R= 2-10;

izvoare variabile – R = 10-50;

izvoare foarte variabile – R> 50.

E. caracterul scurgerii. În funcţie de acest caracter izvoarele se clasifică în:

izvoare permanente;

izvoare semipermanente (nu au scurgere în perioadele deficitare

pluviometric);

izvoare temporare (intermitente): izbucuri, gheizere.

F. modul de utilizare a apei. După acest indicator izvoarele se clasifică în:

izvoare ordinare, cu apă dulce, având sub 1g/l săruri şi cu temperatura apei de

sub 20ºC;

izvoare minerale când au peste 1g/l săruri, CO2 sau prezintă emanaţii

radioactive;

izvoare termale, care au temperatura peste 20ºC.

I.3. Monitorizarea elementelor hidrogeologice dintr-un bazin hidrografic

Pentru cunoaşterea regimului apelor subterane pe teritoriul României s-a

organizat, începând din anul 1961, o reţea de posturi hidrogeologice şi foraje de

observaţie constituite în sisteme de observare, de mare complexitate. În aceste puncte

fixe se fac observaţii şi măsurători sistematice, atât în ceea ce priveşte regimul apelor

subterane, la nivelul unor bazine hidrografice, cât şi în ceea ce priveşte legătura dintre

scurgerea apei subterane şi cea de suprafaţă. Totodată, aceste posturi hidrogeologice

oferă posibilitatea colectării unui vast material ştiinţific necesar întocmirii proiectelor şi

schemelor de folosire a resurselor de apă subterană.

Reţeaua de posturi hidrogeologice cuprinde peste 6000 de puţuri şi foraje de

observaţie care se împart în: posturi hidrogeologice de ordinul I, amplasate în luncile

râurilor, care urmăresc legătura între scurgerea apei subterane şi scurgerea apei din râuri,

constituite din aliniamente de foraje situate transversal sau oblic pe reţeaua hidrografică,

după cum este direcţia de scurgere a apelor subterane, şi posturi hidrogeologice de

ordinul II, amplasate în zonele interfluviale, constituite din foraje izolate, care stabilesc

schimbarea caracteristicilor apelor subterane.


16

Măsurătorile şi observaţiile din reţeaua de posturi hidrogeologice pentru apele

freatice şi de adâncime se fac conform programelor specifice adoptate, şi constau din:

- determinarea nivelului hidrostatic pe un anumit interval de timp (trei zile de

regulă);

- determinarea direcţiei şi vitezei de scurgere a apei subterane;

- efectuarea de pompări experimentale periodic, o dată pe an sau la un interval

de doi ani, în vederea stabilirii parametrilor stratului acvifer: nivel dinamic (ND), debit

(Q), coeficient de permeabilitate (K), transmisivitate (T) şi coeficient de înmagazinare

(S);

- măsurarea temperaturii apei (decadal, lunar şi anotimpual);

- recoltarea de probe de apă (1 sau 2 litri de apă) pentru determinarea

proprietăţilor fizico-chimice şi organoleptice ale apelor subterane (grad de transparenţă,

culoare, gust, miros, conductivitate electrică şi radioactivitate), lunar sau anotimpual

Datele obţinute din aceste măsurători se înscriu într-un carnet de observaţii

hidrogeologice după care sunt centralizate, analizate, validate şi publicate în Anuare

hidrogeologice.

I.4. Măsurători realizate la sursele de apă subterană

Pentru fiecare sursă de apă (puţ, foraj, izvor) trebuie efectuate o serie de

măsurători privind: cota altimetrică, adâncimea nivelului hidrostatic (piezometric),

debitul de apă, temperatură, transparenţă, culoare, gust, miros, conductibilitate electrică,

aciditate, duritate, radioactivitate.

Cota altimetrică se stabileşte cu ajutorul altimetrului sau prin metoda

interpolării între curbele de nivel, pe hărţile topografice, între care se află situată sursa

de apă.

Adâncimea nivelului hidrostatic se determină în cazul existenţei unui puţ sau

foraj, şi constă în calcularea diferenţei dintre adâncimea pânzei de apă şi altitudinea

absolută a sursei de apă (Fig.1.2.)

Determinarea nivelului hidrostatic se face cu ajutorul unei rulete gradate sau cu

ajutorul unui fir gradat din 10 în 10 cm, la capătul căruia se află o greutate. Cu ajutorul

acestui fir se determină cu uşurinţă adâncimea la care se află nivelul hidrostatic, în

raport cu suprafaţa topografică a terenului. Dacă puţul are şi un ghizd (tubul exterior al

fântânii) înălţimea acestuia se scade din lungimea citită pe firul gradat. Datele

înregistrate se înscriu în carnetul de observaţii. În acelaşi mod se determină şi grosimea

stratului de apă din fântână, de la suprafaţa nivelului hidrostatic şi până la talpa (fundul)

puţului sau al forajului.

În cazul existenţei, pe teren a unuia sau mai multor izvoare este necesar să se

determine debitul de apă al acestora.


17

Debitul de apă al unui izvor se măsoară cu ajutorul unui vas al cărui volum este

cunoscut şi cu ajutorul unui cronometru. Debitul (Q) unui izvor se calculează ca fiind

raportul dintre volumul vasului colector (V) şi durata de umplere, exprimat în secunde

(t), conform formulei:

Q=t

V (l/s) (1.2)

Totodată, asupra surselor de apă (puţuri, foraje, izvoare) este necesar să se

efectueze şi alte măsurători privind unele proprietăţi fizice şi chimice ale acestora:

temperatură, transparenţă, culoare, gust, miros, conductibilitate electrică, aciditate,

duritate, radioactivitate, compoziţie chimică etc. Măsurătorile asupra proprietăţilor

fizico-chimice ale apelor din puţuri şi izvoare se fac cu ajutorul aparatelor sau cu

instrumente speciale de tipul termometrelor, firului de platină, hârtiei de turnesol,

recipientelor pentru colectat apa.

Temperatura apei se măsoară cu ajutorul unui termometru ordinar (cu gradaţii

între –10 şi +50ºC). Pentru ca citirile să se facă cât mai exact se scoate apa din puţ cu

ajutorul unui recipient care se scufundă până la talpa puţului. După ce recipientul este

scos din puţ se ţine la umbră 5-7 minute, după care se efectuează măsurători asupra

temperaturii apei. Măsurătorile efectuate asupra temperaturii apei se fac pentru diferite

adâncimi ale puţului. Variaţiile de temperatură se resimt până la o anumită adâncime şi

sunt influenţate de condiţiile locale de relief şi de variaţiile termice lunare, sezoniere şi

anotimpuale ale aerului.

Transparenţa reprezintă o proprietate fizică importantă a apelor subterane.

Cele mai multe strate acvifere au apă transparentă, însă există şi cazuri când apele

subterane se află cantonate în strate de roci argiloase şi preiau de aici substanţe argiloase

care reduc puternic transparenţa. De asemenea, după momente pluviale excepţionale

(ploi torenţiale de lungă durată), apele subterane se pot încărca cu o anumită cantitate de

suspensii, chiar cu materii organice, în felul acesta apa devenind tulbure şi

netransparentă.

Pentru a măsura transparenţa apei se utilizează un fir de platină cu diametrul de

1 mm, care se scufundă în apă. În cazul în care acest fir nu se observă cu ochiul liber

până la 1,2 m, se consideră că apele nu sunt transparente.

Un alt instrument folosit pentru evaluarea transparenţei este discul Secchi.

Acesta se scufundă în apă, şi în funcţie de adâncimea de la care nu se mai distinge se

determină valoarea transparenţei.

Culoarea apei se determină cu ajutorul scării colorimetrice Forel-Uhle, scară

alcătuită dintr-un număr de 22 de eprubete umplute cu apă de culori şi nuanţe diferite. În

general apele subterane sunt incolore, doar atunci când stratul de apă are o grosime de

cel puţin 5 cm, aceste ape au o culoare uşor albăstruie. În funcţie de substanţele chimice

cu care vin în contact şi cantitatea de materie solidă pe care o au în suspensie, capătă


18

culori diferite. Oxizii de fier imprimă apei o culoare roşiatică, sărurile de calciu şi

magneziu imprimă o culoare albăstruie, substanţele humice dau apei o culoare gălbuie

până la brună, sărurile acide ale fierului dau o culoare verzui-gălbuie etc.

Fig.1.2. Reprezentarea cartografică şi profilul unui puţ (Pişotă, Zaharia, 1995)

Culoarea apei se determină prin colectarea de probe, de la fiecare sursă de apă în

parte (puţ sau foraj), în eprubete care apoi sunt comparate cu eprubetele de pe scara

colorimetrică Forel-Uhle.

Gustul este o proprietate fizică a apei care se determină prin colectarea de probe

de la fiecare sursă de apă în parte. În general gustul apelor subterane este frecvent plăcut

(conţine cantităţi mici de Ca2+

, Mg2+

, CO2). În funcţie de compuşii dizolvaţi, gustul

apelor subterane poate fi definit ca: dulceag (atunci când sunt încărcate cu substanţe

organice şi cantitatea de săruri este redusă), sărat (datorită unor concentraţii mari de

NaCl), amar (când în conţinutul lor există o cantitate mare de sulfaţi de magneziu,

MgSO4), acru (dat de prezenţa alaunilor), sălciu (datorită lipsei sărurilor).

Mirosul apei poate fi provocat de prezenţa unor substanţe organice intrate în

putrefacţie (în acest caz mirosul apei este cel asemănător cu mirosul unui ou clocit), sau

de prezenţa unor substanţe azotoase, când apa are un miros specific de baltă sau de apă

stătută. În general apele subterane sunt inodore, lipsite de miros. Determinarea acestei

proprietăţi fizice se face pe bază de probe colectate în recipiente, de la fiecare sursă de

apă, încălzite la 50ºC şi turnate în butelii, până la jumătate. Pentru a se determina

mirosul, buteliile se agită în prealabil câteva momente până când mirosul se simte.

Conductibilitatea electrică a apei este definită ca fiind capacitatea apelor de a

conduce curentul electric. Această proprietate fizică este direct proporţională cu

conţinutul de săruri dizolvate (NaCl, MgCl2 etc.) şi va fi cu atât mai mare cu cât

concentraţia sărurilor este mai ridicată. Unitatea de apreciere este conductanţa electrică


19

specifică şi se determină în laborator, pe baza probelor de apă colectate de la fiecare

sursă de apă.

Aciditatea sau concentraţia ionilor de hidrogen (pH) este o proprietate chimică

care se poate determina direct pe teren cu ajutorul hârtiei de turnesol, sau cu ajutorul

aparatelor portabile sau în laborator. Apele subterane se pot situa în domeniul acid

(pH<7) sau alcalin (pH>7), în funcţie de prezenţa acizilor dizolvaţi (acidul carbonic,

acizii humici, acizii sulfurici şi sulfuroşi, clorhidric sau boric etc.). În general apele

subterane cu o mineralizare de peste câteva grame la litru se situează în domeniul alcalin

(pH>7).

Duritatea apelor subterane este o proprietate chimică determinată de conţinutul

sărurilor de calciu şi magneziu la care uneori se mai asociază şi ionii de Fe şi Al. Se

exprimă în grade de duritate (germane, franceze, engleze) care variază în timp şi spaţiu

în funcţie de acţiunea de dizolvare a apelor asupra rocilor. În România se acceptă

gradele germane şi se calculează cunoscând că 1 miliechivalent de duritate corespunde

cu 20,04 mg/l Ca2+

sau 12,16 mg/l Mg2+

, deci 2,8 grade germane. Un grad de duritate

conform STAS 1342-50 este reprezentat prin 10 mg CaO sau 7,142 mg MgO sau 24,3

CaCO3 la un litru de apă.

Duritatea poate fi:

- totală, când este dată de totalitatea sărurilor de Ca şi Mg (cloruri, bicarbonaţi,

sulfaţi, nitraţi). Duritatea totală rezultă din însumarea durităţii temporare cu duritatea

permanentă.

- permanentă, reprezentând conţinutul de săruri solubile de calciu şi magneziu

(sulfaţi, cloruri, nitraţi etc.), care rămân în apă după fierbere, după ce carbonaţii

precipită

- temporară, care este dată de cantitatea de carbonaţi şi bicarbonaţi care pot fi

eliminaţi prin fierbere, depunându-se pe pereţii vaselor, devenind insolubili.

După gradul de duritate apele subterane pot fi clasificate în patru categorii:

- foarte moi (0-3ºdh F, 0-2 dhºG);

- moi (3-15 dhºF, 2-8 dhºG);

- dure (15-30 dhºF, 8-17dhºG);

- foarte dure (peste 30 dhº F, >17dhºG).

Radioactivitatea naturală a apelor subterane este o proprietate fizică foarte

importantă, mai ales atunci când aceste ape sunt utilizate sub formă de ape minerale.

Radioactivitatea naturală a apelor subterane este în funcţie de structurile litologice pe

care le străbat, apele subterane îmbogăţindu-se cu izotopi radioactivi care provin de la

radiaţia rocilor eruptive (vulcanice) acide, granite, porfire, şi care în compoziţia lor

chimică, au o cantitate mare de uraniu, toriu sau radiu.

Izotopii radioactivi prezenţi în apele subterane se formează prin dezintegrarea

radiului (Ra) care dă naştere radonului (Rn). Concentraţia izotopilor radioactivi din

apele subterane se măsoară frecvent prin unităţi picocurie (pCi) unde 1pCi=3,7*1010


20

dezintegrări pe secundă. În prezent se foloseşte tot mai frecvent o altă unitate de măsură,

rutherford, notată cu 1rd=106 dezintegrări pe secundă. Alte unităţi de măsură folosite

sunt: mache (uM) şi eman(e).

Unitatea mache este concentraţia de radon la un litru de apă, care emite o

radiaţie de 0,001 unităţi electrostatice şi este egală cu 3,6 emane.

Apele radioactive sunt considerate acele ape care au valoarea concentraţiei de

radon mai mare de 3,5uM (unitatea mache), sau când au 0,001274 milipicocurie

(Gâştescu, 1998).

Pentru a se stabili prezenţa radioactivităţii în apele subterane se fac măsurători

cu aparatul Geiger-Muller care înregistrează prezenţa izotopilor radioactivi.

Proprietăţile biologice şi bacteriologice ale apelor subterane se determină cu

scopul de a stabili cantitatea de bacterii patogene sau alte microorganisme comune, care

nu sunt nocive. În condiţii naturale normale, sub 1,5 m adâncime, apele subterane sunt

aproape complet lipsite de bacterii patogene. Aprecierea bacteriilor patogene din apele

subterane se face atât prin analize biologice, cât şi prin cercetarea surselor ce infectează

zona de alimentare a acestor ape (latrine, depozite de gunoi, grajduri). Analiza biologică

poate semnala existenţa unor populaţii de microorganisme, componenţa şi cantitatea

acesteia, dacă există un proces de impurificare şi care este intensitatea acestuia. Cu toate

că uneori, în urma analizelor biologice, nu este semnalată existenţa bacteriilor patogene,

consumul ridicat de oxigen indică posibilitatea existenţei lor. De asemenea, prezenţa

unor substanţe precum amoniacul, acidul nitric, nitriţii, hidrogenul sulfurat indică

prezenţa sau resturile unor descompuneri organice.

Analiza bacteriologică pune în evidenţă existenţa în apă a unor bacterii care pot

fi: saprofite (fac parte din microflora comună din apă şi nu produc îmbolnăviri ale

organismului uman), patogene (provoacă boli hidrice: febra tifoidă, holera, dizenteria),

coliforme (care indică contaminarea cu ape care provin din sisteme de canalizare ale

aşezărilor umane).

Pentru a exemplifica mai bine aceste măsurători care se realizează la sursele de

apă din subteran a fost ales un bazin hidrografic - bazinul hidrografic Tinoasa-Ciurea -

situat în zona de contact a Câmpiei Moldovei cu Podişul Bârladului, la sud de oraşul

Iaşi. În cadrul acestui bazin s-au identificat mai întâi punctele hidrogeologice (puţuri,

izvoare, foraje) (Fig.1.3.), după care s-a determinat, pentru fiecare punct hidrogeologic,

parametrii morfometrici privind: altitudinea absolută a punctului, înălţimea nivelului

hidrostatic raportată la nivelul „0” al Mării Negre, adâncimea nivelului hidrostatic

raportată la suprafaţa topografică, precum şi grosimea stratului de apă din puţuri şi

foraje (Tab.1.2.).

Pentru fiecare sursă de apă s-au determinat prin măsurători directe, pe teren sau

prin analize de laborator, o serie de proprietăţi fizico-chimice şi organoleptice ale apei

privind: temperatura apei, transparenţa, salinitatea, conţinutul total de săruri, pH-ul,


21

oxigenul dizolvat, culoare, gust, miros, calitatea apei precum şi modul de utilizare a

acesteia (Tab.1.3.).

Fig.1.3. Poziţionarea punctelor hidrogeologice în cadrul

bazinului hidrografic Tinoasa-Ciurea


22

Tipul

punctului

hidrogeologic

Altitudinea absolută a

punctului

hidrogeologic, faţă de

nivelul Mării Negre (m)

Înălţimea

nivelului

hidrostatic

(m)

Adâncimea

nivelului

hidrostatic (m)

Grosimea

stratului de

apă

(m)

Puţuri (P) şi foraje (F)

P1 95 94 1 1,2

P2 111 109 2 1,3

P3 138 136 2 1,1

P4 136 134 2 1,2

P5 197 193 4 1,1

P6 182 180 2 0,9

P7 273 268 5 1,5

P8 265 261 4 1,3

P9 233 230 3 0,9

P10 214 211 3 0,8

P11 163 161 2 1,2

P12 129 127 2 1,0

P13 173 170 3 1,2

P14 118 116 2 1,1

P15 127 124 3 1,3

P16 89 88 1 1,0

P17 80 79 1 0,9

F1 92 91 1 1,0

F2 112 111 1 1,4

F3 128 126 2 1,2

F4 312 307 5 1,1

F5 319 314 5 1,5

F6 140 138 2 0,9

F7 129 127 2 1,0

F8 117 116 1 1,2

F9 110 109 1 1,3

F10 90 89 1 1,2

Izvoare (Q)

Q1 235 - - -

Q2 313 - - -

Q3 335 - - -

Q4 267 - - -

Q5 361 - - -

Q6 329 - - -

Tab.1.2. Parametrii hidrogeologici caracteristici puţurilor, forajelor şi izvoarelor din

bazinul hidrografic Tinoasa-Ciurea


23


24

Pentru efectuarea măsurătorilor morfometrice la fiecare punct hidrogeologic în

parte precum şi pentru colectarea probelor de apă în vederea stabilirii principalelor

proprietăţi fizico-chimice se recomandă să se alcătuiască mai multe echipe care să

lucreze în acelaşi timp pe baza unui plan prestabilit.

În vederea analizei regimului nivelului hidrostatic se culeg informaţii de la

localnici privind fenomenul de secare a apei din puţuri şi izvoare, fenomen care nu

poate fi observat în timpul campaniilor de teren, dar şi informaţii privind modul de

utilizare a apei din aceste surse.

I.5. Prelucrarea, analiza şi interpretarea datelor hidrogeologice

Prelucrarea, analiza şi interpretarea datelor hidrogeologice se bazează pe

informaţiile obţinute asupra variaţiei nivelului hidrostatic la puţurile şi forajele executate

în structurile litologice cu pânze acvifere freatice şi de adâncime, din cadrul posturilor

hidrogeologice, sau executate de către localnici. La aceste date obţinute prin măsurători

sistematice se adaugă şi cele provenite din măsurătorile efectuate în etapa de teren.

Măsurătorile sistematice asupra nivelurilor apelor freatice prezintă un interes

deosebit pentru cercetarea stratelor acvifere în vederea punerii acestora în exploatare,

precum şi în dirijarea exploatării lor în timp. Principalele probleme care pot fi rezolvate

pe baza acestor măsurători sunt: studierea regimului natural al apelor freatice,

determinarea bilanţului apelor freatice, stabilirea prognozelor de niveluri, determinarea

rezervelor de ape freatice.

În cadrul acestui subcapitol propunem efectuarea de către studenţi a 5 teme:

harta cu hidroizohipse, harta cu izofreate, profilul hidrogeologic, hidrograful zilnic,

lunar, anual şi multianual al nivelului hidrostatic şi analiza caracteristicilor

hidrogeochimice ale apelor subterane

Tema 1: Harta hidroizohipselor

În cadrul acestei teme subiecţii trebuie să traseze pe harta topografică a

bazinului hidrografic Tinoasa-Ciurea, hidroizohipsele caracteristice.

Hidroizohipsele sunt liniile imaginare care unesc toate punctele unde suprafaţa

pânzei libere a apei are aceiaşi înălţime în raport cu un plan de referinţă (planul de

referinţă pentru această hartă este considerat nivelul „0” al Mării Negre).

Determinarea punctelor cu înălţimea nivelului hidrostatic prin care se doreşte

trasarea hidroizohipselor se face prin intermediul metodei de interpolare grafică.

Aplicarea aceastei metode implică realizarea unei construcţii grafice ajutătoare,

respectiv a unei abace de interpolare grafică a înălţimii nivelului hidrostatic (Fig.1.4.a.),

pe care sunt trasate prin linii orizontale, echidistante, înălţimile nivelului freatic.

Valorile înscrise pe liniile orizontale ale abacei sunt în funcţie de clasele de valori


25

determinate pentru înălţimea nivelului hidrostatic la puţurile şi forajele din bazinul

hidrografic Tinoasa-Ciurea.

Echidistanţa dintre hidroizohipse trebuie să fie aleasă în funcţie de scara hărţii şi

de densitatea punctelor hidrogeologice din zona unde se doreşte realizarea unei astfel de

hărţi. Pentru bazinul hidrografic Tinoasa-Ciurea, unde densitatea punctelor

hidrogeologice este destul de mare, însă diferenţa de altitudine dintre punctele extreme

ale bazinului este de peste 300m, se pot trasa hidroizohipse din 20 în 20m.

Fig.1.4.a. Abacă pentru interpolarea grafică a înălţimii nivelului hidrostatic. Pe ea se

fixează banda de hărtie cu cota puţurilor P14 şi P15 şi se interpolează punctul de 120 m

Fig.1.4.b. Fragment din harta topografică a bazinului Tinoasa-Ciurea în cadrul căruia

s-a măsurat distanţa dintre puţurile P14 şi P15, cu ajutorul abacei fiind interpolată

înălţimea nivelului hidrostatic de 120 m

Măsurătorile de interpolare grafică între valorile înălţimii nivelului hidrostatic şi

valorile de pe abacă se realizează cu ajutorul unei benzi de hârtie. În acest scop se alege

un fragment din harta bazinului hidrografic Tinoasa-Ciurea.

Cu banda de hârtie se măsoară şi se fixează distanţa dintre două puţuri sau

foraje, de exemplu P14 şi P15. Banda de hârtie se transpune pe abacă (Fig.1.4.b.) fixând


26

poziţia celor două puţuri, cu valoarea înălţimii nivelului hidrostatic, la intersecţia liniilor

orizontale cu aceeaşi valoare de pe abacă. După efectuarea acestei operaţii, se înscrie cu

exactitate pe banda de hârtie poziţia punctelor vizate şi care intersectează cotele

nivelului hidrostatic de pe abacă. Valorile înălţimii nivelului hidrostatic înscrise pe

banda de hârtie se transpun pe harta topografică pe aliniamentul puţurilor P14 şi P15.

Fig.1.5. Bazinul hidrografic Tinoasa-Ciurea – harta cu hidroizohipse

Hidrologia mediilor continentale. Aplicatii practice

27

Efectuând astfel de interpolări grafice între harta topografică şi abacă, pentru

punctele în care nu sunt măsurate, între diferite puţuri se obţin un număr suficient de

puncte cu aceleaşi valori ale înălţimii nivelului hidrostatic. Prin unirea punctelor cu

aceeaşi înălţime se obţin hidroizohipsele bazinului hidrografic Tinoasa-Ciurea

(Fig.1.5.).

Analiza şi interpretarea hărţii cu hidroizohipse se realizează pe baza

distribuţiei spaţiale a punctelor hidrogeologice şi a înălţimii nivelului hidrostatic calculat

pentru fiecare puţ sau foraj, sau obţinut prin interpolare grafică între diferitele puţuri sau

foraje, a tipului de alimentare cu apă a pânzelor freatice, repartiţiei hidroizohipselor pe

harta realizată, direcţiei de curgere a apei etc.

Pentru bazinul hidrografic Tinoasa-Ciurea zona de alimentare cu apă a stratului

acvifer corespunde pe întreaga suprafaţă cu zona de dezvoltare a bazinului, caracteristică

a stratelor freatice libere. Sursa principală de apă a stratelor acvifere din acest bazin este

reprezentată de apa provenită din precipitaţiile atmosferice (lichide şi solide) şi apa

provenită, într-o anumită măsură, prin infiltrare, din reţeaua hidrografică care drenează

bazinul. Puţurile şi forajele prezintă o distribuţie relativ uniformă, înălţimile cotelor

nivelului hidrostatic scad treptat de la partea superioară spre partea inferioară a

bazinului, din zona interfluvială spre axa râului colector principal. Cea mai mare valoare

a înălţimii nivelului hidrostatic este de 330m şi se găseşte în partea sudică a bazinului, la

contactul cu zona mai înaltă a Podişului Bârladului, iar cea mai mică valoare se

întâlneşte spre zona de confluenţă cu râul Nicolina, în partea nordică a bazinului.

Repartiţia spaţială a hidroizohipselor în bazinul hidrografic Tinoasa-Ciurea

urmăreşte, în cea mai mare măsură, repartiţia curbelor de nivel, fiind aproximativ

paralele cu acestea, cu menţiunea că distanţa dintre ele este mai mare în zona de

confluenţă cu râul Nicolina şi din ce în ce mai mică spre partea superioară a bazinului.

Distanţele cele mai mari sunt între hidroizohipsele de 110 şi 130m. Distanţele mici între

hidroizohipse, mai ales în bazinul superior, arată că gradientul hidraulic are o pantă

foarte mare, şi prin urmare viteza de curgere a apei prezintă valori relativ mari.

Determinarea direcţiei de curgere a apei subterane

Prin intermediul hărţilor cu hidroizohipse şi pe baza datelor referitoare la

înălţimea nivelului hidrostatic din diferite puţuri şi foraje, la nivelul unui bazin

hidrografic, se poate determina viteza şi direcţia de curgere a apei subterane.

Viteza de curgere a apei în subteran se determină prin intermediul gradientului

hidraulic.

Gradientul hidraulic sau panta (i) între două puţuri se calculează conform

formulei:

i=L

HH 21 (m/km sau ‰) (1.3)


28

unde: H1 – cota înălţimii nivelului hidrostatic a puţului 7;

H2 – cota înălţimii nivelului hidrostatic a puţului 6;

L - distanţa, în m, dintre cele două puţuri.

Gradientul hidraulic sau panta dintre cele două puţuri are valoarea de 0,146‰

rezultat din raportul diferenţei de înălţime a nivelului hidrostatic a celor două puţuri

(88m) şi distanţa reală la nivelul suprafeţei topografice dintre cele două puţuri (600m).

Pentru determinarea direcţiei de curgere a apei subterane se folosesc mai multe

metode, cea mai uzitată fiind aceea a marcării apelor cu diferiţi coloranţi sau săruri.

Primul care a folosit acest procedeu a fost P. Kandler (1864) în zona Triest, urmat apoi

de A. Knopp (1877) care a folosit fluoresceina în studierea circulaţiei apelor subterane

din zonele carstice. În prezent cele mai utilizate metode pentru determinarea direcţiei de

curgere a apei subterane sunt:

a) metoda marcării cu coloranţi organici (fluoresceină, fuxină, uranină,

fenolftaleină), care nu sunt toxici pentru om, plante şi animale. Cea mai utilizată

substanţă este fluoresceina, care în ape alcaline devine verzuie şi se poate detecta vizual

chiar la o diluţie de 1:40000000, iar la o diluţie mai mare se poate folosi colorimetrul

sau fluoroscopul;

b) metoda trasorilor chimici care utilizează diferite săruri cum sunt clorura de

sodiu (NaCl), de litiu, calciu, amoniu, dar care sunt uşor solubile şi necesită cantităţi

mari de substanţă, fiind absorbite de rocile din substrat.

În ambele cazuri trasorii se introduc într-unul sau mai multe foraje sau puţuri şi

se urmăreşte când apar în forajele nemarcate, punându-se astfel în evidenţă direcţia şi

totodată viteza de deplasare a curentului de apă în subteran.

c) metoda ionilor trasori sub formă de săruri care nu se găsesc în mod natural în

substrat, cum ar fi: sulfatul de cupru (CuSO45H2O), sulfatul de zinc (ZnSO47H2O) sau

sulfatul de nichel (NiSO4H2O);

d) metoda trasorilor radioactivi foloseşte izotopi de brom 82, cadmiu 15, iod

131, seleniu 75, argint 110. Această metodă are avantajul că se pot face identificări chiar

în cantităţi foarte mici de ordinul a 10-9

g/l a izotopilor folosiţi, iar detectarea se

realizează cu aparatul Geyger-Muller.

e) metoda trasorilor chimici electroliţi se foloseşte pentru determinarea direcţiei

de curgere a apelor subterane atunci când în teren se găsesc două foraje armate cu

coloane metalice. Folosindu-se o baterie, un ampermetru, o rezistenţă, doi conductori

electrici şi un cronometru se poate determina direcţia, durata şi viteza de curgere a apei

în subteran.

f) metoda grafică presupune existenţa sau alegerea a trei foraje sau puţuri relativ

apropiate între ele, amplasate astfel încât să alcătuiască vârfurile unui triunghi

echilateral. La aplicarea acestei metode se pot întâlni trei situaţii:


29

1. dacă nivelul hidrostatic în toate cele trei foraje sau puţuri se găseşte la aceeaşi

înălţime sau cotă, nivelul orizontului freatic este aproape orizontal şi nu se poate preciza

o posibilă direcţie de deplasare (Fig.1.6.a.);

2. dacă în două dintre foraje sau puţuri, avem aceiaşi cotă sau înălţime a

nivelului hidrostatic, iar în cel de al treilea, nivelul este mai ridicat, din forajul cu

înălţimea cea mai mare a nivelului se duce o perpendiculară pe dreapta ce uneşte

forajele cu aceiaşi înălţime a nivelului hidrostatic, această perpendiculară semnificând

direcţia de curgerea a apei subterane. Dacă nivelul din cel de al treilea foraj este mai

coborât decât în celelalte două foraje, atunci de pe dreapta ce uneşte cele două foraje cu

aceiaşi înălţime a nivelului hidrostatic se coboară în unghi drept spre forajul cu

înălţimea nivelului hidrostatic mai coborâtă şi aceasta va fi direcţia de curgere a apei

subterane (Fig. 1.6.b.);

3. dacă toate cele trei foraje sau puţuri au înălţimi diferite ale nivelului

hidrostatic, se uneşte cu ajutorul unei drepte, înălţimea cea mai mare cu cea mai mică, şi

prin interpolare se caută punctul care are valoarea înălţimii celui de al treilea foraj.

Printr-o linie se uneşte acest punct cu cel de al treilea foraj şi pe această linie se coboară

o perpendiculară pornind de la forajul cu înălţimea cea mai ridicată şi aceasta va fi

direcţia de curgere a apelor subterane (Fig. 1.6.c.).

Fig.1.6. Determinarea direcţiei de curgere a apelor subterane, prin metoda grafică

g) metoda utilizării hărţilor cu hidroizohipse constă în determinarea direcţiei de

curgere a apelor subterane care depinde de sensul de înclinare a stratului acvifer, de

panta hidraulică a regiunii, de poziţia zonei de maximă alimentare. Direcţia de curgere a

apei în subteran se obţine prin trasarea unor linii perpendiculare pe hidroizohipsele

existente pe harta hidrogeologică a unui bazin hidrografic, iar sensul de curgere este dat

de direcţia perpendicularelor de la valorile cele mai ridicate, spre valorile cele mai

coborâte.


30

Tema 2: Harta hidroizofreatelor

În cadrul acestei teme subiecţii vor trasa pe harta topografică a bazinului

hidrografic Tinoasa-Ciurea, hidroizofreatele caracteristice.

Hidroizofreatele sunt liniile care unesc punctele cu aceeaşi adâncime a nivelului

hidrostatic, raportată la suprafaţa topografică. Pentru trasarea hidroizofreatelor se trece

în dreptul fiecărui puţ sau foraj, adâncimea, în metri, a nivelului hidrostatic.

În bazinul hidrografic Tinoasa-Ciurea puţurile şi forajele au adâncimi ale

nivelului hidrostatic cuprinse între 1 şi 5m, cele mai mici valori fiind caracteristice

puţurilor şi forajelor din luncă şi din apropierea cursurilor de apă principale, iar cele mai

mari sunt caracteristice părţii superioare a bazinului.

Metoda de trasare a hidroizofreatelor este asemănătoare cu cea descrisă la

conturarea hidroizohipselor. Echidistanţa dintre hidroizofreate se alege în funcţie de

scara hărţii şi de densitatea punctelor hidrogeologice din zona unde se doreşte realizarea

unei astfel de hărţi. Pentru elaborarea hărţii cu hidroizofreate trebuie realizată o

construcţie grafică ajutătoare, de tipul unei abace, cu ajutorul căreia se vor interpola

adâncimile nivelului hidrostatic (Fig.1.7.a.). Pe abacă sunt trasate prin linii orizontale,

echidistante, adâncimile nivelului hidrostatic. Valorile înscrise pe liniile orizontale ale

abacei sunt în funcţie de clasele de valori determinate pentru adâncimea nivelului

hidrostatic la puţurile şi forajele din bazinul hidrografic Tinoasa-Ciurea, între 1 şi 5m.

Cu ajutorul unei benzi de hârtie se vor efectua măsurătorile de interpolare

grafică între valorile adâncimii nivelului hidrostatic de pe harta bazinului hidrografic

Tinoasa-Ciurea şi valorile de pe abacă.

Fig.1.7.a. Abacă pentru interpolarea grafică a adâncimilor nivelului hidrostatic. Pe ea se

fixează banda de hârtie cu poziţia puţurilor P3 şi P7 şi se interpolează punctele de 3 şi 4m

Cu banda de hârtie se măsoară şi se fixează distanţa dintre două puţuri sau

foraje, de exemplu P3 şi P7, înscriindu-se şi valorile adâncimii nivelului hidrostatic

pentru cele două puţuri. Banda de hârtie se transpune pe abacă (Fig.1.7.b.) fixând poziţia


31

celor două puţuri, cu valoarea adâncimii nivelului hidrostatic, la intersecţia liniilor

orizontale cu aceeaşi valoare de pe abacă.

După efectuarea acestei operaţii, se înscrie cu exactitate pe banda de hârtie,

poziţia punctelor care ne interesează şi care intersectează valorile adâncimii nivelului

hidrostatic de pe abacă. Valorile adâncimii nivelului hidrostatic se înscriu pe banda de

hârtie şi se transpun pe harta topografică pe aliniamentul puţurilor P3 şi P7.

Efectuând astfel de interpolări grafice repetate, între harta topografică şi abacă,

pentru punctele în care nu sunt măsurate, între diferite puţuri, adâncimea nivelului

hidrostatic, se obţin un număr suficient de puncte cu aceleaşi valori ale adâncimii

nivelului hidrostatic. Prin unirea punctelor cu aceeaşi adâncime a nivelului hidrostatic se

obţin hidroizofreatele din bazinul hidrografic Tinoasa-Ciurea (Fig.1.8.).

Fig.1.7.b. Fragment din harta topografică a bazinului Tinoasa-Ciurea, în cadrul

căruia s-a măsurat distanţa dintre puţurile P3 şi P7, cu ajutorul abacei fiind interpolate

adâncimile nivelului hidrostatic de 3 şi 4m.

Analiza şi interpretarea hărţilor cu hidroizofreate se realizează pe baza

distribuţiei spaţiale a punctelor hidrogeologice şi a adâncimii nivelului hidrostatic

măsurate pentru fiecare puţ sau foraj, sau obţinute prin interpolare grafică între diferitele

puţuri sau foraje, precum şi pe baza repartiţiei hidroizofreatelor pe harta realizată.

Hidroizofreatele cu valori ridicate ocupă cea mai mare parte din bazinul superior

Tinoasa-Ciurea, mai ales către cumpenele de ape. Spre valea râului principal, valorile

hidroizofreatelor sunt din ce în ce mai mici (chiar ajung la 1 m sau mai puţin, în zona de

confluenţă cu râul Nicolina), datorită stratului freatic care este din ce în ce mai aproape

de suprafaţă. Ca şi în cazul hidroizohipselor, şi desfăşurarea spaţială a hidroizofreatelor

este aproximativ asemănătoare cu cea a curbelor de nivel de pe harta topografică.

Configuraţia spaţială a hidroizofreatelor poate suferi unele modificări în timpul

unui an datorită unor evenimente hidrologice care au ca efect variaţii mari ale nivelului

hidrostatic.

9

Fig.1.8. Bazinul hidrografic Tinoasa-Ciurea – harta cu hidroizofreate

Astfel, în perioadele în care se înregistrează cantităţi reduse de precipitaţii (în

special de la sfârşitul verii şi din timpul iernii, când precipitaţiile atmosferice sunt

stocate la nivelul suprafeţei terestre sub formă de zăpadă sau gheaţă), nivelul hidrostatic

scade iar distribuţia spaţială a hidroizofreatelor suferă modificări importante, adâncimea

la care se află pânza freatică scăzând considerabil.


33

În perioadele cu precipitaţii atmosferice abundente, nivelul hidrostatic creşte,

adâncimea la care se află pânza freatică creşte de asemenea, uneori ajungând până la

suprafaţa topografică producând înmlăştiniri.

Tema 3: Profilul hidrogeologic

Profilul hidrogeologic pentru o anumită secţiune transversală din cadrul

bazinului hidrografic al pârâului Tinoasa Ciurea se poate întocmi pe baza coloanelor

stratigrafice de la forajele şi puţurile existente în acest bazin (P6, F3, F6, F7, P12, P13), pe

baza hărţilor geologice la diferite scări (1:25000, 1:100000 sau 1:200000), existente

pentru zona respectivă, precum şi pe baza informaţiilor provenite din sursele

bibliografice.

Analiza profilului hidrogeologic oferă posibilitatea determinării configuraţiei

nivelului hidrostatic din timpul măsurătorilor efectuate în etapa de teren sau din

măsurătorile efectuate în perioadele de observaţie efectuate la posturile hidrogeologice,

în diferite momente de timp ale unui an hidrologic.

Profilul hidrogeologic se realizează pe baza unui sistem de coordonate

rectangulare, unde pe abscisă se notează la scara hărţii folosite (1:25000, în cazul

bazinului hidrografic Tinoasa-Ciurea) distanţele dintre poziţia pe harta topografică a

forajelor şi puţurilor utilizate în realizarea profilului. Forajele şi puţurile sunt utilizate ca

un sistem de puncte de reper în analiza structurii litologice a bazinului hidrografic unde

se doreşte realizarea profilul hidrogeologic. Alura profilului rezultă din unirea cu o linie

continuă a valorilor cotelor altitudinale absolute a puţurilor şi forajelor

Pe ordonată se vor înscrie conform scării alese (în cazul de faţă 1cm pe

profil=5m adâncime pe teren), structura litologică a stratelor străpunse de forajele

hidrogeologice, grosimea stratelor de roci permeabile şi impermeabile, precum şi

adâncimea la care se situează nivelul hidrostatic.

Din punct de vedere litologic coloana stratigrafică a forajelor şi puţurilor din

bazinul hidrografic Tinoasa-Ciurea cuprinde de la suprafaţă spre adâncime: un profil de

sol cu grosimi de 0,5-1m, după care urmează un orizont de nisipuri şi pietrişuri cu

grosimi de 4-5m, sub care apar depozitele de argilă sarmaţiană ce pot atinge grosimi de

peste 200m (Tab.1.4.) Stratul acvifer dezvoltat în depozitele sedimentare permeabile

situate peste stratul de argilă compactă are grosimi cuprinse între 2 şi 3 metri.

În cadrul profilului hidrogeologic obţinut (Fig.1.9.) se delimitează diferitele

strate litologice permeabile şi impermeabile prin unirea punctelor care indică grosimea

acestor strate. Astfel, se delimitează pe profilul hidrogeologic stratul de sol, stratele

permeabile de nisip şi pietriş şi stratul compact de argilă. Totodată, se trasează printr-o

linie curbă continuă şi nivelul hidrostatic, pe baza valorilor obţinute prin măsurători

determinându-se astfel poziţia acestuia şi direcţia de curgere a apelor subterane.

Suprafaţa stratului acvifer dată de nivelul hidrostatic (NH) are o înclinare

generală dinspre versanţii văii spre albia râului colector principal pe care o intersectează,


34

astfel încât stratul acvifer are legătură cu pârâul Tinoasa-Ciurea, mai ales la nivelul

luncii. Aici există o legătură strânsă între variaţiile lunare şi anuale ale nivelului

hidrostatic şi cele ale nivelului apei din râu, condiţionată însă şi de variaţiile climatice

(Gâştescu, 1998). În momentele de maxim pluviometric, atunci când râul înregistrează

un nivel maxim, ele alimentează stratul freatic. În momentele deficitare pluviometric din

timpul anului (secetele din timpul verii, îngheţuri prelungite din timpul iernii) stratele

freatice alimentează râul.

Tipul

punctului

hidrogeologic

Structura litologică Adâncimea

nivelului

hidrostatic (m) Sol (m) Nisip şi pietriş (m) Argilă (m)

P6 0,7 4 >4,7 2

F3 0,8 4,2 >5,0 2

F6 0,7 4,6 >5,3 2

F7 0,7 4,2 >4,9 2

P12 0,6 4,8 >5,4 2

P13 0,6 4,5 >5,1 3

Tab.1.4. Structura litologică a forajelor şi puţurilor din bazinul hidrografic Tinoasa

Stratul acvifer din bazinul hidrografic Tinoasa-Ciurea se caracterizează printr-o

curgere continuă a apei de la forajele situate la altitudinile cele mai mari atât din dreapta

cât şi din stânga, spre albia râului Tinoasa-Ciurea. Mişcarea apei, sub formă turbulentă,

se produce sub impulsul dat de gradientul hidraulic în cadrul porilor rocilor permeabile

(în cazul de faţă nisip şi pietriş) dinspre forajele şi puţurile aflate în zonele mai înalte ale

bazinului spre cele mai joase.

Analiza profilelor hidrogelogice realizate în diferite regiuni geografice, cu

structură litologică omogenă sau neomogenă, cu nivelul hidrostatic aflat la diferite

adâncimi, permite identificarea situaţiilor când morfologia nivelului hidrostatic prezintă

aspecte de concavitate sau convexitate datorită influenţei morfologiei depozitelor

permeabile şi impermeabile şi altor factori hidrologici (Pişotă, Zaharia, 1995).

În general, morfologia nivelului hidrostatic al stratelor acvifere reproduce într-o

formă atenuată morfologia suprafeţei topografice a terenului. Totuşi, se întâlnesc cazuri

în care suprafaţa stratului freatic este modificată din cauze naturale sau artificiale:

modificări în morfologia patului, variaţii granulometrice în acvifer, fisuri în patul

impermeabil, denivelări tectonice în structura acviferului, drenaj natural, descărcări prin


35

canale de drenaj, înălţări prin sisteme de irigaţii, exploatări industriale pentru alimentări

cu apă, prezenţa barajelor de retenţie pe văile râurilor

Fig.1.9. Profil hidrogeologic al bazinului hidrografic Tinoasa-Ciurea

Tema 4: Hidrograful zilnic, lunar şi anual al nivelului hidrostatic

Pentru realizarea hidrografului zilnic, lunar şi anual a nivelului hidrostatic s-a

luat ca exemplu variaţia nivelului de la forajul F6, situat în lunca pârâului Tinoasa-

Ciurea, în anul 1976.

Analizând datele înscrise în Tabelul 1.5. şi a hidrografului cu variaţiile zilnice,

lunare şi multianuale ale nivelului hidrostatic (Fig.1.10.), în corelaţie şi cu evoluţia

cantităţilor medii lunare ale precipitaţiilor atmosferice, se pot stabili o serie de

caracteristici ale evoluţiei nivelului hidrostatic de la acest foraj.

Analiza valorilor zilnice lunare ale adâncimii nivelui hidrostatic, comparate cu

valoarea medie anuală, scot în evidenţă că nivelul hidrostatic are adâncimi mai mai mari

în primele 3 luni ale anului. În următoarele 3 luni (aprilie, mai şi iunie) adâncimile

nivelului hidrostatic sunt mai mici faţă de nivelul mediu anual.


36

ZIUA I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII

1 232 198 223 180

2 229 164 218 194

3 222 178 203 203

4 231 195 220 184

5 229 169 219 192

6 223 174 205 200

7 230 189 221 187

8 230 172 217 189

9 224 169 207 196

10 226 192 217 191

11 230 176 216 193

12 225 156 205 195

13 220 196 213 196

14 230 178 219 190

15 225 155 207 193

16 206 201 210 194

17 231 184 221 187

18 226 152 209 197

19 201 199 209 198

20 232 189 225 182

21 227 147 211 198

22 196 200 206 195

23 234 193 222 180

24 227 150 213 196

25 190 203 208 197

26 234 198 224 180

27 229 154 216 195

28 186 201 205 200

29 234 201 226 181

30 229 159 217 192

31 181 201 205 202

Max. 229 234 232 178 201 203 217 226 223 203 194 202

Ziua 27,31 23,29 1 3 29 25 30 29 1 3 2 31

Min. 222 229 181 147 164 189 203 216 205 192 180 180

Ziua 3 2,5 31 21 2 7 3 11 28,31 30 23,26 1

Media 225 231 209 159 182 198 209 220 212 196 186 193

MEDIA ANUALĂ = 202cm

Tab.1.5. Variaţiile zilnice ale nivelului hidrostatic, la forajul F6, din cadrul Postului

hidrogeologic Ciurea, bazinul râului Tinoasa-Ciurea

În a doua jumatate a anului se observă aceeaşi ciclicitate, cu primele 3 luni

(iulie, august şi septembrie) având valori ale nivelului hidrostatic mai mari decât


37

media anuală, iar ultimele 3 luni (octombrie, noiembrie şi decembrie), cu valori mai

mici, însă fără a depăşi valorile din lunile aprilie-iunie.

Variaţia nivelului hidrostatic la acest foraj se află în strânsă corelaţie cu variaţia

condiţiilor climatice şi în special cu variaţia în timp a precipitaţiilor atmosferice.

La forajul F6, din cadrul Postului hidrogeologic Ciurea, unde s-au analizat

variaţiile zilnice şi lunare ale nivelului hidrostatic, pânza freatică a prezentat un nivel

hidrostatic mediu anual dezvoltat la 202cm adâncime.

În perioada ianuarie-martie alimentarea pânzelor de apă freatice din bazinul

hidrografic Tinoasa-Ciurea este foarte redusă, datorită temperaturilor scăzute ale aerului

şi stocării precipitaţiilor atmosferice sub formă de strat de zăpadă şi gheaţă. În această

perioadă se înregistrează şi cea mai mare adâncime a nivelului hidrostatic (nivel

hidrostatic minim anual), care, de obicei, pentru zona bazinului hidrografic Tinoasa-

Ciurea se înregistrează spre sfârşitul lunii februarie. La forajul F6 nivelul hidrostatic

minim anual, pentru anul 1976, are valoarea de 234cm şi s-a înregistrat în perioada 23-

29 februarie.

În perioada aprilie-iunie alimentarea pânzelor de apă este foarte bogată sub

efectul topirii stratului de zăpadă datorită creşterii temperaturii aerului cumulat şi cu

căderea unor cantităţi însemnate de precipitaţii. În această perioadă se înregistrează cea

mai mică adâncime a nivelului hidrostatic (nivel hidrostatic maxim anual), care pentru

anul 1976 s-a produs în ziua de 21 aprilie şi a avut valoarea de 147cm.

A doua jumătate a anului debutează cu o perioadă în care valorile zilnice ale

nivelului hidrostatic sunt mai mari decât valoarea medie anuală datorită slabei alimentări

a pânzei freatice cu apă provenită din precipitaţii.

În ultimele 3 luni ale anului valorile adâncimii nivelului hidrostatic se menţin

deasupra nivelului mediu anual, sub impulsul unor cantităţi de precipitaţii mai

abundente cantitativ decât în perioada iulie-septembrie, şi sub efectul reducerii valorilor

evapotranspiraţiei datorită scăderii temperaturii aerului, ceea ce influenţează în mod

pozitiv nivelul hidrostatic, grosimea stratului acvifer crescând mult faţă de perioada

precedentă.

Amplitudinea de variaţie a nivelului hidrostatic zilnic în decursul anului 1976 la

forajul F6 din cadrul Postului hidrogeologic Ciurea, calculată ca diferenţă dintre nivelul

hidrostatic maxim anual şi nivelul hidrostatic minim anual este de 87 cm.

Forma hidrografului scurgerii subterane sau repartiţia scurgerii în timp a

hidrografului nivelurilor hidrostatice medii zilnice pe un întreg an, reflectă influenţa

întregului complex de factori dintr-o regiune plecând de la influenţa factorilor constanţi

(structura litologică a stratelor acvifere), până la influenţa factorilor variabili în timp

reprezentaţi de factorii hidroclimatici (variaţia precipitaţiilor, a temperaturii aerului,

evapotranspiraţiei, variaţia scurgerii de suprafaţă etc) şi de activitatea omului.

Factorii menţionaţi, cu toată variaţia lor mare în anumiţi ani, determină tipul

general de repartiţie a scurgerii subterane sau forma hidrografului în timp, formă care


38

este redată prin graficele de nivel zilnice, care constituie cea mai simplă şi cea mai

importantă formă de analiză a regimului de niveluri. De aceea, în scopul stabilirii

tipurilor de regim se va porni de la construirea şi analiza graficelor de variaţie a

nivelului mediu zilnic (Fig.1.10.) şi a nivelului mediu, minim şi maxim lunar (Fig.1.11.)

În situaţia când forajele sunt amplasate în luncile râurilor şi sunt influenţate de

regimul acestora, aşa cum este şi forajul analizat în cadrul acestei teme se pot separa

faze asemănătoare cu cele întâlnite la scurgerea de suprafaţă.

În general, pe hidrograful nivelurilor hidrostatice fazele corespunzătoare

poziţiilor coborâte reprezintă pierderile prin strat şi corespund curbei de depresiune a

hidrografului. Fazele corespunzătoare nivelurilor ridicate sunt caracterizate prin diferite

forme de valuri care, la rândul lor, depind de următorii factori:

cantitatea rezervelor de zăpadă dintr-o unitate hidrogeologică, adică grosimea

stratului de zăpadă şi densitatea lui;

intensitatea topirii zăpezii;

saturarea cu apă a zonei de aeraţie;

gradul de îngheţare a solului în zonă înaintea topirii zăpezilor;

cantitatea şi intensitatea căderii precipitaţiilor.

Fig.1.10. Variaţiile zilnice ale nivelului hidrostatic la forajul F6, din cadrul Postului

hidrogeologic Ciurea, bazinul râului Tinoasa-Ciurea

Pentru elaborarea unui studiu hidrogeologic în vederea caracterizării generale a

variaţiilor zilnice, lunare şi anuale ale nivelui hidrostatic se urmăresc:


39

NH mediu zilnic – valoarea medie a nivelului hidrostatic înregistrat într-o zi;

NH mediu lunar – valoarea medie a tuturor nivelurilor zilnice înregistrate

într-o lună oarecare dintr-un an;

NH maxim lunar – valoarea celui mai mare nivel zilnic înregistrat într-o lună

oarecare;

NH minim lunar – valoarea celui mai mic nivel minim înregistrat într-o lună

oarecare din an;

NP mediu anual – media tuturor valorilor zilnice efectuate în decursul unui

an;

NP maxim anual - valoarea celui mai mare nivel zilnic înregistrat în decursul

unui an;

NP minim anual – valoarea celui mai mic nivel zilnic înregistrat în timpul

unui an;

h mediu anual – amplitudinea medie de variaţie a nivelurilor zilnice dintr-un

an oarecare (NP mediu maxim anual - NP mediu minim anual);

NP mediu multianual – valoarea medie pe mai mulţi ani a nivelului hidrostatic

mediu anual.

Fig.1.11. Variaţiile medii, maxime şi minime lunare ale nivelului hidrostatic la forajul

F6 din cadrul Postului hidrogeologic Ciurea

Toate valorile referitoare la niveluri vor fi exprimate în cm sau în m, adică în

cote relative faţă de suprafaţa terenului.


40

Analiza hidrografului nivelurilor hidrostatice zilnice de la posturile

hidrogeologice se va referi la: delimitarea în timp a perioadelor de apariţie şi dispariţie a

diferitelor faze ale scurgerii care se realizează în funcţie de nivelul mediu anual şi la

determinarea duratei de menţinere a diferitelor faze ale scurgerii.

Această analiză prezintă importanţă practică mai ales în gospodărirea apelor

subterane şi sub aspect hidroameliorativ.

Tema 5: Analiza caracteristicilor hidrogeochimice a apelor subterane

Studierea compoziţiei chimice a apelor subterane, atât în timp, cât şi în spaţiu, în

vederea cunoaşterii regimului acestora, reprezintă una dintre problemele de bază ale

reţelei de staţii hidrogeologice.

Principalele aspecte care sunt urmărite în studiul caracteristicilor

hidrogeochimice pentru apele subterane sunt:

- evaluarea calităţii apelor subterane în vederea utilizării lor în alimentarea cu

apă a populaţiei, agricultură (irigaţii şi creşterea animalelor) şi industrie;

- determinarea influenţei pe care o are compoziţia chimică a apelor subterane

asupra unor parametri fizico-chimici ai solurilor;

- stabilirea legilor de modificare a calităţii apelor subterane în timp şi spaţiu;

- realizarea unor prognoze de modificare a compoziţiei apelor subterane sub

influenţa condiţiilor climatice, litologice şi antropice (în special în urma acţiunilor de

poluare).

Principalii parametri care caracterizează analiza hidrogeochimică a apelor

subterane se referă la:

- gradul de mineralizare, dat de prezenţa anionilor ( 3HCO -ionul hidrocarbonat,

2

4SO -ionul sulfat, Cl --ionul de clor), şi cationilor (Ca

2+, Mg

2+, Na

++K

+);

- concentraţia ionilor de hidrogen (pH-ul)

- reziduul fix;

- gradul de duritate, totală sau temporară,

- prezenţa substanţelor organice.

Tabelul 1.6. prezintă valorile parametrilor hidrogeochimici principali analizaţi

în cadrul etapei de teren din anul 2000, la cele 10 foraje din bazinul hidrografic Tinoasa-

Ciurea.

Pentru a putea fi utilizate în reprezentări grafice, rezultatele analizelor chimice

ale probelor de apă trebuie transformate sub formă de miliechivalenţi. Numărul de

miliechivalenţi se obţine prin împărţirea cantităţii ionului analizat, în mg/l, la greutatea

moleculară a substanţei.


41

Pentru fiecare analiză suma anionilor este egală cu suma cationilor deoarece

această sumă este luată 100%, rezultă că: ka =50%. În general se poate considera

că ka = 100%, şi în acestă situaţie se calculează conţinutul fiecărui anion şi cation

în procente echivalente după formulele:

X=a

a*100 (%) ; X=

k

k*100 (%) (1.4)

unde: X - cationul sau anionul pentru care se determină procentul de miliechivalenţi din

totalul conţinutului de anioni sau cationi;

a – anionul pentru care se determină conţinutul din totalul anionilor, în me/l;

k – cationul pentru care se determină conţinutul din totalul cationilor, în me/l;

a - conţinutul de anioni, în me/l;

k - conţinutul de cationi, în me/l.

Nr.

crt.

Nr.

foraj

pH Duritate

(ºG) Rezid.

fix

(mg/l)

Subst.

org.

(mg/l)

Cationi (mg/l) Anioni (mg/l)

Totală ºC Na+K Mg Ca Cl SO4 HCO3

1 F1 7,4 16,8 - 640 3,6 112 37 39 39 77 249

2 F2 8,0 17,4 8,9 1810 9,1 187 9 85 85 85 285

3 F3 7,2 20,5 - 600 4,0 65 28 96 96 102 312

4 F4 7,5 22,3 - 710 4,5 86 48 40 40 65 235

5 F5 8,0 14,5 - 350 26,0 46 32 80 80 128 213

6 F6 7,9 31,6 - 970 8,2 102 59 27 27 81 266

7 F7 7,6 13,4 5,8 1010 10,4 113 16 96 96 108 193

8 F8 7,8 12,9 4,8 940 4,6 58 56 43 43 115 225

9 F9 7,2 22,5 - 270 7,5 32 40 92 92 95 272

10 F10 7,5 19,6 - 185 12,9 52 36 80 80 125 246

Tab.1.6. Caracteristicile hidrochimice ale probelor de apă prelevate din forajele

bazinului hidrografic Tinoasa-Ciurea

Menţionăm că probele de apă au fost prelevate în data de 19 iulie 2000

Tabelul 1.7 prezintă rezultatele analizelor chimice în miliechivalenţi şi procente

echivalente.

Pentru a putea compara compoziţia chimică a probelor de apă prelevate din cele

10 foraje s-a ales ca mod de reprezentare grafică diagramele de tip Stiff şi diagramele

triunghiulare (sau ternare).


42

Nr.

fora

j

CATIONI (me/l şi %me) ANIONI (me/l şi %me) ka

Na++K

+ Mg

2+ Ca

2+ Cl

- SO4

2- HCO3

-

me/l %me me/l %me me/l %me me/l %me me/l %me me/l %me me/l

F1 1,8 13,1 3,0 22,4 1,95 14,2 1,1 8,1 1,6 11,7 4,1 30,2 13,70

F2 3,0 17,7 0,7 4,4 4,25 25,0 2,4 14,3 1,7 10,4 4,7 27,9 16,96

F3 1,0 5,7 2,3 12,7 4,8 26,3 2,7 15,0 2,1 11,6 5,2 28,4 18,24

F4 1,3 10,0 4 28,9 2 14,4 1,1 8,2 1,3 9,8 3,9 28,3 13,80

F5 0,7 4,6 2,6 16,7 4 25,1 2,2 14,3 2,6 16,7 3,5 22,3 15,91

F6 1,6 11,1 4,9 33,2 1,35 9,1 0,7 5,2 1,6 11,3 4,4 29,9 14,80

F7 1,8 11,2 1,3 8,2 4,8 29,6 2,7 16,9 2,2 13,9 3,2 19,8 16,16

F8 0,9 6,1 4,6 30,8 2,15 14,2 1,2 8,1 2,3 15,8 3,7 24,7 15,12

F9 0,5 2,9 3,3 18,9 4,6 26,1 2,6 14,2 1,9 11,2 4,5 25,7 17,59

F10 0,8 4,9 3 17,8 4 23,7 2,2 13,5 2,6 15,4 4,1 24,3 16,82

Tab.1.7. Procentul în miliechivalenţi a principalilor cationi şi anioni identificaţi în

probele de apă din forajele bazinului hidrografic Tinoasa-Ciurea

Diagramele Stiff se compun din trei drepte paralele echidistante, intersectate de

o a patra, considerată origine (Fig.1.12.). Pe segmentele de la stânga dreptei de origine

se reprezintă cationii, iar pe cele de la dreapta originii se reprezintă anionii.

Deasupra graficului se figurează scara în miliechivalenţi sau procente-

echivalenţi care are valoarea, în cazul de faţă de 1cm=10%me. Acest tip de reprezentare

grafică permite evidenţiere compoziţiei chimice a unei succesiuni de orizonturi de ape

subterane sau de probe prelevate din acelaşi bazin hidrografic.

Din analiza acestor diagrame se observă că la nivelul cationilor există o mare

variaţie a compoziţiei chimice, faţă de anioni, variaţie determinată, în special, de

influenţa structurii geologice asupra chimismului apelor subterane.

Diagramele ternare (Piper) sunt realizate din două triunghiuri echilaterale: unul

pentru anioni, altul pentru cationi. Laturile triunghiurilor sunt divizate în 50 sau 100 de

părţi (procent-echivalent). Fiecare triunghi este împărţit în raport cu valoarea

concentraţiei anionilor şi cationilor în grupe hidrochimice (Fig.1.13.). În funcţie de

concentraţia anionilor şi cationilor, forajele sunt distribuite în aceste tipuri de grafice

(Fig.1.14.).

În funcţie de poziţia fiecărui foraj în cadrul diagramelor, din punct de vedere

hidrochimic, în cadrul bazinului hidrografic Tinoasa-Ciurea, se deosebesc:

- majoritatea forajelor, din punct de vedere al compoziţiei anionilor se înscriu în

tipul hidrochimic sulfato-carbonato-cloruric sau sulfato-cloruric F1, F6, F8;

- un singur foraj se înscrie în tipul hidrochimic sulfatic F4;


43

- din punct de vedere al compoziţiei cationilor, forajele din acest bazin

hidrografic se înscriu în tipurile hidrochimice: magnezo-natric (F3, F5, F9, F10),

magnezo-calcic (F2, F7) sau natro-magnezo-calcic (F6, F1).

Fig.1.12. Diagrama Stiff pentru forajele din bazinul hidrografic Tinoasa-Ciurea


44

Fig.1.13. Diagrame ternare pentru principalii anioni şi cationi

Fig.1.14. Poziţionarea forajelor din cadrul bazinului Tinoasa-Ciurea în cadrul

diagramelor ternare

9

Capitolul III: Potamologia – aplicaţii practice

III.1. Bazinul şi reţeaua hidrografică – elemente morfometrice

Râul, formă a scurgerii superficiale organizate, permanentă sau temporară, care

îşi păstrează traseul pe întreaga lungime, reprezintă elementul de bază în studiul apelor

curgătoare.

Bazinul hidrografic este arealul de pe cuprinsul căruia, un râu, sau o arteră

hidrografică principală, îşi adună apele. Bazinul hidrografic poate fi individualizat şi

caracterizat printr-o serie de parametri morfohidrometrici bine precizaţi.

Studiul unui bazin hidrografic, împreună cu întreaga sa reţea hidrografică (râuri,

lacuri, bălţi, mlaştini), se realizează cu ajutorul hărţilor topografice, iar după stabilirea

elementelor caracteristice (izvoare, mlaştini, gheţari, păduri, pâraie, torenţi, grinduri,

ostroave, alunecări de teren etc), acestea se confruntă cu situaţia existentă pe teren.

Cunoaşterea elementelor morfometrice şi hidrologice ale bazinelor hidrografice

şi ale reţelelor de râuri aferente, reprezintă o importanţă deosebită pentru analiza

regimului hidrologic al unui râu, prognozarea evoluţiei regimului acestuia, evaluarea

modalităţilor de utilizare a resurselor de apă în vederea utilizării acestora în economia

locală sau regională, sau pentru identificarea posibilităţilor de prevenire sau atenuare a

viiturilor şi inundaţiilor.

Pentru o mai bună înţelegere a metodelor şi a mijloacelor de analiză a

elementelor morfometrice ale bazinelor şi reţelelor hidrografice s-a luat ca exemplu

bazinul hidrografic al râului Nicolina, situat în partea sudică a Câmpiei Moldovei, la

contactul acesteia cu zona de podiş, mai înaltă cu 250-300m, aparţinând Podişului

Bârladului.

Analiza elementelor morfometrice ale bazinului hidrografic şi reţelei de râuri a

plecat de la studierea hărţilor topografice la scara 1:25000, ediţia 1985, proiecţie

topografică cilindrică transversală Gauss-Kruger. Hărţile topografice au fost prelucrate

prin intermediul calculatorului şi cu ajutorul programelor speciale care implică utilizarea

Sistemelor Informaţionale Geografice (SIG), obţinându-se modelul numeric al

bazinului, pe baza căruia s-au determinat elementele morfometrice ale bazinului şi

reţelei hidrografice pentru râul Nicolina. Hărţile topografice ale acestui bazin au fost

corelate cu o serie de aerofotograme realizate, între anii 1970-1980 şi cu cercetari de

teren, obţinându-se astfel o imagine cât mai reală, la zi, asupra bazinului hidrografic

analizat.

Bazinul hidrografic al râului Nicolina (Fig.2.1.), delimitat pe baza hărţilor

topografice, are o suprafaţă de peste 237 km2, şi o lungime, între punctele extreme ale

bazinului de 22,2 km. Altitudinea maximă se găseşte în partea sudică (403,4m), pentru

ca altitudinea minimă să se regăsească în zona de confluenţă a Nicolinei


46

Fig.2.1.Caracteristicile morfometrice ale bazinului hidrografic Nicolina

cu râul Bahlui (38m). Principalii afluenţi sunt concentraţi pe partea stângă a bazinului:

P.Sec, P.Valea Adâncă, P.Ezăreni (cu afluentul acestuia P.Cornetu), P.Valea Locei (cu


47

afluenţii acestuia: P.Ciurbeşti şi P.Frumoasa), P.Tinoasa-Ciurea, P.Valea Carelor,

P.Valea Ţiganului şi P.Bolohani. Pe partea dreaptă a bazinului se dezvoltă un singur

afluent mai important: P.Ciurea.

Principalele elemente morfometrice ale râurilor din bazinul hidrografic Nicolina

sunt redate în Tabelul.2.1.

Nr.

crt.

Cursul de apă Lungimea

(km)

Suprafaţa

(km2)

Suprafaţa

partea dreaptă

(km2)

Suprafaţa

partea stângă

(km2)

1 Nicolina 24,3 237,19 30,15 205,66

A.Malul drept

1 P.Ciurea 3,6 4,09 2,70 1,39

B.Malul stâng

1 P.Sec 2,5 2,03 1,18 0,85

2 P.Valea Adâncă 5,42 4,8 1,98 2,82

3 P. Ezăreni 7,4 40,64 8,56 32,08

4 P.Valea Locei 12,7 116,91 40,68 76,23

5 P.Valea Carelor 3,1 2,04 0,69 1,35

6 P.Tinoasa-Ciurea 5,7 10,15 3,87 6,28

7 P.Valea Ţiganului 4,4 4,58 2,72 1,86

8 P.Bolohani 2,8 2,79 1,49 1,30

Tab.2.1. Elementele morfometrice ale râului Nicolina şi afluenţii acestuia

Plecând de la harta bazinului hidrografic al râului Nicolina şi de la principalele

elemente morfometrice ale acestui bazin, se propune efectuarea unor teme specifice

legate de elementele morfometrice ale bazinelor şi reţelelor hidrografice.

III.1.1. Elementele morfometrice ale bazinelor hidrografice

Tema 6: Trasarea cumpenei de ape

Suprafaţa unui bazin hidrografic este delimitată, faţă de bazinele hidrografice

învecinate, printr-o linie de separaţie, denumită cumpănă de ape.

Cumpăna de ape este linia care separă bazinele hidrografice vecine, unind

punctele cu cele mai ridicate altitudini dintre ele, şi de la care panta şi direcţia de

scurgere a apei, la suprafaţă, se dirijează în direcţii opuse. În plan, cumpăna de ape

reprezintă perimetrul bazinului hidrografic, element morfohidrometric foarte important

utilizat în determinarea coeficientului de formă sau pantei unui bazin hidrografic.


48

Trasarea cumpenei de ape se realizează cu ajutorul hărţilor topografice la

diferite scări (1: 25000, 1:50000, 1:100000, 1:200000 etc., în funcţie de gradul de

precizie la care se doreşte să se ajungă), la care se adaugă şi observaţiile efectuate în

etapa de teren şi informaţiile provenite din studiul aerofogramelor.

Trasarea cumpenei de ape urmăreşte configuraţia curbelor de nivel, distribuţia

reţelei hidrografice şi punctele cu cea mai mare altitudine. Ea nu constituie o dificultate

în regiunile cu energie mare de relief, spre deosebire de regiunile de câmpie unde este

mai greu de identificat datorită reliefului plan.

Delimitarea bazinului hidrografic Nicolina (Fig.2.2.) s-a realizat cu ajutorul

hărţii topografice, începând de la gura de vărsare a râului, aflată la o altitudine de 38m.

Din acest punct se începe trasarea cumpenei de ape, cu o linie întreruptă, îngroşată şi

sinuoasă, care în mersul său intersectează punctele cu cea mai mare altitudine şi taie

perpendicular curbele de nivel. Astfel, cumpăna de ape trece prin cotele cele mai înalte,

mai întâi de pe partea stângă (în direcţia de curgere a râului): D.Galata, D.Dîrjeni,

D.Chihluiu, D.Voineşti, D.Custurii, sub forma unei linii sinuoase, delimitând bazinul

hidrografic analizat de bazinele hidrografice învecinate, până ce atinge punctul cu cota

cea mai înaltă din întreg bazinul hidrografic, 403,4m. Trasarea cumpenei de ape pentru

partea dreaptă începe de la punctul cu cota cea mai înaltă, trecând de asemenea prin

punctele cele mai înalte, de pe partea dreaptă a bazinului: D.Rusului, D.Vama Veche,

D.Ciurea, D.La Cetăţuie, până se ajunge la gura de vărsare.

Cumpăna de ape de suprafaţă delimitează arealul de pe care o arteră

hidrografică principală îşi adună apele prin scurgere superficială, poziţia sa fiind

influenţată de o serie de factori cum ar fi: nivelul de bază al râului principal, tectonica

regiunii, litologia bazinului, condiţiile climatice etc. În afara aceasteia, un bazin

hidrografic mai are şi o cumpănă de ape subterană, care nu întotdeauna coincide cu cea

superficială.

Pe baza aceleiaşi metode se trasează cumpenele de apă ale afluenţilor secundari,

cu linii întrerupte, subţiri, ce urmăresc inflexiunile negative ale curbelor de nivel, în

sensul scurgerii apei acestor afluenţi.

În cazul în care harta topografică nu are curbe de nivel, ci numai haşuri sau

tente, cumpăna de ape se va trasa urmărind haşurile şi tentele cele mai închise, întrucât

indică înălţimile cele mai mari. În zonele mlăştinoase trasarea cumpenei de ape se va

face ţinând cont de cotele care se găsesc în apropierea acelor zone şi de configuraţia

văilor principale şi secundare.

Cumpăna de ape este un element dinamic, care, în decursul evoluţiei geografice

a unui bazin hidrografic se poate modifica datorită eroziunii regresive şi captărilor între

bazine hidrografice învecinate.


49

Fig.2.2. Cumpăna principală şi secundară de apă pentru Bazinul hidrografic Nicolina


50

Tema 7: Perimetrul bazinului hidrografic, panta medie a perimetrului,

înălţimea medie şi coeficientul de sinuozitate a cumpenei de ape

Perimetrul bazinului hidrografic (P) reprezintă lungimea proiecţiei în plan a

cumpenei de ape (se măsoară în km). Pentru a determina lungimea perimetrului unui

bazin hidrografic, se pot utiliza: compasul distanţier, curbimetrul sau metoda benzii de

hârtie.

Măsurarea lungimii perimetrului cu ajutorul compasului distanţier cu deschidere

constantă (2-3 mm) se face suprapunând compasul peste linia ce semnifică cumpăna de

ape. Acest compas se roteşte, sprijinindu-l când pe un vârf, când pe un altul, până se

parcurge întreaga distanţă. Lungimea perimetrului rezultă din însumarea numărului

deschiderilor şi înmulţirea acestora cu valoarea deschiderii compasului. Valoarea

lungimii perimetrului obţinută astfel este în mm, valoare pe care o transformăm conform

scării hărţii pe care s-a lucrat, pentru a avea lungimea de pe teren (în km) a distanţei

respective.

Curbimetrul este un instrument de pe care se poate citi direct lungimea în

kilometri a perimetrului. Pentru a putea fi utilizat, curbimetrul este prevăzut cu o codiţă

şi rotiţă, iar citirea diferitelor lungimi măsurate se realizează pe un cadran. Măsurarea

lungimii perimetrului unui bazin hidrografic se face aşezând rotiţa curbimetrului într-un

punct de pe cumpăna de ape, şi se parcurge întreaga lungime a cumpenei respective până

se revine în acelaşi punct. Deplasarea se face astfel încât acul să se rotească conform

mişcării acelor de ceas. Mişcarea rotiţei se transmite unui ac ce se roteşte pe cadranul

curbimetrului, indicând valoarea de pe teren, în km, a distanţei parcurse pe hartă.

Metoda benzii de hârtie dă rezultate aproximative de determinare a distanţelor

pe hărţile topografice. Această metodă constă în suprapunerea unei benzi de hârtie albă,

cu marginile drepte, peste distanţa de măsurat. Cu ajutorul acestei benzi de hârtie se

urmăresc sinuozităţile cumpenei de ape şi se notează, atât pe hartă, cât şi pe banda de

hârtie, cu creionul, orice schimbare de direcţie. Astfel, se transpune pe banda de hârtie,

linia sinuoasă a cumpenei de ape sub forma unei linii drepte pe care o măsurăm cu

ajutorul unei rigle şi o transformăm conform scării hărţii cu care s-a lucrat.

În cazul bazinului hidrografic al râului Nicolina s-a măsurat perimetrul

bazinului utilizând toate cele trei metode. Ţinând cont că măsurarea cu ajutorul

compasului distanţier, dacă se ia distanţa dintre acele compasului de 2 sau 3mm, dă erori

destul de mici, verificate şi prin măsurarea cu ajutorul curbimetrului (diferenţa dintre cle

două măsurători este de 0,5km), se apreciază că valoarea perimetrului acestui bazin

hidrografic este de 68,8km (Tab.2.2.).

Se poate determina şi o pantă medie a perimetrului (Ip), luând în calcul

raportul dintre dublul diferenţei de nivel pentru valoarea cotei celui mai înalt punct şi

gura de vărsare ( H ) şi lungimea în km a cumpenei apelor (P).


51

Ip=P

H2 (‰) (2.1)

Pentru bazinul hidrografic al Nicolinei, panta medie a perimetrului are valoarea

de 10,62‰, iar pentru bazinele secundare oscilează între 9,77‰ (P.Ezăreni) şi 45,66‰

(P.Valea Ţiganului).

Înălţimea medie a cumpenei de ape (Hc) se determină ca fiind media

aritmetică a însumării celor mai mari înălţimi(hv) şi a înşeuărilor(hs).

Hc=2

sv hh (m) (2.2.)

Se mai poate determina şi o înălţime medie a cumpenei de ape de pe malul drept

al râului sau înălţimea medie a cumpenei de ape de pe malul stâng, utilizând aceiaşi

formulă de calcul.

Pe baza hărţii bazinului hidrografic Nicolina şi a cotelor altimetrice se poate

calcula înălţimea cumpenei de ape de pe malul drept ( H Cdr) şi a cumpenei de ape de pe

malul stâng ( H Cst). Prin însumarea lor se poate determina înalţimea medie a întregii

cumpene de ape (HCmed):

H Cdr=6

1381,1737,1913,3533009,399=

6

1556=259,3 m

H Cst=11

6,1854,1562,1522,1515,2427,3615,3453,3679,2544,4031,378

=11

8,2998= 272,6 m

HCmed=17

CstCdr HH=

17

8,29981556=267,9 m (2.3)

Coeficientul de sinuozitate a cumpenei de ape (KS) se determină ca fiind

raportul dintre perimetrul cumpenei de apă (P) şi lungimea circumferinţei cercului (Lc),

exprimat în km, a cărui suprafaţă este egală cu cea a bazinului hidrografic:

Ks= CL

P (2.4)


52

Valorile acestui coeficient variază între 1,16 pentru bazinul P. Ezăreni şi 1,63

pentru bazinul P.Valea Ţiganului

Nr.

crt.


cumpenei de

ape P (km)

Panta medie a

perimetrului

(%)

Coeficientul de

sinuozitate a

cumpenei de ape (Ks)

1 Nicolina 68,8 10,62 1,26

A. Malul drept

1 P.Ciurea 9,0 10,41 1,25

B.Malul stâng

1 P.Sec 7,5 38,0 1,48

2 P.Valea Adâncă 12,3 21,3 1,58

3 P. Ezăreni 26,2 9,77 1,16

4 P.Valea Locei 49,9 13,44 1,30

5 P.Valea Carelor 7,4 16,75 1,46

6 P.Tinoasa-Ciurea 15,3 38,17 1,36

7 P.Valea Ţiganului 12,4 45,66 1,63

8 P.Bolohani 9,1 21,56 1,54

Tab.2.2. Perimetrul, panta medie a perimetrului şi coeficientul de sinuozitate a cumpenei

de ape, pentru bazinele hidrografice aferente bazinului Nicolina

Tema 8: Metode de măsurare a suprafeţei bazinului hidrografic

Suprafaţa unui bazin hidrografic (Sb) reprezintă arealul de pe care o arteră

hidrografică îşi adună apele (se exprimă în km2 sau în ha). Acest areal este delimitat de

cumpăna de ape şi are o importanţă deosebită deoarece mărimea suprafeţei bazinului se

reflectă direct în producerea fenomenelor hidrologice şi în evoluţia lor.

Determinarea suprafeţei unui bazin hidrografic se poate face prin mai multe

metode: metode grafice, mecanice, electronice sau analitice

Metodele grafice sunt: metoda figurilor geometrice şi metoda pătratelor module.

Metoda figurilor geometrice constă în descompunerea în figuri geometrice

simple a suprafeţei unui bazin hidrografic, pentru ca, mai apoi, să se determine suma

suprafeţelor acestor figuri. Suprafaţa bazinului se poate descompune în figuri

geometrice simple de tipul: triunghiurilor, pătratelor, dreptunghiurilor, trapezelor etc., a

căror formule de calcul a suprafeţei sunt bine cunoscute (Fig.2.3.).

Metoda pătratelor module (paletei sau metoda caroiajului) constă în acoperirea

suprafeţei bazinului hidrografic cu o reţea de pătrate cu latura constantă de 0,5 sau 1 cm.

Se numerotează pătratele întregi şi se însumează, după care se determină şi fracţiile de


53

pătrat ce apar la marginile suprafeţei bazinului şi se adaugă la suma pătratelor întregi.

Suprafaţa astfel obţinută este exprimată în cm2, care se transformă ţinând cont de scara

hărţii, în km2. Pentru bazinul hidrografic Nicolina s-au delimitat 219 de pătrate întregi,

fiecare având suprafaţa de 1cm2, la scara hărţii de 1:25000 (Fig.2.4.)

La numărul pătratelor întregi se adaugă şi fracţiile de pătrat ce apar la marginile

bazinului, în număr de 18, şi se obţine suprafaţa întregului bazin de 237,19km2. La fel se

procedează şi în cazul bazinelor secundare.

Metoda mecanică utilizează, ca principal mijloc de măsurare a suprafeţei unui

bazin hidrografic, planimetrul. Planimetrele pot fi de mai multe tipuri: polare, cu disc

sau digitale. Această metodă poate fi utilizată pentru verificarea celorlalte metode, cât şi

pentru a determina suprafeţele bazinelor hidrografice ce prezintă contururi foarte

sinuoase.

Metodele electronice se folosesc tot mai frecvent datorită uşurinţei de măsurare

a suprafeţei bazinelor, în cazul în care se dispune de hardul şi de softul corespunzător.

După ce se realizează modelul numeric al bazinului hidrografic Nicolina, cu ajutorul

calculatorului se determină foarte uşor, atât suprafaţa bazinului hidrografic principal, cât

şi suprafaţa bazinelor hidrografice secundare şi a celor interbazinale.

Metodele analitice utilizează coordonatele rectangulare ale punctelor extreme

ale bazinului hidrografic, şi pe baza unor formule matematice specifice care fac apel şi

la formule trigonometrice se determină suprafaţa unui bazin hidorgrafic. Metoda implică

o precizie foarte mare în determinarea coordonatelor punctelor extreme şi se aplică

destul de rar.

Tema 9: Graficul circular cu repartiţia suprafeţelor bazinale şi interbazinale

Graficul circular cu repartiţia suprafeţelor bazinale şi interbazinale (Fig.2.5.)

are rolul de a arăta cum sunt dispuse suprafeţele unui bazin hidrografic şi suprafeţele

interbazinale în raport cu cei doi versanţi ai bazinului.

Pentru întocmirea acestui grafic este necesară determinarea suprafeţelor

bazinale şi interbazinale, de pe ambii versanţi ai unui bazin hidrografic, care vor fi

înscrise într-un tabel (Tab.2.3.).

Pentru fiecare dintre aceste suprafeţe se va determina:

- valoarea lor procentuală, conform relaţiei:

f%=b

s

S

f 100* (2.5)


54

Fig.2.3. Bazinul hidrografic Nicolina:

metoda determinării suprafeţelor cu ajutorul figurilor geometrice


55

Fig.2.4. Bazinul hidrografic Nicolina:

metoda determinării suprafeţelor cu ajutorul pătratelor module


56

Fig.2.5. Suprafeţe bazinale şi interbazinale în bazinul hidrografic Nicolina


57

Nr.

crt.

Cursul de apă Suprafaţa

Sb(km2)

(%) (º)

1 Nicolina 237,19 100 360

A.Malul drept

1 Suprafaţa interbazinală 1 6,08 2,57 9,25

2 P.Ciurea 4,09 1,72 6,20


4 Bazinul Superior Nicolina

(partea dreaptă)

15,85

6,68 24,05

TOTAL 30,29 12,77 45,97

B.Malul stâng

1 Bazinul Superior Nicolina

(partea stângă)

6,95

2,93 10,54


3 P.Bolohani 2,79 1,17 4,23








11 P.Valea Locei 116,91 49,28 177,44


13 P. Ezăreni 40,64 17,13 61,68


15 P.Valea Adâncă 4,8 2,02 7,28


17 P.Sec 2,03 0,85 3,08


TOTAL 206,9 87,22 314,02

Tab.2.3. Repartiţia suprafeţelor bazinale şi interbazinale în bazinul hidrografic Nicolina


58

unde: fs - suprafaţa bazinului hidrografic secundar;

Sb – suprafaţa bazinului hidrografic principal;

- valoarea lor în grade conform relaţiei:

S0

b =

b

s

S

f 0360* (2.6)

Aplicând formulele de calcul enumerate anterior se obţin următoarele valori pentru

pârâul Valea Adâncă:

f%=19,237

100*8,4=2,02% şi S

0

b =100

360*02,2=

100

2,727=7,27

o

Fig.2.6. Graficul circular cu repartiţia suprafeţelor bazinale şi interbazinale în cadrul

bazinului hidrografic Nicolina


59

După stabilirea datelor procentuale şi în grade a suprafeţelor bazinale şi

interbazinale se trece la construirea graficului circular prin conturarea, mai întâi, a unui

cerc, cu o rază arbitrară, a cărui suprafaţă o considerăm egală cu suprafaţa bazinului

hidrografic. Suprafaţa cercului se împarte în două sectoare care reprezintă, în grade, aria

versantului drept şi a celui stâng. Suprafaţa care îi revine versantului drept al bazinului

hidrografic, la rândul său, se divide într-un număr de sectoare, în grade şi procente, care

reprezintă suprafaţa însumată a bazinelor secundare şi a suprafeţelor interbazinale.

Pentru fiecare sector astfel divizat, pentru partea dreaptă a bazinului hidrografic, se

înscrie suprafaţa calculată şi valoarea ei procentuală. În acelaşi mod se procedează şi

pentru partea stângă a bazinului (Fig.2.6).

Graficul circular oferă posibilitatea unei aprecieri globale, comparative, asupra

arealelor bazinale şi interbazinale şi totodată, se distinge rolul care îl are structura unui

bazin hidrografic în evoluţia proceselor de scurgere a apelor în diferite perioade ale

anului.

Tema 10: Lungimea şi lăţimea bazinului hidrografic

Lungimea (L) unui bazin hidrografic este un element morfohidrografic

important pentru a caracteriza dimensiunea bazinelor. Lungimea reprezintă distanţa, în

km, dintre punctul de vărsare sau confluenţă şi un punct pe cumpăna de ape, pe direcţia

izvorului cursului principal.

În ceea ce priveşte definirea lungimii maxime (Lmax) a unui râu, în literatura de

specialitate există mai multe opinii:

R.E.Horton (1932) considera lungimea unui bazin hidrografic ca fiind distanţa

de la gura de vărsare la un punct de pe cumpăna de ape, situat pe direcţia izvorului

principal;

S.A.Schumm (1956) considera lungimea maximă, linia paralelă cu linia

principală de drenaj a unui bazin hidrografic;

S.C.Maxwell (1960) definea lungimea maximă ca fiind lungimea proiecţiei

orizontale a liniei drepte care porneşte de la gura bazinului, la cumpăna de ape, prin

izvorul râului;

B.A.Apollov (1963) considera că lungimea maximă a unui bazin hidrografic

cu formă regulată este reprezentată prin linia dreaptă ce uneşte punctul de la vărsare cu

punctul cel mai îndepărtat de pe cumpăna de ape;

T.Morariu, I. Pişotă şi I. Buta (1962) definesc lungimea unui bazin hidrografic

ca fiind distanţa de la gura de vărsare până la punctul cel mai îndepărtat al bazinului

situat pe linia cursului principal.

În legătură cu lungimea, se utilizează două noţiuni:

- lungimea maximă (Lmax) este distanţa dintre izvor şi vărsare, măsurată paralel

cu linia principală de drenaj;


60

- lungimea medie (Lm) este raportul dintre suprafaţa bazinului hidrografic (Sb) şi

lăţimea acestuia (l):

Lm= l

Sb l (km) (2.7)

Lungimea unui bazin hidrografic poate fi măsurată după mai multe metode:

metoda medianei, metoda analitică sau cu ajutorul curbimetrului şi benzii de hârtie

(metode care au fost descrise la determinarea perimetrului bazinului hidrografic, vezi

Tema 7).

- metoda medianei se foloseşte în cazul în care bazinul hidrografic are o formă

neregulată. B.A.Apollov, în 1963, propune folosirea medianei, pentru a cărei estimare

este necesară o paletă de celuloid cu cercuri concentrice şi un orificiu central. Paleta se

deplasează de la vărsare spre izvor, căutând, de fiecare dată, cercul care apreciază cel

mai bine lăţimea bazinului, marcând punctul central astfel încât, în final, să rezulte o

mulţime de puncte care unite vor da lungimea medianei suprafeţei bazinului.

- metoda analitică. În 1978, I. Zăvoianu, propune determinarea lungimii medii

(L) şi a lăţimii medii (l) pornind de la două elemente de bază: suprafaţa bazinului (Sb) şi

lungimea perimetrului acestuia (P). Asimilând forma bazinului cu un patrulater, cele

două laturi sunt considerate ca fiind rădăcinile unei ecuaţii de gradul doi, în care din

produsul rădăcinilor rezultă suprafaţa bazinului (Sb= L*l), iar din suma acestora rezultă

semiperimetrul (P/2=L+l).

Nr.

crt.


maximă

(km)

Lăţimea

maximă

(km)

Suprafaţa

(km2)

Lăţimea

medie (km)

1 Nicolina 23,4 18,9 237,19 10,1

A. Malul drept

1 P.Ciurea 3,4 2.5 4,09 1,2

B.Malul stâng

1 P.Sec 3,5 0,9 2,03 0,6

2 P.Valea Adâncă 5,7 1,1 4,8 1,1

3 P. Ezăreni 8,7 8,1 40,64 4,6

4 P.Valea Locei 13,1 16,5 116,91 8,9

5 P.Valea Carelor 3,6 0,9 2,04 0,5

6 P.Tinoasa-Ciurea 5,9 3,2 10,15 1,7


8 P.Bolohani 4,0 1 2,79 0,6

Tab.2.4. Lungimea şi lăţimea bazinelor hidrografice aferente bazinului Nicolina


61

În acest caz cele două dimensiuni se obţin din ecuaţia:

L,l= {(P/2) [ 2/]}4)2/( 2

bSP (2.8)

Formula permite ca pe lângă determinarea celor două mărimi să se aprecieze şi

forma bazinului în funcţie de valoarea de sub radical. Astfel dacă numărătorul este mai

mare ca zero, bazinul are o formă alungită, dacă este egal cu zero, forma bazinului este

echivalentă cu a unui pătrat şi dacă este mai mic decât zero se apropie de forma

circulară, rar întâlnită în condiţii naturale (Zăvoianu, 1999)

Lăţimea (l) unui bazin hidrografic reprezintă linia dreaptă, dintre două puncte,

cele mai îndepărtate din cadrul bazinului, care cade aproximativ perpendicular pe

lungimea bazinului. Această dreaptă, trasată între punctele extreme ale bazinului se

numeşte lăţimea maximă (lmax).

Se mai poate calcula şi o lăţime medie (lmed) ca raport între suprafaţa bazinului

hidrografic (Sb) şi lungimea medie a acestuia (Lm):

l=m

b

L

S (m) (2.9)

Totodată, se poate calcula şi o lăţime medie aferentă părţii stângi şi drepte a

unui bazin hidrografic, faţă de axa principală de drenaj, în cazul în care este calculată

suprafaţa aferentă celor două părţi:

lst=m

st

L

S şi ldr =

m

dr

L

S (2.10)

Ţinând cont că, atât bazinul Nicolinei, cât şi bazinele secundare, prezintă o

formă relativ regulată, s-a determinat lungimea şi lăţimea maximă (Tab.2.4.) pentru

fiecare bazin hidrografic în parte, după metoda propusă de T.Morariu şi colab., în 1962

(Fig 2.6.).

Cunoscând valorile suprafeţelor bazinale, atât pentru partea dreaptă, cât şi

pentru partea stângă s-au calculat şi lăţimile medii corespunzătoare celor două părţi de

bazin (Tab.2.5.).


62

Nr.

crt.


(km)

Supr. partea

dreaptă

(km2)

Supr. partea

stângă

(km2)

Lăţimea

medie

stânga

Lăţimea

medie

dreapta

1 Nicolina 24,3 30,15 205,66 1,24 8,46

A.Malul drept

1 P.Ciurea 3,6 2,70 1,39 0,75 0,38

B.Malul stâng

1 P.Sec 2,5 1,18 0,85 0,47 0,34

2 P.Valea Adâncă 5,42 1,98 2,82 0,36 0,52

3 P. Ezăreni 7,4 8,56 32,08 1,15 4,33

4 P.Valea Locei 12,7 40,68 76,23 3,20 6,0

5 P.Valea Carelor 3,1 0,69 1,35 0,22 0,43

6 P.Tinoasa-Ciurea 5,7 3,87 6,28 0,67 1,10

7 P.Valea Ţiganului 4,4 2,72 1,86 0,61 0,42

8 P.Bolohani 2,8 1,49 1,30 0,53 0,46

Tab.2.5. Lăţimea medie pe partea dreaptă şi stângă a bazinelor hidrografice

Fig.2.6. Lungimea şi lăţimea bazinelor hidrografice


63

Tema 11: Forma bazinului hidrografic. Coeficientul de asimetrie şi

acoperire cu păduri, lacuri şi mlaştini

Forma bazinului hidrografic este un parametru morfohidrometric care depinde

de mai mulţi factori, dintre care cei mai importaţi sunt: substratul litologic, configuraţia

generală a reliefului regiunii în care se află bazinul, stadiul de evoluţie al reliefului,

tectonica regiunii, condiţiile climatice etc.

Forma bazinelor hidrografice poate fi apreciată, atât sub aspect calitativ, cât şi

sub aspect cantitativ. Analiza calitativă are în vedere faptul că sunt bazine care se

dezvoltă mai mult în cursul superior, în cursul mijlociu sau în cel inferior, sau sunt

bazine dezvoltate uniform pe toată lungimea râului, sau cu o îngustare în partea de

mijloc. Din punct de vedere calitativ forma bazinului poate fi apreciată ca fiind alungită,

ovală, în evantai etc.

În funcţie de dispunerea faţă de cursul principal pot fi bazine dezvoltate simetric

sau asimetric.

Analiza cantitativă a formei bazinelor hidrografice este mai importantă pentru

că în legătură cu aceasta se pot analiza o serie de procese hidrologice, precum şi modul

de formare şi transmitere a viiturilor etc. Astfel, este bine cunoscut faptul că în bazinele

hidrografice cu formă circulară, viiturile se formează şi se transmit mai repede decât

într-un bazin hidrografic cu formă alungită. În acelaşi timp, puterea de eroziune şi de

transport a viiturilor formate în bazinele hidrografice de formă circulară este mai mare şi

ca urmare a acestui fapt aceste bazine au o evoluţie mai rapidă în comparaţie cu cele

alungite.

Pentru analiza cantitativă a formei unui bazin hidrografic se folosesc mai multe

formule de calcul, de fiecare dată comparându-se forma bazinului cu o figură geometrică

de referinţă.

Factorul de formă (Ff) propus de R.E.Horton, în 1932, (citat de Zăvoianu, 1978)

reprezintă raportul dintre suprafaţa bazinului hidrografic (Sb) şi pătratul lungimii

maxime a acestuia (L2):

Ff= 2L

Sb (2.11)

Valorile obţinute sunt egale, mai mici sau mai mari decât unitatea. În cazul în

care valorile factorului de formă sunt egale cu 1, bazinele hidrografice au o formă

apropiată de cea a pătratului, iar dacă sunt mai mici, bazinele hidrografice au formă

alungită.

Pentru bazinul hidrografic Nicolina cea mai apropiată valoare de unitate o

prezintă bazinul pârâului Valea Locei (0,68) şi cea mai îndepărtată o deţine bazinul

pârâului Valea Adâncă (0,14). În general, bazinele hidrografice prezintă o formă

alungită conform acestui coeficient de formă (Tab.2.6.).


64

Raportul de circularitate (Rc) propus de V.C.Miller (citat de Gâştescu, 1998),

reprezintă raportul dintre suprafaţa bazinului (Sb) şi suprafaţa cercului de aceeaşi

lungime cu perimetrul bazinului (Sc).

Rc=c

b

S

S (2.12)

Cu cât raportul de circularitate este mai apropiat de unitate, cu atât bazinul se

apropie de forma unui cerc, iar cu cât valorile sunt mai mici cu atât bazinele hidrografice

au o formă alungită.

Bazinul hidrografic al pârâului Ezăreni, cu un raport de circularitate de 0,75, se

apropie cel mai mult de forma de cerc comparativ cu toate bazinele hidrografice

analizate.

Raportul de alungire (Ra), propus în 1965 de S.A. Schunm, reprezintă raportul

dintre diametrul cercului cu aceeaşi suprafaţă cu a bazinului hidrografic (Db) şi lungimea

maximă a bazinului (L):

Ra=L

Db (2.13)

Pentru bazinele cu o formă alungită se înregistrează valori subunitare şi mai

mari în cazul celor circulare.

Conform acestui indice toate bazinele hidrografice din cadrul bazinului

Nicolinei sunt alungite.

Coeficientul de dezvoltare a cumpenei de apă (C) propus în 1957 de A.

Cebotarev reprezintă raportul dintre lungimea cumpenei de apă (P) şi lungimea cercului

de suprafaţă egală cu cea a bazinului (Lc):

C=cL

P (2.14)

Cele mai mari valori ale coeficientului de dezvoltare a cumpenei de apă se

înregistrează la bazinele hidrografice cu suprafeţe mici (P.Bolohani, P.Valea Ţiganului,

P.Valea Carelor,P.Valea Adâncă şi P.Sec) de peste 1,45, iar cele mai mici la bazinele

hidrografice cu suprafeţe mari.

În 1952, T. Morariu, I. Pişotă şi I. Buta (citat de Zăvoianu, 1999) propun pentru

forma bazinului hidrografic ( ) raportul dintre suprafaţa acestuia (Sb) şi a pătratului cu

latura egală cu lungimea bazinului (L):


65

=2L

Sb (2.15)

Ţinând cont de valorile calculate pentru acest indice de formă, cele mai mari

valori se înregistrează la bazinele hidrografice cu suprafaţă mare de dezvoltare iar cele

mai mici pentru bazinele hidrografice de dimensiuni reduse. Toate valorile obţinute

pentru bazinele componente bazinului hidrografic al râului Nicolina sunt subunitare ceea

ce demonstrează că forma lor este alungită.

C.Diaconu şi D.Lăzărescu în 1965 (citaţi de Zăvoianu în 1999) propun pentru

forma bazinului hidrografic diferite rapoarte între lungimea (L), lăţimea (l) şi suprafaţa

(Sb) unui bazin hidrografic:

L

Sbşi

bS

l (2.16)

unde: Sb are semnificaţia laturii pătratului cu aceiaşi suprafaţă cu cea a bazinului.

Rapoartele arată că la valori subunitare bazinul hidrografic este alungit, iar la

valori supraunitare are o formă turtită (Diaconu, Lăzărescu, 1965).

Nr.

crt.

Cursul de apă FF RC Ra C RF

1 Nicolina 0,43 0,62 0,74 1,26 0,43 0,80

A.Malul drept

1 P.Ciurea 0,35 0,63 0,67 1,25 0,35 0,80

B.Malul stâng

1 P.Sec 0,16 0,45 0,45 1,49 0,16 0,57

2 P.Valea Adâncă 0,14 0,39 0,43 1,59 0,14 0,50

3 P. Ezăreni 0,53 0,74 0,80 1,19 0,53 0,94

4 P.Valea Locei 0,68 0,58 0,92 1,30 0,68 0,75

5 P.Valea Carelor 0,15 0,46 0,44 1,47 0,15 0,59

6 P.Tinoasa-Ciurea 0,29 0,54 0,60 1,36 0,29 0,69

7 P.Valea Ţiganului 0,15 0,37 0,44 1,64 0,15 0,47

8 P.Bolohani 0,17 0,42 0,46 1,55 0,17 0,53

Tab.2.6. Coeficienţii de formă ai bazinelor hidrografice


66

Raportul de formă (Rf), coeficient propus de I.Zăvoianu, în 1978, reprezintă

raportul dintre suprafaţa unui bazin hidrografic (Sb) şi cea a pătratului care are acelaşi

perimetru cu al bazinului:

Rf= 2)4/(P

Sb (2.17)

Pârâul Ezăreni, cu o valoare de 0,94, se apropie cel mai mult de forma de cerc,

conform acestui coeficient.

Coeficientul de asimetrie al bazinului hidrografic (a) scoate în evidenţă

repartiţia suprafeţei bazinului faţă de axa de drenaj. Pentru determinarea acestui

coeficient se impune cunoaşterea suprafeţelor existente, atât pe partea stângă a bazinului

hidrografic (Sst) cât şi pe partea dreaptă (Sdr) a cursului principal. Coeficientul de

asimetrie se calculează conform formulei:

a= b

drst

S

SS )(2 (2.18)

Coeficientul de asimetrie variază în mod normal între 0,01 şi 1,99 şi este

influenţat de poziţia râului principal în raport cu cumpana de ape.

Pe baza evaluării acestui coeficient se apreciază resursele de apă existente la

nivelul celor doi versanţi (Tab.2.7.).

Pentru râul Nicolina s-a calculat cel mai mare coeficient de asimetrie (1,47) din

întreg bazinul, coeficient caracteristic râurilor dezvoltate în zone de cuestă, aşa cum este

şi acest râu.

Bazinul pârâului Bolohani, cu un coeficient de asimetrie redus (0,13), arată că

mărimea suprafeţelor celor doi versanţi este aproximativ egală, iar resursele de apă sunt

distribuite aproximativ egal la nivelul celor doi versanţi.

Coeficientul de acoperire cu păduri (Cp), lacuri (Cl) şi mlaştini (Cm) arată

pentru un bazin hidrografic dat, care este gradul de împădurire sau în ce proporţie un

bazin hidrografic este acoperit cu păduri sau mlaştini, lacuri sau alte moduri de

folosinţă. Se poate determina un coeficient de împădurire (Cp), care arată care este

ponderea suprafeţei acoperite cu păduri dintr-un bazin hidrografic dat, în cazul în care

acestea sunt reprezentative.

Pentru coeficientul de împădurire (Cp) se impune a se determina suprafaţa

pădurilor (Sp) şi pe cea a bazinului hidrografic (Sb).

Cp=

b

p

S

S*100 % (2.19)


67

Nr.

ctr.


(km2)

Supr.partea

stângă

(km2)

Supr.partea

dreaptă

(km2)

Coeficientul

de asimetrie

(a)

1 Nicolina 237,19 205,66 30,15 1,47

A.Malul drept

1 P.Ciurea 4,09 1,39 2,70 0,64

B.Malul stâng

1 P.Sec 2,03 0,85 1,18 0,32

2 P.Valea Adâncă 4,8 2,82 1,98 0,35

3 P. Ezăreni 40,64 32,08 8,56 1,15

4 P.Valea Locei 116,91 76,23 40,68 0,60

5 P.Valea Carelor 2,04 1,35 0,69 0,64

6 P.Tinoasa-Ciurea 10,15 6,28 3,87 0,47


8 P.Bolohani 2,79 1,30 1,49 0,13

Tab.2.7. Coeficientul de asimetrie al bazinelor hidrografice

În acelaşi mod se determină şi coeficientul de acoperire cu lacuri (Cl),

raportându-se suprafaţa ocupată de arealele lacustre la cea a bazinului hidrografic, şi

coeficientul de înmlăştinire (Cm).

Pentru bazinul hidrografic Nicolina, pe baza hărţilor topografice, a

aerofotogramelor şi imaginilor satelitare s-a calculat o suprafaţă a fondului forestier de

aproximativ 12km2.

Aplicând formula de calcul, rezultă:

Cp= 100*19,237

12=5,05 %

În ceea ce priveşte coeficientul lacustru, suprafaţa ocupată cu lacuri la nivelul

întregului bazin însumează cca. 2km2, iar valoarea coeficientului este de 0,84%

Aceşti coeficienţi sunt deosebit de importanţi pentru procesele de formare şi

transmitere a undelor de viitură, cunoscut fiind rolul pădurilor, lacurilor, mlaştinilor şi

bălţilor în formarea scurgerii şi în atenuarea scurgerii maxime.


68

Tema 12: Graficul de creştere a suprafeţei bazinului hidrografic în raport

cu lungimea

Graficul de creştere a suprafeţei bazinului în raport cu lungimea reprezintă o

imagine sintetică a dezvoltării unui bazin hidrografic atât pe bazine de ordine secundare,

cât şi pe cei doi versanţi.

Pentru construcţia acestui grafic este necesar a se cunoaşte distanţa de la

vărsare la principalele confluenţe şi suprafeţele bazinale şi interbazinale de pe ambele

părţi ale râului principal, cumulate de la izvor la vărsare. Datele cu privire la suprafeţele

bazinale şi interbazinale şi distanţele de la gura de vărsare până la confluenta cu

principalii afluenţi se trec separat într-un tabel (Tab.2.8.).

Într-un sistem de coordonate rectangulare, pe scara verticală (ordonată) se

trasează lungimea râului, iar pe scara orizontală (abscisă) se redă suprafaţa fiecărui bazin

şi spaţiul interbazinal Scările alese pentru bazinul hidrografic Nicolina sunt 1cm=1km

pentru lungime şi 1cm=5km2

pentru suprafaţă.

Construcţia graficului de creştere a suprafeţei bazinului în raport cu lungimea

se face în mai multe etape

Etapa I. În această etapă se determină pe râul principal (pe ordonată) distanţa

de la gura de vărsare până la confluenţa cu primul afluent de pe partea dreaptă şi se

înscrie punctul pe scara verticală. Pentru partea dreaptă a bazinului Nicolinei, primul râu

(P.Ciurea) se află la o distanţă de 12,7km, deci conform scării alese la 12,7cm faţă de

gura de vărsare;

Etapa II. Se reprezintă pe grafic prima suprafaţă interbazinală. Valoarea acestei

suprafeţe se transformă conform scării alese (1cm=5km2), rezultând o valoare de 1,2cm

care se înscrie pe abscisă. Din punctul de intersecţie (notat cu litera A) a proiecţiei pe

grafic a punctului de confluenţă a primului afluent de pe partea dreaptă a râului Nicolina

(în cazul nostru P.Ciurea) şi a punctului ce reprezintă pe abscisă valoarea primei

suprafeţe interbazinale, se trasează o linie care să unească acest punct cu cel care

reprezintă gura de vărsare (cu capătul ordonatei). Se obţine astfel prima „creştere” a

suprafeţei bazinului.

Etapa III. După trasarea primei suprafeţe de creştere a bazinului, în etapa a

treia, se trasează cu o linie orizontală, paralelă cu abscisa, suprafaţa primului afluent de

pe partea dreaptă al râului Nicolina (P.Ciurea). Prin trasarea acestei linii orizontale se

obţine o nouă creştere a suprafeţei bazinului hidrografic Nicolina, pentru versantul

drept, cu 4,09km2 (0,8cm). Punctul de intersecţie a liniei orizontale trasată din punctul A

şi a proiecţie pe verticală, de pe abscisă, a valorii suprafeţei bazinului P.Ciurea se

notează cu B.


69

Nr.

crt.


(km2)

Creşterea

suprafeţei

(km2)

Distanţa faţă de

gura de vărsare

(km)

1 Nicolina 237,19 - 24,3

A.Malul drept

1 Suprafaţa interbazinală 1 6,08 6,08 -

2 P.Ciurea 4,09 10,17 12,7


B.Malul stâng

1 Suprafaţa interbazinală 3 8,52 8,52

2 P.Bolohani 2,79 11,31 16,5






8 P.Valea Carelor 2,04 31,22 12,2


10 P.Valea Locei 116,91 149,01 10,9


12 P. Ezăreni 40,64 191,45 9,2


14 P.Valea Adâncă 4,8 197,4 6,0


16 P.Sec 2,03 202,33 3,8


Tab.2.8. Graficul de creştere a suprafeţei bazinului hidrografic al râului Nicolina

Etapa IV. Ţinând cont că pe partea dreaptă a bazinului râului Nicolina se

dezvoltă un singur bazin hidrografic, cel al Pârâului Ciurea, din punctul B se trasează o

linie care să unească acest punct cu capătul abscisei (pe care a fost reprezentată

suprafaţa de pe partea dreaptă a bazinului Nicolina), obţinându-se graficul de creştere a

suprafeţei bazinului râului Nicolina, pentru versantul drept.

Etapele exemplificate mai sus se repetă pentru fiecare suprafaţă interbazinală

sau bazinală de pe partea stângă a râului principal, obţinându-se graficul general de

creştere a bazinului hidrografic al râului Nicolina.


70

Graficul de creştere a suprafeţei bazinului, în raport cu lungimea, oferă

posibilitatea aprecierii gradului de dezvoltare a bazinului pe cele trei sectoare ale sale

(superior, mijlociu sau inferior) şi ce influenţă poate prezenta configuraţia spaţială a

unui bazin hidrografic în evoluţia diverselor fenomene hidrologice, mai ales în procesul

de scurgere al apei.

Tema 13: Altitudinea medie a bazinului hidrografic

Altitudinea medie a unui bazin hidrografic (Hm) reprezintă un parametru

morfohidrometric important care evidenţiază particularităţile genezei şi ale regimului

surselor de alimentare, ale coeficientului de evapotranspiraţie şi ale coeficientului de

scurgere etc. (Diaconu, 1966). Altitudinea medie a unui bazin hidrografic condiţionează

astfel, în mod direct, majoritatea fenomenelor hidrometeorologice (în special cantităţile

de precipitaţii, temperatura, evaporaţia) şi în mod indirect, scurgerea (lichidă şi solidă) şi

regimul termic şi de îngheţ al râurilor.

Fig.2.7. Graficul de creştere a suprafeţei bazinului hidrografic Nicolina


71

Pentru bazine de ordine inferioare, datorită omogenităţii suprafeţei bazinului, se

poate determina altitudinea medie (Hm), ca fiind media aritmetică a altitudinilor maxime

(hmax) şi minime (hmin) a bazinului.

Hm=2

minmax hh (m) (2.20)

În cazul bazinelor hidrografice de ordine mai mari, se foloseşte metoda mediilor

ponderate, care, însă, necesită un volum mai mare de muncă. Pentru a determina

altitudinea medie a unui bazin hidrografic (Hm) prin această metodă este necesar să se

determine suprafeţele parţiale dintre principalele curbe de nivel (f1, f2, f3,………fn) şi

semisuma altitudinii curbelor de nivel care delimitează suprafeţele respective (h1, h2,

h3,……hn).

Suprafeţele parţiale dintre principalele curbe de nivel se obţin prin utilizarea

uneia dintre metodele descrise la Tema 8.

Altitudinea medie a unui bazin hidrografic se determină cu ajutorul formulei:

Hm=(h1f1+h2f2+h3f3+…….+hnfn)/Sb (m) (2.21)

sau

Hm=( ii hf )/Sb (m) (2.22)

unde: f1, f2, f3,………fn – sunt suprafeţele parţiale dintre curbele de nivel;

h1, h2, h3,……hn – semisuma altitudinii celor două curbe de nivel învecinate.

În cazul bazinului hidrografic Nicolina, pe baza hărţii topografice au fost

calculate suprafeţele parţiale dintre curbele de nivel de 38, 50, 100, 150, 200, 250, 300,

350, 400 şi 403m (Tab.2.9.). Valorile calculate au fost introduse în formula de mai sus,

rezultând o altitudine medie a bazinului Nicolina de 142m.

Hm=19,237

16,072,497,1287,34,442,319,283,134,0=

19,237

9,33=0,142 km

Dacă s-ar fi utilizat formula de calcul care face apel la altitudine maximă şi

minimă din cadrul bazinului atunci s-ar fi obţinut:

Hm=2

minmax hh=

2

384,403220,7 m


72

Nr.

crt.

Curbe

de nivel

(m)

Altitudinea medie

dintre curbele de nivel

(km)

Suprafaţa dintre

curbele de nivel

(km2)

Produsul dintre

altitudinea medie şi

suprafaţa (km3)

1 403 0,4015 0,85 0,34

2 400 0,3750 4,89 1,83

3 350 0,3250 6,75 2,19

4 300 0,2750 12,46 3,42

5 250 0,2250 19,56 4,40

6 200 0,1750 22,17 3,87

7 150 0,1250 103,78 12,97

8 100 0,0750 62,98 4,72

9 50 0,0440 3,75 0,16

10 38 - - -

Tab.2.9. Înălţimea medie a bazinului hidrografic Nicolina

Diferenţa dintre cele două valori (142m altitudinea medie a bazinului calculată

cu metoda mediilor ponderate, faţă de 220,7m ca semisuma altitudinilor maxime şi

minime) este determinată de modificările valorilor pantei în lungul bazinului de la izvor

până în zona de vărsare, suprafaţa bazinului râului Nicolina fiind dezvoltată sub

altitudinile de 300m.

Cunoscând valoarea altitudinii medii, bazinele hidrografice pot fi clasificate în

patru grupe:

- bazine hidrografice dezvoltate în zona de munte (Hm>600 m);

- bazine hidrografice dezvoltate în zona de deal (Hm=200-600 m);

- bazine hidrografice dezvoltate în zona de câmpie (Hm<200 m);

- bazine hidrografice mixte, dezvoltate în cadrul a două sau trei unităţi de relief

(Morariu şi colab., 1962). Ţinând cont că valoarea medie a altitudinii bazinului

hidrografic Nicolina este de 142m, acest bazin intră în categoria bazinelor hidrografice

dezvoltate în zona de câmpie.

Tema 14: Curba hipsografică a bazinului

Curba hipsografică este o metodă grafică de reprezentare a suprafeţei bazinului

hidrografic în raport cu altitudinea. Curba hipsografică arată cât din suprafaţa unui bazin

hidrografic se găseşte deasupra unei altitudini date. În acelaşi timp, această reprezentare

grafică poate pune în evidenţă existenţa unei unităţi majore de relief, poate permite

studiul unor aspecte ale evoluţiei paleogeografice a reliefului, poate reliefa o serie de

trepte morfologice legate de evoluţia reliefului, sau poate ajuta la determinarea

volumului de material erodat în decursul evoluţiei geomorfologice, dacă se cunoaşte de

la ce nivel iniţial a pornit evoluţia bazinului respectiv.


73

Curba hipsografică se alcătuieşte pe baza valorilor folosite la întocmirea

graficului anterior, la altitudinea medie a bazinului hidrografic, însă valorile sunt luate

cumulat (Tab.2.10.).

Utilizând un sistem de coordonate rectangulare, pe abscisă se înscriu datele

privitoare la suprafaţa bazinului, însă suprafeţele sunt cumulate de la altitudinile mai

mari spre altitudinile mai mici, iar pe ordonată altitudinea treptelor de nivel alese.

Punctele obţinute se unesc printr-o linie continuă şi se obţine astfel curba hipsografică

(Fig.2.9.)

Pe acelaşi grafic se poate realiza, concomitent cu construcţia curbei hipsografice

şi histograma suprafeţelor parţiale ale bazinului hidrografic al râului Nicolina.

Histograma de repartizare a suprafeţelor bazinului hidrografic pe trepte de

altitudine se construieşte pe baza valorilor calculate pentru fiecare suprafaţă repratizată

pe trepte altitudinale.

Nr.

crt.

Curbe

de nivel

(m)

Suprafaţa dintre

curbele de nivel

(km2)

% Creşterea suprafeţei

bazinului de la izvor la gura

de vărsare (km2)

%

1 400-403 0,85 0,35 0,85 0,35

2 350-400 4,89 2,06 5,74 2,41

3 300-350 6,75 2,84 12,49 5,29

4 250-300 12,46 5,25 24,95 10,4

5 200-250 19,56 8,24 44,51 18,78

6 150-200 22,17 9,34 66,68 28,02

7 100-150 103,78 43,75 170,46 71,87

8 50-100 62,98 26,55 233,44 98,42

9 38-50 3,75 1,58 237,19 100

Tab.2.10. Suprafeţele dintre curbele de nivel utilizate în construcţia curbei hipsografice

În funcţie de scara aleasă se vor înscrie pe abscisă, pentru fiecare interval de

altitudine, valoarea suprafeţei bazinale corespunzătoare, printr-o bandă colorată sau

haşurată.

De exemplu, suprafaţa bazinală cuprinsă între curbele de nivel de 200 şi 300 m,

va fi reprezentată printr-o bandă haşurată sau colorată cu o lungime calculată în funcţie

de scara aleasă. Suprafeţele calculate pentru intervalele cuprinse între curbele de nivel se

foloseşte scara 1cm2= 5km

2.


74

Fig.2.8. Altitudinea medie a bazinului hidrografic Nicolina


75

Fig.2.9. Curba hipsografică şi histograma suprafeţelor parţiale a


Tema 15: Profilul longitudinal al râului şi panta medie a bazinului

hidrografic

Profilul longitudinal reprezintă configuraţia în plan a lungimii cursului

principal, rezultată din reprezentarea grafică a unei succesiuni de puncte ale talvegului, a

căror poziţie spaţială este dată de altitudine şi distanţa măsurată de la izvor la vărsare.

Este un element foarte important al oricărei reţele hidrografice, fiind rezultatul unui lung

proces de evoluţie geomorfologică desfăşurat la intensităţi diferite, de la un interval de

timp la altul, şi depinde foarte mult de structura formaţiunilor litologice pe care le

străbate un curs de apă, precum şi de mărimea debitului lichid, a variaţiei acestuia sau a

tipului de material aluvionar transportat de către râu.

Analiza detaliată a profilelor longitudinale permite cercetătorilor să tragă

concluzii importante cu privire la stadiul de evoluţie a reliefului din bazinul hidrografic

vizat.

Reprezentarea grafică a profilului longitudinal al unui râu se face cu ajutorul

unui sistem de coordonate rectangulare, pe baza datelor privitoare la lungimea râului şi

la altitudinile diferitelor puncte din cadrul albiei râului respectiv. Pe abscisă se înscriu

datele referitoare la lungimea râului, de la izvor (din punctul „0” de intersecţie a

coordonatelor rectangulare), iar pe ordonată altitudinea punctelor din lungul albiei (în

metri). Scara abscisei este 1cm=1km, iar cea a ordonatei 1cm=50 sau 100m.


76

Fig.2.10. Profilul longitudinal al râului Nicolina

Prin unirea punctelor rezultate din intersecţia liniilor ce reprezintă altitudinea

unui punct al talvegului şi lungimea corespunzătoare acelui punct faţă de punctul ce

semnifică izvorul râului, se obţine profilul longitudinal al râului (Fig.2.10.)

Pentru aprecierea formei profilului I.Zăvoianu (1978), citându-l pe Ivanov

(1952) propune încadrarea profilului longitudinal al unui râu, într-un dreptunghi ce are

înălţimea (H) egală cu diferenţa dintre altitudinea izvorului şi altitudinea gurii de

vărsare, şi lungimea (L) egală cu lungimea râului. Această figură geometrică este

împărţită în două de profilul longitudinal reprezentat, iar forma profilului (Ip) poate fi

apreciată prin raportarea suprafeţei care se află deasupra profilului longitudinal (Sd) la

suprafaţa aflată dedesubt (Si):

Ip=Si

S d (2.23)

Dacă valoarea indicelui Ip este supraunitară profilul longitudinal are formă

concavă şi se poate spune că râul se află într-un stadiu avansat de evoluţie. Daca

valoarea este egală cu unitatea, se apreciază că râul a atins stadiul de echilibru, iar dacă

valoarea indicelui Ip este subunitară, profilul longitudinal al unui râu are formă convexă,

iar râul respectiv se presupune că se scurge printr-o zonă cu relief tânăr.


77

De altfel, în literatura de specialitate există mai multe metode de apreciere a

concavităţii profilului longitudinal al unui râu. Astfel, pentru aprecierea concavităţii

profilelor longitudinale ale râurilor, Snow şi Singerland (1987) folosesc o relaţie simplă,

în care concavitatea uni profil longitudinal se obţine din raportul:

CA=2

1

A

A (2.24)

unde: CA – este măsura concavităţii profilului;

A1 – aria cuprinsă între curba profilului şi o diagonală ce uneşte extremităţile

curbei profilului;

A2 – aria unui triunghi format de diagonala menţionată, proiecţia pe axa orizontală

a lungimii râului şi energia totală a profilului reprezentată de axa verticală.

Valorii 0 a raportului îi corespunde o concavitate minimă (A1=0), profilul fiind

rectiliniu.

Susan Rhea (1993) înscrie profilul longitudinal al unui râu, într-un dreptunghi,

măsura concavităţii profilului sau pseudointegrala hipsometrică (PIH), se calculează ca

raport între suprafaţa de sub linia profilului şi suprafaţa întregului dreptunghi. Limitele

de variaţie ale PIH sunt de la 0 (concavitate maximă) şi 1 (convexitate maximă). Valori

ale PIH în jur de 0,5 corespund unei forme aproximativ rectilinii a profilului.

Cunoscându-se altitudinea punctelor din lungul albiei unui râu şi distanţa dintre

ele se mai poate calcula şi panta profilului longitudinal (I), atât pentru întregul curs de

apă cât şi pentru anumite sectoare:

I=L

HH 21 (m/km sau ‰ ) (2.25)

unde: H1 şi H2 – cotele altitudinale ale punctelor din lungul albiei, în m;

L – lungimea dintre cele două puncte, în km;

Valorile obţinute dau informaţii importante cu privire la viteza de scurgere a

apei, puterea de eroziune a unui râu şi a capacităţii de transport a aluviunilor etc. Pentru

râul Nicolina panta profilului longitudinal are valoarea de 12,92‰:

I=4,23

38352=12,92 m/km sau ‰

Panta profilului pentru segmente de râu de ordine crescătoare, în sistemul de

clasificare Panov-Strahler se corelează foarte bine cu valorile debitului lichid (Gâştescu

şi colab, 2001). Legătura dintre panta albiilor şi debitul lichid este pusă în evidenţă


78

printr-o relaţie de tip hiperbolă (Zăvoianu, 1978) care arată că o creştere a debitului

lichid şi implicit a eroziunii şi a puterii de transport atrage după sine o scădere a pantei

râurilor de ordine succesiv crescătoare.

Nr.

crt.

Curbe

de nivel

(m)

Lungimea

curbelor de

nivel (km)

Suprafaţa

dintre curbele

de nivel (km)

Echidistanaţa

dintre curbele de

nivel (km)

1 403 0,215

0,85

0,003 2 400

2,3

4,89

0,050 3 350

14,8

6,75

0,050 4 300

25,6

12,46

0,050 5 250

33,8

19,56

0,050 6 200

42,2

22,17

0,050 7 150

74,5

103,78

0,050 8 100

163,9

62,98

0,050 9 50

9,6

3,75

0,012 10 38 0

Tab.2.11. Valorile utilizate pentru determinarea pantei medii a


Panta medie a bazinului hidrografic (Imed) este un alt parametru

morfohidrografic important pentru caracterizarea vitezei de scurgere a apei pe versanţi, a

intensităţii proceselor de eroziune, a capacităţii de transport în albiile râurilor.

Pentru determinarea pantei medii a bazinelor hidrografice se impune a se

măsura, mai întâi, lungimea principalelor curbe de nivel alese (l1, l2, l3,………ln),

echidistanţa dintre ele ( h) şi suprafaţa bazinului.

Panta medie a unui bazin hidrografic se determină cu ajutorul formulei:


79

Imed= h [(l0+ln)/2+l1+l2+………ln-1+ln)]/Sb (‰) (2.26)

sau

Imed=( h il )/Sb (‰) (2.27)

Pe baza valorilor lungimii curbelor de nivel şi a suprafeţelor dintre aceste curbe

(Tab.2.11.) s-a determinat, cu ajutorul formulei de mai sus, panta medie a bazinului

hidrografic Nicolina:

Imed=19,237

8,58*05,00,38*05,07,29*05,02,20*05,055,8*05,025,1*003,0

19,237

8,4*012,075,86*05,02,119*05,0;

Imed=19,237

12,18=0,076= 76‰

Pentru bazinele hidrografice cu relief puţin accidentat, cum sunt cele

dezvoltate, în special, în zonele de câmpie, se poate utiliza pentru determinarea pantei

medii a bazinului formula:

Imed= bS

hH (m) (2.28)

unde: Imed – panta medie a bazinului hidrografic;

H – altitudinea maximă a bazinului;

h – altitudinea minimă a bazinului;

Sb – suprafaţa bazinului hidrografic.


80

III.1.2. Elementele morfometrice ale reţelelor hidrografice

Tema 16: Sisteme de clasificare a reţelelor hidrografice

Reţeaua hidrografică însumează totalitatea formelor negative de relief prin care

are loc scurgerea liniară a apei într-un bazin hidrografic (cursuri de apă permanente,

temporare, canale, torenţi, lacuri naturale şi artificiale, bălţi şi mlaştini). Tot acest

ansamblu de unităţi hidrologice format din totalitatea râurilor, permanente şi

nepermanente, torenţi, canale, colectate de un organism hidrografic principal formează

un sistem fluviatil sau un sistem hidrografic. Sistemele hidrografice, după modul cum se

varsă într-un colector principal (lac, mare sau ocean) pot fi:

- sisteme hidrografice independente reprezentate prin râuri care se varsă direct

într-un lac, mare sau ocean (de exemplu: Dunărea se varsă în Marea Neagră, Nilul în

Marea Mediterană, Volga în Marea Caspică, Amazonul în Oceanul Atlantic);

- sisteme hidrografice dependente, reprezentate de râuri care se varsă într-un

colector principal prin intermediul altor râuri (de exemplu Bahluiul este afluent al Jijiei,

Jijia la rândul său se varsă în Prut, Prutul este afluent al Dunării care se varsă în Marea

Neagră);

Pentru clasificarea reţelelor de râuri sau folosit, în decursul timpului, mai multe

criterii calitative sau cantitative luând ca principiu de bază configuraţia în plan a râurilor

faţă de colectorul principal. Unele clasificări au luat drept modalitate de clasificare a

reţelelor de râuri o serie de elemente ca lungimea cursurilor, adâncimea, direcţia sau

poziţia lor faţă de colectorul principal.

Din clasificările reţelelor de râuri, ce urmăresc aspectul în plan a râurilor faţă de

colectorul principal sunt amintite pe cele ale lui P.Coteţ şi V.G.Bondarciuk.

P.Coteţ, în 1951 (Fig.2.11.), distinge din acest punct de vedere mai multe tipuri

de reţele hidrografice:

- reţeaua hidrografică radiară specifică zonelor montane sau zonelor vulcanice,

unde râurile sunt dispuse radiar în jurul conului sau conurilor principale. Totalitatea

râurilor din România pot fi considerate sub aspect planic, ca o reţea hidrografică radiară,

cu izvoarele în zona montană şi colectorii principali dispuşi radiar: Tisa la vest, Dunărea

la sud, Siretul şi Prutul la est.

Acest tip de reţea cuprinde două subtipuri: reţeaua hidrografic divergent radiară

şi reţeaua hidrografică convergent radiară.

- reţeaua hidrografică rectangulară sau fluată, caracteristică sistemelor

hidrografice în care afluenţii formează în zona de vărsare unghiuri drepte sau

aproximativ drepte. Acest tip de reţea este specifică afluenţilor din regiunile muntoase

sau din bazine hidrografice unde majoritatea afluenţilor se varsă în râul principal sau sub

un unghi de 65-90º (această configuraţie se regăseşte de exemplu la afluenţii râului

Bistriţa din Carpaţii Orientali);


81

- reţeaua hidrografică convergentă se caracterizează prin concentrarea mai

multor afluenţi ce confluează în aceeaşi zonă, formând centre sau pieţe de adunare a

apelor (de exemplu fluviul Dunărea formează, în apropiere de Belgrad, o mare piaţă de

adunare a apelor, prin confluenţa râurilor: Sava, Drava şi Tisa);

- reţeaua hidrografică dendritică, sau sub formă de arbore, cuprinde reţeaua de

râuri ce au aspect de arbore şi o densitate mare a râurilor (exemplu fluviul Amazon);

- reţeaua hidrografică penată cuprinde reţelele hidrografice unde afluenţii sunt

dispuşi sub forma unei pene (de exemplu afluenţii râului Orange din Africa de Sud);

- reţeaua hidrografică labirintică este caracteristică râurilor şi fluviilor care în

zona de vărsare sau în zona deltelor fluviale prezintă numeroase canale, bălţi, lacuri

mlaştini ce dau naştere unei reţele de ape cu aspect de labirint (de exemplu Dunărea în

zona deltei).

- reţeaua hidrografică geamănă (care se regăseşte în zonele montane, şi este

formată dintr-un sistem hidrografic dublu în care două râuri au direcţie de curgere opusă

chiar dacă se află unul în apropierea celuilalt (de exemplu zona de vărsare a Mureşului şi

Oltului din Munţii Hăghimaş);

Alte tipuri de reţele: paralelă, în gratii, opusă, sucită, inelară, centripetal radiară,

centrifugal radiară, unghiulară.

V.G.Bondarciuk distinge, după modul de confluenţă, trei sisteme de reţele:

- sistemul dendritic, în cazul în care afluenţii se varsă în colectorul principal sub

un unghi ascuţit;

- sistemul penat, în cazul în care confluenţele sunt cuprinse sub un unghi între

65 şi 90º;

- sistemul radiar, specific conurilor vulcanice şi reliefului muntos insular.

Clasificările reţelelor de râuri sau făcut şi sub aspect cantitativ dar şi pe criterii

mai obiective (geometrice sau topologice), dintre care se pot aminti clasificările făcute

de Gravelius, Horton, Strahler, Panov, Scheidegger şi Shreve.

Gravelius, în 1914, propune un sistem de clasificare a reţelelor de râuri care are

drept criteriu de bază poziţia afluenţilor faţă de colectorul principal. Conform acestui

sistem de clasificare cursul principal, care se varsă într-un colector principal (lac, mare

sau ocean) este de ordinul unu. Toate râurile care se varsă în cele de ordinul unu sunt de

ordinul doi, indiferent de mărimea lor. Cursurile de apă care se varsă în cele de ordinul

doi sunt de ordinul trei ş.a.m.d.

Acest sistem de clasificare nu ţine cont decât de poziţia afluenţilor faţă de

colectorul principal, râurile păstrându-şi ordinul de la vărsare până la izvor, astfel încât

Dunărea este introdusă în aceeaşi categorie ca şi Teliţa, din Dobrogea, râu cu care nu se

aseamănă din nici un punct de vedere.

R.E.Horton, în 1945, propune un nou sistem de clasificare, inversând sistemul

anterior, atribuind ordinul unu, nu colectorului principal, ci talvegului elementar care nu

mai primeşte nici un afluent.


82

Fig.2.11. Tipuri de reţele hidrografice

Prin unirea a două cursuri de apă de ordinul unu rezultă un curs de apă de

ordinul doi, apoi, prin unirea unui curs de ordinul doi, cu unul de acelaşi ordin rezultă un


83

curs de apă de ordinul trei ş.a.m.d. Ca şi în sistemul de clasificare precedent şi în acest

sistem cursul principal îşi păstrează ordinul pe care îl are, de la vărsare până la izvor.

Panov, în 1948, propune o clasificare foarte apropiată de cea a lui Horton cu

deosebirea că cel mai mare curs nu mai are acelaşi ordin de la izvor până la vărsare. El

va rezulta numai după unirea a două cursuri de ordin imediat inferior.

Fig.2.12. Sisteme de clasificare a reţelelor hidrografice


84

A. Strahler, în 1952, definitivează sistemul de clasificare propus de R.E.Horton,

ce are ca element de bază în ierarhizarea reţelei hidrografice talvegul elementar „forma

negativă de relief ce are capacitatea de a orienta şi organiza scurgerea lichidă”

(Zăvoianu, 1978). În acest sistem de clasificare cursul principal nu îşi mai păstrează

ordinul de mărime de la izvor la vărsare, numărul de ordin al cursului principal

rezultând numai după unirea a două cursuri de ordin imediat inferior. Dezavantajul

acestui sistem de clasificare este că un anumit curs de apă, ajuns la un ordin superior, nu

îşi poate schimba ordinul decât dacă confluează cu un curs de apă de acelaşi ordin, chiar

dacă în el se varsă şi alte cursuri de apă, însă de ordine inferioare.

Scheidegger, în 1965, demonstrează că sistemele anterioare nu iau în

considerare afluenţii de ordine mai mici decât a colectorului în care se varsă, chiar dacă

ele aduc un spor de debit şi de suprafaţă. Prin urmare, el propune un nou sistem, care

merge tot de la mic la mare, atribuind mărimea doi segmentelor exterioare, în timp ce

segmentele interioare rezultă din însumarea celor din amonte.

R.Shreve, în 1966, propune un sistem de clasificare în care reţeaua hidrografică

este împărţită în două tipuri de segmente: segmente exterioare ce se termină cu un izvor

şi segmente interioare care la capătul din amonte se leagă cu alte două segmente.

Segmentele exterioare sunt considerate de mărimea unu iar cele interioare rezultă din

însumarea segmentelor din amonte n1+n2.

Tema 17: Lungimea râurilor, coeficientul de sinuozitate şi coeficientul de

ramificare al râurilor

Lungimea râurilor (L) este distanţa, în km, între izvor şi gura de vărsare

(modalităţile şi mijloacele de măsurare a lungimii râurilor au fost descrise în capitolul

III.1.1.Elementele morfometrice ale bazinului hidrografic, Tema 7). În general, în

studiile hidrologice, se utilizează lungimea cursurilor de apă măsurate pe hărţile

topografice cu ajutorul compasului. Deschiderea optimă a compasului trebuie să fie mai

mică sau egală de 5 mm.

Măsurarea lungimii unui râu pe o hartă topografică se face de la izvor la vărsare,

stabilindu-se cu exactitate locul izvorului şi punctul de vărsare (confluenţa). Izvorul este

considerat punctul de unde începe să se formeze „firul” de apă. În cazul în care două

râuri confluează într-un punct oarecare se consideră punctul de izvor, atunci când râurile

nu au denumiri, izvorul râului celui mai lung. Dacă un râu izvorăşte dintr-un lac sau

dintr-o mlaştină se consideră izvor punctul de intersecţie dintre malul lacului sau al

mlaştinii cu centrul talvegului râului. În cazul în care un râu izvorăşte dintr-un gheţar se

consideră izvor, locul aflat la extremitatea limbii gheţarului.

În condiţiile în care un râu este format prin confluenţa a două pâraie, izvorul

este ales ca fiind cursul cel mai lung, cu debitul cel mai mare. În acest mod trebuie

procedat chiar dacă denumirea râului principal este dată de numele componentului mai

mic.


85

Când cele două râuri componente sunt sensibil egale, ca loc de naştere este ales

izvorul componentului stâng (Romanescu, 2003)

Pentru stabilirea gurii de vărsare a unui râu trebuie să se ţină cont de

următoarele condiţii:

- dacă un râu se varsă într-un alt râu, sau într-un lac, mare sau ocean, printr-un

singur curs de apă, se consideră gură de vărsare punctul care se află la întretăierea liniei

mediane a albiei cu linia litorală a cursului de apă a lacului, a mării sau oceanului;

- dacă un râu se varsă prin două braţe se consideră gura de vărsare a râului, gura

de vărsare a braţului mai lung;

- dacă un râu formează o deltă, gura de vărsare a râului respectiv este

considerată gura de vărsare a braţului principal;

- în cazul în care un râu se varsă într-un golf, liman sau estuar, lungimea râului

se măsoară doar până la contactul cu respectivele unităţi acvatice, neluându-se în calcul

şi lungimea acestora.

Deltele nu sunt neapărat forme pur litorale, deorece constituţia şi dinamica lor,

obligă să se ia în considerare şi ariile de acumulare care se întrind destul de departe în

interiorul uscatului. În toate cazurile unde apare prima diviziune hidrografică

(defluviaţie, bifurcaţie), în două sau mai multe braţe, se obişnuieşte să se ia această

ramificare drept punct de plecare sau rădăcina (apexul) deltelor (Romanescu, 2003).

Pentru a avea o precizie mai mare la determinarea lungimii, se recomandă

folosirea datelor din două măsurători consecutive, cu deschideri diferite ale compasului,

aplicându-se formula lui N.M. Volkov (1949):

L=[l1+(l1-l2)( )

12

1

dd

d]*N (m) (2.29)

unde: l – lungimea râului;

l1 – lungimea râului rezultată după prima măsurătoare;

l2 – lungimea râului rezultată după cea de a doua măsurătoare;

d1 – valoarea deschiderii compasului la prima determinare;

d2 – valoarea deschiderii compasului la a doua determinare;

N – scara hărţii.

În zonele de munte, cursurile de apă au pante relativ mari, şi în cazul acesta

lungimea măsurată pe hartă reprezintă cateta unui triunghi dreptunghic, care este mult

mai mică în raport cu ipotenuza. În acest caz pentru a determina o lungime (L), cât mai

apropiată de cea reală, se foloseşte lungimea proiecţiei cartografice a cursului (Lc),

raportată la cosinusul unghiului de pantă ( ):

L=cos

cL (2.30)


86

Dacă există posibilitatea ca un sistem hidrografic să fie importat într-un

calculator, prin digitizare sau alte mijloace, atunci lungimea unui curs de apă se poate

obţine automat cu ajutorul calculatorului, precizia rezultatelor depinzând de scara hărţii

digitizate sau scanate.

Coeficientul de sinuozitate al râurilor (Cs) reprezintă raportul dintre lungimea

reală a râului (Lr) şi lungimea dreptei între izvor şi vărsare (Ld). Cauzele sinuozităţii

râurilor sunt legate în primul rând de hidraulica albiei şi de sinuozităţile provocate de

interacţiunea dintre rezistenţa versanţilor şi dinamica albiei, de factorii tectonici etc.

Coeficientul de sinuozitate are întotdeauna valori supraunitare şi este calculat

conform formulei:

Cs=

dL

Lr ; Cs>1 (2.31)

În Tabelul 2.12. sunt redate valorile coeficientului de sinuozitate pentru râurile

din cadrul bazinului hidrografic Nicolina. Lungimea râurilor a fost măsurată atât cu

compasul distanţier, cât şi cu ajutorul curbimetrului. Din datele prezentate rezultă că cea

mai ridicată valoare a coeficientului de sinuozitate o are râul Nicolina (1,35), iar cea mai

scăzută, pârâul Valea Locei (1,03).

Nr.crt. Cursul de apă Lr Ld Cs

1 Nicolina 24,3 17,9 1,35

A.Malul drept

1 P.Ciurea 3,6 2,9 1,24

B.Malul stâng

1 P.Sec 2,5 2,2 1,13

2 P.Valea Adâncă 5,4 4,5 1,20

3 P. Ezăreni 7,4 5,9 1,25

4 P.Valea Locei 12,7 12,3 1,03




8 P.Bolohani 2,8 2,6 1,07

Tab.2.12. Coeficientul de sinuozitate al râurilor din bazinul hidrografic Nicolina

Coeficientul de ramificare (Cr). În cazul în care un râu prezintă o despletire a

cursului principal în mai multe braţe, acestea se unesc, din loc în loc, unele cu altele,

dând naştere unei despletiri (ramificări) ale râului.


87

Această ramificare se produce datorită înclinării foarte mici a patului albiei

minore, la trecerea dintr-o unitate de relief în alta, reducerii vitezei cursului de apă,

reducerii puterii de transport, a debitului de aluviuni a râului etc. Între ramificaţiile

râului se formează grinduri, ostroave permanente şi bancuri nisipoase temporare.

Pentru estimarea acestui coeficient este necesară măsurarea tuturor ramificaţiilor

(l1, l2, l3,….ln), însumarea lor şi raportarea valorii obţinute la lungimea cursului principal

(Lp):

Cr=p

pn

L

Lllll .............321 sau (2.32)

Cr=p

i

L

l (2.33)

Fig.2.13. Sector de râu ramificat

În Fig 2.13. este reprezentat un sector de râu ramificat (împletit) şi pe baza

valorilor din tabelul inclus acestei figuri şi a formulei prezentate mai sus a fost calculat

coeficientul de ramificare:


88

Cr=2,9

9,11,16,102,29,29,92,9=

2,9

8,37=4,10

Cunoaşterea coeficientului de ramificare are importanţă în navigaţia fluvială,

pentru aprecierea evoluţiei albiei minore şi evaluarea unor eventuale lucrări de dragare.

Tema 18: Densitatea reţelei hidrografice

Densitatea reţelei hidrografice este un parametru morfohidrometric care depinde

de altitudinea la care se află bazinul hidrografic, condiţiile climatice, constituţia

litologică a bazinului, gradul de acoperire cu vegetaţie, panta versanţilor etc.

Densitatea reţelei hidrografice (D) se determină ca fiind raportul dintre suma

lungimilor ( L ) râurilor dintr-un bazin hidrografic (sau o suprafaţă oarecare) şi

suprafaţa acestuia (F), şi se exprimă în km/km2:

D=F

L (km/km

2) (2.34)

În funcţie de gradul de detaliere care este urmărit se pot deosebi:

- o densitatea a reţelei hidrografice, dacă se măsoară lungimea cursurilor de apă

permanente;

- o densitate de drenaj, atunci când în măsurarea lungimii totale a cursurilor de

apă se ia în considerare şi lungimea torenţilor, ogaşelor, precum şi a tuturor

formaţiunilor negative de relief care au capacitatea de a orienta şi organiza scurgerea

lichidă (Zăvoianu, 1978). Dificultatea determinării valorilor densităţii de drenaj constă

în volumul de timp mult mai mare necesar calculării lungimilor, precum şi eventualele

erori ce ar putea apărea în stabilirea numărului şi lungimii talvegurilor elementare.

Analiza comparativă între valorile densităţii reţelei hidrografice şi cele ale

densităţii de drenaj scoate în evidenţă diferenţe mari datorită metodelor de lucru

utilizate.

Reprezentarea grafică şi calcularea densităţii reţelei hidrografice într-un bazin

hidrografic se pot realiza prin mai multe metode: metoda bazinelor hidrografice de

diferite ordine, metoda pătratelor, metoda izodenselor etc. Fiecare dintre aceste metode a

fost aplicată la bazinul hidrografic Nicolina, descrierea şi modul de aplicare a metodelor

fiind prezentate mai jos.

1. Metoda bazinelor hidrografice de diferite ordine, presupune, mai întâi,

identificarea pe hărţile topografice a bazinelor hidrografice secundare de diferite ordine

(II, III sau mai mare), dintr-un bazin hidrografic principal. După ce sunt trasate

cumpenele de apă se determină suprafaţa fiecărui bazin secundar identificat, apoi se


89

calculează lungimea reţelei hidrografice din interiorul fiecărui bazin secundar. Se

raportează lungimea reţelei hidrografice la suprafaţa fiecărui bazin secundar identificat,

obţinându-se valorile densităţii reţelei hidrografice, valori care se trec pe hartă în

interiorul fiecărui bazin. În funcţie de valorile densităţii reţelei hidrografice obţinute, se

aleg între 3 şi 6 clase de valori, în funcţie de care se haşurează sau se colorează bazinele

hidrografice conform legendei realizate (Fig.2.14.).

Fig.2.14. Densitatea reţelei hidrografice în bazinul hidrografic Nicolina –

metoda bazinelor hidrografice de diferite ordine


90

Inconvenientul acestei metode constă în faptul că în funcţie de ierarhizarea

bazinelor hidrografice, densitatea râului principal nu este calculată şi nici nu este

reprezentată pe hartă.

2. Metoda pătratelor cu suprafaţa de 1km2, constă în împărţirea bazinului

hidrografic în pătrate cu o suprafaţă de 1 km2 şi determinarea lungimii reţelei

hidrografice pentru fiecare pătrat în parte. În raport cu valorile extreme ale densităţii

reţelei hidrografice obţinute (maximă şi minimă), se stabilesc şase clase de valori ale

densităţii, în funcţie de care, fiecare pătrat va fi colorat sau haşurat conform legendei

realizate (Fig.2.15.)

Fig.2.15. Densitatea reţelei hidrografice – metoda pătratelor


91

Fig.2.16. Densitatea reţelei hidrografice – metoda izodenselor

Analiza reprezentării grafice a densităţii reţelei hidrografice prin această metodă

scoate în evidenţă că cele mai mari valori ale densităţii reţelei hidrografice se

înregistrează în zona confluenţelor sau în lungul cursului principal, iar cele mai mici

valori se suprapun interfluviilor bazinelor secundare şi zonelor marginale.


92

Nr.

crt.

Cursul de apă Lungimea reţelei

hidrografice

(km)

Suprafaţa

bazinului

(km2)

Densitatea reţelei

hidrografice

(km/km2)

1 P.Ciurea 5,1 4,09 0,80

2 P.Sec 2,5 2,03 1,23

3 P.Valea Adâncă 5,4 4,8 1,12

4 P. Ezăreni 32,4 40,64 0,79

5 P.Valea Locei 153,7 116,91 1,31




9 P.Bolohani 3,8 2,79 1,36

Tab.2.13. Densitatea reţelei hidrografice în cadrul bazinelor componente


3. Metoda izodenselor constă în împărţirea suprafeţei bazinului hidrografic în

figuri geometrice (de obicei pătrate) cărora li se măsoară suprafaţa şi lungimea reţelei

hidrografice. Valorile densităţii hidrografice calculate pentru fiecare figură geometrică

realizată se notează în interiorul figurii, apoi prin interpolare se unesc punctele cu

aceeaşi valoare a densităţii hidrografice, prin linii continui (izodense) (Fig.2.16.).

Tema 19: Schema reţelei hidrografice

Schema reţelei hidrografice are rolul de a crea o imagine de ansamblu asupra

sistemului hidrografic al unui râu. Cunoscând lungimea cursului principal şi a afluenţilor

se poate întocmi schema unei reţele hidrografice care va indica: locul de vărsare a

afluenţilor în râul principal, distanţa de la izvor la vărsare, lungimea afluenţilor,

localităţile şi centrele pe care le străbate râul, ca şi o serie de elemente social-economice

şi construcţii aşezate pe cursul unui râu sau care traversează râul principal.

Pentru întocmirea schemei hidrografice, se reprezintă, sub forma unei drepte

orizontale, lungimea râului principal redusă la scară (care se alege în funcţie de scopul

urmărit şi de gradul de detaliere). Se notează apoi distanţa de la vărsare până la

confluenţa cu afluenţii principali, iar prin semne convenţionale se reprezintă elementele

social-economice (localităţi, zone industriale, intersecţia cu drumuri auto, căi ferate şi

rutiere etc.). Pentru a fi cât mai corectă, se recomandă ca orientarea cursurilor de apă

reprezentate, la aceeaşi scară, să se facă în raport cu poziţia nordului geografic, notându-

se denumirea şi lungimea lor, şi eventual locul izvorului cu coordonatele lui, iar

localităţile să fie poziţionate faţă de cursurile de apă, cu podurile de traversare a

şoselelor sau a căilor ferate etc.

În orice studiu hidrografic schema reţelei hidrografice intră ca un capitol


93

preliminar pentru cunoaşterea punctelor unde urmează să aibă loc diverse amenajări

hidrografice asupra reţelei de râuri.

Fig.2.17. Schema reţelei hidrografice a râului Nicolina


94

III.2. Regimul hidrologic al râurilor

III.2.1. Monitorizarea elementelor hidrologice într-un bazin hidrografic

Analiza regimului de scurgere a apei din râuri, proprietăţile fizico-chimice ale

acesteia, precum şi evoluţia diferitelor fenomene care apar în procesul de scurgere a apei

se poate realiza, atât prin metode directe, cât şi prin metode indirecte. Metodele directe

fac apel la observaţiile sistematice în puncte fixe şi pe timp îndelungat: staţii

hidrometrice sau posturi hidrometrice, ori se urmăreşte sistematic influenţa activităţii

umane asupra regimului de scurgere a apei.

Mai nou, activitatea hidrologică dintr-o anumită regiune geografică se

urmăreşte cu ajutorul sateliţilor geostaţionari care permit evaluarea diferitelor fenomene

hidrologice ce se produc în regiuni îndepărtate sau slab locuite unde nu se dispune de

echipamentul necesar unei monitorizări complexe a acestor fenomene.

Dintre metodele indirecte de analiză a regimului hidrologic al unui râu şi de

evaluare a resurselor de apă şi a fenomenelor hidrologice se menţionează: cunoaşterea

amănunţită din punct de vedere geografic a zonei prin care curge râul; utilizarea

informaţiilor provenite de la localnici asupra fenomenelor mai importante (inundaţii,

viituri, modificări ale albiilor, apariţia fenomenelor de îngheţ etc.).

Principala modalitate de cunoaştere a regimului hidrologic a râurilor, la nivelul

ţării noastre, o reprezintă observaţiile şi măsurătorile sistematice realizate în puncte fixe

şi pe timp îndelungat la staţiile şi posturile hidrometrice.

III.2.1.1 Staţiile hidrometrice

Pentru efectuarea observaţiilor şi măsurătorilor hidrometrice, principalele râuri,

canale, lacuri, iazuri trebuie să fie dotate cu staţii sau posturi hidrometrice amenajate în

puncte fixe pe malul unităţilor acvatice. Staţiile hidrometrice sunt dotate cu aparatură

specifică, construcţii şi utilaje necesare realizării observaţiilor şi măsurătorilor asupra

elementelor hidrologice. Staţiile hidrometrice sunt amplasate în anumite puncte pe malul

unităţilor acvatice în conformitate cu anumite standarde ce ţin cont de următoarele

aspecte:

- albia râului trebuie să fie rectilinie în secţiunea unde se amplaseză staţia sau

postul hidrometric;

- scurgerea apei prin albia minoră să se realizeze printr-un singur braţ, atât în

perioada apelor scăzute, cât şi în perioada apelor mari;

- malurile albiei trebuie să fie, cât mai posibil, rectilinii pe o lungime de câteva

sute de metri;

- în secţiune transversală patul albiei minore trebuie să fie lipsit de vegetaţie

hidrofilă, rugozităţi şi asperităţi;

- accesul la staţia hidrometrică trebuie să fie facil.


95

Condiţiile pentru amplasarea staţiilor sau posturilor hidrometrice prevăd ca

distanţele dintre două staţii hidrometrice învecinate să fie asfel alese, încât debitul de

apă scurs pe un râu să difere cu cel puţin 20%. Totodată, la confluenţele principale, se

impune construcţia unei staţii hidrometrice, iar pe cursul principal al unui râu, în aval, să

fie amplasată o staţie hidrometrică după ce debitul râului a crescut cu 20% faţă de cel

înregistrat la confluenţă (Vladimirescu, 1978).

Activităţile care se execută asupra elementelor hidrologice şi meteorologice la

un post sau o staţie hidrometrică sunt de mai multe tipuri:

a) observaţii vizuale, constând din examinarea cu ochiul liber a elementelor

hidrologice şi aprecierea stării acestora;

b) măsurători hidrometrice care reprezintă o serie de activităţi ce constau în

măsurarea elementelor hidrologice şi meteorologice în diverse puncte din masa de apă,

în mod direct sau cu ajutorul instrumentelor de măsurare. Aceste măsurători presupun şi

recoltarea de probe de apă cu vase speciale (din sticlă sau materiale speciale) pentru

diverse analize fizico-chimice;

c) prelucrarea şi analiza datelor obţine din observaţii şi măsurători pentru

determinarea caracteristicilor cantitative (numerice) ale elementelor hidrologice pentru

diverse perioade de timp: zi, lună, anotimp, sezon sau an.

La staţiile hidrometrice din reţeaua naţională sunt prevăzute o serie de observaţii

şi măsurători executate de muncitorul hidrometru, conform programului stabilit:

1) observaţii şi măsurători asupra nivelului apei;

2) măsurarea temperaturii apei şi a aerului;

3) observaţii şi măsurători asupra precipitaţiilor atmosferice;

4) observaţii asupra vântului;

5) observaţii şi măsurători asupra stratului de zăpadă;

6) observaţii şi măsurători asupra gheţii şi zăpezii de pe stratul de gheaţă;

7) observaţii şi măsurători asupra vegetaţiei din albia râului;

8) măsurarea debitului apei în secţiunea staţiei hidrometrice;

9) prelevarea de probe de apă pentru determinarea debitului de aluviuni în

suspensie;

10) măsurarea debitului de aluviuni târâte;

11) prelevarea probelor de aluviuni depuse în patul albiei;

12) prelevarea de probe de apă pentru determinarea chimismului;

13) observaţii şi prelevarea de probe de apă în cazul situaţiilor de poluare

(Îndrumarul pentru staţiile hidrometrice pe râuri, I.N.M.H., 1997)

În funcţie de programul de observaţii şi măsurători, staţiile hidrometrice pot fi

cu program complex (observaţii şi măsurători la staţii hidrometrice de râu, secţiuni

satelit, izvoare, folosinţe, foraje, evaporimetre) şi speciale (cu program în care sunt

incluse activităţi de avertizare, experimente sau observaţii nivometrice).


96

Staţiile hidrometrice sunt subordonate staţiilor hidrologice care administrează

unităţi teritoriale organizate pe mari bazine sau zone hidrografice şi care au legături

funcţionale cu staţiile meteorologice şi sistemele hidrotehnice, toate fiind subordonate

filialelor teritoriale ale A.N.„Apele Române”R.A. Datele obţinute din observaţii şi

măsurători sunt apoi validate şi publicate în Anuarele hidrologice.

Principalele mijloace şi metode de realizare a diferitelor măsurători ale

elementelor hidrologice specifice unui râu (măsurarea nivelului apei, a temperaturii apei

şi aerului, măsurarea debitului de apă şi a debitului solid, prelevarea de probe de apă

pentru efectuarea analizelor fizico-chimice etc.) sunt prezentate în subcapitolele

următoare.

III.2.1.1.a. Mijloace şi metode de măsurare a nivelului apei

Nivelul apei unui râu, canal, lac sau mare este un parametru hidrologic foarte

important deoarece după variaţia lui în timp se poate caracteriza regimul hidrologic al

respectivei unităţi acvatice.

Nivelul apei unui râu reprezintă înălţimea oglinzii libere a apei, exprimată în

cm, şi determinată faţă de un reper convenţional, ales arbitrar, notat cu „0”, numit planul

„0”al mirei. Reperul de referinţă se alege astfel încât niciodată nivelul apei, în timpul

scurgerii minime sau în urma eroziunii de fund produsă în albia minoră a râului, să nu

coboare sub această limită.

Întrucât cotele mirelor pot să se schimbe cu timpul, se recomandă ca diferitele

niveluri observate să fie corelate cu planul „0” al graficului, care se stabileşte pentru

fiecare post hidrometric prin măsurători topografice şi care rămâne neschimbat toată

perioada în care postul hidrometric respectiv funcţionează. De regulă, cota zero a

graficului se fixează cu 0,5 m mai jos faţă de cel mai scăzut nivel al unităţii acvatice pe

malul căreia se fac observaţii. Totodată se stabileşte şi diferenţa de nivel dintre planul

„0” al graficului şi planul „0” al mirei, iar la valorile citite pe miră în momentele de

observaţie se adaugă şi diferenţa de nivel de la planul „0” al mirei, la planul „0” al

graficului.

Pentru măsurarea nivelului apei sunt utilizate: mirele hidrometrice, limnigrafele

şi telelimnimetrele sau staţiile automate

Mira hidrometrică este instrumentul cel mai utilizat în măsurarea nivelului

apei din unităţile acvatice. Este formată din mai multe plăci de aluminiu, fier, fontă,

lemn sau plastic, cu o lungime de 0,5 sau un metru fiecare, divizate din 2 în 2 cm, astfel

încât fiecare decimetru să formeze în alternanţă litera „E” (Fig.2.18.). Mirele

hidrometrice se amplaseză pe piloni din lemn sau pe construcţii special amenajate ori pe

pilele de poduri (Fig.2.19.). Mirele pot fi fixe sau portabile. Din cadrul mirelor fixe, în

reţeaua naţională sunt utilizate mirele verticale, orizontale (prevăzute cu console şi

scripeţi), înclinate (amplasate în albiile minore cu versanţii taluzaţi în mod natural sau

artificial) la 30 sau 45ºC.


97

Pentru determinarea valorilor maxime şi pentru uşurinţa avertizării creşterii

nivelului, pe mire sunt marcate punctele ce semnifică:

- cota de atenţie (CA), marcată cu culoarea albastră, semnifică preavertizarea

producerii unei viituri cu pericol de a se produce inundaţii;

- cota de inundaţie (CI), marcată cu culoare roşie, la 0,5 m mai sus de cota de

atenţie, semnifică punctul de la care se poate produce inundarea albiei majore;

- cota de pericol (CP), marcată cu culoare galbenă, la 0,5 m mai sus de cota de

inundaţie. Atingerea acestei cote de către nivelul apei unui râu presupune evacuarea

diferitelor obiective social-economice aflate în albia majoră a unor râuri datorită

producerii iminente a unor inundaţii.

Fig.2.18 Partea inferioară a unei plăci de miră cu gradaţii în formă de „E”

Nivelul apei la mira hidrometrică se măsoară citindu-se direct pe placa de miră

valoarea gradaţiei până la care se află suprafaţa apei. Nivelul apei se citeşte în mod

regulat de două ori pe zi, la orele 7 şi 17, iar în perioada aplicări orarului de vară la orele

6 şi 18. În cazul în care se produc viituri citirile de nivel se fac din oră în oră, sau la 2, 3,

4 ore.


98

Citirile de nivel se efectuează numai atunci cand mira se află în apă (Fig.2.20.)

şi nu râmîne izolată de suprafaţa liberă a apei (Fig.2.21.).

Fig.2.19. Modalităţi de amplasare a mirelor hidrometrice:

A. Miră pe pilon izolat;

B. Miră amplasată pe o construcţie hidrotehnică;

C. Miră hidrometrică pe piloţi în scară

D. Miră înclinată.


99

Atunci când la miră este un strat de gheaţă, nu se citeşte nivelul gheţii, ci nivelul

apei în copcă după ce gheaţa din jurul mirei a fost spartă (Fig.2.22.). Dacă pe un râu se

produc valuri, se va nota în caietul de observaţii media dintre nivelul cel mai ridicat

(vârful valului) şi cel mai scăzut (baza valului) care se produce în timpul citirii.

În cazul în care se consideră că râul a secat, se trece în caietul de observaţii

menţiunea de „sec”, iar atunci cand râul a îngheţat până la fund, se trece specificaţia de

„îngheţ”.

Fig.2.20. Model de măsurătoare corectă a nivelului apei dintr-un râu

Limnigraful este un dispozitiv special care reprezintă grafic, pentru o anumită

perioadă, nivelul apei. Limnigraful este o instalaţie hidrometrică mai completă

(Fig.2.24), oferind posibilitatea stabilirii nivelului apei unui râu în orice moment al zilei.

Prin construcţie, limnigraful include mai multe componente principale:

- sistemul de transmitere a variaţiei nivelurilor, format dintr-un plutitor sau

flotor ce reprezintă componenta care preia sensul şi intensitatea mişcării verticale, şi o

contragreutate legată printr-un cablu de flotor, astfel încât cele două piese să se afle într-

un permanent balans;


100

- tamburul este un cilindru pe care se fixează hârtia înregistratoare (limnigrama);

- sistemul de înregistrare reprezentat printr-un creion sau printr-o peniţă,

prevăzută pentru alimentarea continuă cu un mic rezervor încărcat cu cerneală specială

(cu uscare îndelungată), şi un mecanism de ceas care are rolul să imprime aparatului o

funcţionare uniformă în timp;

- cabina de protecţie care adăposteşte tot ansamblul limnigrafului.

După modul în care sunt asociate aceste componente sunt două tipuri de

limnigrafe: cu tambur orizontal şi cu tambur vertical. În general, pentru o cât mai bună

măsurare a nivelului apei dintr-un râu, limnigrafele sunt dublate de mire verticale

simple.

Limnigrama înregistrează oscilaţiile de nivel pentru o perioadă de 24 de ore, o

săptămână sau o lună, în funcţie de setările sistemului de înregistrare. La schimbarea

limnigramei este necesară corelarea nivelului înregistrat cu nivelul citit pe mira

hidrometrică.

Adăpostul limnigrafului se fixează în limitele albiei minore, construcţia

sprijinindu-se pe un suport susţinut de piloţi, legătura cu malul asigurându-se printr-o

punte. În acest caz, pentru ca plutitorul să nu fie agăţat de corpurile plutitoare, cablul de

susţinere a plutitorului se închide într-un tub metalic sau din beton.

Fig.2.21. Model de citire corecta şi incorectă a nivelului apei dintr-un râu atunci când

mira nu se află în legătură directă cu râul


101

Fig.2.22. Model de citire corecta (stânga) şi incorectă (dreapta) a nivelului apei dintr-un

râu atunci când pe râu apare podul de gheaţă

În momentul în care condiţiile morfologice ale albiei minore impun instalarea

adăpostului cu limnigraf în afara acesteia, limnigraful se fixeză deasupra unui puţ

special săpat, iar legătura cu râul se va face printr-un canal.

Telelimnimetrele sau staţiile automate sunt cele mai moderne instalaţii pentru

măsurarea nivelului apei unui râu. Ele au capacitatea de a măsura şi transmite variaţiile

de nivel, la distanţă şi în mod automat. Telelimnimetrele sunt compuse dintr-un

mecanism de înregistrare a variaţiilor nivelului apei, traductor al valorilor măsurate,

mecanism de transmisie, canal radio-electric de legătură, mecanism de recepţie,

traductor al impulsurilor electrice, mecanism de citire şi o sursă de alimentare. Acest

instrument poate transmite informaţii în funcţie de puterea mecanismului de transmisie

la o distanţă cuprinsă între 5 şi 20km.


102

Fig.2.23. Modalităţi de amplasare a limnigrafelor

Limnigraf cu puţ (stânga); Limnigraf cu canal deschis (dreapta)

Fig.2.24. Secţiune printr-o instalaţie de limnigraf


103

III.2.1.1.b. Mijloace şi metode de determinare a temperaturii apei

Temperatura apei este una dintre caracteristicile cele mai importante ale apei

râurilor, acest element influenţând viaţa plantelor şi animalelor acvatice, fenomenele de

îngheţ din cadrul râurilor şi modul de folosire a acestora.

Variaţia temperaturii apei este în strânsă legătură cu variaţia temperaturii

aerului, însă valorile maxime şi minime ale temperaturii apei sunt mai reduse, în

comparaţie cu temperatura aerului, datorită faptului că apa are o capacitate calorică mai

ridicată. Încălzirea şi răcirea apei este influenţată de schimbul de căldură care are loc

între masa de apă şi mediul înconjurător.

Temperatura apelor curgătoare este influenţată de mai mulţi factori fizico-

geografici. Dintre aceştia un rol de seamă îl au variaţiile de temperatură ale aerului,

condiţiile orografice, sursele de alimentare a râurilor, poziţia geografică şi dinamica

apelor. În evoluţia regimului termic s-a constatat că dinamica apelor (mişcarea

turbulentă, prezenţa curenţilor divergenţi şi convergenţi), joacă un rol foarte important

în uniformizarea temperaturilor de la suprafaţa apelor şi până la adâncimea lor maximă.

Pentru măsurarea temperaturii apei se folosec termometre de diverse tipuri:

termometre cu mercur sau alcool, termometre reversibile cu mercur sau termometre

electrice.

Temperatura apei se măsoară tot timpul anului, de două ori pe zi, la aceleaşi ore

când se citeşte nivelul apei. După apariţia primelor formaţiuni de gheaţă (în general la

trei zile de la apariţia acestora), temperatura apei nu se mai măsoară şi se continuă

numai după ce râul a devenit liber de gheaţă.

Măsurarea temperaturii apei se face obligatoriu în locul stabilit de tehnicianul

staţiei hidrologice, fiind evitate locurile unde se varsă apele reziduale, mai calde, sau

locul unde apar izvoare naturale calde, braţele secundare mai puţin adânci, unde apa

bălteşte sau are o scurgere lentă. Punctul ales pentru măsurătorile privind temperatura

apei trebuie să fie umbrit în timpul zilei şi să aibă o adâncime normală, adică cel puţin

50% din adâncimea medie a secţiunii active.

Temperatura apei la suprafaţă se măsoară prin introducerea termometrului în

apă, în poziţie verticală, unde se ţine cel puţin 5 minute, după care se efectuează citirea

ţinând termometrul cu rezervorul introdus în apă. La râurile mici, temperatura apei se

măsoară direct în albie, în curentul de apă sau se prelevează apă într-un recipient care se

transportă într-un loc ferit de soare şi vânt. La râurile mari, termometrele sunt introduse

în apă cu ajutorul unei sfori.

Prin calcularea mediei aritmetice a celor două valori măsurate zilnic se obţine

temperatura medie diurnă, care se trece în caietul de observaţii, iar pe baza acestor valori

se vor calcula temperaturile medii decadale, lunare, anuale şi multianuale sau se vor

determina temperaturile minime şi maxime decadale, lunare, anuale şi multianuale.


104

Temperatura apei în adâncime se măsoară la râurile de dimensiuni mari cu

ajutorul termometrelor reversibile cu mercur.

Atunci când temperatura aerului scade sub 00C şi temperatura apei ajunge tot la

00C, încep să apară primele formaţiuni de gheaţă. Din această cauză, în procesul de

îngheţare se pot delimita mai multe faze: faza de formare a gheţii, faza îngheţului

complet şi faza dezgheţului, fiecare cu fenomene hidrologice caracteristice.

Observaţiile vizuale asupra fenomenelor de îngheţ se fac cu scopul estimării

influenţei acestora privind scurgerea în secţiunea staţiei hidrometrice şi a evaluării

volumului de apă înmagazinat în stratul de gheaţă existent pe râu. Observaţiile vizuale

asupra fenomenelor de îngheţ se efectuează odată cu apariţia acestor fenomene la orele

când se efectuează şi observaţiile asupra temperaturii apei, 7 şi 17. În jurnalul staţiilor

hidrometrice, pe sectorul de râu arondat, se notează apariţia şi durata fenomenelor de

gheaţă (ace de gheaţă, gheaţa la mal, sloiuri şi grosimea podului de gheaţă).

În cazul apariţiei podului de gheaţă (Fig.2.25.), în dreptul staţiei hidrometrice

sau în apropierea sa, se fac măsurători asupra grosimii gheţii. În acest scop se realizează

una sau mai multe copci sau spărturi în gheaţă. Cu ajutorul unei mire speciale, numită

“clupă de gheaţă”, se poate măsura grosimea gheţii (Fig.2.26.).

Fig.2.25. Pod de gheaţă


105

Mira se introduce în copcă şi se roteşte uşor până ce talpa atinge partea

inferioară a podului de gheaţă şi se fixează cursorul de suprafaţa gheţii. Clupa de gheaţă

este prevăzută cu un cursor ce se mişcă pe mira gradată din cm în cm, iar gradaţia de la

baza cursorului indică grosimea gheţii. Datele obţinute din măsurători se trec într-o fişă

specială.

Legat de apariţia podului de gheaţă, la staţiile hidrometrice se mai fac observaţii

legate de prezenţa podului de gheaţă continuu, a podului de gheaţă cu ochiuri de apă, a

podului de gheaţă întrerupt, sau suspendat ori de prezenţa apei care curge deasupra

gheţii sau a podului de gheaţă suspendat ori stratificat.

Un alt fenomen hidrologic caracteristic perioadei de îngheţ care poate fi măsurat

este năboiul. Acesta se formează atunci când sub podul de gheaţă se adună cantităţi

însemnate de gheaţă interioară. Grosimea năboiului se măsoară cu ajutorul mirei

răşchitoare (Fig.2.27.), care la partea inferioară este prevăzută cu o lamă metalică cu

două braţe prinse în unghi drept sub forma literei „V”. Citirea se realizează după ce, prin

ridicarea atentă a mirei, lama metalică atinge stratul de năboi.

Alte fenomene caracteristice proceselor de îngheţ pe râuri care sunt consemnate

în jurnalul staţiilor hidrometrice, sunt: gheaţă la mal, gheaţa de fund, zăpadă în apă,

sloiuri (la care se observă densitatea şi mărimea), zăporul etc.

Fig.2.26. Măsurarea grosimii gheţii

cu ajutorul clupei de gheaţă

Fig.2.27. Măsurarea năboiului

cu ajutorul mirei răşchitoare


106

Fig.2.28. Gheaţă la mal

Fig.2.29. Gheaţă la fundul albiei


107

Fig.2.30. Formarea unui zăpor

III.2.1.1.c. Mijloace şi metode de măsurare a debitului de aluviuni

dintr-un râu

Apa, ca agent de eroziune şi modelare a scoarţei terestre, acţionează asupra

scoarţei de alterare într-o multitudine de forme. În prima fază, picăturile de apă ce

provin din precipitaţiile atmosferice, când vin în contact cu diferitele pături ale scoarţei

terestre, exercită o acţiune de dislocare a particulelor de sol, care apoi, parţial sau total

vor fi antrenate pe versant, prin scurgere, spre reţeaua hidrografică.

Mecanismul transportului aluviunilor în albia unui râu depinde în primul rând

de viteza curentului de apă. Astfel, s-a constatat că o particulă solidă este deplasată de

curenţii de apă în suspensie, salturi (cu frecvenţe, înălţimi şi lungimi diferite), târâre sau

se află în stare de repaos. Trecerea unei particule din starea de repaos, la cea de târâre,

saltaţie sau suspensie se face atunci când viteza curentului de apă depăşeşte un anumit

prag. Astfel la o anumită viteză a curentului de apă vor fi particule solide ce sunt depuse

pe fundul albiei deoarece au o greutate mai mare şi nu pot fi deplasate de curentul de

apă. Particulele cu dimensiuni mai mici sunt deplasate de curentul de apă prin procesul

de saltaţie, iar cele mult mai mici sunt deplasate de masa de apă în suspensie.

În funcţie de aceste stări dinamice în care se află particulele solide în masa de

apă se face şi o diferenţiere a aluviunilor în: aluviuni târâte(sau de fund) şi aluviuni în

suspensie.


108

Debitul de aluviuni este definit ca fiind cantitatea de material solid transportat

de către ape, de pe suprafaţa unui bazin hidrografic, pentru un interval de timp dat, prin

secţiunea vie a unui râu. Debitul total de aluviuni (S) rezultă din însumarea debitului de

aluviuni în suspensie (R) cu debitul de aluviuni târâte (sau de fund, G).

Determinarea debitului de aluviuni comportă două aspecte:

-prelevarea de probe de apă în unul sau în toate punctele de pe verticalele de

sondaj unde s-au efectuat şi măsurătorile de viteză a curentului de apă cu ajutorul

mijloacelor specifice;

-calcularea debitului de aluviuni în suspesie şi târâte pe baza datelor obţinute din

măsurători;

Dintre mijloacele utilizate în determinarea debitului de aluviuni în suspensie şi

târâte se menţionează:

1.Butelia de sticlă (Fig.2.31.) este prevăzută cu un dop din cauciuc prin care

trec două ţevi metalice (ajutaje), una prin care pătrunde apa, întoarsă împotriva

curentului şi cealaltă prin care iese aerul, uşor îndoită, pe direcţia curentului de apă.

Butelia este fixată pe un suport metalic (carcasă) care, prin construcţie, prezintă faţă de

orizontală o înclinare de 30º. Suportul metalic este prevăzut cu o tijă metalică pentru a

se putea manevra mai uşor şi sigur pe direcţia curentului (Fig.2.32.).

2.Tahobatometrul este un aparat special conceput pentru recoltarea probelor de

apă ce conţin şi materiale solide în stare de suspensie. Acest instrument poate fi utilizat

şi în determinarea unor caracteristici ale scurgerii lichide: viteza de scurgere a apei şi

debitul lichid. După modul de funcţionare sunt mai multe tipuri de tahobatometre:

a) tahobatometrul pliant (Fig.2.33.) are aspectul unui balon din cauciuc cu

volumul de 1200cm3, prevăzut cu un tub metalic lung de 15cm şi un diametru interior de

6mm. Pe tub este fixat un inel, prevăzut cu un şurub, prin intermediul căruia aparatul se

fixează pe o tijă metalică;

b) tahobatometrul cu volum constant este alcătuit dintr-un recipient cilindric

cu pereţii rigizi în interiorul căruia se află două compartimente (A şi B) care pot fi

utilizate pentru colectarea probelor de apă ce conţin aluviuni în suspensie.

3.Batometrul tubular cu umplere instantanee (de tip N.N. Jucovski) compus

dintr-un cilindru cu o capacitate de 1-5 litri prevăzut la ambele capete cu câte un capac,

a căror etanşeitate se asigură printr-o garnitură de cauciuc. Fiecare capac este fixat cu un

arc, iar întregul instrument în timpul prelevării probelor de apă este susţinut de o tijă

metalică sau de un cablu metalic pentru a se lansa batometrul la adâncimea dorită. În

lungul tijei se găsesc şi două cabluri care pot elibera o clapă ce sprijină câte o lamelă

fixă prin intermediul cărora sunt manevrate capacele (Fig.2.34). Acest instrument

permite colectarea de probe de apă în condiţiile unei circulaţii normale a curenţilor de

apă.


109

4.Batometrul sită (cu plasă) se utilizează la recoltarea materialului grosier

(particule cu dimensiuni mai mari de 1cm) transportat prin albiile minore, mai ales din

râurile care drenează ariile montane (Fig.2.35.)

Instrumentul este format dintr-un cadru metalic de formă dreptunghiulară cu o

lăţime de 20 cm, de care se fixează o plasă de sârmă cu ochiuri de dimensiuni diferite

după calibrul materialului solid care se doreşte a fi recoltat. Acest batometru se fixează

la capătul unei tije pentru a putea fi aşezat pe fundul albiei. Probele sunt recoltate din

minim 5 verticale, fiecare cu câte 3 probe cu acelaşi timp de recoltare.

5.Batometru de tip I.S.C.H. (sau capcană), folosit tot pentru recoltarea

probelor de aluviuni târâte, este alcătuit dintr-o cutie cu o secţiune la intrare de 22/20

cm, iar la ieşire de 2,5 ori mai mare. În interiorul cutiei se găseşte un grătar prevăzut cu

striuri orientate în sens contrar scurgerii apei, grătar care permite reţinerea aluviunilor

grosiere. Cutia este protejată de o carcasă metalică pe care este fixată o tijă metalică

pentru a putea fi amplasată pe fundul albiei

Măsurătorile de debit aluvionar se fac, de regulă, în secţiunile staţiilor

hidrometrice deoarece sunt necesare şi determinările de viteză ale curentului de apă în

punctele de recoltare a probelor de apă.

Fig. 2.31. Model de prelevare a

probelor de apă cu ajutorul

buteliei de sticlă


110

Fig. 2.32. Butelia de sticlă fixă

Principalele tipuri de măsurători pentru determinarea debitului de aluviuni în

suspensie, sunt:

a) măsurători complete asupra debitului de aluviuni în suspensie: probele de apă

cu materiale în suspensie se recoltează în toate punctele unde s-au efectuat şi

măsurătorile punctuale privitoare la viteza curentului de apă;

b) măsurători în punctul de 0,6h: se recoltează probe de apă cuprinzând

materiale solide în suspensie numai în punctul de 0,6h de pe fiecare verticală de sondaj.

Acest tip de măsurătoare se practică în fazele scurgerii lichide maxime;

Fig.2.33. Tahobatometru pliant şi curba lui de tarare


111

c) măsurători de suprafaţă se efectuează tot în timpul scurgerii lichide maxime,

atunci când condiţiile de lucru sunt dificile. În acest caz, probele de apă cu aluviuni în

suspensie se vor preleva pentru toate verticalele de sondaj pentru determinarea vitezei de

scurgere a apei, în secţiunea vie a albiei, numai în punctele de suprafaţă;

d) măsurătoarea globală constă în prelevarea probelor de apă cu materiale aflate

în suspensie în trei puncte de pe verticala de sondaj (0,2h, 0,6h şi 0,8h). Probele

prelevate se amestecă şi se obţine o singură probă pentru fiecare verticală de sondaj;

Fig.2.34. Batometru tubular cu

umplere instantanee

(tip N.N.Jucovscki)

Fig.2.35. Batometru sită

e) măsurătoarea integrală presupune recoltarea unei singure probe de apă cu

materiale în suspensie pentru fiecare verticală de sondaj. Cel mai adesea se utilizează un


112

batometru cu umplere prelungită, care se scufundă cu o viteză redusă şi uniformă de la

suprafaţă la fund şi invers, obţinându-se astfel o singură probă de apă cu materiale solide

în suspensie;

f) măsurătoarea unitară presupune prelevarea unei singure probe de apă cu

material solid aflat în suspensie dintr-un anumit punct ales şi la un interval de timp

prestabilit (zilnic, decadal, lunar etc.).

Rezultatele măsurătorilor, privitoare la debitele de aluviuni în suspensie şi

târâte, trebuie să fie utilizate în corelaţie cu cele ale debitelor şi vitezei curentului de apă

în punctele de recoltare.

III.2.1.1.d. Mijloace şi metode de prelevare a probelor de apă

în vederea determinării caracteristicilor hidrochimice

În vederea prelevării probelor de apă pentru determinarea caracteristicilor

hidrochimice se utilizează, în principal, sticla de probă şi sticla cu ajutaje.

Sticla de probă, cu o capacitate de 1 sau 2l este cel mai uzitat mijloc pentru

prelevările de apă de la suprafaţa râului. Sticlele se scufundă în apă şi după prelevarea

probelor se astupă cu dopuri de cauciuc sau dopuri învelite în foaie de polietilenă.

Sticla cu ajutaje este folosită tot pentru recoltarea probelor de la suprafaţa

râului. Acest mijloc de recoltare a probelor de apă este alcătuit dintr-o butelie cu o

capacitate de 1-2l şi două tuburi din metal sau sticlă (ajutaje) cu diametrul de 4-6 mm

care trec prin dopul de cauciuc ce astupă sticla. Sticla cu ajutaje, în momentul în care se

prelevează probele de apă, prezintă avantajul că nu permite contactul cu aerul

atmosferic, fiind utilizată pentru a analiza diferitele gaze dizolvate în apă (în special O2

şi CO2).

Recoltarea probelor din apele curgătoare (râuri şi pârâuri) se face pe firul apei,

în tronsoanele în care curentul este foarte puternic, iar amestecul apei este complet. În

general, se evită recoltarea probelor de apă în apropiere barajelor, în braţele râurilor fără

scurgere, în zonele afectate de remuu etc.

Probele de apă se recoltează o singură dată sau în serie şi pot fi simple sau

medii, iar în alegerea punctelor fixe de recoltare se ţine seama de accesibilitatea lor în

tot cursul anului. Probele recoltate se grupează în două tipuri: simple sau momentane şi

medii sau mixte. Proba simplă furnizează date asupra compoziţiei apei numai pentru

locul şi momentul în care s-a prelevat. Proba medie se obţine prin amestecarea unei părţi

egale de probe simple, prelevate din acelaşi loc, la anumite intevale de timp, sau

prelevate concomitent, dar din puncte diferite. Valorile constituienţilor chimici

determinate în urma analizei chimice a probelor de apă sunt corelate cu debitele lichide

măsurate în aceleaşi puncte.


113

III.2.2. Prelucrarea, analiza şi interpretarea datelor hidrometrice

referitoare la regimul hidrologic al apei din râuri

III.2.2.1. Prelucrarea, analiza şi interpretarea datelor hidrometrice

referitoare la nivelul apei din râuri

Nivelul apei din unităţile acvatice, care se citeşte cu ajutorul mirelor

hidrometrice sau limnigrafelor, sunt cote sau valori instantanee din momentul

observaţiei suprafeţei libere a apei raportată la un plan fix.

Pentru a caracteriza regimul de scurgere al unui râu, mai ales din necesităţi

practice, este necesar să se cunoască nivelul mediu zilnic, nivelurile caracteristice lunare

şi anuale (medii, minime, maxime), precum şi frecvenţa unor anumite niveluri.

Nivelurile zilnice citite la mirele hidrometrice sau la limnigrafe sunt înscrise

într-un caiet special şi pe baza acestora se calculează nivelul mediu zilnic, lunar, anual,

şi multianual, sau se pot extrage valorile corespunzătoare nivelului maxim sau minim

lunar, anual sau multianual.

Nivelul mediu zilnic se calculează ca fiind media aritmetică a nivelurilor citite

pe miră sau limnigraf în ziua respectivă. La un post hidrometric, citirile pe miră a

nivelului, în condiţii normale, se fac zilnic, de două ori, la orele 7 şi 17. Din media celor

două niveluri citite la orele 7 şi 17 rezultă nivelul mediu zilnic.

Nivelurile caracteristice lunare şi anuale. Nivelurile medii lunare se calculează

ca fiind media aritmetică a nivelurilor medii zilnice dintr-o lună. Nivelul mediu anual

rezultă din media aritmetică a celor 12 valori medii lunare ale nivelurilor unui râu.

Nivelul maxim şi nivelul minim lunar şi anual se extrag din dintre valorile instantanee

ale nivelurilor înregistrate într-o lună sau într-un an.

Datele referitoare la nivelurile instantanee înregistrate la orele de observaţie se

înscriu în jurnalul postului hidrometric, după care se calculează nivelul mediu zilnic.

Valorile nivelurilor medii zilnice se înscriu ulterior în Anuarele Hidrologice. Pe baza

acestora se vor construi hidrograful nivelurilor zilnice, graficul de frecvenţă şi durată a

nivelului apei unui râu, graficul tip, hidrogradul etc.

Tema 20: Hidrograful nivelurilor medii zilnice, lunare, anuale şi

multianuale. Hidrogradul

Pentru întocmirea hidrografului nivelurilor zilnice se vor extrage datele cu

nivelurile medii zilnice calculate la un anumit post hidrometric care se vor înscrie într-

un tabel (Tab.2.14.) Hidrograful nivelurilor medii zilnice se construieşte pe baza acestui

tabel, folosindu-se un sistem de coordonate rectangulare, unde pe abscisă se vor înscrie

zilele şi lunile din cursul unui an, iar pe ordonată, în funcţie de valorile minime şi

maxime ale nivelului, se va stabili scara intervalelor de nivel. Pe scara orizontală

(abscisă) 1mm este egal cu o zi, iar pe scara verticală (pe ordonată), 1cm este egal cu


114

10cm variaţie de nivel. Prin înscrierea tuturor datelor privind nivelul apelor din cursul a

365 de zile şi prin unirea celor 365 de puncte se obţine hidrograful nivelurilor medii

zilnice din cursul unui an. Pentru exemplificare a fost construit hidrograful nivelurilor

medii zilnice a râului Nicolina în anul 2000 (Fig.2.36.).

În acelaşi mod se construiesc şi hidrografele nivelurilor medii lunare, anuale şi

multianuale ale râului Nicolina, însă pe abscisă se înscriu, conform scărilor alese

(1cm=1lună sau 1cm=1an), valorile corespunzătoare timpului menţionat (Fig.2.37. şi

Fig.2.38.).

Astfel, pe baza datelor înscrise în Tabelul 2.14. şi pe baza hidrografului

nivelurilor medii zilnice se pot stabili diverse niveluri şi faze caracteristice ale scurgerii

pentru un râu aflat într-o anumită zonă geografică. Dintre nivelurile caracteristice râului

Nicolina, pentru anul 2000, se pot menţiona:

- nivelul mediu anual Hmed.=19,7cm;

- nivelul maxim anual Hmax.=76,4cm, înregistrat la data de 22 iulie 2000;

- nivel minim anual Hmin.=5,8cm, înregistrat în perioada 4-11ianuarie 2000;

- nivelul mediu lunar oscilează între 6,0, calculat pentru luna ianuarie şi 41,7cm

calculat pentru luna iulie.

Scurgerea apei, în cadrul râului Nicolina, cunoaşte mai multe faze caracteristice,

în decursul unui an distingându-se (Fig.2.36.):

- apele mici de iarnă (a), caracteristice perioadei decembrie - sfârşitul lunii

martie, când se înregistrează valori mici ale oscilaţiilor nivelului apei (între 5,8 şi 13cm)

datorită cantităţilor mici de precipitaţii şi temperaturilor scăzute care permit stocarea

apei în stratul de zăpadă sau sub formă de gheaţă, diminuând efectiv scurgerea apei din

râu. În aceeaşi perioadă s-a produs şi nivelul minim anual, între 4-11 ianuarie, când s-a

măsurat un nivel al apei în râul Nicolina de 5,8cm;

- ape mari de primăvară (b), caracteristice lunilor aprilie şi mai. Valori mici ale

nivelului se înregistrează până la sfârşitul lunii martie, când sub efectul creşterii

temperaturii aerului şi cantităţilor de precipitaţii mai bogate are loc o creştere a nivelului

apei, care atinge un maxim în luna mai (23,5cm în data de 6 mai), după care scade uşor.

- ape mari din timpul viiturilor de vară (c), când sub efectul producerii unor ploi

torenţiale are loc o creştere bruscă a nivelului apei, atingându-se nivelul maxim anual

(76,4cm în data de 22 iulie), care a fost precedat în luna iunie de o altă creştere a

nivelului datorită producerii unor cantităţi însemnate de precipitaţii (în data de 24 iunie

2000 s-a măsurat un nivel al apei pe râul Nicolina de 30,2cm);

- ape mici de vară, caracteristice sfârşitului de vară (luna august) şi începutului

de toamnă (d). Nivelurile scăzute ale apei din această perioadă sunt determinate de

cantităţile foarte reduse de precipitaţii (în aceste luni se produc frecvente secete în

Câmpia Moldovei (Minea, Stângă, 2004) şi temperaturii ridicate ale aerului care duc la

creşterea evapotranspiraţiei cu efect asupra scurgerii râurilor;


115

ZIUA/

LUNA

I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII

1 6,0 6,1 13,0 20,9 21,7 20,6 28,2 32,5 20,1 21,0 22,5 15,0

2 6,0 6,1 13,9 20,8 22,2 20,6 29,2 30,2 20,1 20,8 23,9 14,3

3 6,0 6,0 14,9 20,9 22,5 20,5 30,1 29,6 20,2 20,6 25,8 12,1

4 5,8 6,1 16,8 20,9 22,7 20,5 29,5 28,9 20,2 20,4 27,6 12,0

5 5,8 6,3 17,8 20,9 23,1 20,4 30,5 28,7 20,1 20,5 26,3 12,0

6 5,8 6,4 19,5 21,0 23,6 20,3 35,2 25,3 20,1 20,5 25,4 11,6

7 5,8 6,8 20,7 21,0 23,2 20,4 36,2 22,9 20,1 20,5 25,2 11,5

8 5,8 7,4 20,9 21,1 23,0 20,4 33,1 23,1 20,2 20,6 25,0 11,4

9 5,8 7,5 21,2 21,1 23,1 20,5 29,5 23,5 20,1 20,5 22,3 11,3

10 5,8 7,6 21,4 21,2 23,0 20,6 30,2 23,4 20,0 20,5 22,0 11,2

11 5,8 7,6 21,3 21,2 22,8 20,6 34,5 23,4 20,0 20,5 21,8 11,1

12 5,9 7,4 21,3 21,2 22,6 20,6 36,2 23,3 20,1 20,4 21,6 11,0

13 5,9 7,2 21,3 21,3 22,4 20,7 37,8 23,1 20,1 20,5 21,4 10,8

14 6,0 7,3 21,3 21,4 22,2 20,8 40,1 23,0 20,0 20,5 21,3 10,7

15 6,0 8,0 21,2 21,4 22,0 20,8 38,9 22,8 20,0 20,6 21,0 10,5

16 6,1 8,2 21,2 21,5 22,0 20,9 42,3 22,7 20,0 20,6 21,0 10,2

17 6,2 8,3 21,2 21,6 21,9 21,1 36,5 22,6 20,0 20,8 20,9 10,0

18 6,3 8,2 21,1 21,7 21,7 21,2 32,5 22,5 20,0 20,8 20,9 9,9

19 6,4 8,2 21,0 21,8 21,5 21,3 33,2 22,3 19,9 21,0 20,9 9,5

20 6,3 8,2 21,0 21,7 21,4 21,3 48,9 22,4 19,9 21,0 19,2 9,2

21 6,3 8,2 21,0 21,7 21,3 23,3 50,6 22,0 19,9 21,1 18,6 9,1

22 6,2 8,2 21,0 21,6 21,1 24,9 76,4 21,8 19,8 21,0 17,8 9,0

23 6,2 8,9 20,9 21,5 21,0 27,9 72,5 21,5 20,0 21,0 17,5 8,7

24 6,2 9,3 20,9 21,5 20,9 30,2 68,7 21,3 20,2 21,1 17,0 8,5

25 6,2 11,1 20,9 21,4 20,8 29,2 65,3 21,2 20,3 21,1 16,2 8,4

26 6,1 11,3 20,8 21,5 20,7 29,2 56,3 21,1 20,4 21,2 16,1 8,2

27 6,1 11,2 20,8 21,5 20,6 28,6 51,2 20,8 20,9 21,3 16,3 7,8

28 6,1 11,5 20,8 21,6 20,7 27,8 45,6 20,3 21,8 21,3 16,2 7,2

29 6,1 12,1 20,8 21,6 20,7 27,0 42,3 19,9 21,7 21,4 15,2 7,3

30 6,0 - 20,8 21,6 20,7 27,2 38,2 20,1 21,5 21,6 15,0 7,5

31 6,0 - 20,8 - 20,7 - 35,2 20,1 - 22,0 - 7,5

MAX. 6,4 12,1 21,4 21,8 23,6 30,2 76,4 32,5 21,8 21,6 27,6 15,0

ZIUA 19 29 10 19 6 24 22 1 28 30 4 6

MIN. 5,8 6,0 13,0 20,8 20,6 20,3 28,2 19,9 19,8 20,4 15,0 7,2

ZIUA 4-11 3 1 2 27 6 1 29 22 12 30 28

MEDIA 6,0 8,1 20 21,3 21,8 22,9 41,7 23,4 20,2 20,8 20,7 10,1

MEDIA ANUALĂ =19,7cm

Tab.2.14. Variaţiile zilnice ale nivelului apei din râul Nicolina


116

Fig.2.36. Hidrograful nivelurilor medii zilnice pentru râul Nicolina (anul 2000)

Fig.2.37. Hidrograful nivelurilor medii lunare pentru râul Nicolina (anul 2000)


117

Fig.2.38. Hidrograful nivelurilor medii anuale, pentru râul Nicolina (anul 2000)

- ape mari de toamnă (e), caracteristice perioadei octombrie-noiembrie, care duc

la creşteri ale nivelurilor destul de importante (27,6cm în 4 noiembrie), ca efect al

producerii unor cantităţi mai mari de precipitaţii şi scăderii valorilor evapotranspiraţiei

sub impulsul scăderii temperaturii aerului. Din analiza hidrografului nivelurilor medii zilnice a râului Nicolina şi a

principalelor faze ale scurgeii apei se poate încadra acest curs de apă în categoria

râurilor care aparţin „tipului pericarpatic estic” (Geografia României, vol.I, 1983).

Hidrogradul (Hgr), este un parametru hidrologic mai puţin utilizat în studiile

hidrologice şi mai mult în navigaţie, mai ales în ţările riverane unor mari fluvii

navigabile (Dunărea, Volga, Rinul, Nilul).

Prin hidrograd se înţelege a zecea parte din amplitudinea nivelurilor maxime

(Hmax) şi minime (Hmin), înregistrate în perioada de observaţii.

Valoarea unui hidrograd se determină pe baza formulei:

Hgr.=10

minmax HH (cm) (2.35)

unde: Hgr – valoarea unui hidrograd;

Hmax- nivelul maxim al unui râu, înregistrat în întreaga perioadă de observaţii de la

un post hidrometric;

Hmin- nivelul minim al unui râu, înregistrat în întreaga perioadă de observaţii de la

un post hidrometric;


118

Numărul de hidrograde pentru fiecare secţiune de râu este de 10, mărimea

fiecărui hidrograd fiind diferită de la o secţiune la alta.

Pentru a determina numărul de hidrograde (Nr.Hg) la fiecare post hidrometric se

efectuează un raport dintre diferenţa nivelului apei din ziua respectivă (Hzi) şi nivelul

minim (Hmin) şi valoarea unui hidrograd.

Nr. Hg= .

min

gr

zi

H

HH (2.36)

unde: Nr.Hg – numărul hidrogradului;

Hzi – nivelul apei din ziua respectivă;

Hmin - nivelul minim al uni râu, înregistrat în întreaga perioadă de observaţii de

la un post hidrometric

Hgr – valoarea unui hidrograd.

Prin intermediul formulelor prezentate mai sus s-a determinat numărul

hidrogradului pentru staţia hidrometrică Iaşi, corespunzător valorii nivelului maxim

înregistrat în anul 2000 (76,4cm la data de 22.07.2000), ţinând cont că valoarea minimă

a nivelului măsurată la această staţie hidrometrică în perioada 1950-2000 a fost de

4,4cm (înregistrată la 12.08.1982), iar valoarea maximă de 364,4,6cm (înregistrată la

18.07.1971)

Astfel valoarea unui hidrograd, pentru staţia hidrometrică Iaşi este:

Hgr=10

4,44,364=36

iar numărul hidrogradului corespunzător nivelului maxim al apei, înregistrat în anul

2000, este de:

Nr.Hgr=36

4,44,76=2

După obţinerea numărului de hidrograde pentru fiecare post hidrometric se

întocmeşte harta cu hidrograde. Numărul de hidrograde se cartează, pentru fiecare sector

de râu, fie prin metoda cartodiagramelor, fie prin metoda graficelor circulare.

Metoda cartodiagramelor constă în reprezentarea de-a lungul râului, pe hartă,

prin linii punctate, întrerupte sau continue, de culoare roşie a numărului de hidrograde

aflate la distanţă egală unele de altele (Fig.2.39.). De regulă, când râul prezintă pe un

sector al albiei sale un număr cuprins între 1 şi 5 hidrograde, cartarea acestora se va face


119

prin linii punctate. În cazul în care numărul de hidrograde este cuprins între 6 şi 8,

reprezentarea acestora se va face prin linii întrerupte, iar dacă numărul de hidrograde

este de 9 sau 10, cartarea se va face prin linii continue.

Fig.2.39. Model de reprezentare a hidrogradelor nivel prin

metoda cartodiagramelor

Metoda graficelor circulare (Fig.2.40.) este mai uzitată şi constă în

reprezentarea de-a lungul unui râu, pe hartă, în dreptul fiecărui post hidrometric, a unui

cerc împărţit în zece hidrograde (adică numărul maxim de hidrograde care poate fi

calculat la un râu). În funcţie de numărul de hidrograde care se înregistrează la un

moment dat la un post hidrometric, fiecare cerc reprezentat se haşurează. Daca se

înregistrează 6 hidrograde, cercul va fi haşurat pe o suprafaţă de 6/10, adică ceva mai

mult de jumătate.

Pentru exactitate, se trece în partea dreaptă a fiecărui grafic circular nivelul apei

la zi (în partea de sus) şi numărul de hidrograde (în partea de jos). Pe baza acestor hărţi

se poate face o apreciere a nivelurilor (între 1 şi 5 hidrograde sunt ape mici, iar la

hidrograde de 8-10 sunt suprafeţe inundate) şi a condiţiilor în care se produc creşterile şi

scăderile de nivel.

Numărul de hidrograde indică stadiul în care se află nivelul apelor (în creştere,

staţionare sau scădere). Când la un post hidrometric numărul de hidrograde variază între

1 şi 5, atunci nivelul apelor este considerat a fi în scădere. Dacă numărul de hidrograde

oscilează între 6 şi 8, atunci nivelul apelor are un caracter staţionar, iar în cazul când

râul înregistrează un număr de 9 sau 10 hidrograde, nivelul apelor se află în creştere.


120

Fig.2.40. Model de reprezentare a hidrogradelor prin

metoda graficelor circulare

Tema 21: Graficul de frecvenţă şi durată a nivelurilor

Graficul de frecvenţă şi durată a nivelurilor oferă posibilitate analizării mai

corecte a evoluţiei regimului de scurgere a apelor şi pentru a afla de câte de ori un nivel

apare în decursul unei perioade de timp. Înainte de construirea acestui grafic se

stabileşte, mai întâi, un raport între nivelurile maxime şi minime din cursul unui an sau

unui şir de ani, precum şi un număr de clase de valori cu intervale de nivel egale. Cu cât

cotele intervalelor de niveluri sunt mai mici, cu atât posibilităţile de analiză a regimului

hidrologic vor fi mai exacte. De regulă, pentru râurile care în cursul unui an nu

înregistrează un nivel maxim de 100 cm, se stabilesc intervale de niveluri (clase de

valori) din 20 în 20 cm. În cazul că nivelul maxim al apelor depăşeşte 200 sau 300 cm,

atunci intervalele de niveluri pot fi fixate din 40 în 40 cm sau din 50 în 50 cm. Pentru

râul Nicolina, ţinând cont că variaţia nivelurilor în anul 2000 nu a fost mai mare de

80cm, s-au stabilit 8 intervale de niveluri din 10 în 10 cm.

Se întocmeşte un tabel în care se înscriu clasele de valori (din 10 în 10cm, din

20 în 20 de cm, din 40 în 40 de cm sau din 50 în 50 de cm), frecvenţa nivelurilor (în

număr de zile) pentru fiecare lună şi clasa de valori aleasă, precum şi numărul total al

zilelor în care s-au înregistrat niveluri care sunt caracteristice unei anumite clase de

valori (Tab.2.15.).


121

După înscrierea datelor în tabel pentru toate clasele de valori alese, se

întocmeşte graficul de frecvenţă şi durată folosind un sistem de coordonate rectangulare,

unde pe axa absciselor se va trece numărul de zile (1mmm=1 zi), iar pe axa ordonatelor

se vor nota clasele de valori caracteristice de niveluri (1cm=1 clasă de valori).

Reprezentarea grafică a nivelurilor, în funcţie de numărul de cazuri (sau de valori

zilnice) permite obţinerea unui grafic care arată frecvenţa absolută sau relativă de

apariţie a unui anumit nivel (Fig.2.41.)

Clase

de

valori

(cm)

FRECVENŢA NIVELURILOR ÎN ZILE To

tal

%

Du

rata

%


71-80 2 2 0,5 2 0,5

61-70 2 2 0,5 4 1,0

51-60 3 3 0,8 7 1,8

41-50 5 5 1,4 12 3,2

31-40 1 15 2 18 4,9 30 8,1

21-30 25 30 31 29 4 28 26 31 19 223 60,9 253 69,0

11-20 5 6 1 4 11 17 44 12,1 297 81,1

0-10 31 24 14 69 18,9 366 100

Tab.2.15. Frecveţa şi durata nivelurilor pe râul Nicolina

Fig.2.41. Graficul de frecvenţă şi durată a nivelurilor

Prin cumularea valorilor ce reprezintă numărul de zile cu anumite niveluri ce se

încadrează într-o clasă de valori de niveluri aleasă, de la clasele de valori superioare spre

clasele de valori inferioare şi reprezentarea lor în funcţie de numărul de zile, însumate


122

succesiv de la nivelurile superioare la cele inferioare, se obţine un grafic ce reprezintă

curba de durată (asigurare) a nivelurilor. Prin intermediul acestei curbe se poate stabili

ce niveluri s-au repetat în 50, 100 sau mai multe zile dintr-un an, sau se poate stabili în

ce perioadă de timp un anumit nivel a fost depăşit.

Tema 22: Construirea profilului transversal al secţiunii active a râului şi

determinarea elementelor sale hidraulice

Pentru a se putea stabili viteza medie pentru fiecare verticală de adâncime şi,

ulterior, pentru a se putea calcula debitele parţiale şi debitul total este necesar să se

construiască profilul transversal al secţiunii active a unui râu la un post hidrometric sau

pentru zona în care s-au efectuat măsurători privind adâncimea şi vitezele punctuale de

scurgere a apei.

Prin secţiunea activă se înţelege suprafaţa din profilul transversal, efectuat în

albia unui râu, prin care are loc scurgerea apei. În general, secţiunea activă se determină

fie în profilul mirei hidrometrice, unde se fac şi măsurătorile de viteză a apei, sau fie pe

secţiunea unui tronson rectiliniu al cursului de apă.

Pentru construcţia grafică a secţiunii active este necesar ca mai întâi să se

determine lăţimea şi adâncimea râului în anumite puncte, pe anumite verticale de sondaj.

În Tabelul 2.16. sunt prezentate distanţele dintre verticalele de sondaj la care se

efectuează măsurători ale adâncimii apei.

După realizarea secţiunii active a unui râu şi după măsurarea suprafeţei acesteia

se determină prin calcul: adâncimea medie şi adâncime maximă a râului, lungimea

perimetrului udat şi raza hidraulică.

Nr.

crt.

B (m) Distanţa dintre verticalele de sondaj

1 < 1 din 10 în 10 cm;

2 1-10 10 verticale de sondaj la distanţe multiple întregi de dm;

3 10-40 din metru în metru;

4 40-60 din 2 în doi metri;

5 60-80 din 3 în 3 metri;

6 80-100 din 4 în 4 metri;

7 >100 25 de verticale de sondaj la distanţe egale între ele;

Tab.2.16. Numărul verticalelor de sondaj pentru determinarea adâncimilor

la diferite lăţimi ale râurilor

Adâncimea apei într-un punct dat reprezintă distanţa pe verticală, de la suprafaţa

apei până la fundul râului, lacului sau mării. Măsurarea adâncimii apelor se


123

face cu scopul de a se obţine informaţii care să permită a se aprecia morfologia fundului

şi de a se determina suprafaţa secţiunii care se găseşte sub oglinda apei.

Pe teren pentru a determina profilul transversal al unui râu, mai întâi, se fixează

punctele extreme de pe ambele maluri. Între ele se întinde un cablu gradat cu ajutorul

căruia se determină, în primul rând, lăţimea râului (B), care este distanţa pe oglinda apei

între cele două maluri. Pe cablu se fixează verticalele de sondaj, adică punctele în care

se măsoară adâncimea apei şi distanţele dintre ele. Pentru determinarea cât mai corectă a

elementelor secţiunii active se recomandă ca măsurarea adâncimilor să se efectueze de

două ori, în aceleaşi verticale de sondaj, valoarea adâncimilor rezultând din media celor

două măsurători.

Pentru măsurarea adâncimilor se folosesc mijloace diferite în funcţie de

mărimea adâncimilor şi de lăţimea cursului de apă sau a lacului. Principalele mijloace

care se utilitează în determinarea adâncimilor unei unităţi acvatice sunt:

- tija hidrometrică este un instrument format dintr-o ţeavă metalică cu diametrul

de 2-3cm, gradată din cm în cm, şi care se foloseşte la efectuarea sondajelor

hidrometrice, la râurile mici care nu au adâncimi mai mari de 3-4 m, şi la viteze ce nu

depăşesc 1,5m/s şi care se pot măsura direct din albie, de pe o ambarcaţiune, o punte

hidrometrică sau de pe un cărucior. La partea inferioară tija hidrometrică are o plăcuţă

de 10X10 cm pentru a putea fi aşezată bine pe fund şi a nu intra în mâl.

- prăjina hidrometrică se foloseşte la adâncimi de 4-5 m şi viteze mici;

- cablul lestat se foloseşte la râurile care au adâncimi mari şi măsurarea se face

de pe un pod sau o ambarcaţiune. Cablul (din cânepă sau metal) este prevăzut cu o

greutate la partea inferioară (între 0,5 şi 25 kg) pentru a păstra o poziţie cât mai verticală

la viteze mari. De obicei, din cauza vitezei apei şi a presiunii curentului, aceste cabluri

sunt deviate spre aval astfel încât la valorile măsurate ale adâncimii apei se impune a se

face o corecţie în funcţie de mărimea abaterii de la linia verticală (pentru aceste corecţii

există tabele întocmite care se pot folosi). Cablurile metalice se derulează pe trolii

speciale ce dispun şi de posibilitatea de a înregistra automat lungimea derulată şi chiar

unghiul de înclinare a cablului cu verticala.

- ecosonda este un aparat automat, mult mai precis pentru determinarea

adâncimilor şi care se bazează pe principiul reflectării sunetului de fundul albiei. Aceste

aparate înregistrează automat adâncimile, diagramele obţinute fiind foarte utile pentru

analiza morfologiei fundului unităţilor acvatice.

Construirea profilului transversal al secţiunii active se face, de regulă, pe o

hârtie milimetrică, folosind un sistem de coordonate rectangulare, unde pe axa verticală

se notează adâncimile determinate prin măsurători (h1, h2, h3……hn), în punctele de

sondaj, transpuse în raport cu oglinda apei, iar pe orizontală se stabilesc, la scară (de

obicei 1cm = 1m), distanţele dintre verticalele de sondaj (b1, b2, b3…..bn), începând de la

reperul de pe mal, de unde s-a început măsurarea. Prin unirea punctelor cu adâncimea

maximă din fiecare verticală de sondaj se obţine profilul transversal al secţiunii active şi


124

totodată, perimetrul udat. În Figura 2.42. sunt reprezentate elementele caracteristice ale

secţiunii active a râului Nicolina la postul hidrometric Iaşi.

Suprafaţa secţiunii active ( ) rezultă din însumarea secţiunilor parţiale dintre

verticalele de sondaj ( n.....,, 321 ). Suprafeţele acestora se obţin din asimilarea lor

cu o serie de figuri geometrice de tipul triunghiurilor, dreptunghiurilor, trapezelor sau

pătratelor şi utilizând formulele de calcul cunoscute pentru aflarea suprafeţelor acestor

figuri. De regulă, suprafeţele parţiale din apropierea malurilor vor fi întotdeauna

asimilate ca triunghiuri dreptunghice, celelalte suprafeţe parţiale ale secţiunii active fiind

asimilate cu suprafeţe de trapeze sau dreptunghiuri.

Suprafaţa totală a secţiunii active se determină după formula:

=2

**

2...........*

2*

22

*1

13

322

2111 nnn

nn bhb

hhb

hhb

hhhb (m

2)

(2.37)

unde: - suprafaţa secţiunii active, în m2;

b1, b2, b3....bn – lăţimea dintre verticalele de sondaj, în m;

h1, h2, h3....hn – adâncimea verticalelor de sondaj, în m;

Dacă dimensiunile sunt măsurate în cm2, se vor obţine suprafeţele în cm

2, care

apoi se transformă în m2. Când se determină secţiunea de scurgere trebuie să se facă şi

observaţii asupra modului de scurgere a apei. Astfel, dacă se observă că la unul din

maluri apa stagnează, este obligatoriu a se determina şi suprafaţa secţiunii inactive,

adică a spaţiului în care există apă dar aceasta nu curge, suprafaţă care va fi scoasă din

calcul la determinarea suprafeţei totale a secţiunii active.

Suprafaţa totală a secţiunii active a râului Nicolina, în dreptul postului

hidrometric Iaşi, calculată după datele din Figura 2.42., este de 2,36m2.

2

03,0*40,0

2

03,0*)40,081,0(

2

03,0*)81,042,1(

2

03,0*)42,167,1(

2

03,0*)67,120,1(

2

03,0*)20,187,0(

2

03,0*)87,065,0(

2

03,0*)65,046,0(

2

03,0*)46,035,0(

2

03,0*)35,015,0(

2

15,0*03,0

= 0,02+0,07+0,12+0,16+0,22+0,31+0,43+0,46+0,33+0,18+0,06

=2,36m2


125

Fig.2.42. Elementele caracteristice secţiunii active la postul hidrometric Iaşi

Adâncimea medie (Hmed) se determină ca fiind raportul dintre suprafaţa secţiunii

active ( ) şi lăţimea râului (B):

Hmed=B

( m) (2.38)

Adâncimea medie a râului Nicolina în dreptul postului hidrometric Iaşi este de

0,71m:

Hmed=3,3

36,2=0,71 (m)

Adâncimea maximă (Hmax) se obţine direct din măsurători, fiind cea mai mare

adâncime a apei în secţiunea transversală. Pentru râul Nicolina adâncimea maximă,

măsurată în dreptul secţiunii de control, este de 1,67m.

Perimetrul udat (P) sau muiat reprezintă lungimea care urmăreşte patul şi

malurile albiei minore între limitele secţiunii active. Lungimea perimetrului rezultă din

însumarea ipotenuzelor triunghiurilor dreptunghice ale căror catete sunt date de

diferenţa de adâncime dintre două verticale de adâncime vecine şi distanţa dintre ele.


126

Perimetrul udat, pe linia profilului transversal al secţiunii active, se poate

calcula după următoarea formulă:

P=22

2

1

2

1

2

12

2

2

2

1

2

1 )(................)( nnnnn hbhhbhhbhb (m) (2.39)

unde: P – perimetrul udat sau muiat, în m;

b1, b2, b3…..bn – distanţele dintre verticalele de sondaj, în m;

h1, h2, h3…..hn - adâncimea verticalelor de sondaj, în m;

Perimetrul udat al secţiunii active a râului Nicolina realizat în urma determinării

suprafeţei acestei secţiuni este de 4,73m:

P=2222 20,003,015,003,0 + 21,003,0 2

+22 22,003,0 +

22 33,003,0 +22 47,003,0 +

22 25,003,0 +22 61,003,0 +

22 41,003,0 +22 40,003,0

P= 0,33+0,36+0,31+0,34+0,36+0,43+0,55+0,38+,067+0,50+0,50=4,73 m

În cazul râurilor cu lăţimi mai mari (100-500 m) şi cu adâncimi moderate,

perimetrul udat este cu unul sau doi metri mai mare decât lăţimea.

Raza hidraulică (R) se determină ca fiind raportul dintre suprafaţa secţiunii

active ( ) şi perimetrul udat (P):

R=P

(m) (2.40)

Raza hidraulică a râului Nicolina, în dreptul secţiunii de control, are valoarea de

0,49m:

R=73,4

36,2=0,49 m

În cazul în care râurile au adâncimi moderate, raza hidraulică prezintă o

valoarea asemănătoare cu cea a adâncimii medii.

Rugozitatea (n) este un parametru hidrologic care se referă la aprecierea globală

a tuturor neregularităţilor care se opun mişcării apei ca urmare a mărimii diametrului

aluviunilor (nisip, pietriş, bolovăniş) sau a altor obstacole care apar în albie şi contribuie

la reducerea vitezei. Cu cât aluviunile de fund sunt mai fine, cu atât valorile rugozităţii

sunt mai reduse (Tab.2.17.).


127

Nr.

ctr.

Cursul de apă şi descrierea Minim. Normal Maxim

Lăţimea oglinzii apei la nivelul de inundaţie

până la 30,5 m

a. Râuri de câmpie

1 Albii fără vegetaţie, drepte, la nivelul maxim

fără braţe şi excavaţii

0,025 0,030 0,033

2 Albii drepte, la nivelul maxim fără braţe, dar cu

vegetaţie şi pietrişuri

0,030 0,035 0,045

3 Albii fără vegetaţie, cu meandre, depuneri

aluvionare şi adâncituri

0,033 0,040 0,045

4 Albii cu vegetaţie rară şi pietriş 0,035 0,045 0,050

5 Albii cu pante mici şi secţiuni inactive la nivel

scăzut al apei

0,040 0,048 0,055

6 Albii cu vegetaţie deasă şi pietriş 0,045 0,050 0,060

7 Albii cu scurgere lentă, cu vegetaţie şi

excavaţii

0,050 0,070 0,080

8 Albii cu vegetaţie abundentă şi zone de

revărsare a apei

0,075 0,1 0,15

b. Râuri de munte fără vegetaţie în albie, maluri abrupte, arbori şi tufişuri de-a

lungul malurilor

1 Patul albiei cu pietrişuri, pietre rotunjite şi

bolovani rari

0,030 0,040 0,050

2 Patul albiei cu pietre rotunjite şi bolovani mari

şi deşi

0,040 0,050 0,070

Tab.2.17. Valorile coeficientului de rugozitate „n”, pentru albiile minore ale cursurilor

de apă naturale (Diaconu şi colab, 1997)


128

III.2.2.2. Prelucrarea, analiza şi interpretarea datelor hidrometrice

referitoare la debitul apei din râuri

Tema 23: Mijloace de măsurare a vitezei de scurgere a apei. Construirea

epurei vitezelor (hodograful)

Viteza medie de scurgere a apei este definită ca fiind distanţa (în m) parcursă de

masa de apă în unitatea de timp (s), ca rezultantă a vitezelor punctuale înregistrate în

fiecare punct al secţiunii active.

Viteza apei diferă mult de la un punct la altul într-o secţiune transversală a albiei

unui râu, în funcţie de configuraţia albiei, de rugozitatea materialului care se află pe

fundul albiei, de adâncimea masei de apă, de influenţa factorilor meteorologici (mai ales

în sezonul rece al anului) etc. Viteza apei are un caracter pulsatoriu şi dezordonat

rezultat din interferenţa curenţilor, atât în plan orizontal, cât şi în plan vertical, fiind

mult influenţată de factorii meteorologici (vânt, existenţa podului de gheaţă).

În mod curent, în practica hidrologică viteza de scurgere a apei se poate

măsura cu ajutorul mai multor instrumente: flotori sau plutitori, tahobatometre,

dinamometre, tuburi hidrometrice (tubul lui Pitot), morişti hidrometrice.

Flotorii sau plutitorii sunt mijloace simple de determinare a vitezei de scurgere

a apei, confecţionate din materiale cu greutate specifică mai mică decât a apei, care

plutesc şi se deplasează o dată cu apa râului. Flotorii sunt utilizaţi la măsurarea vitezelor

când nu se dispune de instrumente mai perfecţionate: la ape mari, unde din cauza

corpurilor ce plutesc pe râu nu se pot efectua măsurători cu alte aparate; pe râuri cu

adâncimi şi viteze reduse.

Pentru măsurare se alege un sector de albie rectiliniu pe o distanţă care să

depăşească de cel puţin 3 –5 ori lăţimea cursului de apă. Se face o fişă în care se trec

locul, ziua, luna, anul când s-au făcut înregistrările, precum şi date asupra stării vremii

(vânt dinspre aval, dinspre amonte, timp liniştit). Se stabilesc două puncte de reper, unul

în amonte şi celălalt în aval, la reperul din amonte se lansează pe suprafaţa apei unul sau

mai multe obiecte uşoare care se vor deplasa odată cu masa de apă. De regulă, se

lansează un flotor în amonte de primul reper şi se începe cronometrarea când flotorul

trece prin secţiunea primului reper, urmărindu-l pe traseu până la secţiunea din aval când

se opreşte cronometrul şi se determină timpul. Cunoscându-se distanţa parcursă de flotor

(L), viteza curentului de apă măsurată cu ajutorul flotorilor se calculează cu ajutorul

formulei:

V= t

L (m/s) (2.41)

unde: V - viteza de scurgere a apei, în m/s;

L – distanţa parcursă de flotori, în m;

T – timpul de deplasare a flotorilor pe distanţa L;


129

Flotorii se pot împărţi în: de suprafaţă, de adâncime integratori şi prăjini

hidrometrice şi flotori integratori.

Tahobatometrele sunt instrumente ce se utilizează la determinarea vitezei de

scurgere a apei râurilor, cât şi la colectarea probelor de apă pentru determinarea

debitului de aluviuni. Viteza de scurgere a apei este în funcţie de debit şi de determină

cu ajutorul curbei de tarare sau a graficelor de legătură a instrumentului. Curba de tarare

este graficul stabilit prin măsurători experimentale, după care se poate determina viteza

cunoscând timpul de umplere: V= f(q) (vezi Figura 2.33.)

Dinamometrele sunt instrumente folosite la determinarea vitezelor prin

măsurarea acţiunii dinamice a curentului de apă.

Tuburile hidrometrice sunt dispozitive de determinare a vitezei curenţilor care

funcţionează pe baza principiului transformării presiunii dinamice a curentului în

presiune statică, exprimată prin înălţimea unei coloane de lichid.

Tubul Pitot (1732) este un instrument de măsurare a vitezei de scurgere a apei

confecţionat dintr-un tub de sticlă curbat sub un unghi de 90º, cu deschidere la ambele

capete, dar cu o comunicare redusă la partea inferioară, care se introduce în apă,

asemănătoare unei pipete. Tubul Pitot se introduce cu deschiderea în sensul contrar

direcţiei curentului de apă şi datorită presiunii dinamice a curentului apa se va ridica la o

înălţime h faţă de nivelul apei din râu (Fig.2.43.).

Fig.2.43. Tubul hidrometric Pitot


130

Valoarea vitezei de scurgere a apei se determină cu ajutorul formulei:

V=C h (m/s) (2.42)

unde: V – este viteza curentului de apă, în m/s;

C – constantă de etalonare a tubului hidrometric;

h – înălţimea coloanei de lichid în tub deasupra nivelului râului.

Morişca hidrometrică este un instrument de măsurare a vitezei de scurgere a

apei în diferite puncte ale curentului. Prototipul primei morişti hidrometrice aparţine

englezului Woltman (1790), care a folosit-o pentru prima dată la determinarea vitezei

apei în canale.

O morişcă hidrometrică se compune din paletă (rotor sau elice), corpul moriştii

şi coada (Fig.2.44.). Rotorul sau elicea include, în construcţia sa, un şurub fără sfârşit

cuplat la o rotiţă zimţată astfel încât la un număr de n rotaţii ale elicei să se realizeze un

contact electric şi ca urmare a acestui contact să se înregistreze un semnal acustic sau

vizual. Semnalul se produce la 50 sau 20 de rotaţii ale paletei moriştii hidrometrice (mai

nou sunt morişti hidrometrice cu o contorizare a fiecărei rotaţii).

Accesoriile moriştii hidrometrice sunt: cronometrul, dispozitivul de contorizare

a rotaţiilor paletei, tija pentru a menţine morişca la adâncimea dorită, dispozitivul optic

sau sonor de semnalizare a numărului de contacte şi accesoriile necesare întreţinerii.

Între numărul de rotaţii pe secundă (n) ale paletei şi viteza (V) de scurgere a

apei într-un punct al secţiunii transversale există o relaţie liniară pusă în evidenţă de

ecuaţia dreptei:

V= V0+Kn (m/s) (2.43)

unde: V - viteza de scurgere a apei dintr-un anumit punct al secţiunii active;

V0 – viteza de pornire a elicei moriştii hidrometrice;

K – constantă experimentală determinată în canale speciale prin tararea moriştii;

n – numărul de rotaţii ale paletei moriştii într-o secundă;

La rândul său „n” se determină cu ajutorul formulei:

n= T

iM * (2.44)

unde: M – numărul de rotaţii ale elicei moriştii pentru a produce un semnal;

i – numărul de semnale înregistrate;

T – timpul în care s-au înregistrat semnalele.

Cu ajutorul moriştii hidrometrice se poate determina viteza de scurgere a apei

doar într-un singur punct al secţiunii transversale din albia unui râu.


131

Însă în practica hidrometrică pentru calcularea debitului unui râu trebuie

determinată viteza medie pe verticală în anumite sondaje stabilite în funcţie de lăţimea

cursului de apă.

Măsurarea vitezei unui curent de apă se poate realiza pe sondaje verticale de

viteză, care pot fi aceleaşi cu cele pe care s-au efectuat măsurători privind adâncimea

albiei, sau mai puţine, selecţia lor făcându-se astfel:

- pentru lăţimi ale cursului de apă sub 1 m, se vor fixa între 5 şi 8 verticale de

sondaj;

- pentru lăţimi ale cursului de apă cuprinse între 1 – 50 m, se vor fixa între 8 şi

10 verticale de sondaj;

- pentru lăţimi ale cursului de apă cuprinse între 50 şi 100 m, se vor fixa între

10 şi 15 verticale de sondaj;

- pentru lăţimi ale cursului de apă de peste 100 m se vor fixa 15 verticale de

sondaj.

Numărul şi poziţia punctelor de măsurare a vitezei de scurgere a apei se stabileşte

în funcţie de adâncimea sondajului, astfel:

a)în cazul albiei libere cu morişca hidrometrică aflată pe tijă:

- pentru adâncimi de sub 15 cm nu se fac măsurători ale vitezei de scurgere a

apei;

- pentru adâncimi cuprinse între 15–20 cm se fac măsurători în punctul cu

valoarea de 0,6 din adâncime;

- pentru adâncimi cuprinse între 21-40 cm se fac măsurători la suprafaţa şi la

fund;

- pentru adâncimi cuprinse între 41-80 cm se fac măsurători în punctele de 0,2;

0,6; şi 0,8 din valoarea adâncimii verticalei de sondaj;

- pentru adâncimi mai mari de 80 cm se fac măsurători la suprafaţă, 0,2; 0,6;

0,8; şi la fund;

b) în cazul existenţei podului de gheaţă, pentru o mai bună apreciere a

distribuţiei vitezelor se recomandă suplimentarea punctelor de măsurare cu un punct la

0,4 din adâncime, la adâncimi cuprinse între 41 şi 80 cm în prezenţa năboiului şi la peste

80 cm în absenţa acestuia.

În Tabelul 2.18. sunt date valorile vitezelor punctuale, măsurate cu morişca

hidrometrică, în verticalele de sondaj efectuate, pentru determinarea debitului lichid la

postul hidrometric Iaşi în data de 22 mai, anul 2000, pe râul Nicolina.

Epura vitezelor sau hodograful este o reprezentare grafică a vitezelor de

scurgere a apei pe fiecare verticală de sondaj unde s-au realizat măsurători punctuale

privind viteza de scurgere a apei.

Epura vitezelor se construieşte prin trasarea vectorilor de viteză (V1 V2 V3…..

Vn), mărimea fiecărui vector rezultând din măsurătorile efectuate cu morişca

hidrometrică pentru fiecare punct ales de pe verticala de sondaj.


132

Fig.2.44. Morişca hidrometrică. Elementele componente:

1. elice; 2.piuliţă rigidizare; 3.corpul moriştii; 4.şurub fixare ax-corp; 5.borna de masă;

6.borna electroizolantă; 7.fantă pentru citire tijă; 8. şurub fixare corp pe tijă; 9.lăcaş şurub

ampenaj; 10.şurub fixare ampenaj în corp; 11.corpul ampenajului; 12.paletele ampenajului;

13.şurub fixare paletele ampenajului; 14.vârtejul; 15.indicatorul de direcţie; 16.carabinieră;

17.şurub fixare ampenaj pe corp; 18.cămaşa exterioară a rotorului; 19.axul moriştii; 20.piuliţă

fixare rulmenţi; 21.rulmenţi; 22.distanţierul exterior; 23.distanţierul interior; 24.rotiţa dinţată cu

20 de dinţi; 25.rotiţa de plastic cu ştift; 26. acul de contact; 27.axul moriştii-detaliu.


133

Nr.

crt.

Nr.verticalei

de sondaj

Adâncimea verticalei

de sondaj (m)

Adâncimea de

scufundare (m)

Viteza

măsurată (m/s)

1 Nr.1 0,15 0,09 0,20

2 Nr.2

0,35

Supr. 0,32

3 Fund 0,23

4 Nr.3

0,46

0,09 0,42

5 0,27 0,35

6 0,36 0,20

7 Nr.4

0,65

0,13 0,60

8 0,39 0,52

9 0,52 0,43

10 Nr.5

0,87

Supr. 0,72

11 0,17 0,49

12 0,52 0,33

13 0,69 0,20

14 Fund 0,15

15 Nr.6

1,20

Supr. 0,75

16 0,24 0,52

17 0,72 0,35

18 0,96 0,25

19 Fund 0,20

20 Nr.7

1,67

Supr. 0,78

21 0,33 0,57

22 1,00 0,39

23 1,33 0,31

24 Fund 0,25

25 Nr.8

1,42

Supr. 0,75

26 0,28 0,55

27 0,85 0,38

28 1,13 0,29

29 Fund 0,22

30 Nr.9

0,81

Supr. 0,70

31 0,16 0,45

32 0,48 0,30

33 0,64 0,20

34 Fund 0,15

35 Nr.10

0,40

Supr. 0,30

36 Fund 0,22

Tab.2.18. Valoarea vitezelor măsurate în verticalele de sondaj

După construcţia profilului transversal al secţiunii active a râului Nicolina (vezi

Tema 22), pentru fiecare verticală de sondaj, acolo unde s-au făcut măsurători punctuale


134

ale vitezei de scurgere a apei, se face o construcţie grafică, sub forma unui sistem de

coordonate rectangulare, care pe ordonată va avea reprezentată adâncimea râului în

punctul respectiv (la scara 1cm=0,2m adâncime), iar pe abscisă se vor reprezenta

vectorii de viteză cu valorile corespunzătoare punctelor unde s-au efectuat măsurătorile

de viteză (la scara 1cm= 1m/s) (Fig.2.45.).

După unirea valorilor ce reprezintă vectorii de viteză se obţine o figură

geometrică a distribuţiei vitezelor pe verticală, numită epura vitezelor sau hodograf.

Pentru o mai bună exemplificare au fost construite epurele vitezelor (hodograful) pentru

verticalele de sondaj Nr.2, 3, 4 şi 5 efectuate pentru determinarea debitului lichid al

râului Nicolina (vezi Tabelul 2.18.).

Fig.2.45. Hodograful (epura) vitezelor

Tema 24: Metode de calculare a vitezei medii de scurgere a apei.

După efectuarea măsurătorilor privind vitezele punctuale se determină viteza

medie pe verticală prin următoarele metode: metoda analitică, metoda grafomecanică,

metoda grafoanalitică, metoda Cebîşev, metoda integrării vitezelor pe verticală.

1.Metoda analitică este una dintre metodele cele mai utilizate în prezent, nu

necesită reprezentări grafice şi face apel numai la formule de calcul.

Această metodă permite determinarea vitezei medii de scurgere a apei pentru

fiecare verticală de sondaj în funcţie de adâncimea apei şi de numărul vitezelor

punctuale măsurate.

În cazul adâncimilor mici, sub 20 cm, unde s-a determinat o singură viteză

punctuală viteza medie este egală cu viteza punctuală, determinată în punctul respectiv:

Vm=V0,6 h (m/s) (2.45)


135

Un astfel de exemplu se poate da în cazul măsurării vitezei în verticala de

sondaj Nr.1, pentru râul Nicolina, unde viteza medie, pentru această verticală este de

0,20m/s

Dacă viteza s-a determinat în două puncte, deci la adâncimi cuprinse între 21 şi

40 cm, viteza medie se calculează după formula:

Vm=2

.sup VfundrV (m/s) (2.46)

Dacă se ia ca exemplu valoarea vitezelor măsurate în cea de a doua verticală de

sondaj, viteza medie pentru această verticală este:

Vm=2

32,023,0=0,27 m/s

Pentru determinarea vitezei medii de scurgere a apei, în cazul în care s-au folosit

trei puncte, la adâncimi cuprinse între 41 şi 80 cm, viteza medie se calculează cu

ajutorul formulei:

Vm=4

8,06,022,0 hVhVhV (m/s) (2.47)

Viteza medie pentru verticala de sondaj Nr.3 este egală cu:

Vm=4

20,035,0*242,0=0,33 m/s

Determinarea vitezei medii, când pe verticala de sondaj s-au efectuat măsurători

ale vitezei punctuale în 5 puncte (la adâncimi mai mari de 80 cm), se realizează cu

ajutorul formulei:

Vm=10

8,026,032,03sup VfundhVhVhVrV (m/s) (2.48)

Pe baza fromulei de mai sus a fost determinată viteza medie pentru verticala de

sondaj Nr.5, unde s-au efectuat cinci măsurători punctuale ale vitezei de scurgere a apei

cu ajutorul moriştii hidrometrice. Viteza medie a acestei verticale de sondaj este:

Vm=10

15,020,0*233,0*249,0*372,0=0,34 m/s


136

2.Metoda grafomecanică constă din realizarea pe fiecare verticală de sondaj, a

unei reprezentări grafice a vitezelor în funcţie de adâncime. După unirea valorilor se

obţine o figură geometrică a distribuţiei vitezelor pe verticală, numită epura vitezelor

sau hodograf.

Viteza medie (Vm) se obţine ca un raport între suprafaţa totală a epurei vitezelor

(Sh) şi adâncime (h):

Vm=h

Sh (m/s) (2.49)

Suprafaţa epurei vitezelor se determină prin planimetrare sau cu ajutorul

metodei pătratelor module.

Pentru realizarea grafică a epurei vitezelor, de obicei se folosesc următoarele

scări: pentru viteză 1cm =0,5m/s, iar pentru adâncime 1cm=0,2 m.

Fig.2.46. Hodograful vitezelor utilizat pentru determinarea vitezei medii prin

metoda grafomecanică

Viteza medie pe verticala de sondaj Nr.5, măsurată prin această metodă, este de:

Vm=87,0

310,0=0,35 m/s


137

Valoarea nu diferă foarte mult de cea măsurată prin intermediul metodei

analitice (0,34m/s).

3.Metoda grafoanalitică combină primele două metode analitică şi pe cea

grafomecanică.

După reprezentarea grafică a vitezelor punctuale pe epura vitezelor (hodograf),

figura obţinută se împarte în fâşii orizontale de o anumită lăţime (de regulă 4 sau 5 mm)

şi pentru fiecare fâşie se determină grafic viteza la mijlocul fiecărui interval. Viteza

medie (Vm) se determină prin calcul, ca fiind media aritmetică a acestor viteze parţiale:

Vm=(V1+V2+V3+…….Vn )/n =n

v (m/s) (2.50)

În cazul când ultima fâşie (cea de jos) are o lăţime mai mică de 4 mm, viteza

medie se obţine cu ajutorul formulei:

Vm=

i

n

i

nVi

h

hn

Vnh

h*

(m/s) (2.51)

unde: Vm – viteza medie pe verticală, în m/s;

Vi - viteza intervalului, în m/s;

hn - înălţimea ultimei fâşii, în mm;

hi - înălţimea unei fâşii, 4 sau 5 mm;

Vn – viteza mijlocului fâşiei de jos, în m/s;

Valorile vitezei extrase din epură se trec pe reprezentarea grafică (în partea

dreaptă), fâcându-se suma lor ( Vi ).


138

Fig.2.47. Hodograful vitezelor utilizat în determinarea vitezei medii prin

metoda grafoanalitică

Viteza medie calculată cu ajutorul acestei metode, pentru verticala de sondaj,

Nr.5 este de:

Vm=15

33,038,045,056,065,0+

15

19,020,022,025,027,029,031,0

+015

15,016,018,0=

15

306,0

Vm=0,31 m/s.

Valoarea rezultată este foarte apropiată de valoarea vitezei medii calculată

pentru această verticală de sondaj prin celelalte metode.

4. Metoda Cebîşev este o metodă intermediară între cea grafomecanică şi

grafoanalitică. Această metodă constă în reprezentarea epurei vitezelor şi extragerea

valorii vitezelor de pe grafic din punctele: 0,08h; 0,31h; 0,50h; 0,69h; 0,92h (Fig.2.48.)

Valoarea vitezei medii (Vm) se obţine cu ajutorul formulei:

Vm=5

92,69,050,031,008,0 hVhVhVhVhV (m/s) (2.52)

Aplicând această metodă, pentru hodograful vitezelor realizat la verticala Nr.5 se

obţine o viteză medie de:


139

Vm=5

15,020,029,038,065,0

Vm= 0,33 m/s

De asemenea, valoarea este foarte apropiată de valorile vitezelor medii calculate

prin intermediul metodei grafomecanice şi analitice (0,34m/s, şi respectiv 0,35 m/s)

Fig.2.48. Hodograful vitezelor utilizat în calcularea vitezei medii prin

metoda Cebîşev

5. Metoda integrării vitezelor pe verticală constă în determinarea, pe cale

mecanică, a vitezei medii pe o verticală de sondaj. În acest scop, morişca hidrometrică

se lansează în apă, se ridică pe verticală cu o viteză constantă, de la fund spre suprafaţă

şi invers, înregistrându-se numărul impulsurilor (i) şi timpul în care se produc aceste

impulsuri (T). Cunoscându-se cele două elemente (i şi T), viteza medie pe verticală se

obţine cu ajutorul relaţiei cunoscute:

V=V0+Kn, unde n=T

iM *(vezi Tema 22).

6. Metoda hidraulică se foloseşte în cazul în care nu se pot folosi metode

directe, făcându-se apel la formula lui Chezy:

V=C RI (m/s) (2.53)

unde: V – viteza medie pe secţiune;

C – coeficient de viteză;

R – raza hidraulică;

I – panta suprafeţei apei în profil longitudinal.


140

Determinarea coeficientului de viteză (C) se face pe baza formulei lui Bazin:

C=

RI

91

87 (2.54)

în care: - rugozitatea determinată prin relaţia:

= (87 /IR Q)- R (2.55)

Aceste valori sunt redate în tabele, în funcţie de configuraţia şi natura

materialelor care alcătuiesc patul albiei.

Tema 25: Metode de calcul a debitului unui râu

Debitul reprezintă volumul de apă (măsurat în l/s sau m3/s) care trece prin

secţiunea transversală a unui curs de apă într-o unitate de timp.

Cantitatea de apă scursă în secţiunea transversală a unui râu, în unitatea de timp,

se poate măsura în mai multe moduri, în funcţie de precizia dorită, de condiţiile locale şi

de posibilităţile tehnice de care se dispune.

Determinarea debitului se poate face prin mai multe metode:

metoda de calcul a debitului lichid prin utilizarea vitezei medii măsurate cu

ajutorul moriştii hidrometrice;

metoda de calcul a debitului prin utilizarea vitezei medii măsurate cu ajutorul

flotorilor de suprafaţă;

metoda de calcul a debitului cu ajutorul construcţiilor hidrotehnice speciale;

calcularea debitului prin metoda diluţiei;

calcularea debitului prin metoda volumetrică;

calcularea debitului prin metoda hidraulică;

determinarea debitului prin intermediul cheii limnimetrice.

1. Metoda de calcul a debitului lichid prin utilizarea vitezei medii măsurate

cu ajutorul moriştii hidrometrice

Determinarea debitului de apă scurs pe un anumit râu, cu ajutorul moriştii

hidrometrice, se realizează cu ajutorul suprafeţei secţiunii active şi a vitezelor parţiale

măsurate pentru fiecare verticală de sondaj. Pentru a putea evalua aceşti doi parametri

este necesar să se aleagă un sector din albia unui râu care trebuie să îndeplinească mai

multe condiţii:


141

- măsurătorile efectuate pentru determinarea vitezelor punctuale ale curentului de

apă în diferitele porţiuni ale albiei trebuie efectuate în apropierea unui post hidrometric

astfel încât adâncimile la care se efectuează aceste măsurători să poată fi raportate la

mira hidrometrică;

- malurile râului, în sectorul ales pentru efectuarea acestor măsurători trebuie să

fie rectilinii, neafectate de eroziune, să nu favorizeze depuneri de aluviuni care să

producă modificări în profilul transversal al albiei minore, iar patul albiei minore să fie

cât mai puţin accidentat, fără praguri, excavaţii, braţe moarte, vegetaţie subacvatică;

- în timpul sezonului rece, în albia minoră să nu aibă loc aglomerări de sloiuri de

gheaţă sau să se producă zăpoare ori acumulări de gheaţă;

După numărul de verticale de viteză folosite şi numărul de puncte de măsurare a

vitezei pe fiecare verticală, măsurătorile de debit pot fi:

- măsurători complete, când vitezele se măsoară în toate punctele standard din

verticalele de viteză ale profilului analizat;

- măsurători la 0,6h, când în fiecare verticală de sondaj se măsoară viteza numai

la 0,6 din adâncimea fiecărei verticale;

- măsurători la suprafaţă, când pe fiecare verticală de sondaj se măsoară viteza

numai la suprafaţă;

- măsurători integrale în cazul când viteza medie a fiecărei verticale de sondaj se

determină prin metoda integrării vitezelor pe verticală.

După cum calculul vitezei medii cu ajutorul moriştii hidrometrice are mai multe

metode şi determinarea debitului folosind viteza medie măsurată cu morişca

hidrometrică se realizează prin mai multe metode:

A. Metoda analitică constă în determinarea debitului unui curs de apă într-o

anumită secţiune a albiei ca o sumă întreagă de debite parţiale dintre verticalele de

viteză. Pentru evaluarea debitelor parţiale se impun a se urmări:

- determinarea lăţimii râului în profilul transversal al râului şi fixarea punctelor

unde se vor efectua măsurătorile de adâncime a apei;

- reprezentarea grafică a profilului secţiunii active;

- calcularea vitezelor medii pe fiecare verticală de sondaj după metoda analitică

(V1, V2,….Vn);

- determinarea suprafeţelor parţiale dintre verticalele de viteză prin metoda

figurilor geometrice ( 1 , 2 …… n );

- estimarea vitezelor medii pentru suprafeţele dintre verticalele de viteză.

Viteza medie pe o secţiune parţială de scurgere se determină ca fiind media

aritmetică a vitezelor medii ale verticalelor învecinate. Pentru cele două secţiuni

extreme, dintre prima şi ultima verticală de viteză şi mal, viteza medie se estimează a fi

2/3 din valoarea primei, şi respectiv ultimei vitezei medii calculate.

Pentru fiecare secţiune parţială se determină debitul parţial ca fiind produsul

dintre suprafaţa secţiunii şi viteză. Datele vitezelor medii rezultate în urma determinării


142

suprafeţelor parţiale, se înscriu sub forma unui tabel plasat sub graficul cu profilul

secţiunii active, tabel care trebuie să cuprindă: numărul verticalei de sondaj, distanţa faţă

de reper, adâncimea apei (h), viteza medie pe fiecare verticală (m/s), viteza medie dintre

verticalele de viteză, suprafeţele dintre verticalele de viteză şi debitele parţiale

(Fig.2.49.).

Debitul de apă scurs se obţine pe baza formulei:

Q=3

2V1 1

+ (2

21 VV) 2 +(

2

32 VV) 3 +……+(

2

1 nn VV) 1n + nV

3

2n , m

3/s (2.56)

Fig.2.49. Calculul debitului de apă prin metoda analitică

Pentru determinarea debitul de apă al râului Nicolina, calculat prin această

metodă, s-au utilizat datele din Tabelul 2.18. şi Figura 2.49.:

Q=3

20,20*0,02+ 07,0*

2

)27,020,0(+ 16,0*

2

)35,033,0(12,0*

2

33,027,0

+ 46,0*2

)43,045,0(43,0*

2

)45,040,0(31,0*

2

)40,037,0(22,0*

2

)37,035,0(


143

+ 06,0*26,0*3

218,0*

2

)26,035,0(33,0*

2

)35,043,0(

Q=0,002+0,016+0,036+0,054+0,079+0,119+0,182+0,202+0,128+0,054+0,010

Q=0,882 m3/s

B. Metoda grafoanalitică dă rezultate mai precise, însă în aplicarea ei sunt

necesare o serie de calcule şi construcţii grafice mult mai complexe decât în cazul

metodei analitice.

Această metodă presupune următoarele etape:

- suprafaţa secţiunii active se reprezintă pe hârtie milimetrică, la o anumită

scară;

- se calculează vitezele medii prin intermediul metodei grafoanalitice, ca medie

aritmetică a vitezelor fâşiilor orizontale cu lăţimi de 4 sau 5 mm determinate pe

hodograful sau epura vitezelor;

- în baza secţiunii active se construieşte un tabel ce cuprinde date cu privire la:

numărul verticalei de sondaj, numărul verticalei de viteză, distanţa de la reper,

adâncimea apei (hmed), viteza medie pe fiecare verticală (m/s);

- la partea superioară a secţiunii active se reprezintă grafic curba vitezelor medii

prin unirea punctelor ce reprezintă viteza medie pe fiecare verticală;

- se calculează debitul elementar (qelem) ca fiind produsul dintre viteza medie a

verticalelor de sondaj şi adâncimea verticalelor:

qelem=Vm*h ( m2/s) (2.57)

- cu valorile obţinute se construieşte graficul debitului elementar deasupra

secţiunii active şi se trasează curba debitului elementar (Fig.2.50.);

- se determină suprafaţa dintre curba debitului elementar şi suprafaţa apei,

împărţindu-se în fâşii egale de 4 sau 5 mm:

S= (a+b+c+………+n)h (2.58)

unde: a,b,c – verticale care împart suprafeţele din 4 în 4 sau din 5 în 5 mm;

h – distanţa dintre verticale, respectiv de 4 sau 5 mm;

- calcularea debitului prin înmulţirea suprafeţei grafice obţinute cu scara de

reprezentare a lăţimii râului (B) şi cu scara de reprezentare a debitului elementar.

Debitul real se mai poate determina şi cu următoarea formulă:

Q=1/2q1*b1+(q1+q2)/2*b2+(q2+q3)/2*b3+……+(qn-1+qn)/2*bn-1+1/2qn*bn, m3/s (2.59)


144

Pe baza datelor înscrise în Figura 2.50 şi a formulei de mai sus s-a calculat

debitul râului Nicolina prin această metodă:

Q=2

1*0,030*0,3+ 3,0*

2

)266,0147,0(3,0*

2

)147,0090,0(3,0*

2

)090,0030,0(+

+ 3,0*2

)738,0935,0(3,0*

2

)935,0576,0(3,0*

2

)576,0391,0(3,0*

2

)391,0266,0(

3,0*2

)120,0340,0(3,0*

2

)340,0738,0(+ 3,0*120,0*

2

1

Q=0,004+0,018+0,035+0,061+0,098+0,145+0,226+0,250+0,161+0,069+0,018

Q=1,085 m3/s

C. Metoda grafomecanică presupune o reprezentare grafică a secţiunii active a

râului şi a epurei sau hodografului vitezelor pentru fiecare verticală de sondaj. Se

planimetrează suprafaţa fiecărui hodograf, care este egală cu produsul dintre adâncimea

verticalei şi viteza medie pe verticală. Această suprafaţă (în m2) se înmulţeşte cu

unitatea de lăţime a albiei şi rezultă debitul elementar q, exprimat în m3/s.

Deasupra profilului transversal, având la bază oglinda apei, se construieşte un

grafic pe care, în prelungirea verticalelor de viteză, se reprezintă la scară valorile

debitului elementar. Suprafaţa rezultată prin unirea punctelor debitului elementar şi

oglinda apei, se planimetrează şi se înmulţeşte cu produsul scărilor folosite, obţinându-

se astfel valo area debitului care se scurge prin secţiune.

2.Metoda de calcul a debitului prin utilizarea valorilor vitezei medii

măsurate cu ajutorul flotorilor de suprafaţă

Această metodă este utilizată în următoarele situaţii:

a) în cazul existenţei viiturilor, când măsurătorile pentru determinarea vitezelor

punctuale nu se pot efectua datorită instabilităţii moriştii hidrometrice;

b) în cazul deteriorării sau lipsei moriştii hidrometrice;

c) atunci când condiţiile locale nu permit utilizarea moriştii hidrometrice (curg

sloiuri de gheaţă, gradul de turbiditate a apei este foarte mare, pe cursul de apă plutesc

diferite corpuri ce pot deteriora morişca hidrometrică, cursul de apă are viteze foarte

mici etc.)

Pentru utilizarea flotorilor se impun a se respecta următoarele condiţii:

a) vântul trebuie să lipsească pentru că poate influenţa viteza de deplasare a

flotorilor la suprafaţă;

b) direcţia curentului de apă să fie aproximativ aceeaşi pe toată lăţimea râului;

9

c) nivelul apei în timpul determinărilor trebuie să fie stabil, deoarece în cazul

unor creşteri sau descreşteri de nivel deplasarea flotorilor poate fi influenţată şi flotorii

se pot abate spre maluri, sau invers;

d) porţiunea de râu pe care se fac astfel de măsurători trebuie să fie lipsită de

vegetaţie, atât la maluri, cât şi pe fundul albiei, pentru a nu se provoca devierea

flotorilor;

e) porţiunea de râu pe care se fac astfel de măsurători trebuie să fie

aproximativ rectilinie pe o distanţă de cel puţin 3-5 ori lăţimea râului respectiv.

Fig.2.50. Calcularea debitului lichid prin metoda grafoanalitică


146

Fig.2.51. Schema unei măsurători de viteză cu ajutorul flotorilor

Fig.2.52. Model de grafic pentru stabilirea grupelor de flotori


147

După stabilirea pe grafic a grupelor de flotori, se trece la calcularea debitului de

apă (Tab.2.19.), după ce în prealabil s-au realizat măsurători ale adâncimii apei şi s-a

stabilit profilul secţiunii active şi suprafaţa acesteia.

După ce se determină viteza de suprafaţă cu ajutorul flotorilor şi se află

suprafaţa secţiunii active, se calculează un debit fictiv (Qfictiv) ca rezultat al produsului

dintre viteza (Vsupr) şi suprafaţa secţiunii active ( ):

Qfictiv=Vsupr* (m3/s) (2.60)

Debitul real se determină după aplicarea unui coeficient de corecţie (K):

Qreal=K*Qfictiv (m3/s) (2.61)

Coeficientul de corecţie K are valori cuprinse între 0,86 şi 0,89.

Nr.grupei

de flotori

Media timpului

cronometrat (s)

Viteza

(m/s)

Suprafaţa

secţiuni (m2)

Debitul fictiv

pe grupe de flotori

(m3/s)

1 58,6 0,256 5,5 1,408

2 34,2 0,329 5,5 1,809

3 28,2 0,295 5,5 1,622

4 33,5 0,312 5,5 1,716

5 28,7 0,215 5,5 1,182

Tab.2.19. Calculul debitului de apă cu ajutorul flotorilor

Determinarea coeficientului de corecţie K se face, în cazul râurilor din zona de

şes, după relaţia:

K=C/C+6 (2.62)

iar în cazul râurilor de munte, după relaţia:

K=C/(1,34*C)+6 (2.63)

unde C reprezintă un coeficient de viteză calculat de N.N.Pavlovski:

C=(1/n)Ry

(2.64)

n – coeficient de rugozitate;

R– raza hidraulică;

y– factor exponenţial ce poate fi luat din tabele sau poate fi calculat cu ajutorul

formulelor:


148

y=2,5* n -0,13+0,75 R *( n -0,10) (2.65)

y=1,3 n , când R<1,0 m;

y=1,5 n , cand R>1,0 m;

3. Metoda de calcul a debitului cu ajutorul construcţiilor hidrotehnice

speciale.

Această metodă se aplică în practică pentru determinarea debitelor cursurilor de

apă mici (canale, pâraie, râuri), precum şi în laborator.

Pentru canalele şi pâraie de dimensiuni mici se folosesc o serie de deversori,

instalaţi perpendicular pe direcţia curentului, pentru a se menţine în amonte un nivel

constant. Aceşti deversori au secţiuni de scurgere stabile, pentru care sunt întocmite

curbe de tarare, în funcţie de care se poate calcula debitul în corelaţie cu înălţimea

nivelului deasupra deversorului.

În funcţie de modul de construcţie deversorii pot fi:

deversori cu prag larg (inundat şi neinundat);

deversori cu pereţi subţiri (dreptunghiulari sau triunghiulari);

deversori cu prag subţire trapezoidal.

A. Deversori cu prag larg:

a) deversori cu prag larg inundat, permit determinarea debitului unui curs de apă

pe baza formulei:

Q= )]([2** 10 PPHgHb (m3/s) (2.66)

în care: Q – debitul calculat, în m3/s;

- coeficient de viteză obţinut sub formă tabelară;

P1 - adâncimea apei în aval de deversor, în m;

P - înălţimea feţei apei în amonte de deversor, în m;

b - lăţimea deversorului, în m;

g - acceleraţia gravitaţională (9,81 m/s2);

H0=H+(Vm/2g);

H - grosimea lamei de apă deversată, în m;

V - viteza curentului în amonte, în m/s.

b) deversori cu prag larg neinundat permit determinarea debitului unui curs de

apă pe baza formulei:

Q=mb2/3

0*2 Hg (2.67)

în care: Q – debitul calculat, în m3/s;

m – un coeficient de debit care se extrage din tabele;


149

b – lăţimea deversorului, în m;

g - acceleraţia gravitaţională (9,81 m/s2)

H0 = H + (V2/2g);

H - grosimea lamei de apă deversată, în m;

V - viteza curentului în amonte, în m/s.

B. Deversori cu pereţi subţiri, pot fi, după forma secţiunii transversale, de mai

multe tipuri:

a) deversorii dreptunghiulari.

Debitul cursurilor de apă în cazul existenţei unor astfel de deversori se

calculează după următoarea formulă:

Q= m0b2/32gH (m

3/s) (2.68)

unde: H – grosimea lamei deversate, în m;

m0 – coeficient de debit, care se poate calcula cu ajutorul relaţiei:

m0=[0,405+(0,003/H)][1+0,55 (H/H-P)2] (2.69)

în care: P reprezintă înălţimea pragului deversorului faţă de fund.

b) deversorii triunghiulari, au forma unui triunghi dreptunghic cu bisectoarea

perfect verticală. Sarcina minimă este de H=0,05 m, iar cea maximă de H=1 m.

Debitul ce trece printr-un asemenea deversor se determină după relaţia:

Q=1,4*H5/2

(2.70)

sau: Q=1,343*H2,47

(2.71)

C.Deversori cu prag subţire trapezoidali, au pereţii înclinaţi la valoarea de tg =

¼, iar sarcina maximă (H) trebuie să fie de cel puţin 1/3 din lungimea pragului.

Debitul cursurilor de apă, în cazul existenţei unor astfel de deversori, se

determină după relaţia:

Q= 1,86*b*H3/2

(m3/s) (2.72)

unde: Q – debitul calculat, în m3/s;

b – lăţimea deversorului, în m;

H – grosimea lamei de apă deversate, în m.

Pentru stabilirea debitului pentru toate tipurile de deversori, sarcina H se

determină cu ajutorul unei mire sau rigle gradate, iar debitul Q, în l/s sau m3/s, se

determină cu ajutorul formulelor de calcul sau se citesc direct din tabelele de corelaţie

(Morariu şi colab.,1962).


150

4. Calcularea debitului prin metoda diluţiei.

Această metodă se foloseşte, în general, numai în cazul râurilor mici de munte,

care au curenţi foarte puternici, când nu se dispune de morişcă hidrometrică sau când

este imposibilă utilizarea vreunei metode clasice de măsurare a vitezei curentului de apă.

Metoda constă din lansarea într-o secţiune din albia râului a unei soluţii cu

concentraţie mare de NaCl sau coloranţi (fluoresceină, bicromatul, clorura de litiu etc.)

În aval, într-o secţiune de control, după ce amestecul dintre soluţie şi apa râului s-a

realizat şi concentraţia este omogenă, se colectează probe de apă şi se determină

concentraţia acestora.

Debitul râului se obţine după următoarea relaţie:

Q=q02

21

KK

KK (m

3/s) (2.73)

în care: Q – debitul râului, în l/s;

q – debitul soluţiei, în l/s;

K1 - concentraţia soluţiei deversată, în g/l;

K2 - concentraţia soluţiei în stare naturală, în g/l;

K0 - concentraţia soluţiei în proba din aval, în g/l.

Dacă nu se are în vedere concentraţia iniţială a soluţiei în apa râului, în stare

naturală, formula de calcul se simplifică:

Q=q2

1

K

K(m

3/s) (2.74)

Soluţia trebuie lansată dintr-un recipient căruia i se cunoaşte volumul, şi căruia i

se poate ataşa un robinet cu debit constant.

Determinarea debitului prin această metodă dă rezultate satisfăcătoare din punct

de vedere al preciziei, însă metoda este greu de aplicat datorită faptului că este nevoie de

o cantitate mare de soluţie, greu de transportat, mai ales în zonele montane.

5. Calcularea debitului prin metoda volumetrică se realizează numai în

cazul izvoarelor şi pâraielor foarte mici, unde debitul nu depăşeşte câţiva l/s. Pentru a se

folosi această metodă este necesar ca întreaga cantitate de apă a izvorului sau pârâului să

fie drenată spre un canal la capătul căruia se construieşte un uluc sau un jgheab sub care

se va pune vasul de măsurare cu volum cunoscut (W). Se cronometrează timpul de

umplere, iar debitul se determină după următoarea relaţie:

Q=t

W (l/s sau m

3/s) (2.75)


151

unde: Q – debitul în l/s;

W – volumul vasului, în l;

t - timpul în care s-a umplut vasul, în s.

Pentru astfel de măsurători se folosesc găleţi, butoaie, borcane, bidoane, care se

etalonează în prealabil şi uneori se gradează astfel încât să se poată determina volumul

lor la diferite momente de timp.

6. Calcularea debitului prin metoda hidraulică.

Această metodă se aplică numai în condiţiile în care metodele directe de

determinare a debitelor nu pot fi folosite. Metoda se bazează pe utilizarea unor formule

empirice (vezi Tema 24).

Pentru determinarea debitului unui râu se pleacă de la formula lui Chezy:

V=C RI (m/s) (2.53)

unde: V – viteza medie pe secţiune;

C – un coeficient de viteză;

R – raza hidraulică;

I – panta suprafeţei apei în profil longitudinal.

Calcularea coeficientului de viteză (C) se face pe baza formulei lui Bazin:

C=

RI

91

87 (2.54)

în care: - rugozitatea determinată prin relaţia:

= (87 /IR Q)- R (2.55)

De regulă, valorile coeficientului de rugozitate se dau în tabele.

Debitul se determină cu formula:

Q= V* (m3/s) (2.76)

unde: - suprafaţa secţiunii active, în m2;

V – viteza de scurgere a apei, în m/s.

7. Determinarea debitului prin intermediul cheii limnimetrice

În practica hidrologică determinarea debitului de apă cu ajutorul cheii

limnimetrice reprezintă una dintre metodele de bază în evaluarea scurgerii lichide. Prin

măsurători directe nu se pot determina decât debite pentru un ecart de timp foarte redus


152

din timpul anului. Însă, pentru a caracteriza regimul de scurgere al unui râu este nevoie

de date care să acopere întregul ecart de variaţie a debitelor din cursul unui an.

Măsurătorile privind nivelurile din râuri se efectuează la posturile hidrometrice

de două ori pe zi, acoperindu-se pentru acest parametru hidrologic întregul ecart de

variaţie a nivelurilor în decursul unei perioade. Prin prelucrarea nivelurilor obţinute din

măsurători se obţin valori medii zilnice, lunare, anuale şi multianuale.

Principiul de bază al metodei de determinare a debitului de apă care se scurge pe

un râu cu ajutorul cheii limnimetrice are la bază stabilirea unei corelaţii între debit şi

nivel (corelaţie care în practica hidrologică poartă numele de cheie limnimetrică).

Cheia limnimetrică grafică (curba de corelaţie nivel-debit) este reprezentarea

legăturii dintre nivelul şi debitul apei într-o anumită secţiune activă a unui râu Q=f(H).

Cheia limnimetrică grafică se construieşte având la bază un sistem de axe rectangulare,

în care pe abscisă se reprezintă debitul de apă Q (m3/s), iar pe ordonată nivelul H (cm).

Prin corelarea valorilor nivelurilor şi ale debitelor măsurate direct, se înscriu pe grafic

mai multe puncte. În condiţiile în care patul albiei este stabil, nu suferă procese de

eroziune, iar scurgerea apei este liberă şi nu suferă influenţe, punctele sunt dispuse sub

forma unui areal cu aspect elipsoidal, iar cheia limnimetrică este reprezentată de curba

ce trece prin mijlocul arealului (Fig.2.53.). Această curbă are concavitatea îndreptată

spre axa debitelor. Debitul de apă se determină citind de pe cheia limnimetrică valoarea

lui Q, corespunzătoare unui nivel H cunoscut.

Pentru o evaluarea cât mai precisă a debitelor de apă ce se scurg în secţiunea

activă a unui râu, pe lângă cheia limnimetrică se mai construiesc şi curbele de corelaţie

dintre suprafaţa secţiunii active şi nivel, =f(H) şi dintre viteza medie şi nivel Vm=f(H)

(Fig.2.54.). Cu ajutorul acestor curbe de corelaţie poate fi verificată cheia limnimetrică

trasată, şi totodată, se poate extrapola cheia limnimetrică la valorile extreme, atunci când

nu se dispun de măsurători directe. Trebuie avut în vedere că extrapolarea cheii

limnimetrice nu se poate face decât pentru maxim 30% din ecartul nivelurilor.

Cheia limnimetrică depinde foarte mult de condiţiile climatice. Există râuri pe

care în unele situaţii deosebite din timpul iernii apar frecvente fenomene de iarnă cu pod

de gheaţă, sau chiar cu îngheţ complet, iar vara unele râuri pot seca sau albia lor poate fi

invadată de vegetaţie sau se pot produce viituri însoţite de remuu. În aceste cazuri cheia

limnimetrică nu mai prezintă concavitatea spre axa debitelor, ci poate prezenta mai

multe bucle, cu ramuri mai mult sau mai puţin paralele, pentru perioade scurte de timp.

Totodată, în astfel de cazuri, se impune a se determina o cheie limnimetrică valabilă

pentru perioada de iarnă, una valabilă pentru perioada de vară şi una pentru restul anului

(Fig.2.55.B).


153

Fig.2.53. Cheia limnimetrică grafică

În cazul în care se produc viituri, corelaţia dintre debit şi nivel, în cazul cheii

limnimetrice grafice, apare sub forma unei bucle, valorile în creştere aflându-se în

dreapta buclei, iar cele de descreştere în partea stângă.(Fig.2.55.A)

Fig.2.54. Corelaţii între debit şi nivel (A), suprafaţa secţiunii active şi nivel (B) şi viteza

de scurgere a apei şi nivel (C)


154

Dacă se înregistrează o succesiune de unde de viitură, pe grafic apare o

succesiune de bucle.

Fig.2.55. Cheii limnimetrice caracteristice undelor de viitură (A) şi diferitelor perioade

din an (B)

În perioada de iarnă curba ce desemnează corelaţia dintre debit şi nivel se

apropie de axa nivelurilor datorită variaţiilor nivelului care apar în funcţie de condiţiile

climatice. La apariţia formaţiunilor de gheaţă curbei de corelaţie debit-nivel i se aduce o

corecţie, neluându-se în calcul şi prezenţa acestor formaţiuni

Cheia limnimetrică tabelară. După realizarea cheii limnimetrice grafice (curba

de corelaţia debit-nivel) se trece la extragerea şi calcularea valorilor care vor duce în

final la întocmirea cheii limnimetrice tabelare. Pentru realizarea cheii limnimetrice

tabelare se extrag de pe cheia limnimetrică grafică valorile debitelor la intervale ale

nivelurilor de 10 cm, începând cu valoarea 0, 10 sau multipli de 10 şi se notează într-un

tabel. Astfel, de pe cheia limnimetrică grafică se extrag debitele pentru nivelurile de 10,

20, 30, 40, 50cm etc. şi se notează în tabelul cheii limnimetrice tabelare.

Se constată că fiecărui nivel măsurat îi corespunde o anumită valoare a

debitului. Pentru a determina valorile debitelor pentru niveluri cu intervale mai mici de

10cm (de exemplu pentru intervale de 1 cm) se utilizează tot metoda interpolării liniare.

De exemplu, dacă se doreşte determinarea debitului la creşteri de nivel de 1 cm, între

nivelul de 10 şi cel de 20cm, creşterea debitului pentru o creştere a nivelului de 1cm se

calculează ca fiind raportul dintre diferenţa debitului determinat pentru valoarea

nivelului de 20 cm şi valoarea nivelului de 10 cm şi valoarea 10:

Q (20cm)- Q(10cm)/10=Q(pentru 1cm creşterre de nivel între 10 şi 20 cm) (2.77)


155

Valoarea astfel obţinută se însumează la valoarea debitului determinat pentru

nivelul anterior. Pentru celelalte intervale de nivel (de exemplu între 20 şi 30 de cm, sau

între 30 şi 40 cm) valorile creşterilor de debit pentru o creştere a nivelului de 1 cm sunt

diferite, dar metoda de calcul rămâne aceeaşi (Tab.2.20.)

H(cm) Q(m3/s)

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

10 0,80 0,89 0,98 1,07 1,16 1,25 1,34 1,43 1,52 1,61

20 1,70 1,73 1,76 1,79 1,82 1,85 1,88 1,91 1,94 1,97

30 2,00 2,10 2,20 2,30 2,40 2,50 2,60 2,7 2,80 2,90

40 3,00 3,16 3,32 3,48 3,64 3,80 3,96 4,12 4,28 4,42

50 4,58 4,66 4,72 4,80 4,88 4,96 5,04 5,12 5,20 5,28

60 5,36 5,52 5,68 5,84 5,90 6,06 6,18 6,34 6,50 6,66

70 6,8 - - - - - - - - -

Tab.2.20. Cheia limnimetrică tabelară

Cheia limnimetrică se verifică efectuând diferenţe de ordinul I între debitele

decimetrilor şi diferenţe de ordinul II între diferenţe succesive de ordinul I. Dacă

diferenţele de ordinul I cresc sau rămân constante în raport cu creşterea nivelurilor şi

dacă diferenţele de ordinul II sunt mai mari decât zero, atunci cheia limnimetrică

tabelară este corectă.

Importanţa practică a cheii limnimetrice tabelare constă în faptul că pe baza

nivelurilor medii zilnice şi a debitelor măsurate pot fi obţinute debite zilnice de apă fără

a mai fi necesară măsurarea zilnică. Astfel, în cazul unui râu cu albie stabilă şi scurgere

liberă a apei, pe baza a 20-25 de măsurători de debit efectuate într-un an, cu ajutorul

cheii limnimetrice grafice şi a cheii limnimetrice tabelare pot fi determinate valorile

debitelor zilnice din anul respectiv.

Tema 26: Hidrograful debitelor caracteristice

Construirea graficelor de variaţie a debitelor (sau a hidrografelor debitelor

caracteristice) se realizează în acelaşi mod ca şi hidrograful nivelurilor. Pentru râul

Nicolina valorile debitelor medii zilnice au fost preluate din datele rezultate în urma

măsurătorilor efectuate în activitatea de teren, care ulterior au fost extrapolate cu

ajutorul cheii limnimetrice pentru a avea întregul şir de date pentru anul 2000.

Valorile debitelor medii zilnice se reprezintă grafic într-un sistem de coordonate

rectangulare, unde pe abscisă se vor înscrie zilele şi lunile din cursul unui an, iar pe

ordonată, în funcţie de valorile minime şi maxime ale debitelor, se va stabili scara

intervalelor de debit. Pe scara orizontală (abscisă) 1 mm este egal cu o zi, iar pe scara


156

verticală (pe ordonată) 1 cm este egal cu 2 m3/s variaţie de debit. Prin înscrierea tuturor

datelor privind debitul scurs pe un râu din cursul celor 365 de zile dintr-un an, şi prin

unirea celor 365 de puncte, se obţine graficul de variaţie a debitelor în cursul unui an

(Fig.2.56.).

Fig.2.56. Hidrograful debitelor medii zilnice pentru râul Nicolina (anul 2000)

Analiza acestui grafic scoate în evidenţă regimul de scurgere al râului Nicolina

şi totodată evidenţiază diferitele faze caracteristice ale scurgerii (într-un mod asemănător

cu analiza nivelurilor realizată la Tema 20).

Analizând hidrograful debitelor medii zilnice pentru râul Nicolina, la nivelul

anului 2000, şi datele înscrise în Tabelul 2.21., se pot stabili următoarele debite

caracteristice:

-debitul maxim anual s-a produs la data de 22 iulie 2000, şi a avut o valoare de

18,55 m3/s;

-debitul minim anual s-a produs în perioada 4-11 ianuarie 2000, şi a avut

valoarea de 0,04 m3/s;

-debitul mediu anual al râului Nicolina, în anul 2000, este de 1,65 m3/s;

-debitul mediu lunar a oscilat între 0,05 m3/s, calculat pentru luna ianuarie şi

5,71 m3/s, calculat pentru luna iulie.


157

ZIUA/

LUNA


1 0,06 0,06 0,10 0,65 3,50 1,75 4,25 5,60 1,28 1,48 3,00 0,25

2 0,06 0,06 0,15 0,65 3,50 1,80 4,20 4,85 1,28 1,48 3,10 0,25

3 0,06 0,06 0,15 0,70 3,50 1,85 4,05 2,63 1,28 1,48 3,85 0,22

4 0,04 0,06 0,15 0,75 3,45 1,80 3,85 2,05 1,28 1,48 4,85 0,22

5 0,04 0,06 0,15 0,75 3,45 1,85 2,90 1,86 1,28 1,48 4,53 0,22

6 0,04 0,06 0,15 0,75 3,42 1,85 2,90 1,70 1,28 1,50 3,62 0,22

7 0,04 0,07 0,15 1,25 3,45 1,85 2,95 1,68 1,25 1,50 3,12 0,20

8 0,04 0,06 0,15 1,30 3,45 1,85 3,12 1,66 1,25 1,50 2,56 0,18

9 0,04 0,06 0,15 1,42 3,45 1,85 3,15 1,64 1,22 1,50 1,86 0,18

10 0,04 0,06 0,18 1,56 3,45 1,87 3,15 1,60 1,25 1,50 1,32 0,17

11 0,04 0,06 0,18 1,85 3,45 2,12 3,10 1,60 1,25 1,50 1,16 0,16

12 0,05 0,06 0,18 1,98 3,48 2,35 3,00 1,60 1,28 1,45 1,12 0,12

13 0,05 0,06 0,18 2,56 3,48 2,50 2,75 1,57 1,28 1,50 1,00 0,10

14 0,05 0,06 0,18 2,50 3,50 2,45 2,56 1,55 1,30 1,50 0,85 0,10

15 0,05 0,06 0,18 2,60 3,52 2,12 2,25 1,52 1,30 1,50 0,80 0,09

16 0,05 0,06 0,22 2,65 3,25 1,80 1,85 1,52 1,30 1,50 0,77 0,09

17 0,05 0,06 0,22 2,85 3,12 1,75 1,80 1,52 1,30 1,50 0,75 0,09

18 0,06 0,06 0,22 3,55 3,12 1,75 1,90 1,49 1,32 1,50 0,70 0,09

19 0,06 0,07 0,25 3,66 2,86 1,75 2,60 1,45 1,36 1,55 0,68 0,09

20 0,06 0,07 0,35 3,50 2,55 1,70 5,69 1,45 1,36 1,55 0,64 0,09

21 0,06 0,07 0,38 3,55 2,12 1,70 13,6 1,42 1,38 1,55 0,50 0,09

22 0,06 0,07 0,42 3,55 1,85 1,50 18,55 1,40 1,40 1,58 0,50 0,08

23 0,06 0,07 0,46 3,55 1,50 1,85 15,62 1,39 1,42 1,58 0,50 0,08

24 0,06 0,08 0,52 3,50 1,50 1,90 13,26 1,35 1,52 1,58 0,48 0,08

25 0,06 0,08 0,55 3,50 1,50 1,90 11,48 1,32 1,89 1,58 0,40 0,08

26 0,06 0,08 0,55 3,50 1,55 2,75 10,15 1,32 1,75 1,60 0,38 0,08

27 0,06 0,08 0,57 3,50 1,55 3,12 9,85 1,30 1,42 1,60 0,36 0,07

28 0,06 0,09 0,60 3,50 1,50 4,15 6,25 1,30 1,45 1,75 0,36 0,07

29 0,06 0,10 0,62 3,50 1,50 3,95 5,75 1,28 1,45 1,86 0,30 0,07

30 0,07 - 0,65 3,50 1,50 3,75 5,70 1,28 1,45 2,56 0,28 0,07

31 0,06 - 0,68 - 1,50 - 5,65 1,26 - 2,12 - 0,07 MAX. 0,07 0,10 0,68 3,66 3,52 4,15 18,55 5,60 1,89 2,56 4,85 0,25

ZIUA 30 29 31 19 15 28 22 1 25 30 4 1

MIN. 0,04 0,06 0,10 0,65 1,50 1,50 1,80 1,26 1,22 1,45 0,28 0,07

ZIUA 4-11 1-18 1 1,2 23,31 22 17 31 9 12 30 31

Media 0,05 0,06 0,31 2,42 2,72 2,17 5,73 1,77 1,36 1,59 1,47 0,12

MEDIA ANUALĂ =1,65 m3/s

Tab.2.21. Variaţiile zilnice ale debitului de scurgere a apei râului Nicolina

în anul 2000

Acelaşi mod de construcţie se utilizează şi la realizarea hidrografelor

debitelor medii lunare şi anuale ale râului Nicolina, însă pe abscisă se înscriu


158

conform scărilor alese 1cm=1lună sau 1cm=1an, valorile corespunzătoare

perioadei menţionate (Fig.2.57.). În practica hidrologică se utilizează şi alte debite caracteristice:

- debitul maxim maximorum (Qmax.max.), reprezintă debitul cu cea mai mare

valoare măsurată pentru întreaga perioadă de observaţii;

- debitul extraordinar (Qmax.ex), reprezintă debitul maxim înregistrat într-o

perioadă de observaţie de 30 de ani consecutivi;

- debitul maxim normal (Qmax.norm.), reprezintă debitul cu durata de 10 zile

pe an (se menţine sau depăşeşte 10zile/an);

- debitul modul sau debitul normal (Q0), reprezintă debitul care se constituie ca

o medie a debitelor medii pe o perioadă cât mai mare de ani consecutivi;

- debitul de etiaj (Qe), reprezintă debitul cu o durată de 355 zile.

Fig.2.57. Hidrograful debitelor medii lunare pentru râul Nicolina (anul2000)


159

Tema 27: Graficul de frecvenţă şi durată a debitelor

Graficul de frecvenţă a debitelor se poate realiza, ca şi graficul de frecvenţă a

nivelurilor (vezi Tema 21), pe baza valorilor debitelor medii zilnice. Acest tip de grafic

oferă posibilitate de a analiza mai corect evoluţia regimului de scurgere a apei unui râu.

În realizarea acestui grafic, ca şi în cazul nivelelor, se stabileşte un ecart între

debitul maxim şi minim anual pentru a putea stabili numărul claselor de valori care

urmează a fi reprezentate. În funcţie de ecartul fiecărei clase de valori se analizează

fiecare valoare zilnică a debitului şi se contabilizează într-un tabel (Tab.2.22.),

determinându-se astfel numărul de zile dintr-un an în care debitul râului a avut o

anumită valoare.

După înscrierea datelor în tabel, pentru toate clasele de valori alese, se

întocmeşte graficul de frecvenţă şi de durată folosind un sistem de coordonate

rectangulare, unde pe axa absciselor se va trece numărul de zile (1mmm=1 zi), iar pe

axa ordonatelor se vor nota clasele de valori caracteristice de debite (1cm=1 clasă de

valori). Reprezentarea grafică a frecvenţei debitelor în funcţie de numărul de cazuri (sau

de valori zilnice) permite aprecierea modului de distribuţie a valorilor debitelor zilnice

precum şi ponderea acestora (Fig.2.58.)

Clase

de

debite

(m3/s)

Frecvenţa debitelor To

tal

%

Du

rata

%


18,1-21 1 1 0,3 1 0,3

15,1-18 1 1 0,3 2 0,6

12,1-15 2 2 0,5 4 1,1

9,1-12 3 3 0,8 7 1,9

6,1-9 1 1 0,3 8 2,2

3,1-6 13 18 4 12 2 6 55 15,0 63 17,2

0-3 31 29 31 17 13 26 11 29 30 31 24 31 303 82,8 366 100

Tab.2.22. Frecveţa şi durata debitelor pe râul Nicolina, în anul 2000

Prin cumularea valorilor ce reprezintă numărul de zile cu anumite debite ce se

încadrează într-o clasă aleasă de valori de debite, de la clasele de valori superioare spre

clasele de valori inferioare, şi reprezentarea lor în funcţie de numărul de zile, însumate

succesiv, de la valorile superioare la cele inferioare, se obţine un grafic ce reprezintă

curba de durată a debitelor. Această curbă oferă informaţii importante cu privire asupra

duratei în care debitele de apă ale unui râu sunt mai mari sau mai mici faţă de o anumită

valoare marcată pe grafic.


160

Fig.2.58. Graficul de frecvenţă şi durată a debitelor pentru râul Nicolina,

în anul 2000

Tema 28: Curba de probabilitate a debitelor

Aceast tip de curbă se utilizează pentru caracterizarea valorilor hidrologice

maxime sau minime (dar şi medii), în cazul în care necesităţile practice de folosire a

apelor impun acest lucru. Curba de probabilitate se foloseşte atunci când apar cazuri în

care s-a obţinut un număr de informaţii asupra debitelor maxime, dar nu se cunoaşte

care poate fi probabilitatea de producere a acestora (Giurma si colab., 2003). Pentru

obţinerea curbei de probabilitate s-au utilizat datele din Tabelul 2.24. care reprezintă

valorile debitelor maxime produse pe râul Nicolina în perioada 1950-2000. Aceste valori

au fost ordonate descrescător, după care s-a calculat probabilitatea de apariţie a fiecărei

valori folosind formula propusă de Weibull (în 1939):

p=100 1n

i (%) (2.78)

unde: p – probabilitatea de apariţie a valorii;

i – numărul de oradine al termenului din şir;

n – numărul total al termenilor şirului.

Valorile obţinute se reprezintă grafic cu ajutorul unei scări logaritmice sau

semilogaritmice obţinându-se curba de probabilitate a debitelor maxime pentru râul

Nicolina. Cu ajutorul curbei de probabilitate şi a datelor din Tabelul 2.23. se poate

determina care este probabilitatea de apariţie sau de producere a debitelor maxime cu o

anumită valoare (Tab.2.24.).


161

Nr.

crt.

Anul Qmax.an

(m3/s)

Nr.ordine

descrescătoare

Qmax.an

în ordine descrscătoare P%=

1n

i

1 1950 87,0 23 210,5 1,92

2 1951 122,1 8 196,1 3,84

3 1952 184,4 3 184,4 5,76

4 1953 118,7 26 170 7,69

5 1954 52,5 25 152,6 9,61

6 1955 46,7 18 145,2 11,53

7 1956 111,3 31 143,6 13,46

8 1957 196,1 38 142,8 15,38

9 1958 127,2 22 142,3 17,30

10 1959 119,4 39 136,5 19,23

11 1960 82,3 24 130,2 21,15

12 1961 94,5 9 127,2 23,07

13 1962 127,2 13 127,2 25,00

14 1963 42,3 40 124,8 26,92

15 1964 86,9 2 122,1 28,84

16 1965 103,6 27 120,1 30,76

17 1966 100,5 10 119,4 32,69

18 1967 145,2 4 118,7 34,61

19 1968 79,6 34 113,4 36,53

20 1969 102,3 42 111,5 38,46

21 1970 86,7 7 111,3 40,38

22 1971 142,3 48 108,4 42,30

23 1972 210,5 16 103,6 44,23

24 1973 130,2 20 102,3 46,15

25 1974 152,6 17 100,5 48,07

26 1975 170 28 99,8 50,00

27 1976 1201 30 95,1 51,92

28 1977 99,8 12 94,5 53,84

29 1978 85,6 41 93,5 55,76

30 1979 95,1 48 93 57,69

31 1980 143,6 35 89,5 59,61

32 1981 77,8 1 87 61,53

33 1982 59,7 15 86,9 63,46

34 1983 113,4 21 86,7 65,38

35 1984 89,5 44 86,5 67,30

36 1985 68,6 29 85,6 69,23

37 1986 79,5 11 82,3 71,15

38 1987 142,8 19 79,6 73,07

39 1988 136,5 37 79,5 75,00

40 1989 124,8 32 77,8 76,92


162

41 1990 93,5 43 75,8 78,84

42 1991 111,5 36 68,6 80,76

43 1992 75,8 33 59,7 82,69

44 1993 86,5 45 59,2 84,61

45 1994 59,2 46 56,3 86,53

46 1995 56,3 5 52,5 88,46

47 1996 45,2 50 46,8 90,38

48 1997 93,0 6 46,7 92,30

48 1998 108,4 47 45,2 92,30

50 1999 46,8 14 42,3 96,15

51 2000 18,5 51 18,5 98,00

Tab.2.23. Valorile debitelor maxime anuale ale râului Nicolina

în perioada 1950-2000

Fig.2.50. Curba de probabilitate

a debitelor maxime de apă ale râului Nicolina


163

Râul Gradul de probabilitate

0,1% 0,5% 1% 5% 10% 20%

Nicolina 310 240 225 190,6 176,8 135,4

Tab.2.24. Gradul de probabilitate a producerii unor debite maxime pe râul Nicolina

Pentru trasarea curbei de probabilitate se mai poate folosi şi formula de calcul:

p= [(m-0,3)/(n+0,4)]*100 (%) (Zăvoianu, 1999) (2.79)

unde: p - probabilitatea de apariţie a valorii;

m – numărul de ordine al termenului în şirul de observaţii;

n – numărul termenilor din şir.

Tema 29: Hidrograful viiturilor

Viiturile reprezintă fenomene hidrologice complexe caracterizate prin creşteri

foarte rapide ale nivelurilor şi debitelor unui râu, într-un timp foarte scurt, cu urmări

neprevăzute, uneori catastrofale. Viiturile se declanşează ca urmare a producerii unor

cantităţi foarte mari de precipitaţii într-un timp relativ scurt, deasupra unui bazin

hidrografic, datorită topirii zăpezilor, datorită suprapunerii celor două fenomene, sau ca

urmare a producerii unor accidente la construcţiile hidrotehnice (în special la barajele

lacurilor de acumulare etc.).

Pentru a preîntâmpina şi atenua efectele negative ale producerii unor astfel de

fenomene hidrologice este necesară întocmirea unor prognoze hidrologice pentru o

proiectare corespunzătoare a construcţiilor hidrotehnice.

Pe râul Nicolina cele mai multe viituri sunt determinate de producerea unor mari

cantităţi de precipitaţii (origine pluvială) sau de topirea zăpezilor cumulată destul de

frecvent cu căderea unor cantităţi de precipitaţii (origine mixtă). Pe râul Nicolina cele

mai frecvente viituri s-au produs în deceniul al şaptelea (1965, 1968, 1969) şi începutul

celui de al optulea (1971, 1973, 1974). În vederea realizării hidrografului unei viituri şi

analizării elementelor caracteristice acestora s-a ales ca exemplu o viitură produsă în

anul 1974, în perioada 18-25 iulie. Pe baza datelor înscrise în Tabelul 2.25. s-a realizat

hidrograful viiturii şi s-au determinat principalele elemente ale undelor de viitură.

Hidrograful unei unde de viitură se construieşte utilizând un sistem de

coordonate rectangulare unde, pe abscisă se reprezintă timpul (în ore sau zile, conform

următoarei scări 1cm=1oră sau 1cm=1zi), iar pe ordonată se reprezintă debitul (la scara

1cm=10cm3). La baza abscisei se realizează un tabel în care este notată ora şi ziua în

care s-a înregistrat cel mai mare debit din timpul undei de viitură.


164

Pe baza hidrografului viiturii s-au determinat, pentru râul Nicolina, principalele

elemente caracteristice undelor simple de viitură:

a) debitul de bază (Qb), care este de fapt debitul râului în condiţii normale de

scurgere a masei de apă, înregistrat înainte şi după producerea viiturii. Se trasează unind

printr-o dreaptă momentele de început şi de sfârşit ale viiturii. Debitul de bază, în cazul

undei de viitură de pe râul Nicolina, este de 0,50 m3/s;

b) debitul de vârf (Qf) se determină direct pe graficul undei de viitură sau din

valorile debitului înregistrat în timpul viiturii. În cazul exemplului dat are valoarea de

38,9 m3/s;

An

ul

Lu

na

Ziu

a

Ora

Nivelul

H(cm)

Debitul

Q(m3/s)

1974

IUL

IE

18 7 18 0,49

17 18 0,49

19 7 18 0,49

17 19 0,50

20 6 22 0,55

7 25 0,60

17 27 0,64

21 7 56 2,4

14 112 7,8

18 175 13,6

24 242 23,5

22 4 265 38,9

7 217 20,3

9 156 12,3

13 109 7,5

17 86 4,62

23 7 42 1,56

17 35 0,78

24 7 30 0,58

17 23 0,50

25 7 19 0,50

17 15 0,45

Tab.2.25. Evoluţia undei de viitură produsă în perioada 18-27 iulie 1974,

pe râul Nicolina


165

c) timpul de creştere (Tc) reprezintă durata dintre momentul de începere a

viiturii şi cel al producerii debitului de vârf. Din analiza hidrografului undei de viitură a

rezultat pentru, viitura produsă pe râul Nicolina, că timpul de creştere este de 33 de ore;

d) timpul de descreştere (Td) reprezintă perioada de scădere a undei de viitură şi

este dată de durata de retragere a apelor, între momentul producerii debitului de vârf şi

momentul de încetare a viiturii. În cazul viiturii produsă pe râul Nicolina timpul de

descreştere este de 61 de ore.

e) timpul total al viiturii (Tt) sau durata viiturii, se calculează prin însumarea

timpului de creştere (Tc) şi descreştere (Td) al viiturii. Timpul total al viiturii reprezintă

numărul de ore în care debitul de apă a fost mai mare decât debitul de bază.

Tt=Tc+Td (2.80)

Pentru unda de viitură produsă pe râul Nicolina, în perioada 18-25 iulie 1974, s-a

calculat un timp total al viiturii de 94 de ore.

Fig.2.51. Hidrograful viiturii produsă pe râul Nicolina

în perioada 18-25 iulie 1974


166

f) volumul viiturii (W) reprezintă cantitatea de apă (în m3) scursă pe un râu în

timpul viiturii. Volumul viiturii se poate determina pe baza hidrografului viiturii prin

înmulţirea suprafeţei planimetrată a viiturii cu produsul scărilor de reprezentare.

Volumul total al viiturii produsă pe râul Nicolina este de 6,5X106 m

3.

g) stratul de apă scurs (hv) reprezintă grosimea unui strat uniform de apă scurs

în timpul producerii unei viituri, de pe suprafaţa unui bazin hidrografic, în amonte de

punctul unde s-a realizat hidrograful viiturii.

hv=F

W

*1000 (mm) (2.81)

În cazul bazinului hidrografic al râului Nicolina, care în amonte de P.h Nicolina

are o suprafaţă de 230 km2, s-a determinat că valoarea stratului de apă scurs este de

0,028m (28 de mm).

h) coeficientul de formă al viiturii ( ) se determină ca fiind raportul dintre

suprafaţa planimetrată a undei de viitură şi suprafaţa dreptunghiului în care se înscrie pe

grafic unda de viitură.

Totodată coeficientul de formă al viiturii mai poate fi determinat şi după

aplicarea următoarei formule de calcul:

=tb TQQ

W

*max

(2.82)

sau =tb TQQ

Fh

*

*

max

(2.83)

unde: - coeficientul de formă al viiturii;

W – volumul de scurs în timpul viiturii, în m3;

Qmax – debitul de vârf al viiturii, în m3/s;

Qb – debitul de bază al viiturii, în m3/s;

Tt – timpul total al viiturii, în secunde;

h – înălţimea stratului de apă scurs de pe bazinul hidrografic în timpul producerii

viiturii, în mm;

F - suprafaţa bazinul hidrografic în amonte de staţia hidrometrică, în m2.

Coeficientul de formă al viiturii produsă pe râul Nicolina în perioada 18-25

iulie 1974 este de 0,50.

În cazul în care =0,5, hidrograful undei de viitură are o formă de triunghi, iar

dacă >0,5 are formă de trapez, iar dacă <0,5 are formă dată de două arce de

parabolă.


167

g) coeficientul de scurgere al viiturii (C) este un alt parametru important în

caracterizarea unei unde de viitură şi rezultă din raportul dintre grosimea stratului de apă

scurs (hv) şi a precipitaţiilor căzute (hp):

C=p

v

h

h (2.84)

Coeficientul de scurgere al undei de viitură produsă în perioada 18-25 iulie

1974, pe râul Nicolina, ţinând cont că valoarea însumată a precipitaţiilor atmosferice în

această perioadă a fost de 186mm, are valoarea de 5,5.

h) scurgerea maximă specifică (qmax) se calculează ca fiind raportul dintre

valoarea debitului maxim al viiturii (Qmax) şi suprafaţa bazinului hidrografic din amonte

de staţia hidrometrică.

qmax=F

Qmax (l/s.km2) (2.85)

Valoarea scurgerii maxime specifice pentru unda de viitură analizată este de

169,1 l/s.km2.

Tema 30: Metode de evaluare a debitelor de aluviuni în suspensie şi târâte

Debitul de aluviuni (în suspensie şi târâte) reprezintă cantitatea de aluviuni care

trece printr-o secţiune activă a unui râu în unitatea de timp. Determinarea acestui debit

se realizează pe baza datelor rezultate în urma prelucrării în laborator a probelor de apă

cu aluviuni în suspensie sau târâte, colectate dintr-o secţiune activă a unui râu

Probele de apă cu materiale solide aflate în suspensie se filtrează în laborator.

Filtrul prin care se trece proba de apă se cântăreşte, după ce a fost în prealabil uscat într-

o etuvă la 105ºC. Filtrul cu proba de material în suspensie se usucă tot în etuvă la 105ºC,

după care se cântăreşte. Diferenţa de greutate dintre filtrul liber şi cel cu suspensii

reprezintă cantitatea de material reţinut în procesul filtrării, material care este compus

atât din aluviuni, cât şi din substanţe organice. Substanţele organice se ard într-un

creuzet, iar diferenţa dintre filtrul cântărit după reţinerea suspensiilor şi greutatea

rezultată după ardere reprezintă cantitatea de aluviuni cu care se trece la calcularea

debitului de aluviuni în suspensie.

Calcularea debitului de aluviuni în suspensie se poate realiza prin mai multe

metode dintre care cele mai importante sunt: metoda analitică şi metoda grafomecanică.

Înainte de a determina debitul de aluviuni în suspensie prin una din metodele

menţionate mai sus se evaluează turbiditatea fiecărei probe ( ) şi debitul unitar de

aluviuni ( ).


168

Turbiditatea unei probe se determină conform relaţiei:

=V

P 610* (g/m

3) (2.86)

unde: P – greutatea aluviunilor determinate într-un punct, în grame;

V – volumul probei de apă recoltată, în litri sau m3.

Dacă o probă de apă de 1 l conţine 0,100g, atunci turbiditatea probei de apă este

de 0,100 g/l sau 100g/m3.

Debitul unitar de aluviuni în suspensie reprezintă cantitatea totală de aluviuni

ce trece prin unitatea de suprafaţă (m2) în unitatea de timp (s). Debitul unitar de aluviuni

se determină conform relaţiei:

= * v (g/m2s) (2.87)

unde: - turbiditatea (g/m3)

v – viteza apei în punctul de unde s-a recoltat proba de apă cu material solid în

suspensie (m/s).

1. Metoda analitică se aplică, de regulă, în cazul în care variaţia pe verticala de

sondaj a vitezelor curentului de apă şi a turbidităţii este constantă. Această metodă

constă în determinarea debitelor parţiale dintre verticalele de sondaj pentru măsurarea

debitelor de aluviuni şi apoi însumarea acestora. Metoda presupune mai multe etape:

a) determinarea debitelor unitare medii ( med) de aluviuni pentru fiecare

verticală de măsurare. Debitele unitare de aluviuni se determină conform relaţiilor:

- pentru măsurătorile realizate în cinci puncte pe verticala de sondaj:

med=( hhhhhhrr vvvv 8,08,06,06,02,02,0sup.sup *2*3*3* )/10 (2.88)

- pentru măsurătorile realizate în trei puncte pe verticala de sondaj:

med=( hhhhhh vvv 8,08,06,06,02,02,0 **2* )/4 (2.89)

- pentru măsurătorile realizate în două puncte pe verticala de sondaj:

med=( hhhh vv 8,08,02,02,0 ** )/2 (2.90)

- pentru o singură măsurătoare realizată pe verticala de sondaj:

med= hh v 6,06,0 * (2.91)


169

unde: - turbiditatea calculată pentru punctul respectiv (g/m3);

v - viteza apei în punctul respectiv (m/s);

h - adâncimea apei în punctul măsurat (m).

b) determinarea suprafeţei secţiunii active şi a suprafeţelor parţiale dintre

verticalele de viteză ( n....,, 321 ) prin metoda figurilor geometrice;

c) determinarea debitului unitar de aluviuni pentru fiecare dintre suprafeţele

parţiale ale secţiunii active. Acesta se obţine ca semisumă a debitelor unitare medii ale

verticalelor vecine, cu excepţia sectoarelor extreme pentru care debitul unitar mediu de

aluviuni se consideră egal cu 2/3 din valoarea debitului mediu unitar al primei, respectiv

al ultimei verticale;

d) se calculează debitele parţiale de aluviuni în suspensie, înmulţind valoarea

fiecărei suprafeţe a secţiunii active cu valoarea debitului unitar mediu calculat pentru

fiecare secţiune parţială în etapa anterioară;

e) determinarea debitului total de aluviuni în suspensie (R) pe întreaga secţiune

conform formulei de calcul:

R=0,001 nnn

nn

3

2

2....

223

21

1

3

32

221

11 (kg/s) (2.92)

unde: n,........, 21 - debitele unitare de aluviuni măsurate în punctele determinate pe

verticalele de sondaj (g/m2s);

321 ....., - suprafeţele dintre verticalele de sondaj (m2).

Debitul total de aluviuni în suspensie, pentru întreaga secţiune vie a râului, se

poate calcula şi cunoscând turbiditatea medie pentru fiecare verticală de sondaj ( 1 ,

2 , ….. n) şi debitele lichide corespunzătoare (Q1, Q2…..Qn), conform relaţiei:

R=0,001( nnn

nn QQQQQ 1

1

3

32

221

112

....32

) (kg/s) (2.93)

Dacă au fost calculate debitele parţiale de aluviuni, debitul total de aluviuni în

suspesie se poate determina ca sumă a acestor debite parţiale pentru întreaga secţiune

activă.


170

Fig.2.52. Profilul secţiunii active şi calculul debitului parţial de aluviuni în

suspensie prin metoda analitică

În continuare se încearcă o exemplificare a acestei metode de determinare a

debitului de aluviuni în suspensie pe baza datelor din Tabelul 2.26. şi Figura 2.52.

Menţionăm că datele sunt fictive ele fiind utilizate numai pentru exemplificarea

metodei.

Debitul total de aluviuni în suspensie, calculat pentru exemplul dat, este de 27,1

g/m3, fiind eterminat ca sumă a debitelor parţiale de aluviuni calculate pentru fiecare

parte a secţiunii active.

2. Metoda grafomecanică necesită construcţii grafice mai complexe şi mai

multe calcule decât metoda analitică, însă rezultatele obţinute sunt mult mai precise.

Pentru calcularea debitului de aluviuni în suspensie ce trece printr-o secţiune vie a unui

râu. Această metodă, presupune mai multe etape de lucru:


171

Nr.

crt.

Nr.verticalei

de sondaj

Puncte de

măsurare (m)

Viteza

măsurată

(m/s)

Turbiditatea

, g/m3

Debitul unitar

de aluviuni

( , g/m2/s

Debitul mediu de

aluviuni

( ,g/m2/s)

1

Nr.1

h=0,15m

0,09

0,20

12

2,4

2,4

2 Nr.2

h=0,35

Supr. 0,32 13 4,16

4,9 3 Fund 0,23 25 5,75

4 Nr.3

h=0,46

0,09 0,42 14 5,88

6,0 5 0,27 0,35 18 6,3

6 0,36 0,20 28 5,6

7 Nr.4

h=0,65

0,13 0,60 15 9

10,3 8 0,39 0,52 20 10,4

9 0,52 0,43 27 11,61

10 Nr.5

h=0,87

Supr. 0,72 16 11,52

10,8

11 0,17 0,49 22 10,8

12 0,52 0,33 35 11,5

13 0,69 0,20 55 11

14 Fund 0,15 65 9,75

15 Nr.6

h=1,20

Supr. 0,75 19 14,25

11,7

16 0,24 0,52 25 13

17 0,72 0,35 29 10,1

18 0,96 0,25 42 10,5

19 Fund 0,20 65 13

20 Nr.7

h=1,67

Supr. 0,78 20 15,6

14,5

21 0,33 0,57 27 15,39

22 1,00 0,39 32 12,48

23 1,33 0,31 45 13,95

24 Fund 0,25 70 17,5

25 Nr.8

h=1,42

Supr. 0,75 25 18,75

16,6

26 0,28 0,55 30 16,5

27 0,85 0,38 42 15,96

28 1,13 0,29 58 16,82

29 Fund 0,22 75 16,5

30 Nr.9

h=0,81

Supr. 0,70 22 15,4

11,2

31 0,16 0,45 28 12,6

32 0,48 0,30 35 10,5

33 0,64 0,20 46 9,2

34 Fund 0,15 62 9,3

35 Nr.10

h=0,40m

Supr. 0,30 18 5,4

5,1 36 Fund 0,22 22 4,84

Tab.2.26. Calculul debitului mediu de aluviuni în suspensie


172

a) se construieşte secţiunea vie a râului pentru sectorul transversal de râu în care

s-au prelevat probele de apă, pe hârtie milimetrică, ca şi în cazul debitelor lichide;

b) se construiesc epurele de viteză, turbiditate şi debit unitar de aluviuni în

suspensie pentru fiecare verticală de sondaj;

c) se planimetrează suprafaţa acestor epure, dintre axa ce reprezintă adâncimea

râului (h), nivelul apei fundul albiei şi curba debitului unitar de aluviuni pentru

determinarea suprafeţei F cu ajutorul căreia se determină debitul mediu unitar de

aluviuni în suspensie ( med ), conform relaţiei:

med =h

F0 (g/m2s) (2.94)

d) cu debitul unitar de aluviuni ( med ) şi adâncimea verticalei de sondaj (h) se

determină debitul elementar de aluviuni în suspensie pentru fiecare verticală de sondaj

după următoarea relaţie:

= med *h (g/m*s) (2.95)

e) debitele elementare de aluviuni în suspensie se reprezintă grafic deasupra

graficului secţiunii vii a râului;

f) debitul total de aluviuni în suspensie (R) se obţine, ca şi în cazul debitelor

lichide calculate prin această metodă, prin planimetrarea suprafeţei graficului rezultat

din unirea debitelor elementare de aluviuni şi suprafaţa liberă a apei, şi prin înmulţirea

valorii obţinute cu scara grafică a acestuia şi lăţimea râului.

Determinarea debitului de aluviuni târâte de către masa de apă se realizează

după ce probele de aluviuni recoltate au fost uscate (ca în cazul aluviunilor aflate în

suspensie) şi mai apoi cântărite.

Ştiindu-se pentru fiecare verticală de sondaj greutatea aluviunilor (P), timpul de

recoltare (T) şi lăţimea (b) pe care s-a realizat recoltarea, se determină debitele

elementare de aluviuni de fund (g), care se calculează conform relaţiei.

g=Tb

P

* (g/ms) (2.96)

Debitul total de aluviuni de fund, pe întreaga secţiune vie a unui râu, se

determină prin metodele descrise ca şi la debitul total de aluviuni în suspensie: metoda

analitică, metoda grafomecanică sau metoda grafoanalitică.

Prin metoda analitică debitul total de aluviuni de fund se determină după

următoarea relaţie:


173

G=0,001 n

n

n

nn bg

bgg

bgg

bg

22.....

221

1

121

01 , (2,97)

unde: g1,g2,……g3 – sunt debitele elementare pe verticalele 1,2…..n;

b1,b2,…….b3 – distanţele între verticalele de viteză;

b0 şi bn – distanţele dintre verticalele extreme.

Debitul solid al unui râu se determină prin însumarea debitelor de aluviuni în

suspensie (R) şi târâte(G):

S=R+G (g/m3) (2.98)

III.2.2.3. Temperatura apei şi fenomenele de îngheţ

Tema 31: Prelucrarea, analiza şi interpretarea datelor referitoare la

temperatura apei şi la fenomenele de îngheţ

În bazinul râului Nicolina variaţiile temperaturii apei urmăresc, în general,

variaţile termice ale aerului. Astfel, variaţia diurnă a temperaturii apei este strâns legată

de variaţia diurnă a temperaturii aerului, cele mai coborâte valori înregistrându-se

dimineaţa (între orele 5 şi 7, decalate cu o oră după producerea temperaturii minime a

aerului) şi cele mai ridicate în timpul după amiezii (între orele 13 şi 16, decalate de

asemenea cu o oră după producea maximului termic al aerului). Dacă în profil

transversal variaţiile temperaturii apei sunt condiţionate de altitudinea şi latitudinea la

care se dezvoltă bazinul hidrografic, în profil transversal, în cadrul secţiunii active,

temperatura apei este, în general, uniformă de la un mal la altul datorită mişcării

turbulente a curenţilor de apă.

Vara, în zona malurilor, temperatura apei este mai ridicată cu 10-3

0C decât în

partea centrală a albiei minore, iar toamna, situaţia apare inversă, în sensul că la maluri,

unde adâncimea apei este mai mică, temperatura este ceva mai scăzută decât în centrul

secţiunii active a curentului de apă.

Pe baza datelor măsurate la staţiile şi posturile hidrometrice, cu privire la

temperatura apei, şi înscrise în caietul de observaţii, se calculează: temperatura medie

diurnă (ca medie aritmetică a temperaturii apei măsurată la cele două momente de

observaţie), temperaturi medii decadale, lunare, anuale şi multianuale, sau se vor

determina temperaturile minime şi maxime decadale, lunare, anuale şi multianuale.

Datele cu privire la temperatura apei (medie anuală, lunară, maximă şi minimă)

pentru perioada 1980-2000, înregistrate la postul hidrometric Iaşi, sunt înscrise în

Tabelul 2.27.

Graficele de variaţie ale temperaturii medii lunare, minime lunare şi maxime

lunare în decursul unui an se construiesc pe baza datelor înregistrate la staţiile

hidrometrice. Graficele se construiesc pe baza unui sistem de coordonate rectangulare,


174

unde pe abscisă sunt reprezentate lunile anului, la scara 1cm = 1lună, iar pe ordonată

sunt reprezentate valorile temperaturii apei, la scara 1cm= 5ºC. După reprezentarea pe

grafic a valorilor temperaturii apei conform scării alese, de obicei la mijlocul

intervalului ce desemnează luna respectivă, punctele ce reprezintă valorile termice medii

ale apei se unesc printr-o linie continuă rezultând astfel o curbă ce caracterizează

variaţia lunară a temperaturilor medii lunare ale apei (Fig.2.63). În acelaşi mod se

procedează dacă se urmăreşte să reprezentarea grafică a evoluţiei regimului temperaturii

maxime şi minime lunare ale apei unui râu.

Temp.

apei (ºC)

I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII AN

Media 0 0,3 2,1 3,9 6,8 9,2 12,6 13,1 11,2 7,5 1,3 0,1 5,7

Maxima 2,5 2,2 7,6 14,9 16,2 22,3 27,5 29,2 18,5 14,6 10,2 1,7 27,5

Minima 0 0 0 0,5 2,3 7,8 10,2 10,5 5,6 1,2 0 0 0

Tab.2.27. Temperatura medie, maximă şi minimă lunară a apei măsurată la postul

hidrometric Iaşi, în perioada 1980-2000

Pentru a caracteriza regimul de îngheţ şi a scoate în evidenţă fenomenele

hidrologice care se produc odată cu scăderea temperaturii apei sub 0ºC pentru râul

Nicolina s-au analizat fenomenele de îngheţ de la nivelul iernii 1999-2000 (ace de

gheaţă, gheaţă la mal, sloiuri de gheaţă, pod de gheaţă etc.) la postul hidrometric Iaşi

(Tab.2.28.).

Din analiza datelor înscrise în Tabelul 2.28. se constată că durata totală, la

nivelul iernii 1999-2000, a fenomenelor de îngheţ a fost de 108 zile. Dintre aceste

fenomene, cel mai frecvent a fost fenomenul caracteristic de „gheaţă la mal” care a

însumat 62 de zile, urmat de fenomenul „ace de gheaţă” cu 20 de zile. Fenomenul

caracteristic de „pod de gheaţă” a durat 11 zile. Pentru studiile hidrologice privind

fenomenele de îngheţ la un bazin hidrografic se utilizează, în general, o perioadă mai

mare de 25-30 de ani pentru a scoate în evidenţă caracteristicile medii a acestor

fenomene. Totodată, o analiză pe un interval de timp mai mare a fenomenelor de îngheţ

permite determinarea unei date medii de apariţie şi de dispariţie a acestor fenomene,

foarte importante în navigaţia fluvială, în special pe râurile mari.


175

Fig.2.53. Variaţia lunară a temperaturii medii, maxime şi minime a apei râului Nicolina

(în perioada 1980-2000)

Nr.

ctr.

Fenomene de îngheţ Data apariţiei Data dispariţiei Durata

1. Ace de gheaţă 25XI 10III 20

2. Gheaţă la mal 1XII 28II 62

3. Pod de gheaţă 12XIII 24II 11

4. Sloiuri de gheaţă 15II 3III 15

5. Forme de gheaţă 25XI 10III 108

Tab.2.28. Evoluţia fenomenelor de îngheţ pe râul Nicolina în iarna anilor 1999-2000

Datele referitoare la grosimea gheţii şi a zăpezii deasupra podului de gheaţă,

caracteristice iernii 1999-2000 pe râul Nicolina, măsurate la postul hidrometric Iaşi, sunt

înscrise în Tabelul 2.29.


176

Fenomene I II III

IX

XII

5 10 15 20 25 31 5 10 15 20 25 29 - 5 10 15 20 25 31 Grosimea

stratului

de

zăpadă

22

25

28

27

30

26

30

25

22

17

9

-

-

-

5

10

16

23

25

Grosimea

stratului

de gheaţă

12

12

21

21

19

15

14

12

10

9

5

2

-

-

2

6

8

12

12

Tab.2.29. Grosimea stratului de zăpadă deasupra gheţii şi a gheţii pe râul Nicolina

în iarna 1999-2000

Pe baza datelor din Tabelul 2.29. se poate întocmi graficul cumulat al grosimii

gheţii şi al stratului de zăpadă aflat deasupra acesteia (Fig.2.54.). Pentru construcţia

acestui grafic se utilizează un sistem de coordonate rectangulare, care pe abscisă vor

avea înscrise perioadele pentru care s-au măsurat grosimile gheţii şi ale stratului de

zăpadă aflat deasupra sa, conform următoarei scări: 1cm = 10 zile. Pe ordonată se

înscriu valorile grosimii gheţii şi a stratului de zăpadă de deasupra, care vor fi

reprezentate sub formă de coloane cu haşuri specifice, utilizându-se scara 1cm= 10cm

grosimea stratului de zăpadă sau gheaţă. Perioadele se vor înscrie în partea superioară a

graficului pentru a putea permite o comparare a grosimii gheţii cu cea a stratului de

zăpadă aflat deasupra sa.

Analiza acestui grafic oferă posibilitatea unor aprecieri comparabile asupra

grosimii podului de gheaţă şi a zăpezii.

O altă metodă de estimare a grosimii stratului de gheaţă constă în aplicare

următoarei formule:

H=ot (2.99)

unde: H – grosimea stratului de gheaţă (cm);

- coeficient care integrează condiţiile geografice locale;

ot - suma temperaturilor negative ale aerului, măsurată în zile consecutive.


177

Fig.2.54. Graficul cronologic cumulat al grosimii stratului de zăpadă şi gheaţă, pe râul

Nicolina în iarna 1999-2000


178

III.2.2.4. Analiza proprietăţilor chimice a apei din râuri

Tema 32: Prelucrarea, analiza şi interpretarea datelor referitoare la

chimismul apei din râuri

Caracteristicile hidrochimice ale râului Nicolina sunt condiţionate de structura

geologică a depozitelor pe care le traversează, condiţiile hidroclimatice, modul de

utilizare a terenului, sursele de alimentare, condiţiile de exploatare antropică etc.

Gradul de mineralizare a apelor unui râu este în strânsă legătură şi cu regimul

hidrologic al râului. La valori maxime ale scurgerii lichide, gradul de mineralizare este

mai redus, iar în cazul în care valorile scurgerii sunt minime, gradul de mineralizare

este mare.

Caracteristicile hidrochimice ale apei unui râu sunt determinate pe baza datelor

obţinute în urma analizelor probelor de apă prelevate din râu. Pentru prelevarea probelor

de apă se folosesc vase obişnuite sau anumite dispozitive, în funcţie de adâncimea

punctului de prelevare, de gradul de accesibilitate şi de cerinţele privind calitatea

determinărilor.

Cele mai des uzitate mijloace de prelevare a probelor de apă pentru

determinările parametrilor hidrochimici ai unui râu sunt: sticla de probă, sticla cu

ajutaje, batometru butelie, tahobatometrul pliant. Modul de funcţionare şi descrierea

aparatelor şi instrumentelor cu care se prelevează probele de apă în vederea analizării

caracteristicilor hidrochimice au fost descrise în subcapitolele Mijloace şi metode de

determinare a debitelor de aluviuni în suspensie şi târâte şi Mijloace şi metode de

prelevare a probelor de apă în vederea determinării caracteristicilor hidrochimice

Parametrii hidrochimici care sunt vizaţi în analiza chimică a probelor de apă

prelevate dintr-un râu sunt:

oxigenul dizolvat;

consumul biochimic de oxigen la 5 zile (CBO5);

concentraţia ionilor de hidrogen (pH);

reziduu fix;

cantitatea de suspensii;

duritate (ºG, grade germane).

Datele provenite din analiza acestor parametri hidrochimici au permis calcularea

unor valori medii multianuale, precum şi evidenţierea unor valori maxime şi minime

(Tab. 2.30.).

Oxigenul dizolvat (O2) este un parametru hidrochimic important prin care se

apreciază calitatea apei. Cantitatea de oxigen dizolvat depinde, în primul rând, de

temperatura apei. Cu cât temperatura apei este mai ridicată, cu atât cantitatea de oxigen

dizolvat este mai mare. Râul Nicolina, aflat la contactul dintre zona de câmpie şi de

podiş, cu temperaturi medii ale apei mai ridicate decât râurile din zona montană, are un


179

conţinut mediu de oxigen dizolvat de 9,3mg/l, valoarea maximă măsurată fiind de

13,8.mg/l.

Nr.

crt.

Parametrul hidrochimic

analizat

Valoarea medie

multianuală

Valoarea

minimă

Valoarea

maximă

1. Oxigen dizolvat (mg/l) 9,3 5,7 13,8

2. CBO5 (mg/l) 7,6 4,2 10,9

3. pH 7,7 6,7 8,9

4. Reziduu fix (mg/l) 1145 562 2956

5. Cantitatea de suspensii (mg/l) 310,5 195,2 456,3

6. Duritatea (ºG) 23,2 10,6 45,4

Tab.2.30. Valorile medii şi extreme ale parametrilor hidrochimici principali analizaţi

pentru râul Nicolina, (perioada 1990-2000)

Consumul biochimic de oxigen la 5 zile (CBO5) este direct proporţional cu

cantitatea de substanţe organice prezente în apă. Pentru râul Nicolina, datorită faptului

că se află în zona de câmpie şi curgerea este relativ lentă, cantitatea de substanţe

organice este mai mare şi de aici rezultă valori medii destul de ridicate ale CBO5

(7,6mg/l).

Din punct de vedere al concentraţiei ionilor de hidrogen, râul Nicolina, cu o

valoare medie a pH-ului de 7,6, se încadrează în categoria râurilor cu ape uşor alcaline

spre neutru. Slaba alcalinitate este determinată de prezenţa depozitelor carbonatice care

apar la zi la contactul dintre Câmpia Moldovei şi Podişul Bârladului. Influenţa acestor

depozite în mineralizarea râului Nicolina este pregnantă, dată fiind şi valoarea relativ

mare a valorii maxime multianuale a pH-ului (8,9).

Reziduu fix(Rf) reprezintă cantitatea de substanţe solide dizolvate în apa unui

râu. Reziduu fix este condiţionat, în special, de canităţile de precipitaţii care cad într-un

bazin hidrografic (care duc la spălarea, eroziunea şi tranzitarea substanţelor solide în

albia râului) şi de activitatea antropică. Conţinutul mediu în reziduu fix, măsurat pentru

râul Nicolina, este de 1145 mg/l, însă ecartul de variaţie este cuprins între 562 şi

2956mg/l.

Cantitatea de suspensii din apa unui râu este reprezentată de cantitatea de

materii organice şi minerale. Valorile maxime ale cantităţii de suspensii în apa râului

Nicolina se înregistrează, de obicei, în timpul viiturilor, iar cantitatea medie multianuală

calculată este de 310,5mg/l.

Duritatea arată conţinutul total al sărurilor de calciu şi magneziu din apă. Se

deosebesc ape cu duritate permanentă, temporară şi totală. Duritatea se exprimă în grade

germane franceze, americane sau engleze (vezi capitolul I.4. Măsurători realizate la


180

sursele de apă). Apa râului Nicolina are o duritate medie de 23,2ºG (grade germane)

valoare care încadează acest râu în clasa râurilor cu ape dure.

Studierea compoziţiei chimice a apei râurilor încearcă să rezolve o parte din

problemele ce privesc calitatea acesteia în vederea valorificării lor în scopul

alimentărilor cu apă, în agricultură sau în industrie, în determinarea influenţei pe care o

are compoziţia chimică a apelor asupra solurilor sau în stabilirea legilor de modificare a

calităţii apei râurilor în timp şi spaţiu.

Gradul de mineralizare al apei unui râu este dat de prezenţa:

- anionilor de: 3HCO (ionul hidrocarbonat), 2

4SO (ionul sulfat), Cl- (ionul de

clor);

- cationilor de: Ca++

, Mg++

, Na++K

+.

Prin însumarea tuturor constituienţilor hidrochimici majori, calculaţi în mg/l

(a ionilor şi cationilor), rezultă mineralizarea totală a apei unui râu ( i ):

ai + k , (2.100)

unde: i - mineralizarea totală, în mg/l;

a - conţinutul de anioni, în mg/l;

k - conţinutul de cationi, în mg/l.

Nr.

crt.

Data

recoltării

probei

Ca++

Mg++

Na++K

+ SO4

-- Cl

- HCO3

- i

1. 20 I 40,2 12,2 42,3+5,6 10,7 12,5 53,6 177,1

2. 18II 47,8 15,6 45,6+8,9 12,5 10,6 45,8 186,8

3. 25III 52,9 13,4 46,2+8,9 14,3 5,6 32,5 173,8

4. 17IV 48,9 12,2 52,4+6,3 16,2 2,1 42,5 180,6

5. 5V 36,5 10,1 45,2+5,6 17,5 4,3 36,8 156

6. 15VI 29,5 11,2 42,3+4,7 18,2 2,9 20,7 129,5

7. 22VII 44,8 15,6 43,9+5,3 19,9 3,8 22,7 156

8, 19VIII 48,5 14,2 41,9+5,9 17,8 4,5 38,6 171,4

9, 15IX 45,8 14,7 42,3+6,2 15,6 6,2 46,2 177

10, 18X 30,4 13,1 45,8+6,3 12,4 7,8 44,6 160,4

11, 19XI 32,5 11,2 42,3+7,5 11,3 9,5 49,7 164

12, 6XII 34,9 12,5 46,8+8,2 11,0 10,8 51,8 176

Tab.2.31. Valorile constituienţilor minerali majori ai râului Nicolina

măsuraţi în anul 2000 (mg/l)


181

În Tabelul 2.31. sunt redate valorile constituienţilor majori care pot duce la

mineralizarea apei râului Nicolina, precum şi raportul acestora cu conţinutul total de

anioni sau cationi, în funcţie de clasa din care fac parte şi cu valoarea mineralizării

totale.

Pe baza datelor din Tabelul 2.31. se pot realiza grafice de variaţie a fiecărui

constituient mineral în parte, sau grafice de corelaţie între diferiţii constituienţi minerali

şi mineralizarea totală. (Fig.2.55.). Graficul de corelaţie se constrieşte pe baza unui

sistem de coordonate rectangulare, unde, pe abscisă, vor fi înscrise mineralizările totale

rezultate din însumarea cationilor şi anionilor ( i , în mg/l), conform scării 1cm= 20

mg/l, iar pe ordonată sunt înscrişi ionii, tot în mg/l. Pentru fiecare ion în parte se alege o

scară de reprezentare. Se va obţine o serie de curbe de corelare pentru fiecare

constituient mineral major în parte.

Fig.2.55. Graficul de corelaţie dintre mineralizarea totală ( i mg/l)

şi conţinutul ionilor predominanţi

O deosebită importanţă practică o are şi metoda de exprimare a valorilor

rezultatelor analizelor chimice ale probelor de apă sub formă de miliechivalenţi.

Numărul de miliechivalenţi se obţine prin împărţirea cantităţii ionului analizat, în mg/l,

la echivalentul elementului considerat.


182

Pentru fiecare analiză suma anionilor este egală cu suma cationilor şi pentru că

această sumă este 100% rezultă că ka = 50%. În general se poate

considera ka =100%. În acestă situaţie se poate calcula conţinutul fiecărui anion şi

cation în procente echivalente după formulele:

X=100*a/ a (%) ; X= 100*k/ k (%) (2.101)

unde: X - cationul sau anionul pentru care se determină procentul de miliechivalenţi din

totalul conţinutului de anioni sau cationi;

a – anionul pentru care se determină conţinutul din totalul anionilor, în me/l;

k – cationul pentru care se determină conţinutul din totalul cationilor, în me/l;

a - conţinutul de anioni, în me/l;

k - conţinutul de cationi, în me/l.

Totodată, se poate calcula şi procentul echivalent al unui ion (%), faţă de suma

ionilor majori ( i , în me/l), utilizând formula:

X=A*100/ i (%) (2.102)

unde: X - procentul echivalent al ionului calculat;

A – conţinutul unui ion, în me/l;

i - suma ionilor principali, în me/l;

Din compararea şi analiza acestor corelaţii rezultă clasele şi tipurile

hidrochimice, precum şi cantităţile medii ale ionilor majori existenţi în apa râului

Nicolina.

În funcţie de ponderea unui anion principal (de 3HCO , 2

4SO , Cl- sau CO3

-) au

fost diferenţiate următoarele clase hidrochimice (Alekin, 1952):

-clasa apelor bicarbonatate şi carbonatate, în care predomină anionul de 3HCO

sau anionul de CO3-;

-clasa apelor sulfatate, unde predomină anionul de2

4SO ;

-clasa apelor clorurate, în care predomină anionul de Cl-.

Fiecare clasă se divizează, după cationul predominant, în trei grupe: de calciu,

de magneziu şi de sodiu. Fiecare grupă cuprinde trei, din cele patru tipuri care sunt

definite de raporturile dintre ioni (Tab.2.32.).

Raporturile dintre ioni, pentru definirea tipului, sunt următoarele:

I. rHCO3 > rCa+rMg

II. rHCO3 < rCa+rMg < rHCO3+rSO4

III. rHCO3+rSO4 < rCa+rMg sau rCl > rNa

IV. rHCO3 = 0, foarte rar întâlnit.


183

Ape naturale

Clase Bicarbonatice Sulfatice Clorurice

Grupe Ca Mg Na Ca Mg Na Ca Mg Na

Tipuri I II III I II III I II III IV II III IV II III I II III IV II III IV II III I II III

Tab.2.32. Clasificare apelor naturale (Alekin, 1952) Apele de tipul I se formează în cazul participării însemnate a rocilor eruptive

care conţin cantităţi însemnate de Na+ şi K

+. Aceste ape sunt, de obicei, puţin

mineralizate.

Apele de tipul II sunt legate genetic de diferite roci sedimentare, de produsele de

dezagregare a rocilor, reprezentând, în mare parte, ape mixte. În acest tip se încadrează

şi apele râului Nicolina.

Apele de tipul III din punct de vedere genetic, sunt mixte, fiind supuse unor

modificări însemnate din cauza schimbului de cationi, de obicei de Na+ din soluţie cu

Ca2+

sau Mg2+

, din soluri sau roci. În acest tip se încadrează apele din cadrul mărilor şi

oceanelor, bazinele relicte şi apele subterane puternic mineralizate.

Apele de tipul IV sunt foarte acide şi se întâlnesc foarte rar în natură.

9

Capitolul IV: Limnologie –aplicaţii practice

IV.1. Aspecte introductive

Cercetările şi aplicaţiile practice asupra unităţilor lacustre cuprind, în general,

trei etape importante: etapa pregătitoare, etapa de teren şi etapa de analiză, prelucrare şi

interpretare a datelor obţinute în etapele anterioare.

Prima etapă constă în studierea bibliografiei existente privind unitatea lacustră

prevăzută a fi cercetată, în studierea condiţiilor fizico-geografice a regiunii unde este

localizată unitatea lacustră, pregătirea echimentului şi analizarea condiţiilor de lucru.

În această etapă se pregătesc: hărţile topografice şi geologice, la scări cât mai

mari (1:5000, 1:10000 sau 1:25000) şi, dacă este posibil, aerofotograme sau imagini

satelitare, instrumente de orientare pe teren şi de determinare a altitudinii, mijloacele de

măsurare a lungimilor, a grosimii stratului de aluviuni, mijloacele de măsurare a calităţii

apei (instrumente de determinare a pH-ului, oxigenului dizolvat, salinităţii, conţinutului

total de săruri, recipiente pentru colectarea probelor de apă etc).

Etapa de teren cuprinde o serie de faze care privesc: localizarea unităţii lacustre

în cadrul regiunii şi a bazinului hidrografic din care face parte, cercetarea cuvetei

lacustre în vederea determinării ansamblului condiţiilor geologice şi fizico-geografice,

ridicarea topografică a conturului lacului şi a adâncimii apei în vederea întocmirii schiţei

batimetrice, realizarea unor măsurători morfometrice, cercetarea depozitelor de aluviuni

din cuveta lacustră şi a celor de versant, analiza regimului hidrologic al lacului prin

evaluarea variaţiei nivelului şi a volumului apei din lac, identificarea surselor de

alimentare şi de evacuare a apei din lac, analiza regimului termic, analiza dinamicii apei

din lac asupra ţărmurilor, prelevarea de probe pentru analiza compoziţiei chimice a apei,

evaluarea modalităţilor de utilizare a lacului în scopuri economice, turistice sau

balneoterapeutice.

În ultima etapă se trece la prelucrarea datelor şi informaţiilor obţinute în etapa

de teren sau de la punctele de observaţie special amenajate (posturi hidrometrice),

determinarea cu ajutorul analizei de laborator, pe baza probelor de roci prelevate în faza

teren, a principalelor proprietăţi fizico-chimice a substratului geologic (sub raportul

alcătuirii granulometrice, porozităţii, permeabilităţii, alcătuirii chimice şi solubilităţii,

etc.), studierea şi analizarea structurii geologice pe baza hărţilor geologice şi a

coloanelor stratigrafice (pentru realizarea profilului hidrogeologic), determinarea prin

analize fizico-chimice a proprietăţilor chimice ale probelor de apă colectate din diferite

surse, a calităţii şi stării de saprobitate a acestor surse de apă etc.

Pe baza datelor obţinute în etapa de laborator, prin analiză şi sintetizare, se

realizează diferite materiale grafice (hărţi, diagrame, grafice etc.) şi se elaborează

proiectele de valorificare economică a unităţii lacustre vizate.

În vederea prezentării aplicaţiilor practice în cadrul acestui capitol s-a ales ca

exemplu Lacul Crucii din Munţii Stânişoarei, lac apărut în urma unei alunecări de teren


186

produsă în anul 1991, în bazinul pârâului Cuejdel, afluent al râului Cuejdiu, care la

rândul său se varsă în râul Bistriţa.

IV.2. Modalităţi privind efectuarea cercetărilor în limnologie

Tema 33: Realizarea schiţei de contur, ridicarea topografică şi realizarea

schiţei batimetrice a unui lac

Realizarea schiţei de contur a unui lac se poate efectua, cu precizie mai mare,

asupra lacurilor de dimensiuni mai mici (cu suprafaţa de sub 10ha). De obicei schiţa de

contur se realizează, mai întăi, pe hârtie de calc, prin trasarea unei linii care să

urmărească fidel conturul ţărmurilor lacului vizat. Dacă suprafaţa lacului este de ordinul

a zeci şi sute de ha, atunci diferitele porţiuni ale schiţei de contur se măresc o dată sau

de mai multe ori, în funcţie de scara aleasă, pentru a putea fi aduse completări şi

modificări ale conturului lacului, prin trecerea detaliilor care lipsesc, în etapa de teren.

Pentru ridicarea topografică a unei cuvete lacuste şi realizarea schiţei

batimetrice a lacului este necesar să se dispună de mijloace materiale mai costisitoare

(bărci pneumatice, busolă pentru stabilirea unghiurilor profilelor batimetrice, cabluri cu

lungime de 50-200m gradate din metru în metru sau din doi în doi metri etc).

Ridicarea topografică a unui lac se poate realiza prin mai multe metode. Una

dintre metode constă din trasarea unei dreapte (A-B), cu ajutorul unui cablu, astfel încât

să se cuprindă lungimea întregului lac. Din mijlocul acestei drepte, considerat punct de

staţie (notat cu „O”), s-au trasează o serie de profile (F1, F2, F3.....Fn), la anumite

unghiuri faţă de dreapta A-B. Pentru fiecare profil se măsoară distanţa, în m, faţă de

punctul de staţie, şi apoi, se determină adâncimea apei din lac la distanţe egale din metru

în metru, doi în doi metri sau din zece în zece metri (Fig.3.1.).

Pe baza valorilor obţinute din măsurătorile efectuate asupra adâncimilor apei se

realizează schiţa batimetrică a lacului. Această schiţă, în general, se construieşte pe o

hârtie milimetrică, alegându-se o scară covenabilă (1.10000 sau 1:5000). Pe hârtia

milimetrică se înscrie, mai întâi, dreapta A-B, iar din centrul dreptei care reprezintă

punctul de staţie se trasează profilele realizate, în funcţie de unghiul pe care îl face linia

profilului cu dreapta A-B, unghi stabilit prin măsurători de teren. Pe fiecare profil, din

10 în 10 metri (1 cm la scara schiţei), se notează adâncimea apei. După stabilirea tuturor

adâncimilor, pentru fiecare profil în parte, se trasează conturul lacului şi se unesc prin

linii continui (izobate) punctele care au aceeaşi valoarea a adâncimii apei.

O altă metodă, în ridicarea topografică a unui lac, costă în trasarea unor profile

transversale pe lungimea lacului, la distanţe egale, pe care se realizează măsurători ale

adâncimii apei la distanţe egale (din 2 în 2 metri, din 5 în 5 metr,i sau din 10 în 10metri)

(Fig.3.2.).


187

Valorile adâncimii apei măsurate în lungul profilelor se înscriu într-un tabel

(Tab.3.1.) şi în funcţie de valoarea acestora se întocmeşte schiţa batimetrică a lacului

prin unirea cu ajutorul unor linii continui (izobate) a punctelor cu aceeaşi adâncime a

apei.

Fig.3.1. Model de ridicare topografică a Lacului Crucii cu ajutorul

profilelor trasate dintr-un singur punct

Fig.3.2. Ridicarea topografică a Lacului Crucii cu ajutorul profilelor transversale


188

Nr.

punct

Profil 1-2 Profil A Profil B Profil c Profil D

Dist.

cumul.

(m)

Adân.

(m)

Dist.

cumul

(m)

Adân

(m)

Dist.

cumul.

(m)

Adân.

(m)

Dist.

cumul.

(m)

Adân.

(m)

Dist

cumul.

(m)

Adân.

(m)

P1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

P2 30 1,5 5 3,6 5 1,2 5 1,6 5 1,7

P3 60 2,2 10 5,2 10 2,5 10 2,1 10 3,1

P4 90 2,9 15 7,6 15 3,6 15 2,8 15 4,2

P5 120 3,6 20 9,8 20 5,1 20 3,5 20 4,5

P6 150 4,2 25 12,4 25 6,9 25 4,2 25 4,8

P7 180 4,8 30 14,2 30 8,3 30 4,8 30 4,9

P8 210 5,4 35 16 35 10,4 35 5,4 35 5,2

P9 240 5,9 40 15,3 40 12,5 40 6,1 40 5,5

P10 270 6,5 45 14,5 45 13,2 45 6,9 45 5,8

P11 300 7,1 50 11,3 50 14,0 50 7,5 50 6,2

P12 330 7,6 55 9,2 55 12,1 55 8,2 55 5,9

P13 360 8,0 60 7,3 60 10,2 60 9,3 60 6,1

P14 390 8,5 65 4,6 65 8,1 65 10,2 65 5,2

P15 420 9,2 70 2,5 70 7,2 70 9,0 70 4,3

P16 450 9,6 75 0 75 6,4 75 8,3 75 3,0

P17 480 10,2 - - 80 5,7 80 6,8 80 18

P18 510 10,5 - - 85 4,8 85 5,2 85 0

P19 540 10,9 - - 90 3,9 90 2,4 - -

P20 570 11,3 - - 95 2,8 95 0 - -

P21 600 11,8 - - 100 1,6 - - - -

P22 630 12,1 - - 105 0 - - - -

P23 660 12,5 - - - - - - - -

P24 690 13,1 - - - - - - - -

P25 720 13,8 - - - - - - - -

P26 750 14,2 - - - - - - - -

P27 780 14,5 - - - - - - - -

P28 810 14,2 - - - - - - - -

P29 840 14,5 - - - - - - - -

P30 870 15,2 - - - - - - - -

P31 900 15,8 - - - - - - - -

P32 930 12,6 - - - - - - - -

P33 960 8,2 - - - - - - - -

P34 990 3,1 - - - - - - - -

Tab.3.1. Valorile pe profile a adâncimilor Lacului Crucii


189

În cazul Lacului Crucii au fost trasate 8 izobate corespunzătore adâncimilor de

2, 4, 6, 8, 10, 12, 14 şi 16m, realizându-se astfel schiţa batimetrică a acestui lac (Ichim şi

colab., 1996) (Fig.3.3).

Fig.3.3. Schiţa batimetrică a Lacului Crucii (Ichim şi colab., 1996)

Tema 34: Elementele morfometrice ale lacurilor

Prin morfometria lacurilor se înţelege totalitatea indicilor cantitativi şi metodele

de determinare a acestor indici, atât a cuvetei lacustre, cât şi a volumului de apă

existente în aceasta.

Pentru calcularea indicilor morfometrici este necesară întocmirea unei hărţi a

lacului (sau planul lacului), în care să se scoată în evidenţă curbele batimetrice

(izobatele) care pun în evidenţă desfăşurarea adâncimilor. Precizia indicilor

morfometrici, calculaţi pentru diferite cuvete lacustre, depinde, în primul rând, de

precizia ridicării topografice a conturului lacului şi a măsurătorilor de adâncime (a

ridicărilor batimetrice).

Harta batimetrică a unui lac se poate realiza la diferite scări, în funcţie de

mărimea lacului. Astfel, pentru Marea Caspică, este necesară o hartă la scara 1:1000000,

sau chiar mai mică 1:2500000 sau 1:5000000, iar pentru un lac glaciar cu o suprafaţă

cuprinsă între 1-10 ha, scara hărţii trebuie să fie de 1:500, 1:1000 sau 1:5000. Hărţile se

pot realiza prin metode clasice, sau dacă se dispune de un hard şi un soft corespunzător

se pot realiza pe calculator observându-se în acelaşi timp şi morfologia cuvetei lacustre.

Principalii indici morfometrici care se determină pentru o cuvetă lacustră şi

pentru volumul de apă existent în aceasta sunt: suprafaţa lacului, lungimea lacului,


190

lăţimea lacului (lăţimea medie, lăţimea maximă, lăţimea minimă), axa mare şi axa mică,

coeficientul de formă (sau raportul axelor), lungimea liniei ţărmului (sau perimetrul

lacului), adâncimea maximă, adâncimea medie, coeficientul de sinuozitate a ţărmului,

volumul de apă, forma suprafeţei oglinzii apei şi a cuvetelor, gradul de insulozitate etc.

Suprafaţa lacului (S) este arealul ocupat de luciul de apă la un anumit nivel al

acesteia şi se poate exprima în m2, ha sau km

2. Se determină cu ajutorul hârtiei

milimetrice, planimetrului, a planşetei electronice sau când se utilizează modele de

calcul numeric se determină automat cu ajutorul calculatorului. Suprafaţa unui lac se

poate modifica în funcţie de variaţia nivelului apei din lac sau în urma intervenţiei

antropice.

Lungimea lacului (L) reprezintă distanţa cea mai scurtă dintre punctele

extreme ale cuvetei lacustre. În funcţie de configuraţia în plan a depresiunii lacustre,

lungimea poate fi o linie dreaptă sau sinuoasă, fără a intersecta linia ţărmului. Se

determină în m sau în km (Fig.3.4).

Lăţimea lacului (l) reprezintă distanţa dintre malurile opuse care se găsesc la

capetele unei perpendiculare pe lungimea lacului (Fig.3.4). Se calculează în m sau în

km. În cazul acestui element morfometric se pot distinge:

- o lăţime maximă, care este distanţa, aproximativ perpendiculară pe lungime,

dintre cele mai îndepărtate puncte de pe malurile opuse ale lacului;

- o lăţime minimă care este distanţa, aproximativ perpendiculară pe lungime,

dintre cele mai apropiate puncte de pe malurile opuse

- o lăţime medie, care este rezultatul raportului dintre suprafaţa lacului (S) şi

lungimea lacului (L):

lmed.=L

S(m) (3.1)

Fig.3.4. Determinarea lungimii şi lăţimii maxime a Lacului Crucii


191

Axa mare este linia dreaptă care uneşte cele mai îndepărtate puncte ale lacului;

ea poate tăia şi linia ţărmului.

Axa mică este linia dreaptă care taie perpendicular axa mare şi uneşte două

puncte de pe mal aşezate la cea mai mare depărtare.

Lungimea liniei ţărmului (sau perimetrul lacului) (P) este lungimea reală a

ţărmului rezultată din măsurarea directă, pe hartă, cu ajutorul curbimetrului sau

distanţierului, exprimată în m sau km.

Coeficientul de sinuozitate al ţărmului (sau dezvoltarea linie ţărmului) (Cs)

reprezintă gradul de festonare sau de regularitate a ţărmului în funcţie de originea

cuvetei lacustre sau de modificările survenite ulterior produse de procesele de modelare

de suprafaţă sau de acţiunea antropică. Se exprimă prin relaţia:

CsS

P

* (3.2)

unde: Cs – coeficientul de sinuozitate al ţărmului;

P – lungimea liniei ţărmului;

S – suprafaţa unităţii lacustre.

Adâncimea maximă ( Hmax.) este linia verticală cu cea mai mare valoare care

uneşte suprafaţa oglinzii apei şi punctul situat la cea mai mare adâncime.

Adâncimea medie (Hmed.) se determină ca fiind raportul dintre volumul de apă

al lacului (V) şi suprafaţa sa (S), neluând în considerare şi suprafaţa insulelor:

Hmed.=S

V (m) (3.3)

Coeficientul de formă (sau raportul axelor) (Cf) este raportul dintre axa mare

şi axa mică a unui lac. Cu cât valoarea acestui raport este mai apropiată de unitate (1) cu

atât forma lacului este mai rotundă. Dacă valoarea acestui raport este mai mică decât

unitatea, forma lacului este mai alungită.

Volumul de apă al lacului (V) se poate calcula prin determinarea valorii

fiecărei izobate (h), a adâncimii izobatelor (h1, h2, h3 ……..hn) şi a suprafeţelor

delimitate de către aceste izobate ( S1, S2, S3………Sn). Volumul de apă se poate

determina prin metode grafice sau analitice.

Metodele grafice se bazează pe trasarea curbei batigrafice (hipsografică) care

de fapt, reprezintă relaţia dintre adâncimea lacului (H) şi a volumului de apă, în funcţie

de adâncime şi suprafaţă (Gâştescu şi colab., 2001). Pentru realizarea unei astfel de

curbe batigrafice se determină suprafeţele diferitelor izobate şi volumele

corespunzătoare acestora. Pentru datele rezultate se realizează un tabel (Tab.3.2.) pe

baza căruia se reprezintă grafic adâncimea (pe ordonată), de la cea maximă la intersecţia


192

axelor la 0 (la suprafaţa lacului) şi volumul de apă corespunzător fiecărei izobate (pe

abcisă) (Fig.3.5.).

Pe baza graficului obţinut se poate determina, în mod direct, volumul de apă

existent în lac în funcţie de adâncimea apei.

Nr.

crt.

Distanţa dintre

izobate (m)

Suprafaţa

corespunzătoare

izobatei (m2)

H/2

Volume

parţiale

(m3)

Volume

cumulate

(m3)

1 0 132600 0 132600 437700

2 2 112400 1 112400 305100

3 4 82600 1 82600 192700

4 6 56200 1 56200 110100

5 8 25300 1 25300 53900

6 10 16200 1 16200 28600

7 12 7500 1 7500 12400

8 14 3700 1 3700 4900

9 16 1200 1 1200 -

Tab.3.2. Estimări cantitative a volumului de apă pentru diferite adâncimi

din Lacul Crucii

Metoda analitică se bazează pe asemănarea depresiunii lacustre (în profunzime)

cu anumite corpuri geometrice (cilindru, emisferă, sinusoid, elipsoid, paraboloid, con) şi

aplicarea unei formule de calcul specifice pentru determinarea volumului fiecărei figuri

geometrice cu care a fost asociată cuveta lacustră. Această metodă nu are suficientă

precizie, pentru că pot fi omise importante volume de apă.

În funcţie de aceste elemente volumul se determină pe baza formulei:

V= nn

nnn h

Sh

SSh

SSh

SS

22.....

221

12

321

21 (m3) (3.4)

Pentru determinarea volumelor parţiale (Vp) se utilizează formula trunchiului

de con:

Vp=)*(3 2121 SSSS

h (m

3) (3.5)

unde: Vp – volumul parţial;

h - diferenţa de adâncime dintre cele două curbe batimetrice;

S1, S2 – suprafeţele celor două curbe batimetrice.


193

De asemenea, tot pentru volumele parţiale, se poate utiliza şi formula mediei

aritmetrice:

V=h/2(S1+S2) (m3) (3.6)

dar care are rezultate aproximative.

Pentru lacuri cu suprafeţe reduse, sau numai pentru efectuarea unor calcule

estimative, se poate utiliza şi formula parabolică Simpson:

V= ).....2424(*3

43210 nSSSSSSh

(m3) (3,7)

Volumul total se obţine prin însumarea volumelor parţiale:

V= Vp (m3) (3.8)

Fig.3.5. Curba batigrafică a Lacului Crucii


194

Dezvoltarea volumului (Dv) reprezintă compararea volumului unui lac în raport

cu volumul unui con cu suprafaţa bazei egală cu suprafaţa lacului şi înălţimea (conului)

egală cu adâncimea maximă a lacului:

Dv= max

3

H

H med (3.9)

Valoarea lui Dv se apropie de unitate când depresiunea lacustră tinde spre forma

unui con, este mai mică de 1 când versanţii depresiunii lacustre au formă convexă şi mai

mare de 1 când versanţii sunt concavi.

Panta medie a fundului depresiunii lacustre (I) se determină ca fiind tangenta

unghiului şi se calculează potrivit relaţiei:

I=S

lh (%) (3.10)

unde: Δh - este echidistanţa dintre izobate;

S - suprafaţa determinată de izobata superioară, respectiv suprafaţa lacului la 0 m

adâncime;

Σl – suma lungimilor izobatelor măsurate.

Suprafaţa reală a fundului depresiunii lacustre (Sr) este dată de relaţia:

Sr=cos

S (m

2 sau ha) (3.11)

unde: S – suprafaţa lacului;

α - unghiul de înclinare a pantei fundulu,i dată de relaţia anterioară.

Indicele de formă al depresiunii lacustre (If) este utilizat pentru a caracteriza

aspectul cuvetei lacustre. În acest sens se raportează forma depresiunii lacustre la

diferite forme geometrice: cilindru, con, emisferă etc. Indicele de formă se calculează

după relaţia Muraveski:

If=c

med

H

H (3.12)

unde: Hmed – adâncimea medie

Hc - adâncimea centrului de greutate (masa de apă).


195

Centrul de greutate (Hc) se determină conform relaţiei:

Hc=M

dmz , (3.13)

unde: z – grosimea unui strat elementar;

dm – masa stratului elementar;

M – masa întregului volum de apă.

În funcţie de valoarea lui Hc, lacul se poate compara cu unele din corpurile

geometrice. Dacă valoarea centrului de greutate este apropiată de 2,0, atunci lacul are

formă de cilindru, dacă are valoarea apropiată 1,78, are formă de emisferă, la valoarea

1,50 are formă de paraboloid, iar la valoarea de 1,33 are formă de con.

Tema 35: Bilanţul hidrologic al lacurilor

Bilanţul hidrologic al unui lac reprezintă raportul dintre cantitatea de apă pe care

o primeşte un lac şi cantitatea de apă pe care o pierde (Romanescu, 2003).

Pentru analizarea bilanţului hidrologic al unui lac este nevoie de efectuarea unor

măsurători prin care se evaluează cantitativ elementele componente ale bilanţului:

cantitatea de apă intrată şi ieşită din lac, variaţia nivelului de apă din lac, cantitatea de

apă provenită din precipitaţii, cantitatea de apă evaporată de la nivelul suprafeţei luciului

de apă etc.

Alimentarea cu apă se realizează prin intermediul surselor cu caracter general,

dar şi prin intermediul surselor cu caracter local. Cele cu caracter general şi de durată

sunt reprezentate de precipitaţii şi emisari, iar cele cu caracter local şi limitate în timp,

sunt reprezentate de izvoare şi scurgerile de pe versanţi.

Pierderea apei din lacuri se produce prin intermediul emisarilor de scurgere,

evaporării şi infiltrării. Cea mai mare cantitate se pierde prin scurgere şi evaporare.

Bilanţul apei unui lac se exprimă cu ajutorul ecuaţiei:

P+R+I=E+S+Z sau P+R+I+E+S+Z=0 (3.14)

unde: P – aportul precipitaţiilor;

R – aportul afluenţilor;

I – aportul izvoarelor;

E – pierderea apei prin evaporare;

S – pierderea apei prin intermediul emisarilor;

Z – pierderea apei prin infiltrare.

Această ecuaţie este de cele mai multe ori completată şi cu alţi parametri care

contribuie într-o măsură mai mare sau mai mică la bilanţul hidrologic: deversările de

apă în lac prin intermediul conductelor, consumul de apă din lac pentru unele folosinţe

social-economice (irigaţii, alimentarea cu apă a populaţiei, a zonelor industriale etc.).


196

Analizând ecuaţia bilanţului hidric într-o formă generalizată (Gâştescu, 1971) se

observă că o serie de termeni, cum ar fi precipitaţiile şi evaporaţia (P şi E) corespund

zonei geografice în care este localizat lacul. Alţi termeni care privesc scurgerea

superficială în lac din bazinul de recepţie şi scurgerea superficială din lac depind de unii

parametri morfometrici ai lacului (în special de suprafaţă) şi de condiţiile de umiditate a

zonei geografice în care este situat lacul. Sunt şi termeni ai ecuaţiei bilanţului hidrologic

care depind exclusiv de condiţiile locale geologice (natura rocilor în care este situat

lacul, adâncimea lacului cu unele posibilităţi de intersectare a apelor freatice şi de

adâncime etc)

Luând în considerare şi elemetele prezentate mai sus, care contribuie la afluxul

sau pierderea apei din lac ecuaţia bilanţului hidrologic se poate exprima sub forma unei

sume algebrice de tipul:

Y1+P+U1-Y2-E-U2= v; (3.15)

unde: Y1 – scurgerea superficială din bazinul de recepţie în lac;

P – aportul precipitaţiilor care cad la suprafaţa lacului;

U1 – scurgerea subterană în lac;

Y2 – scurgerea superficială din lac;

E – evaporaţia de la suprafaţa lacului;

U2 – scurgerea subterană din lac (infiltraţia);

v – diferenţa de volum care se estimează la sfârşitul perioadei analizate.

În continuare se vor face câteva referiri succinte asupra modului cum

influenţează fiecare componentă a ecuaţiei de mai sus bilanţul hidrologic:

Scurgerea superficială în lac (Y1) – se apreciază prin măsurători directe de debit

care se efectuează pentru toţi afluenţii lacului, inclusiv izvoarele. În cazul izvoarelor

care apar în malul lacului se măsoară debitul, dar acesta va fi orientat la afluxul subteran

în lac (U1). Prin însumarea tuturor valorilor de debit măsurate pe afluenţii lacului rezultă

cantitatea totală de apă intrată în lac prin scurgerea superficială.

În cazul în care nu se poate evalua prin măsurători directe, aportul afluenţilor în

lac, scurgerea superficială în lac se poate determina indirect prin evaluarea acestui aport

prin intermediul hărţilor scurgerii multianuale întocmite asupra regiunii (Gâştescu şi

colab, 2001).

Formula de calcul pentru determinarea indirectă a scurgerii superficiale în lac

este:

Y=T

FS * (m

3/s) (3.16)


197

unde: S (mm) – scurgerea multianulă a zoeni unde se găseşte amplasat lacul;

F (m3) – suprafaţa bazinului de recepţie a lacului;

T (s) – numărul de secunde dintr-un an (31, 5*106).

Scurgerea subterană în lac (U1) se determină prin însumarea debitului tuturor

izvoarelor care apar în malul lacului.

Precipitaţiile atmosferice (P) se determină numai la suprafaţa luciului de apă,

fără a lua în considerare bazinul de recepţie. Pentru a precierea volumului de apă intrat

în lac prin intermediul precipitaţiilor atmosferice directe, se ia în considerare valoarea

medie multianuală înregistrată la staţia pluviometrică cea mai apropiată. Transformarea

precipitaţiilor din strat de apă căzut la suprafaţa apei (mm/an), în volum de apă (m3/s) se

poate face după formula:

P =T

FmPmm 2*(m

3/s) (3.17)

unde: P (m3/s) – volumul precipitaţiilor căzute în lac;

P (mm) – cantitatea medie anuală a precipitaţiilor măsurate la cel mai apropiat

post pluviometric;

F (m2) – suprafaţa lacului;

T - numărul de secunde dintr-un an (31, 5*106).

Scurgerea superficială din lac (Y2) se determină prin măsurători de debit

efectuate asupra emisarului în cazul în care acesta există.

Scurgerea subterană din lac (U2) nu se poate determina în mod direct, evaluarea

sa făcându-se numai dacă se cunoaşte valorile celorlalţi termeni.

Evaporaţia de la suprafaţa lacului (E) se poate evalua în două moduri: direct,

când există aparatura necesară chiar pe lac, sau în mod indirect, pe baza hărţilor

întocmite asupra regiunii în care este trecută şi valoarea evaporaţiei. Pentru evalurea

volumului de apă evaporat de la nivelul lacului se foloseşte o formulă asemănătoare cu

cea utilizată în evaluarea volumului de apă căzut din precipitaţii în lac:

E=T

FmEmm 2*(m

3/s) (3.18)

În funcţie de valorile termenilor din ecuaţia de calcul, bilanţul hidrologic poate

fi: - constant, atunci când ecuaţia are forma: Y1+P+U1=Y2-E-U2 sau v=0;

- excedentar, atunci când v are valoare pozitivă: Y1+P+U1-Y2-E-U2= v;

- deficitar, când v are valoare negativă: Y1+P+U1-Y2-E-U2= v.

9

Capitolul V: Cartarea şi tipologia zonelor umede şi apelor adânci

V.1.Introducere

Mediile terestre, acvatice şi aeriene, constituie un sistem global şi intervenţiile

asupra unuia dintre aceste medii se repercutează în funcţionarea celorlalte. Analiza

sistemică, mai ales cea a interacţiunilor dintre elementele unui sistem şi studiul

schimbărilor dintre sisteme, devine punctul forte al cercetării ştiinţifice actuale, cunoscut

sub numele de cercetare globală sau holistică. Viziunea globală prezintă avantajul

punerii în evidenţă a rolului interfeţelor dintre compartimentele sistemelor sau chiar

între sisteme, rol adesea neglijat ca urmare a decupajelor tematice. În acest caz,

problema apei este simptomatică: este posibilă supravegherea funcţionării unui sistem

acvatic şi a manageria resursele de apă fără a interveni în prelucrarea solului, adică în

amenajarea bazinului hidrografic? Analiza funcţionării sistemului „pământ-apă” relevă

faptul că transferurile sunt regularizate prin intermediul zonelor de tranziţie existente

între mediile terestre şi acvatice, cunoscute sub numele general de zone umede (zones

humides în lb. franceză, wetlands în lb. engleză) (Les zones humides, 1994).

În cele mai multe cazuri bălţile, mlaştinile, terenurile mocirloase şi turbăriile

sunt asociate ca fiind un mediu ostil. Cauzele acestei interpretări pot fi multiple. Apele

stagnante şi solurile instabile sunt, cel mai adesea, locuri periculoase. Prezenţa focurilor

spontanee din timpul nopţii, provocate de emanaţia gazelor, stă la originea unei

mitologii legate în special de moarte. Mirosul greu al mlaştinilor este un factor

important ce contribuie la proasta reputaţie a acestora. Aerul greu respirabil este

purtătorul unor boli periculoase, din care, se remarcă, malaria.

În decursul istoriei, părerile despre zonele umede au fost foarte diverse. Abia la

sfârşitul secolului al XIX-lea s-a ajuns la concluzia că nu aerul este cel care răspândeşte

malaria, ci ţânţarii. În acelaşi timp, febra paludiană a făcut ravagii în multe regiuni ale

Terrei, ea fiind prezentă şi astăzi în locurile foarte izolate.

În secolul al XIX-lea s-a declanşat un veritabil conflict între citadini şi

agricultori. Circulaţia apei, pe cale naturală sau artificială, în cadrul oraşelor, devenise

deja o obsesie. Frica faţă de apele stătătoare era colectivă. Din contra, micii proprietari

de terenuri mlăştinoase doreau menţinerea acestora deoarece productivitate fâneţelor era

cu mult mai mare decât cea a altor terenuri. În astfel de cazuri, de cele mai multe ori,

pierdeau agricultorii.

Argumentele de curăţire, mai ales de ordin agroeconomic, au fost primordiale

pentru înlăturarea zonelor umede deoarece erau considerate neproductive. Răul era adus

de inaccesibilitate, constrângerile utilizării (induse de submersia care poate dura până la

o treime dintr-un an), apetenţa scăzută faţă de unele plante etc. Se dezvoltă, cu

precădere, stuful, papura, rogozul etc.

În Evul Mediu au fost cedate călugărilor unele terenuri mlăştinoase din vestul

Europei. Primele modificări, la scară mare, au fost efectuate pentru exploatarea sării sau


200

cultivarea terenurilor (Verger, 1994). Călugării din interiorul continentelor sunt, în

aceeaşi măsură, pionierii modificărilor aduse zonelor umede prin crearea iazurilor şi

heleşteelor. Astfel de lucrări au fost efectuate pe micile râuri din preajma mănăstirilor. O

mare parte din iazurile moldovene poartă pecetea acestor transformări.

În secolul al XVII-lea au loc cele mai importante desecări. Regele Henri al IV-

lea a promulgat, în 1599, primul act administrativ pentru desecarea mlaştinilor din

Franţa. Cei mai pricepuţi meşteri în desecare au fost olandezii (practicau procedeul

polderizării). Ordonanţele lui Henri al IV-lea sunt confirmate de Louis al XIII-lea

(1613) şi Louis al XIV-lea (1643), care decid concesionarea terenurilor desecate (Les

zones humides, 1994).

În a doua jumătate a secolului al XVIII-lea se produce o recrudescenţă a

îndiguirilor şi desecărilor terenurilor umede aflate în apropierea ţărmurilor. În 1853,

Nadault de Buffon propune o clasificare a „terenurilor mlăştinoase insalubre”. Până la

cel de-al doilea război mondial societatea capitalistă a întreprins lucrări de polderizare

de-a lungul multor ţărmuri, mai ales în Europa occidentală, SUA şi America de Sud

(Lefeuvre, 1983).

Acelaşi fenomen este impulsionat şi pe teritoriul României, mai ales în Câmpia

Timişului unde, începând cu secolul al XVIII, au loc lucrări de desecare pe o suprafaţă

de cca. 850000ha, care au creat o reţea de canale cu o lungime de 11000km. Acţiunea de

prevenire a inundaţiilor a dedeterminat construirea unor diguri cu o lungime totală de

1800km, executarea unor bazine de retenţie cu o suprafaţă de 225000ha, numeroase

heleştee etc. (Geografia României, vol. IV, 1992).

La sfârşitul anilor ’60 se inversează tendinţa de desecare şi polderizare,

pornindu-se pe un drum nou, de „ameliorare”, prin drenaj, în vederea cultivării.

Ca urmare a inundaţiilor catastrofale produse pe Dunăre în anul 1970 s-a

declanşat un vast proiect de îndiguire a luncii marelui fluviu şi de desecare a

suprafeţelor acvatice, în cea mai mare parte a lor. În acest mod, cele mai mari suprafeţe

umede de pe teritoriul României au fost eliminate şi terenurile redate agriculturii.

Proiectul în sine se bazează pe studiile efectuate de predecesorii, printre care pot fi

amintiţi Gr.Antipa (Chestiunea Dunării – 1910,1924) şi Ion Ionescu-Siseşti (Lunca

Dunării şi punerea ei în valoare – 1933) (Romanescu, 2003).

Zonele umede, la scara întregii planete, au fost profund modificate, în manieră

diferită, atât în spaţiu, cât şi în timp. Paradoxal, bogăţia biologică a zonelor umede poate

fi compromisă prin non-intervenţie. Prin urmare, agricultorii abandonează adesea

preriile umede, mai ales când nu există posibilităţi de acces sau punerea în valoare este

prea costisitoare în raport cu constrângerile pedologice şi hidraulice. În acest caz,

sistemul se închide şi dispare. Abandonul poate conduce la sărăcirea biologică, întocmai

preluării în cultură a terenului şi a intensificării exploatării agricole.


201

Tipurile zonelor umede Funcţiile/serviciile zonelor umede1

După amplasament, salinitate şi

vegetaţia dominantă

După rolul fizic, chimic şi biologic a

ecosistemelor zonelor umede în cadrul biosferei

a Mlaştini interioare de apă

dulce

1 (a,b,e,f,g) Reciclajul şi stocajul elementelor

nutritive, antrenând o ameliorare potenţială a

calităţii apei

b Mlaştini interioare sărate 2 (a,c,e,f,g) Funcţia de stocaj a apelor şi

reîncărcarea pânzelor subterane

c Turbării 3 (a,b,c,e,f,g,h,i,j) Întârzierea propagării apelor

de inundaţie; protecţie contra furtunilor,

mareelor puternice şi vânturilor

d Tundre 4 (a,b,g,h,i,j) Consolidarea malurilor (costiere

şi fluviale) ca tampon contra eroziunii

e Mlaştini cu arbuşti 5 (a,b,c,d,e,f,g,h,i,j) Influenţe benefice asupra

microclimatelor locale şi un eventual rol de

stabilizare a biosferei, rezervelor de carbon

etc.

f Mlaştini împădurite 6 (a,b,c,d,e,f,g,h,i,j cu grade diferite) Reglarea

ciclurilor trofice (locale şi la distanţă)

g Pajişti umede, câmpii

aluviale şi alte habitate

7 (a,b,c,d,e,f,g,h,i,j cu grade diferite) Produse

comerciale: peşte, blănuri, lemn, turbă, stuf,

pajişti extensive

h Terenuri de exploatare a sării

din apropierea ţărmurilor

8 (a,b,c,d,e,f,g,h,i,j cu grade diferite)

Posibilităţi recreative

i Mangrove 9 (a,b,c,d,e,f,g,h,i,j cu grade diferite) Altele:

habitate naturale, patrimoniu peisager.

Valoare de neutilizare cu adevărat importantă

pentru zonele umede unice şi de rang înalt

j Mlaştini maritime de apă

dulce

- -

Tab.5.1. Funcţiile şi valorile marilor tipuri de zone umede

1Funcţiile de servicii specifice zonelor umede: 1-6 sunt procese naturale care furnizează valori de

utilitate indirecte, chiar dacă ele nu se traduc în preţuri de piaţă. Structura ecosistemelor zonelor

umede permite, printre altele, obţinerea valorilor de utilitate directă sub forma unor produse sau

alte servicii (7,8,9), unele putând avea şi preţ de piaţă. Zonele umede pot furniza valori de

neutilizare. Omul poate mări valoarea prin simpla menţinere a acestor ecosisteme în stare

naturală sau seminaturală, fără a avea o utilitate actuală sau viitoare.


202

Asanarea zonelor umede nu a fost specifică doar ţărilor bogate. Inventarierea

zonelor umede reprezintă doar o etapă pasageră a evaluării. Transformările naturale sunt

foarte rapide şi adesea radicale. Pentru a pune în evidenţă tendinţa evolutivă a mediilor

umede, inventarierea trebuie să se repete la anumite intervale de timp.

Actualmente, mangrovele din Asia şi Africa sunt pe cale de dispariţie (Turner,

1992). Cele din Filipine au dispărut în proporţie de 67% în 60 ani (1920-1980) (Zamora,

1984). Mlaştinile riverane fluviului Niger şi-au redus suprafaţa cu 300km2 după

construirea unui baraj (Adams, Hollis, 1988). De la sosirea primilor colonişti europeni în

SUA, 54% din zonele umede au fost asanate (87 mil.ha). În statul Iowa au supravieţuit

doar 1% din mlaştinile originale (Les zones humides, 1994). Intervenţia umană asupra

zonelor umede din Europa a fost mult mai puternică (Turner, 1992).

Anglia a pierdut 60.000ha pe an (între anii 1970-1980) ca urmare a drenării şi

exploatării agricole. Începând cu anii ’50, în Anglia şi Ţara Galilor, 15% din mlaştinile

litorale au fost sacrificate pentru agricultură şi industrie. În 1978, 84% din turbăriile

înalte din Marea Britanie au fost distruse ca urmare a împăduririlor, a preluării în cultură

şi a exploatării comerciale. Spania, în 1940, deţinea o suprafaţă de 1 mil.ha zone umede.

Între anii 1950-1970 a pierdut 50% din această suprafaţă.

Dispariţia zonelor umede şi a ritmului de regresie a declanşat o veritabilă

croasadă internaţională pentru apărarea lor (Lefeuvre, 1985). Lupta, pentru această

cauză, este dusă de mişcările ecologiste.

În 1980 a avut loc prima Conferinţă Internaţională asupra Zonelor Umede (New

Delhi, India), fiind organizată de INTELCOL (Asociaţia Internaţională a Societăţilor de

Ecologie). Se pot separa trei etape importante în evoluţia ideilor referitoare la zonele

umede:

-punerea în evidenţă a interacţiunilor dintre mediile terestre şi acvatice;

-compararea ecosistemelor respective;

-consecinţele distrugerii zonelor umede, mai ales a celor riverane marilor fluvii

(Odum, 1980; Wittaker, 1974).

V.2. Definiţii şi tipologie

Zonele umede reflectă toate elementele de continuitate ce leagă mediul acvatic

de cel terestru (Turner, 1992). Definirea zonelor umede, cu mai multă precizie, este

relativ recentă. În realitate, acest exerciţiu nu prezintă decât un interes relativ într-o

epocă unde singura ambiţie consta în separarea uscatului de apă prin intermediul

drenării, îndiguirii şi polderizării. Multitudinea dificultăţilor întâlnite pentru definirea

zonelor umede provine din faptul că sunt spaţii de tranziţie dintre uscat şi apă. Una din

primele definiţii datează din 1956, fiind emisă de US Fish and Wildlife Service (FWS),

fiind, totodată, şi cea mai utilizată pe teritoriul SUA (Gowardin et al., 1979).


203

Zonele umede sunt definite în funcţie de finalitatea propusă: cercetare

fundamentală, clasificarea generală a habitatelor, inventarierea resurselor naturale,

restaurarea mediului etc. Înainte de a fi emisă prima lege cu privire la protecţia zonelor

umede (1960), acestea au fost definite de specialiştii amenajării teritoriului (Lefor,

Kennard, 1977). Se au în vedere definiţiile emise de diferiţi specialişti: hidrologii au în

vedere balanţa hidrologică şi oscilaţiile apelor subterane; botaniştii, evoluţia şi tipul

plantelor indicatoare, pedologii, proprietăţile solurilor şi tipurile acestora etc. (Tiner,

1996).

La interfaţa dintre uscat şi apă există un gradient de umiditate, adesea continuu,

care face dificilă delimitarea zonelor umede. În plus, unele dintre ele, sunt supuse

alternanţelor inundaţie/exondare, variabile în spaţiu şi timp (ritm lunar pentru mlaştinile

sărate influenţate de maree, ritm sezonier pentru zonele umede din apropierea cursurilor

de apă). Amplitudinea fazei „inundaţie” variază de la un an la altul, în funcţie de

condiţiile climatice. Într-un final, ocupă o poziţie permanentă de lizieră în spaţiu şi timp.

Diversitatea de situaţii constrânge la precizarea caracteristicilor proprii zonelor

umede, diferenţiate de alte ecosisteme. Factorul dominant este determinat de excesul de

apă. Solurile se diferenţiază net de cele alăturate, tipic terestre, şi prezintă o vegetaţie

adaptată condiţiilor de umiditate a solului sau de inundaţie (hidrofite) (Mitsch,

Gosselink, 1986).

Cea mai curentă definiţie, admisă pe plan internaţional, este cea a convenţiei

Ramsar: „Zonele umede sunt întinderi mlăştinoase şi turboase cu ape naturale sau

artificiale, permanente sau temporare, stătătoare sau curgătoare, dulci, salmastre sau

sărate, la care se adaugă întinderile marine a căror adâncime, la maree joasă, nu

depăşeşte 6m”.

Legea apei din Franţa defineşte zonele umede ca fiind „terenuri exploatate sau

nu, frecvent inundate sau înecate cu apă dulce, sărată sau salmastră, cu caracter

permanent sau temporar, iar vegetaţia, când există, este dominată de plante hidrofile

într-o anumită perioadă a anului”. Această definiţie, oarecum simplistă, prezintă

meritul de a ridica ambiguitatea definiţiei Ramsar care include în zonele umede apele

curgătoare sau stătătoare, bine individualizate, de altfel, de specialiştii ecologi. Această

confuzie rezultă din faptul că ornitologii, în dorinţa lor de a proteja păsările acvatice, nu

au ezitat să amestece mediul acvatic cu zona umedă (Les zones humides, 1994). Prin

urmare, una din cele mai marcante trăsături ale acestui mediu este reprezentată de

diversitatea geografică: zonele umede pot însoţi izvoarele, pâraiele, râurile sau fluviile.

Ele se găsesc şi la liziera lacurilor artificiale şi naturale. În cadrul zonelor litorale ele se

dezvoltă în jurul golfurilor, estuarelor şi deltelor.

Zonele umede prezintă o mare diversitate de medii naturale sau modificate, de

localizare, forme, mărime, funcţii hidrologice şi utilizare. Aceasta se traduce printr-o

multitudine de definiţii, diferite de la o ţară la alta, sau chiar între diferite zone ale

aceleiaşi ţări (SUA) (Bernard, 1998). Cea mai importantă caracteristică a zonelor

umede, unică pentru toate definiţiile, este localizarea sa între uscat şi apă. Practic, zonele


204

umede reprezintă interfaţa dintre mediile acvatice şi cele terestre. Din acest motiv este

foarte dificil a defini, în cadrul zonei de tranziţie care reprezintă caracteristicile celor

două medii, limitele zonei considerate ca irelevantă pentru mediul acvatic sau terestru.

În definirea zonelor umede trebuie să se aibă în vedere variabilitatea spaţială şi

temporală a submersiei sau saturaţiei. Durata inundării sau saturării solului,

caracteristică determinantă a zonelor umede, prezintă, în numeroase cazuri, o

variabilitate spaţială şi temporală. Este foarte dificilă stabilirea unei durate minime a

submersiei sau saturaţiei solului de la care se poate considera că o zonă umedă este

umedă. În condiţiile sectoarelor estice ale României, cu influenţe de ariditate şi

precipitaţii ocazionale, este şi mai dificilă fixarea acestor coordonate.

Această diversitate se traduce, în limbajul curent, printr-o multitudine de nume.

La termenii larg utilizaţi ca teren mocirlos, mlaştină, turbărie etc. se adaugă şi alţii cu

utilizare locală. Pe litoral pot fi întâlnite denumiri precum: marais salants, slikke,

schorre, mangrove, lagune etc. Unele nume fac şi referiri la tipul vegetaţiei: stufăriş,

păpuriş, lande, păduri aluviale, prerii umede, pajişti sărate, păduri mlăştinoase etc.

Una din cele mai importante etape a fost cea de stabilire a tipologiei, fie la scară

globală, fie la nivel naţional. Tipologiile puse la punct trebuie să respecte şi să

completeze prima clasificare stabilită de proiectul MAR (1960). O analiză a inventarelor

şi tipologiilor propuse de diferite ţări a fost efectuată de Barnaud (1990). Pentru Europa,

cea mai completă tipologie a fost propusă de un grup de experţi din diferite ţări

(Devillers et al., 1989) în cadrul programului CORINE-Biotopes, bază de date

repertorială a siturilor de importanţă pentru conservarea naturii la scara Comunităţii

Europene. Din păcate, chiar în interiorul aceleişi ţări, au fost propuse mai multe tipologii

care, actualmente, trebuie corelate.

Se pare că cea mai completă clasificare generală a zonelor umede este cea

propusă de Cowardin et al. (1979) în SUA. Aceasta prezintă o structură ierarhizată şi

este fondată pe factorii precum: salinitatea, pH, vegetaţia specifică şi specii vegetale

dominante, frecvenţa şi durata inundaţiilor, compoziţia organică şi minerală a solurilor.

Clasificarea a fost completată de Scott (1989) şi mai apoi adaptată în cadrul Convenţiei

Ramsar (1990), reluată de UICN (1992). Completările se referă la introducerea coralilor

şi a zonelor umede artificiale. Noua clasificare menţine suprafeţele dulci de ape

stătătoare, râurile şi cursurile de apă permanente ca substratul anorganic, în acord cu

definiţia propusă de Convenţia Ramsar.

Tipologia, mai mult sau mai puţin sofisticată, trebuie să fie adaptată unor

obiective fixe: utilizată în toată complexitatea sa, pentru inventarierile exhaustive;

simplificată, pentru o utilizare cu caracter legislativ etc.

Nu trebuie confundată noţiunea de zonă umedă cu cea de mediu acvatic. Este

adevărat că şi în SUA sunt state unde suprafeţele acvatice (marile lacuri şi suprafeţele

fluviale) sunt încadrate în categoria zonelor umede. În multe lucrări cu caracter general

sunt delimitări cu şi fără suprafeţele lacustre şi fluviale.


205

Cele mai detaliate clasificări fac diferenţieri între următoarele categorii:

predominant zone umede; predominant habitate cu ape adânci; areale cu o mare

densitate a zonelor umede de mici dimensiuni. Zonele cu ape adânci, cu excepţia celor

care fac parte integrantă din zonele umede (vezi clasificările), nu se încadrează în

categoria arealelor umede. Pe unele din hărţile distribuite în SUA se utilizează, ca

legendă, următoarea terminologie: distribuţia zonelor umede şi a habitatelor cu ape

adânci (National Water Summary on Wetland Resources, 1996).

Habitatele cu ape adânci reprezintă arealele permanent inundate aflate în

sectorul aval sau la marginea zonelor.

Din categoria zonelor umede şi habitatelor cu ape adânci se disting următoarele

sisteme:

-zone umede riverane – zone umede riverane şi canalul de scurgere al râului; în

ocean salinitatea medie este mai mică de 0,5‰;

-zone umede palustre – zone umede de ape dulci, inclusiv suprafeţele libere de

apă cu suprafeţe mai mici de 20 acri în care apa are o adâncime mai mică de 2m; include

mlaştini, pajişti umede, fens, playas, depresiuni de mici dimensiuni, pocosinuri, bogs,

swamps, lacuri artificiale cu adâncimi reduse; majoritatea zonelor umede aparţin

sistemului palustru;

-zone umede lacustre – zonele umede din interiorul unui lac sau rezervor cu

suprafaţă mai mare de 20 acri sau din interiorul unui lac ori rezervor cu areal sub 20 acri

dacă adâncimea apei este mai mare de 2m în sectorul cel mai adânc al bazinului; ocean –

salinitatea medie este mai mică de 0.5‰;

-zone umede deltaice – teritoriile lacustre şi mlăştinoase, acoperite parţial sau

total cu vegetaţie acvatică (hidrofilă sau higrofilă), drenate de braţe, gârle şi canale, cu

desfăşurare spaţială la gurile de vărsare ale râurilor; întregul complex poate fi încadrat

zonelor umede;

-zone umede estuariene – zonele umede tidale din mediile cu energie redusă a

valurilor, unde salinitatea apei este de peste 0,5‰, fiind variabilă datorită evaporaţiei şi

amestecului dintre apa dulce cu cea sărată; include zonele umede tidale ale golfurilor cu

dimensiuni reduse şi ale malurilor râurilor, mlaştinile tidale sărate, mlaştinile de

mangrove şi băltoacele instalate, la refulx, pe suprafaţa tidală;

-zone umede marine – zone umede expuse valurilor şi curenţilor oceanici, unde

apele au o salinitate de peste 30‰; se desfăşoară de-a lungul litoralului marin.

Din cele 6 sisteme de zone umede, doar 5 figurează pe lista din SUA; excepţie

fac zonele umede deltaice. Considerăm că dacă se disting zone umede estuariene, cu

însuşiri specifice şi cele deltiace reprezintă sisteme de sine stătătoare, cu subsisteme şi

clase adecvate.


206

1.APĂ SĂRATĂ

1.1.Marine 1.Subtidal i) ape permanente cu adâncimi reduse, situate

sub 6m în timpul mareelor joase, fără vegetaţie;

cuprind golfurile marine şi strâmtori.

i) vegetaţie marină subtidală; cuprind patul de

alge Fucus şi Zostera, ierburi marine, prerii

marine tropicale.

iii) recifi coraligeni

2.Intertidal i) ţărm marin stâncos; cuprinde faleze marine şi

coaste stâncoase.

ii) plaje nisipoase sau de galeţi.

iii) mâl, bancuri de nisip sau terenuri nisipoase

intertidale lipsite de vegetaţie.

iv) sedimente intertidale acoperite de vegetaţie;

cuprind mlaştini de sărătură şi mangrove pe

ţărmuri adăpostite.

1.2.Estuariene 1.Subtidal i) ape estuariene; cuprind apele permanente din

estuare şi sistemele estuariene deltaice.

2.Intertidal i) mâl, bancuri de nisip sau terenuri nisipoase

sărate intertidale acoperite cu vegetaţie rară.

ii) terenuri mocirloase intertidale (marşe);

cuprind marşe de sărătură, pajişti de sărătură,

schorres, marşe de sărătură exondate, marşe

cotidale salmastre şi de apă dulce.

iii) zone umede intertidale împădurite; cuprind

mlaştini cu mangrove, mlaştini cu palmieri nipa,

păduri de mlaştini cotidale de apă dulce.

1.3.Lagunare - i) lagune salmastre legate de mare prin

intermediul unor canale (portiţe) relativ strâmte.

1.4.Lacuri

sărate

- i) lacuri, zone inundabile şi terenuri mocirloase

permanente şi sezoniere, salmastre, sărate sau

alcaline.

2.APĂ DULCE

2.1.Aluvial Perene i) râuri şi cursuri de apă permanente; cuprinde

cascadele.

ii) delte interioare.

Temporare i) râuri şi cursuri de apă sezoniere şi neregulate.

ii) câmpii aluviale; cuprind câmpii aluviale,

bazine fluviale inundate, prerii inundate sezonier.


207

2.2.Lacustre Permanent i) lacuri permanente cu apă dulce (>8ha); cuprind

malurile inundate sezonier sau neregulat.

ii) lacuri artificiale permanente cu apă dulce

(<8ha).

Sezonier i) lacuri sezoniere cu apă dulce (>8ha); cuprind

lacurile de inundaţie din câmpii.

2.3.Palustre Emerse i) terenuri mocirloase şi mlaştini permanente cu

apă dulce, pe substrat anorganic, cu vegetaţie

emersă, care-şi au baza deasupra suprafeţei

piezometrice în cea mai mare parte a timpului de

creştere, sau mai puţin.

ii) mlaştini turboase permanente cu apă dulce;

cuprind mlaştinile din văile tropicale de la mari

altitudini cu vegetaţie dominată de Papyrus sau

Typha.

iii) terenuri sezonier mlăştinoase, cu apă dulce,

pe substrat anorganic; cuprind hârtoapele,

marmitele torenţiale, preriile inundate sezonier,

terenurile mocirloase cu rogoz şi dambos.

iv) turbării; cuprind turbăriile acidofile,

ombrogene sau soligene, acoperite cu vegetaţie

de muşchi, graminee sau arbuşti pitici, şi turbării

cu răşinoase.

v) zone umede alpine şi polare; cuprind preriile

inundate sezonier şi menţinute în stare de

umezeală de către apele temporare provenite din

topirea zăpezilor.

vi) izvoarele cu apă dulce şi oazele înconjurate

de vegetaţie.

vii) zone umede vulcanice, continuu umidificate

de condensarea vaporilor de apă ce provin din

interiorul pământului.

Împădurit i) terenuri mocirloase cu păduri virgine

(hăţişuri); cuprind terenurile mlăştinoase, cu apă

dulce, dominate de arbuşti, sălcii, arini etc. pe sol

anorganic.

ii) păduri de mlaştină cu apă dulce; cuprind

păduri sezonier inundate, terenuri mocirloase

împădurite situate pe sol anorganic.

iii) turbării împădurite; cuprind păduri de


208

mlaştini şi turbării.

3.Zone umede artificiale

3.1.Acvacultură

/marecultură

- i) Lacuri artificiale pentru practicarea

acvaculturii; cuprind bazine piscicole, bazine de

creştere a creveţilor.

3.2.Agricultură - i) Lacuri artificiale; cuprind lacuri agricole,

lacuri pentru adăpatul animalelor, rezervoarele

de mici dimensiuni.

- ii) terenuri îndiguite şi canale de irigare; cuprind

orezării, canale şi şanţuri.

- iii) pământ arabil inundat sezonier.

3.3.Exploatarea

sării

- i) terenuri sărăturate şi saline.

3.4.Urbane/

industriale

- i) excavaţii; cuprind pietrişuri, balastiere, bazine

cu apă uzată provenită din mine.

ii) zone de tratament a apelor uzate; cuprinde

terenuri de împrăştiere, bazine de decantare şi

bazine de oxidare.

3.5.Zone de

stocare a apelor

- i) rezervoare pentru irigare şi/sau pentru

consumul uman, cu scădere graduală, sezonieră,

în funcţie de nivelul apei.

ii) retenţiile prin barajele hidroelectrice cu

fluctuaţii regulate, săptămânale sau lunare a

nivelului acvatic.

Tab.5.2. Clasificarea zonelor umede (Dugan, 1992)

OCDE (Organizaţia Cooperării şi Dezvoltării Economice), ţinâd cont de factorii

„amplasării” (ţărm sau interiorul uscatului), „salinităţii” (apă dulce sau sărată) şi

„vegetaţiei dominante” (terenuri mocirloase, mlaştini sau turbării), distinge 10 categorii

de zone umede.

În funcţie de poziţia pe care o ocupă zona umedă, faţă de trăsătrurile,

topografice se pot selecta următoarele peisaje:

-depresiuni izolate;

-golfuri izolate de mici dimensiuni;

-albii majore (lunci);

-pat aluvionar pe cursurile împletite – include pocosins;

-suprafeţe de infiltrare şi izvoare;

-bazine cu ape curgătoare – făgaşe, ogaşe, torenţi, pâraie;


209

-suprafeţe turboase în regiunile boreale şi artice;

-suprafeţe libere de apă cu plante plutitoare şi pat submers.

Nr.crt. Tipul zonei umede

1 Mlaştini interioare de apă dulce

2 Mlaştini interioare de apă sărată

3 Turbării

4 Tundre

5 Mlaştini cu arbuşti

6 Mlaştini împădurite

7 Prerii umede, câmpii aluviale şi alte habitate fluviale

8 Mlaştini costiere sărate

9 Mangrove

10 Mlaştini costiere de apă dulce

Tab.5.3. Tipurile de zone umede (OCDE, 1992)

Tipuri Numele zonelor umede, de

importanţă naţională, inventariate

în diferite campanii

Evoluţie Nivelul de

protecţie

Perspective

- - --:

-:

=:

+:

++:

1

2

3

4

5

1 sau 1-

2 sau 2+

2 sau 3+, 3

Tab.5.4. Tipologia ecologie-gestiune (Les zones humides, 1994)

Tipologiile pot viza mai multe puncte de finalitate: evaluarea în procente a

pierderilor survenite în existenţa zonelor umede; stabilirea regulilor de gestionare

(nivelul de protecţie); stabilirea regulilor de protecţie şi de menţinere a caracterului

multifuncţional (perspectivele).


210

--: Zone umede foarte degradate (pierderi de 50% sau mai mult din suprafaţa,

şi/sau alterarea majoră a funcţionalităţii)

-: Zone umede net degradate (pierdere de <10% din suprafaţă, şi/sau alterare

semnificativă a funcţionării)

=: Zone umede, mai mult sau mai puţin stabile ( pierderi de până la 10% din

suprafaţă şi alterare nesemnificativă a funcţionalităţii)

+: Zone umede a căror stare este sensibil ameliorată (restaurarea suprafeţelor

umede)

++: Zone umede a căror bogăţie ecologică este mult ameliorată (criterii analoge

cu celelalte zone) prin creare sau restaurare

Tab.5.5. Legenda evoluţiei

1 >50%

2 25-50%

3 15-25%

4 5-15%

5 0-5%

Tab.5.6.Legenda protecţiei - procentajul zonelor umede care beneficiază de o

protecţie puternică (achiziţii şi rezerve naturale), ponderate prin eficacitatea măsurilor

complementare de protecţie (POS, rezerve maritime etc.)

1 sau 1- Există perspective serioase de a stabiliza evoluţia stării mediului specific

zonei umede, eventual de a o ameliora

2 sau 2+ Viitorul zonei este incert; în cazurile în care posibilităţile tangibile de

stabilizare sunt identice, alţi factori pot bloca realizarea lor

2 sau 3+,3 Sunt îndoieli serioase că starea ecologică a mediului se va stabiliza în

anii următori

Tab.5.7. Legenda perspectivelor

V.2.1.Alte tipologii utilizate pe plan internaţional

Pentru a pune ordine în marea diversitate a zonelor umede s-au pus la punct mai

multe sisteme de clasificare care sfârşesc în tipologii ce diferă în funcţie de demersul

vizat şi aspectele privilegiate: localizare şi topografie, hidrologie, chimia apei, sistemul

ecologic etc.


211

În general, tipologiile sunt utilizate pentru:

-definirea spaţiilor de aplicare a legii apei;

-punerea în loc a directivelor europene (păsări şi habitate);

-punerea în practică a Convenţiei RAMSAR.

Tipologia SDAGE-SAGE este un instrument important instituit de legea apei.

Această tipologie este cheia de intrare în fişele descriptive.

V.2.1.a.Tipologiile SDAGE-SAGE Aceste tipologii franceze au menirea de a facilita comunicarea între actorii

principali care se ocupă cu studiul zonelor umede. Mai multe condiţii au fost avansate în

cadrul caietului de sarcini pentru a realiza aceste tipologii:

-să fie destul de generală pentru a fi aplicabilă ansamblului, nedepăşind 20 de

tipuri;

-să fie operaţională şi fondată pe fizionomia mediilor pentru a facilita utilizarea,

luând în calcul aspectele funcţionale;

-să asigure o unitate între tipurile SDAGE şi SAGE;

-să asigure, în limitele posibilului, corespondenţa cu tipologiile RAMSAR şi

CORINE în ceea ce priveşte Directiva „Habitate”.

Prima versiune a tipologiilor, propusă în 1995 de către Muzeul Naţional de

Istorie Naturală, distinge 12 tipuri de zone umede la nivel de SDAGE şi 28 de tipuri

pentru SAGE. Această primă tipologie a fost supusă avizării de către experţi din diferite

discipline şi testată în cadrul Agence de Bassin. În 1996 a căpătat o versiune mai

consistentă care a ţinut cont de rezultatele şi părerile exprimate.

Legea apei din 3 ianuarie 1992 (Franţa) a definit principiile unei noi politici a

apei afirmând că apa este un patrimoniu comun unde trebuie să se aplice o gestiune

echilibrată de interes general. Legea a pus la punct instrumentele de planificare

descentralizate pentru a facilita punerea în scenă a acestei politici:

-SDAGE (Schema Directoare de Amenajare şi Gestiune a Apelor – Schémas

Directeurs d’Aménagement et de Gestion des Eaux), elaborată pentru fiecare bazin

hidrografic de mari dimensiuni de către Comitetele de Bazine;

-SAGE elaborată la o scară locală (bazinul hidrografic al unui râu, sistem

acvifer etc.) de către o Comisie Locală a Apei.

La 20 decembrie 1996 Comitetul de Bazin (Rhône-Mediteranée-Corse) unde

sunt reprezentaţi toţi actorii apei a adoptat, în unanimitate, SDAGE Rhône-Mediteranée-

Corse, după 5 ani de muncă. SDAGE determină orientările fundamentale ale unei

gestiuni echilibrate a resurselor de apă şi amenajările ce urmează a fi realizate pentru

îndeplinirea acestora.

Orientările sunt declinate în obiective şi reguli precise de gestiune. Ele sunt

expresia politică a voinţei tuturor actorilor ce se ocupă cu gestionarea apei:

monitorizarea continuă şi lupta contra poluării, garantarea unei calităţi a apei în funcţie

de exigenţele utilizării, reafirmarea importanţei strategice şi fragilitatea apelor subterane,


212

TIPOLOGIA ZONELOR UMEDE

SDAGE SAGE

1

2

3

Estuare de mari dimensiuni

Golfuri şi estuare plate de mici dimensiuni

Mlaştini şi lagune litorale

Terenuri înierbate, recif

Terenuri mâloase

Pajişti sărăturate

Spatele dunelor

Lagune

4 Mlaştini salmastre amenajate Marais salant (exploatări de

sare)

Bazine aquacole

5

6

7

Malurile râurilor

Câmpii aluviale

Zone umede de vale şi cap de bazin

Ripisylve (păduri galerii)

Păduri aluviale

Prerii inundabile

Stufărişuri, Caricaie

Vegetaţie acvatică

Mlaştini de altitudine

8

9

Regiunea lacurilor artificiale

Ţărmul suprafeţelor acvatice

Păduri inundabile

Prerii inundabile

Stufăriş, Rogozuri, Caricaie

Vegetaţie acvatică

10

Mlaştini şi zone umede de câmpie

Lande umede

Prerii turboase

11

Zone umede izolate

Lacuri de mici dimensiuni

Mlaştini (mare)

Turbării

Pajişti sărăturate

continentale

12

Mlaştini amenajate în scopuri agricole

Orezării

Prerii modificate

Peupleraie

13

Zone umede artificiale

Lacuri de baraj

Lacuri de carieră

Lacuri de epurare

Tab.5.8. Tipologia SDAGE-SAGE


213

o mai bună administrare înainte de a investi, respectarea funcţionării naturale a mediilor,

restaurarea sau prezervarea mediilor acvatice de mare interes, restaurarea de urgenţă a

mediilor particular degradate, investirea eficace în gestionarea riscurilor, proiectarea

gestionării apei în termenii amenajării teritoriale, întărirea gestionării locale şi regionale.

Astăzi, SDAGE constituie referinţa comună pentru toţi actorii apei, deoarece ea

beneficiază de o legitimitate politică şi juridică.

V.2.1.b.Tipologia Convenţiei RAMSAR

Această tipologie, puternic inspirată din clasificarea americană, vizează clasarea

diferitelor medii importante pentru conservarea păsărilor de apă, mai ales la nivel

mondial. Include 35 de zone umede.

COD TIPUL RAMSAR

Zone umede

marine/litorale

A Ape marine permanente cu adâncimi reduse, în cele

mai multe cazuri, cu adâncimi sub 6m la maree joasă;

include golfurile marine şi strâmtorile.

B Funduri marine acvatice subtidale; cuprinde funduri

marine cu alge Fuscus, ierburi marine, prerii marine

tropicale.

C Recife coraligene.

D Ţărmuri marine stâncoase; cuprinde insule stâncoase,

faleze marine.

E Ţărmuri cu nisip fin, grosier sau galeţi; cuprinde

bancuri şi limbi nisipoase, insule nisipoase, sisteme

dunare şi depresiuni interdunare umede.

F Apele estuarelor; apele permanente ale estuarelor şi

sistemelor deltaice estuariene.

G Zone mâloase, bancuri nisipoase sau teritorii

intertidale sărăturate.

H Mlaştini intertidale; cuprinde pajişti sărăturate,

schorres, mlaştini sărăturate emerse, mlaştini cotidale

salmastre şi de apă dulce.

I Zone umede intertidale împădurite; cuprinde mlaştini

de mangrove, mlaştini cu palmieri nipa şi mlaştini

cotidale de apă dulce înpădurite.

J Lagune litorale salmastre/sărăturate; cuprinde lagune

salmastre legate de mare prin intermediul unui şenal

relativ îngust.

Zk(a) Lagune litorale de apă dulce; cuprinde lagune deltaice

de apă dulce, sisteme carstice şi alte sisteme hidrologice


214

subterane, marine sau litorale.

Zone umede

interioare

(continentale)

L Delte interioare permanente.

M Râuri/cursuri de apă/pâraie permanente; cuprinde

cascade.

N Râuri/cursuri de apă/pâraie sezoniere, intermitente

sau neregulate.

O Lacuri permanente de apă dulce (mai mari de 8ha);

cuprinde marile lacuri de meandre.

P Lacuri sezoniere/intermitente de apă dulce (mai mari

de 8ha); cuprinde lacurile câmpiei de revărsare.

Q Lacuri permanente sărate/salmastre/alcaline.

R Lacuri sezoniere sau intermitente de mari dimensiuni

sărate/salmastre/alcaline.

Sp Mlaştini (mares) permanente

saline/salmastre/alcaline.

Ss Mlaştini (mares) sezoniere sau intermitente

saline/salmastre/alcaline.

Tp Mlaştini (mares) permanente de apă dulce; lacuri

artificiale (mai mici de 8ha), mlaştini (marais,

marécages) pe sol anorganic; cu vegetaţie emersă umedă

în cea mai mare parte a perioadei de creştere sau mai

puţin.

Ts Mlaştini (mares) sezoniere sau intermitente de apă

dulce pe sol anorganic; cuprinde hârtoape, marmite

torenţiale, prerii inundate sezonier, mlaştini cu carex.

U Turbării neîmpădurite; cuprinde turbării deschise sau

acoperite cu tufişuri, terenuri mocirloase, fagnes.

Va Zone umede alpine; cuprinde prerii alpine, ape

temporare provenite din topirea zăpezilor.

Vt Zone umede de tundră; cuprinde mlaştini (mares) de

tundră, ape temporare provenite din topirea zăpezilor.

W Zone umede dominate de tufişuri; terenuri mlăştinoase

cu tufişuri, terenuri mlăştinoase de apă dulce dominate de

tufişuri, sălcii, arini pe soluri anorganice.

Xf Zone umede de apă dulce dominate de arbori;

cuprinde pădurile terenurilor mlăştinoase de apă dulce,

păduri inundate sezonier, mlaştini (marais) împădurite pe

sol anorganic.

Xp Turbării împădurite; păduri mlăştinoase pe turbării.


215

Y Izvoare de apă dulce, oaze.

Zg Zone umede geotermice.

Zk(b) Sisteme carstice şi alte sisteme hidrologice subterane

continentale.

Zone umede

artificiale

1 Lacuri pentru practicarea acvaculturii (ex. peşte,

creveţi).

2 Lacuri artificiale; cuprinde lacuri cu caracter agricol,

lacuri pentru creşterea animalelor, acumulări de mici

dimensiuni (în general mai mici de 8ha).

3 Terenuri irigate; cuprinde canale de irigare şi orezării.

4 Terenuri agricole inundate sezonier (include preriile

sau pajiştile utilizate în păşunatul intensiv).

5 Situri de exploatare a sării; marais salants, saline etc.

6 Zone de stocare a apei; rezervoare/baraje/retenţii de

baraje/retenţii de apă (în general mai mari de 8ha).

7 Excavaţii; balastiere/ lutării; exploatări de nisip, puţuri

de mină.

8 Situri de tratare a apelor uzate; cuprinde câmpuri de

împrăştiere, lacuri de sedimentare, bazine de oxidare etc.

9 Canale şi fose de drenaj, rigole.

Zk

(c)

Sisteme carstice şi alte sisteme hidrologice subterane

artificiale.

Tab.5.9. Tipologia RAMSAR „Câmpia de revărsare” reprezintă un termen general care face referinţă la un tip de zonă umedă

sau cel mai adesea cuprinde exemple de genul R, Ss, Ts, W, Xf Xp. Unele zone umede ce aparţin

câmpiei de revărsare sunt prerii inundate sezonier (cuprinzând prerii naturale umede, hăţişuri,

zone cu tufişuri sau împădurite. Zonele umede ale câmpiilor de revărsare nu figurează, în acest

caz ca tip specific al zonei umede.

V.2.1.c.Tipologia CORINE-BIOTOPES

Această tipologie este larg utilizată la scară europeană, mai ales de când ea a

fost adoptată de Directiva „Habitatelor” ce se ocupă cu conservarea habitatelor şi

spaţiilor Uniunii Europene. Se bazează esenţialmente pe vegetaţie şi cuprinde 7 mari

categorii de medii pentru zonele umede.

Fiecare categorie este subdivizată în mai multe nivele de ierarhizare ce pot

merge până la 7. În ceea ce priveşte zonele umede din Franţa, G.Barnaud (1990) a

inventariat 14 tipuri de nivel 2 şi mai mult de 45 tipuri de nivel 3. Pentru a avea o

tipologie facilă, mai ales în ceea ce priveşte utilizarea sa, este preferabil să se oprească la

nivelul 2, adică de a lua 14 tipuri şi a le adăuga pe cele umede artificiale (rezervoare,


216

saline etc.). Tabelul 2.10. redă tipurile de zone umede întâlnite în regiunea

mediteraneană franceză.

Trebuie semnalat faptul că tipologia europeană este în evoluţie constantă de la

apariţia tipologiei CORINE biotopes deoarece ultima versiune a manualului de

interpretare a habitatelor, realizată în 1997 de către Comisia Europeană (Versiunea EUR

15), este mai mult fizionomică şi mai facilă ca manualul CORINE biotopes. O nouă

versiune este în studiul programului EUNIS.

CODUL CORINE-BIOTOPES TIPUL DE MEDIU

1 Habitate litorale şi halofile

2 Medii acvatice nemarine (continentale de apă

dulce)

3 Lande, peluze şi prerii

4 Păduri

5 Mlaştini şi turbării

6 Habitate stâncoase şi grote

7 Terenuri agricole şi peisaje artificiale

Tab.5.10. Tipologia CORINE-BIOTOPES

V.2.1.d.Tipologia MEDWET

Această tipologie, dezvoltată în cadrul programului MedWet de inventariere şi

supraveghere a zonelor umede, de către Zaldis et al. (1995), se inspiră foarte mult din

tipologia americană (National Wetland Inventory of the United States of America), ca

urmare a studiilor efectuate de Cowardin et al. (1979).

Clasificarea este bazată pe luarea în calcul a factorilor fizici legaţi de salinitate,

pH, frecvenţa şi durata inundaţiilor. Ea comportă mai multe nivele: primul este nivelul

sistemelor care defineşte marile ansambluri de zone umede (Marine, Zone estuariene,

Lacustre, Palustre etc.); al doilea nivel este reprezentat de fizionomia generală a

cuverturii mediului (apă, ierburi, substrat nud, vegetaţie emersă etc.) (acest nivel este

divizat în subclase care precizează tipurile dominante: tipul substratului nud, formele

vegetative dominante - fenologie, persistenţă etc.); al treilea nivel precizează regimul

hidraulic (regularitatea inundaţiei şi exondarea sau saturaţia în apă); ultimul nivel

precizează salinitatea apei.

În ciuda alegerii unei tipologii mai complexe şi diferite de CORINE biotopes

(larg utilizată de la lansarea Directivei „Habitatelor”), metoda dezvoltată de MedWet

este interesantă în măsura în care ea furnizează informaţii tehnice foarte complete pentru

a identifica, caracteriza şi delimita zonele umede mediteraneene.


217

Tipologia, testată în zonele umede situate în jurul Lacului Or, oferă avantajul de

a se înscrie în programul de inventariere şi supraveghere, furnizând formularele de

cunoaştere şi logice ce permit constituirea şi gestionarea bazei de date.

V.2.2.Fişele descriptive ale mediului

Pentru a facilita identificarea grupărilor vegetale caracteristice diferitelor tipuri

de zone umede s-au elaborat fişe descriptive în care s-au indicat:

-numărul fişei şi numele mediului descris bazându-se pe nomenclatura celor 28

de tipuri ale tpologiei SAGE, la care s-au mai adăugat 11 tipuri de mediu. Aceste 11

tipuri provin din eclatarea unor tipuri SAGE care acoperă mai multe medii caracteristice

ce pot fi descrise separat;

-tipurile SDAGE care-l caracterizează şi căruia îi sunt ataşate, codurile CORINE

biotopes şi Directiva „Habitatelor” (versiunea EUR 15);

-principalele caracteristici (localizare, fizionomie, salinitate, regim hidric şi

tipurile de sol, ghidul speciilor caracteristice etc.) permit a le identifica.

TIPUL SDAGE DENUMIREA MEDIULUI FIŞA

Zone umede litorale cu ape sărate şi salmastre

1 Golfuri şi estuare relativ

plate

Ierburi marine şi lagunare 1

Sectoare mâloase fluviale şi litoral. 2

2 Mlaştini şi lagune

costiere

Pajişti litorale sărăturate 3

Panuri situate în spatele dunelor 4

Lagune 5

Sansouïres, stepe sărăturate 6

Stufărişuri, rogozişuri, păpurişuri 7

3 Mlaştini salmastre

amenajate

Marais salants 8

Bazine de cultură 9

Zonele umede ale cursurilor de apă

4 Malurile cursurilor de apă

5 Câmpii aluviale

Prerii fluviatile inundabile 10

Ripisylvele cursurilor de apă mediteraneene 11

Zăvoaiele aluviale ale cursurilor de apă

mediteraneene

12

Stufărişuri fluviatile 13

Rogozişurile fluviatile 14

Zonele umede montane

6 Zone umede de vale în

cap de bazin

Acumulări de zăpadă 15

Izvoare şi prelingeri 16

Mlaştini joase de altitudine 17

Mlaştini joase artico-alpine de pe malurile

torenţilor

18


218

Turbării sau mlaştini înalte 19

Zăvoaie arbustive subapline de sălcii şi arini 20

7 Regiuni ocupate cu lacuri

8 Malurile suprafeţelor

acvatice (lacuri, lacuri

artificiale etc.)

Ierburi lacustre plutitoare sau submerse în ape

dulci stătătoare

21

Stufărişuri perilacustre 22

Gazon şi ierburi mlăştinoase (mares), lacuri de

mici dimensiuni şi balastiere temporar exondate

23

9 Malurile cursurilor de apă Zăvoaiele aluviale ale râurilor montane şi

piemontane

24

Ripisylve montane şi de piemont 25

Ierburi acvatice şi palustre specifice crsurilor de

apă şi foselor

26

Păduri de mlaştină şi turbărie 27

10 Mlaştini şi lande umede

de câmpuri şi podişuri

Magnocariçaies 28

Zăvoaie şi sălcii arbustive de mlaştină 29

Mégahorbiaies şi liziere sau luminişuri umede 30

Prerii umede specifice zonelor montane cu

altitudini medii şi de piemont

31

Zone umede izolate

11 Zone umede izolate Mlaştini (mares) mediteraneene temporare 32

Pajişti continentale sărăturate 33

Zone umede artificiale

12 Mlaştini amenajate în

scopuri agricole

Prerii amenajate 34

Orezării 35

36

13 Zone umede artificiale

Rezervoare, baraje, canale 37

Cariere cu apă 38

Lacuri de epurare 39

Tab.5.11. Fişe descriptive ale mediului

V.3. Criterii de identificare şi caracterizare a zonelor umede

Regimul hidric (inundare sau saturare), vegetaţia higrofilă şi hidromorfismul

solului sunt trei caracteristici esenţiale pentru zonele umede. Pentru aceste motive

experţii au căzut de acord să utilizeze hidrologia, vegetaţia şi solul drept criterii de

identificare şi caracterizare.


219

V.3.1.a.Condiţii hidrologice

Apa, ca prezenţă la suprafaţă sau la o anumită adâncime în cadrul solului (la mai

puţin de 50cm), reprezintă unul din principalii parametri sau un prim criteriu în

cercetarea de domeniu. Prezenţa apei la suprafaţă sau saturarea solului pe o perioadă de

mai multe zile în decursul sezonului de vegetaţie creează condiţii particulare de

anaerobioză la nivelul solului care afectează tipul de vegetaţie ce se pune în loc în

funcţie de dezvoltarea solului.

Importanţa şi durata inundaţiei, sau saturarea, depind de mai mulţi factori, mai

ales cantitatea şi repartiţia precipitaţiilor, scurgerea în suprafaţă şi adâncime, natura

solului şi topografia.

În regiunea mediteraneană puternica variabilitate a regimului pluviometric

imprimă un regim fluctuant duratei inundaţiei sau saturaţiei. Sezonul vegetativ, variabil

în fiecare an ca urmare a climatului termic, măreşte dificultatea de a preciza o durată

minimală de inundare sau saturare necesară apariţiei altor trăsături caracteristice zonelor

umede: hidromorfia solurilor şi vegetaţia dominată de speciile higrofile.

Durata şi frecvenţa inundaţiei sau saturaţiei Zona studiată este inundată sau saturată? Cât timp şi cu ce frecvenţă?

Durata şi frecvenţa inundaţiei sau saturaţiei solului variază puternic în funcţie de

tipul zonei umede, de condiţiile climatice, tipul de sol, topografie etc. Astfel, inundaţia

sau saturarea solului este permanentă în lagune sau turbării şi se manifestă câteva zile

sau săptămâni în unele zone umede precum mlaştinile (mares) cu caracter temporar.

Puternica variabilitate a duratei şi frecvenţei inundaţiei sau saturaţiei solului

necesită efectuarea unor măsuri pe o perioadă de mai mulţi ani consecutivi. De

asemenea, aceste date sunt rare, cu toată simplicitatea tehnică de măsurare. Ele nu sunt,

în general, disponibile decât pentru câteva zone de interes particular pe plan economic

sau environemental.

Originea apei şi poziţia acesteia în bazinul versant Este foarte importantă cunoaşterea celor doi parametri deoarece permit a avea,

în unele cazuri, o indicaţie clară asupra duratei inundaţiei sau saturaţiei solului (zonele

umede din capul bazinului, zonele umede conexe cursurilor de apă cu caracter temporar

sau peren, zonele umede deltaice şi lagunare, acumulările de zăpadă etc).

Unde se caută informaţia? Pentru a determina dacă un areal posedă caracteristicile hidrologice ale unei

zone umede trebuie căutate dovezile inundării sau saturării solului. Pentru aceasta se pot

utiliza două tipuri de informaţii: care provin din documentele existente, colectate de

diferite organisme şi structuri; care provin din observaţiile şi măsurătorile expediţionare

ce se pot face teren.


220

V.3.1.b.Hidromorfia solului Luarea în calcul a caracteristicilor hidromorfiei este importantă în măsura în

care ea permite precizarea regimului inundaţiei sau saturării sitului (durata şi frecvenţa,

înălţimea pânzei freatice etc.). Din această cauză constituie unul din cele trei criterii

generale pentru caracterizarea zonelor umede.

De altfel, hidromorfia solului permite a avea indicaţii asupra istoriei constituirii

sau perturbării eventuale care au afectat zona umedă. Prin urmare, turba (păstrează

polenul care permite reconstituirea evolutivă a vegetaţiei environementale în decursul

timpului), ca şi solul, păstrează în „memorie”, pe profil, condiţiile ecologice care au

prevalat în formarea lor iniţială. Astfel, unele zone umede puternic artificializate (drenaj,

îndiguire etc.) şi care nu mai au funcţii hidrologice şi vegetaţia caracteristică zonei

umede, conservă în sol urme ale hidromorfiei.

Solul este un bun criteriu pentru a identifica zonele umede potenţiale. Acest

criteriu este important pentru a localiza zonele susceptibile care beneficiază de acţiuni

de restaurare (prevăzute în planul de acţiune pentru zonele umede) şi a negocia cu

utilizatorii, mai ales profesioniştii agricoli, condiţiile unei reversibilităţi.

Fenomene legate de hidromorfie „Solurile hidromorfe sunt caracterizate de fenomene de reducţie sau segregare a

fierului, legate de o saturare temporară a solului sau permanentă a porilor de către apă,

provocând un deficit prelungit de oxigen. Ca urmare, fierul feros se acumulează în profil

conferându-i o tentă gri-verzui (uneori albăstruie) sau din contra, este mobilizat sub

această formă şi migrează local formând în sânul orizonturilor minerale pete ruginii sau

concreţiuni de fier feric” (Duchaufour, 1977).

Solurile hidromorfe sunt caracterizate de un regim hidric particular marcat de

inundaţie sau saturarea solului. Această situaţie se traduce prin schimbări importante în

reacţiile chimice care se derulează în sol (mai ales cele ale cuplului reducere-oxidare) şi

prin acumulare în profilul a numeroase produse (ioni metalici, materie organică etc.)

caracteristice. Amploarea acestor depozite depinde de durata şi frecvenţa saturaţiei

şi/sau inundaţiei.

Prin urmare, Duchaufour (1977) semnalează că unele soluri aluviale a căror

pânză freatică suportă fluctuaţii puternice nu sunt considerate ca hidromorfe în măsura

în care pânza nu este reducătoare deoarece apa circulă rapid şi este bogată în oxigen.

Regimul inundării sau saturării nu este o condiţie suficientă pentru a produce

fenomenul de hidromorfie a solului deoarece trebuie ca pânza subterană de apă să fie

reducătoare, adică săracă în oxigen.

Un alt caz particular de hidromorfie este cel întâlnit în zonele umede reci. În

acest caz solurile se caracterizează prin acumularea materiilor organice nedescompuse

ca urmare a condiţiilor anaerobe existente şi pe de altă parte temperaturile foarte

coborâte care împiedică transformarea în humus a materiei organice proaspete. Aceasta,

compusă din tije, frunze, rădăcini, se acumulează în depresiunile turboase sau turbării.


221

Ce trebuie făcut pentru cercetare şi unde trebuie căutată informaţia? Hidromorfia solului se traduce prin trăsături caracteristice (depozite de materie

organică şi concreţiuni de ioni metalici, culori particulare în profil) indicând dacă zona

răspunde la caracterele pedologice. Pentru hidrologie aceste informaţii pot fi deja

disponibile pe documentele existente sau trebuie să fie cercetate prin investigaţii de

teren.

V.3.1.c. Vegetaţia şi flora Vegetaţia este, fără îndoială, componentul ecosistemului care integrează cel mai

bine parametri ce caracterizează diferitele zone umede: importanţa şi durata inundaţiei,

chimismul apei (salinitate, pH, potenţial redox etc.). Ea traduce condiţiile care există în

zonele umede pe plan hidrologic şi pedologic. De aceea, vegetaţia ocupă un loc

particular în toate manualele de caracterizare a zonelor umede din întreaga lume.

Parametri luaţi în considerare Vegetaţia este un criteriu explicit al legii apei din 1992 (Franţa). Aceasta din

urmă consideră că o zonă este umedă dacă „vegetaţia, când există, este dominată de

plante higrofile ce se dezvoltă într-o anumită perioadă a anului”.

Legea face referinţă la trei noţiuni de bază: specii higrofile, vegetaţie şi

dominanţă.

Vegetaţia caracteristică zonelor umede Lucrările de fitogeografie, fitosociologie şi ecologie care s-au ocupat de zonele

umede încă de la începutul secolului au pus în evidenţă grupuri sau asociaţii vegetale

caracteristice mediilor umede. Unele lucrări precizează condiţiile hidrologice şi

pedologice (durata şi frecvenţa submersiei, nivelul apei freatice, salinitatea,

conductivitatea, pH-ul, tipul solului etc.) în care se întâlneşte tipul vegetaţiei. Este

posibilă utilizarea acestor grupe vegetale sau asociaţii pentru identificarea zonelor

umede.

Pentru a facilita identificarea grupelor vegetale caracteristice diferitelor tipuri de

zone umede s-au elaborat fişe descriptive. Fişele practice al cărui obiect este acelea de a

face ca nespecialiştii să poată identifica zonele umede, au fost completate de imaginile

fotografice care prezintă mediile cu indicarea exactă a speciilor caracteristice.

Plantele higrofile Legea face referinţe asupra plantelor higrofile, dar nu precizează tipul vegetaţiei

sau speciile considerate a fi higrofile. Or, pentru a satisface acest criteriu vegetativ

aceasta trebuie să fie dominată de o anumită categorie de plante. Este util, a se vedea

necesar, să se stabilească o listă a speciilor higrofile sau să se precizeze caracteristicile

ce permit identificarea acestora.

Lucrările de botanică şi ecologie au permis reperarea speciilor cele mai

frecvente întâlnite în zonele umede sau cele care sunt doar în aceste zone. Speciile

higrofile şi-au dezvoltat adaptări care-i permit să se instaleze, creşte şi reproduce în

solurile inundate sau saturate cu apă în mod permanent sau periodic.


222

Speciile caracteristice zonelor umede pot fi repartizate în trei mari grupe

vegetale:

Hidrofitele: sunt plante strict acvatice care-şi dezvoltă în totalitate aparatele

vegetative în apă sau pe suprafaţa acesteia. Ele pot fi plutitoare (plutăriţă), de suprafaţă

(nuferi), între două ape (utricularia) sau complet submerse (broscariţa, lintiţa)

Helofitele: Sunt plantele cu rădăcini în solul submers o anumită parte a anului şi

care îşi dezvoltă un aparat vegetativ aerian. Sunt întâlnite în acvatoriile cu adâncimi

reduse ca lagunele sau pe malurile acestora. Se poate vorbi şi de plante emerse (stuf,

rogoz şi papură lacustră, Massettes etc.).

Halofitele: sunt specii vegetale care tolerează sarea şi se dezvoltă în apele sărate

sau salmastre (salicornia, sueda, obiones etc.). Aceste specii subdivizate în halofite

stricte şi tolerante sunt caracteristice zonelor umede litorale din imediata apropiere a

mărilor.

Cum se stabileşte lista plantelor higrofile?

În SUA, unde experienţa de identificare şi delimitare a zonelor umede este

veche, a fost stabilită o listă naţională a zonelor umede plecând de la numeroase relevee

de prezenţă-absenţă efectuate pe teren de către naturalişti (Reed, 1986). Sinteza acestor

date a permis calcularea probabilităţii de ocurenţă a speciilor în zonele umede sau

uscate. Lista distinge 5 categorii de specii:

-specii obligatorii zonelor umede. Sunt specii a căror ocurenţă depăşeşte 99% în

cadrul zonelor umede;

-specii preferenţiale zonelor umede. Sunt specii a căror ocurenţă este cuprinsă

între 67-99% în cadrul zonelor umede;

-specii indiferente. Sunt specii a căror ocurenţă este cuprinsă între 34-66% în

cadrul zonelor umede;

-specii accidentale zonelor umede (sau preferenţiale zonelor umede). Sunt

speciile a căror ocurenţă este cuprinsă între 67-99% în cadrul zonelor uscate;

-specii obligatorii zonelor uscate. Sunt specii a căror ocurenţă este de peste 99%

în cadrul zonelor uscate.

În această clasificare doar primele trei categorii fac parte din lista speciilor

caracteristice zonelor umede.

Această listă naţională este subdivizată în funcţie de marile zone bioclimatice şi

pentru fiecare stat în parte. Este constant actualizată în funcţie de cunoştinţele

acumulate.

Metoda federală consideră că o zonă umedă răspunde criteriului vegetativ dacă

mai puţin de 50% din speciile vegetale dominante întâlnite în diferitele strate vegetale

aparţin primelor trei categorii (specii obligatorii, preferenţiale, indiferente).

Acest demers este interesant în măsura în care dă o metodă precisă ce permite

aplicarea criteriului „vegetaţie” definiţiei juridice americane. A fost aplicat în Grecia în

cadrul programului MedWet pentru a defini speciile zonelor umede litorale.


223

Această metodă, care nu se interesează decât de speciile dominante, oferă un alt

avantaj important şi anume acela de a putea fi rapid pus în practică pe teren fără a

cunoaşte în profunzime flora.

Trebuie să se facă distincţia dintre floră şi vegetaţie. Aceste două noţiuni

acoperă realităţi foarte diferite deoarece flora reprezintă ansamblul plantelor ce compun

vegetaţia şi identificate cu ajutorul cataloagelor, în timp ce vegetaţia se interesează de

forma, fizionomia plantelor şi mai ales de gruparea acestora (Gaussen, în Encyclopedia

Universalis, 1995).

La noţiunea de vegetaţie se adaugă, introdusă de Codul CNRS/CEPE (1968), şi

cel de formaţiune vegetală definită ca ansamblul vegetaţiei care poate aparţine speciilor

diferite, dar care prezintă, pentru majoritatea, caracteristici convergente în forma lor

biologică şi uneori în comportament.

Specii dominante Pentru Flahaut (1901), care a introdus această noţiune, „unele specii sunt

dominante, fie pentru că ele sunt caracteristice peisajului vegetal prin talia, numărul,

forma sau durata indivizilor (specii sociale), fie prin acţiunea pe care o exercită asupra

habitatului creând o aşa-zisă staţiune”.

Această noţiune ţine cont de abundenţa speciilor şi acoperirea în diferitele strate

ce compun vegetaţia. Speciile dominante sunt cele „care se văd” şi care prin abundenţa

lor sau acoperirea important marchează peisajul vegetal.

Cum sunt determinate speciile vegetale

Înainte de a determina speciile dominante de vegetaţie trebuie să se stabilească

tipul formaţiunilor fizionomice de bază (păduri, lande, prerii etc.) şi apoi definirea

numărului stratelor principale care compun vegetaţia: strate arboricole, strate arbustive,

strate herbacee, strate muscinale (dacă sunt importante).

În privinţa măsurătorilor de estimare a gradului de acoperire se pot utiliza fie

metodele care fac apel la estimările vizuale, fie la metodele care fac apel la măsurătorile

cantitative precis stabilite cu ajutorul diferitelor dispozitive (puncte quadrate, transecte

etc.) descrise de Codul Metodologic CNRS/CEPE (Godron et al., 1968).

Cum se poate finaliza lista speciilor dominante Speciile dominante sunt acelea care au cea mai importantă acoperire la nivelul

fiecărui strat luat în considerare. În general, acest număr nu depăşeşte duzina pentru

ansamblul stratelor considerate. Studiile de fitosociologie şi ecologie atribuie, în

general, între două şi cinci specii dominante fiecărui strat.

Se recomandă alegerea între una şi cinci specii pe strat, în funcţie de

eterogenitatea vegetaţiei şi de a nu depăşi o duzină de specii în total.

O altă metodă simplă utilizată în SUA pentru zonele umede consistă în aranjarea

speciilor în ordine descrescătoare a gradului de acoperire a speciilor prezente în fiecare

strat. Speciile dominante în fiecare strat sunt acelea a căror acoperire cumulată depăşeşte

50% din acoperirea totală a stratului considerat la care se adaugă speciile a căror

acoperire este superioară valorii de 20% din totalul acoperirii stratului considerat.


224

Această metodă oferă avantajul fixării unui prag (50%) pentru a finaliza (stopa) lista

speciilor dominante.

Exemple: Specii dominante

1 – Sansouires: se consideră că vegetaţia deţine un singur strat între 0-0,5m

Arthrocnemum glaucum 90%

Arthrocnemum fruticosum 30%

Halimione portulacoïdes 20%

Inula crithmoïdes 10%

1 – Ripisylve cu Plop alb dominant în care se disting trei strate

Strat arboricol

Populus alba 40%

Populus nigra 25%

Alnus glutinosa 20%

Fraxinus oxycarpa 10%

Strat arbustiv

Rubus caesius 50%

Cornus sanguinea 25%

Hedera helix 20%

Clematis vitalba 10%

Strat herbaceu

Brachypodium sylvaticum 40%

Urtica dioica 25%

Gallium mollugo 15%

Saponaria officinalis 10%

În primul exemplu: Arthrocnemun glaucum însumează singur peste jumătate din

gradul de acoperire al stratului, la care se adaugă speciile al căror grad de acoperire

depăşeşte 20%: Arthrocnemum fruticosum şi Halimione portulacoïdes. În cel de al

doilea caz doar Brachypodium sylvaticum şi Urtica dioica sunt considerate ca

dominante în stratul erbaceu deoarece celelalte două specii au un grad de acoperire situat

sub 20%.

Tipul informaţiei

Hărţi topografice 1:25.000;

Harta vegetaţiei;

Harta geologică;

Harta hidrogeologică;

Harta pedologică;


225

Harta riscului de inundaţie;

Harta CORINE Landcover;

Fotografii aeriene;

Imagini satelitare (LANDSAT, SPOT, ERS);

Harta inventarierii zonelor umede de importanţă naţională;

Harta inventarierii turbăriilor;

Baza de date a speciilor vegetale;

Hărţi cadastrale;

Studii şi expertize locale;

V.4. Noţiuni de conservare a zonelor umede

Pentru a pune punct degradării şi distrugerii zonelor umede Schema Directoare

de Amenajare şi Gestionare a Apei (SDAGE) a bazinului Rhône-Méditeranée-Corse

consideră că „a cunoaşte şi a face cunoscute valorile patrimoniale şi funcţionale a

acestor medii este considerată ca o urgenţă şi o prioritate la nivelul bazinului Rhône-

Méditeranée-Corse”.

Este important a da o imagine pozitivă zonelor umede ca urmare a amenajărilor

şi deciziilor subliniate prin cunoaşterea principalelor valori şi funcţii în ceea ce priveşte

prezervarea resurselor de apă şi echilibrele ecologice. Agenţii sunt însărcinaţi cu

administrarea apei dispunând de numeroase „instrumente” pentru protejarea zonelor

umede:

-instrumente juridice şi reglementări care se aplică acestor medii: Legea Apei,

Legea „litoralului”, Legea „munţilor”, Legea Protecţiei Mediului, Codul Rural şi

Forestier, Codul Urbanismului etc.;

-SDAGE şi SAGE, fără a fi opozabile, pot fi instrumente juridice importante,

mai ales pentru a analiza compatibilitatea acestor amenajări cu orientările şi

preconizările SADGE şi SAGE, împiedicând unele lucrări incompatibile sau limitând

impactul dacă nu sunt stopate.

Obiectivul celei de-a treia părţi nu este acela de a furniza un inventar exhaustiv a

diferitelor funcţii specifice zonelor umede şi un catalog al multitudinii textelor juridice

şi reglementările care se raportează, ci vizează:

-a da elementele esenţiale cercetării pentru a caracteriza valoarea şi funcţiile

importante jucate de către zonele umede în timp ce ele sunt identificate şi delimitate;

-a furniza agenţilor însărcinaţi cu protecţia apei o sinteză scurtă şi o cheie de

analiză care permite clasarea în diferite categorii a diferitelor situaţii şi probleme pe care

le girează şi evaluează rapid în funcţie de tipurile amenajării sau lucrărilor, impacturile

probabile, precauţiile avute în vedere, măsurile compensatoare vizate etc.


226

V.4.1.a.Funcţiile şi valoarea zonelor umede Aceste noţiuni complementare se diferenţiază:

Funcţiile: Sunt funcţii „naturale” sau ecologice inerente şi proprii ecosistemelor

specifice zonelor umede: rol în procesele biologice şi fizico-chimice (productivitate,

ciclul apei şi elementele chimice, habitatele speciilor etc.);

Valorile: sunt „estimări” atribuite de către societate zonelor umede în funcţie de

utilizare, funcţiile atribuite şi serviciile aduse. Cu titlu de exemplu, pentru pescarii din

Lacul Thau, iarba zoostera, una din cele mai importante din Europa, are valoare ca

mediu indispensabil în menţinerea nivelului stocului de peşte şi nu are nici o valoare în

menţinerea biodiversităţii. Valorile variază în funcţie de societate şi în decursul

timpului, mai ales în privinţa presiunilor exercitate de actori şi utilizatori. Valorile

„negative” atribuite unor zone umede au fost la originea dispariţiei masive până în anii

50.

Funcţiile zonelor umede Funcţiile şi serviciile zonelor umede sunt multiple şi o multitudine de studii au

fost realizate. Pentru a prezenta aceste funcţii s-a utilizat tipologia MITSCH şi

Gosselink (1993) care le clasează în trei tipuri în funcţie de nivelul de ierarhizare în care

ele intervin: la nivelul populaţiei, ecosistemelor sau la un nivel mai ridicat sau global.

La nivelul speciilor populaţionale La acest nivel zonele umede constituie biotopuri preferenţiale sau exclusive de

numeroase specii care le sunt înfeudate. Aceste specii prezintă interese legate utilizării

lor, mai ales în ceea ce priveşte resursele naturale (vânătoare, peşte, vegetale) sau

compozanţii rari şi remarcabili ai diversităţii biologice.

Producerea de resurse naturale Producţia acestor resurse naturale este determinantă în economia unor regiuni ca

Bazinul Thau (cochilii, peşte), Camargue (păsări de apă, pajişti), Crau (prerii umede de

fauche) etc.

Zonele umede adăpostesc numeroase specii de păsări de apă, mai ales specii de

interes cinegetic precum raţele. În Camargue vânătoarea, practicată de 5000 vânători,

aduce un venit anual estimat la 10 milioane de euro, adică 75 locuri de muncă.

Lagunele sunt frecventate permanent sau sezonier de numeroase specii de peşte

şi cochilii pescuite artizanal.

Zonele umede furnizează mai multe tipuri de produse: fân în cadrul preriilor de

fauche în Crau, sagne în stufărişuri, pajişti pentru tauri şi cai în Camargue, lemn şi turbă

în zonele umede de munte.

Extracţia sării constituie o activitate economică foarte importantă în Camargue

(Salins de Giraud, salina d’Aigues-Mortes).

Zonele umede mediteraneene deţin o bogată avifaună: 350 specii de păsări din

care 111 cuibăresc în Camargue, o treime din raţele de iarnă ale Franţei, cea mai mare

colonie de Flamingo roz din bazinul mediteraneean (10.000 cupluri).


227

Ele adăpostesc numeroase habitate remarcabile, specii animale şi vegetale rare

şi adesea ameninţate (3% din speciile vegetale prioritare şi ameninţate de dispariţie în

Franţa).

La scara ecosistemului

La acest nivel de integrare zonele umede participă, într-o mare măsură, la

funcţionarea hidrologică:

-atenuarea inundaţiei prin stocarea unei părţi a apei, întârziind scurgerea de

suprafaţă a apelor de ploaie, reducând transferurile rapide ale apelor de suprafaţă spre

avalul bazinului (se pot compara cu bureţii);

-protecţia coastelor mediteraneene contra eroziunii marine şi efectelor furtunii;

-câmpuri de expansiune a inundaţiilor pentru cursurile de apă. Alterarea sau

suprasolicitarea acestor funcţii în unele sectoare ale cursurilor de apă stau la originea

distrugerilor considerabile provocate de inundaţii (Nîmes en 1987, Camargue en 1996,

Aude en 1999);

-susţinerea debitelor de etiaj în râuri prin restituirea progresivă a apei stocate în

perioadele umede;

-epurarea apelor şi menţinerea calităţii ei prin intervenirea cu numeroase

procedee: filtrare, captare (împiedicare) şi sedimentarea materiilor în suspensie, fixarea

prin intermediul plantelor şi bacteriilor a unor elemente chimice (nitraţi, fosfaţi etc.),

precipitarea şi absorpţia din sedimente a elementelor precum metale grele, degradarea

prin intermediul bacteriilor a unor elemente toxice, dezinfectarea prin ultraviolete

absorbite de către stratul de apă etc.

-funcţia de recreere: numeroase zone umede oferă situri unde se practică mai

multe activităţi de recreere: pescuit, nataţie, surfing, plimbări etc. Reprezintă suportul

activităţilor turistice recreative foarte importante pentru economia mai multor regiuni

vizitate de milioane de turişti anual. Trebuie subliniat că activităţile multiple care

interesează un public din ce în ce mai numeros pot, în unele cazuri, constituii o

ameninţare în ceea ce priveşte zonele umede.

La nivel global La acest nivel de interpretare zonele umede exercită un rol primordial în ciclul

apei dar, în aceeaşi măsură, în ciclul biogeochimic a numeroaselor elemente precum

fosforul, azotul, sulful, gazul carbonic, metanul etc.

Zonele umede joacă fie rol de „izvor” prin eliberarea în atmosferă a elementelor

precum azotul graţie puterii lor de denitrificare, fie rol de „puţ” prin stocarea sub diverse

forme (turbă, sedimente etc.) a surplusului de elemente chimice precum gazul carbonic,

fosforul sau sulful eliberat prin activităţile umane.

Toate aceste funcţii sunt actualmente studiate în cadrul programului naţional de

cercetări a zonelor umede în vederea evaluării. Traducerea în termeni monetari a acestor

servicii către colectivitate permite, cu siguranţă, sensibilizarea factorilor de decizie

pentru conservarea zonelor umede.


228

V.4.1.b Valoarea zonelor umede Zonele umede redau numeroase servicii gratuite societăţii. Numeroşi experţi

gândesc că nevalorificarea acestor servicii este responsabilă de nerecunoaşterea valorii

acestor medii de către societatea modernă unde valorile economice sunt determinate de

alegerea acţiunilor publice sau private. Pentru a argumenta mai bine şi a sensibiliza

factorii de decizie în ceea ce priveşte zonele umede a fost pus la punct un program

economic pentru estimarea valorii financiare a fiecărui serviciu adus. Zonele umede

sunt, în acest caz, asimilate infrastructurilor naturale din cadrul serviciilor colective.

Acest demers economic şi utilitarist permite evaluarea costului financiar care

generează distrugerea zonelor umede şi înlocuirea lor de către infrastructuri artificiale

sau lucrări (construirea barajelor şi a digurilor contra inundaţiilor, staţii de epurare,

tratarea apei pentru nevoile agricole şi domestice etc.).

În plus, faţă de aceste funcţiuni, la această evaluare financiară se adaugă valorile

peisagere, estetice, etnologice şi istorice.

V.5.Amenajările zonelor umede şi impactul acestora

Amenajările şi activităţile umane care stau la originea distrugerii şi degradării

zonelor umede sunt numeroase (drenare, îndiguire, dragare, colmatare, extragerea turbei,

pompare etc.). Ele au fost motivate de diverse considerente (lupta contra inundaţiilor,

problemele sanitare, nevoia de teren agricol, urbanism, infrastructură etc.).

V.5.1.a.Amenajările agricole Activităţile legate de reconversia zonelor umede în terenuri agricole, mai ales

prin drenaj, sunt cele care sustrag cele mai mari suprafeţe umede din cadrul bazinelor

hidorgrafice. Prin urmare, se estimează că drenarea a afectat aproape jumătate din

preriile inundabile încă din 1960 (raport al prefectului Bernard) şi 40% din zonele

umede din Camargue încă din 1950 (Tamisier, 1990).

Faţă de distrugeri, aceste spaţii sunt, în general, ocupate de culturile foarte

intensive şi marile consumatoare de îngrăşăminte şi produse fitosanitare. De asemenea,

ele constituie adesea izvoare ale poluărilor importante pentru zonele adiacente şi

pânzelor.

V.5.1.b.Amenajările legate de infrastructura transporturilor Zonele umede terestre sunt mult mai sensibile ca urmare a intervenţiei

infrastructurii create de om. Construcţia străzilor, autostrăzilor, căilor ferate au un

impact important printre care se poate nota distrugerea prin colmatare, perturbarea

funcţionării hidraulice etc.

Urbanizarea a afectat puternic zonele umede costiere, mai ales ca urmare a

dezvoltării turistice iniţiate în anii 60 de către RACINE. Dacă Legea „litoralelor” a

permis frânarea bulimiei promotorilor imobiliari asupra frontului marin, nu este acelaşi


229

lucru asupra lagunelor litorale care sunt încă, din păcate, distruse de către proiectele

imobiliare.

V.5.1.c.Lucrările hidrotehnice

Îndiguirea cursurilor de apă, construirea barajelor, spargerea canalelor şi foselor,

dragarea etc. sunt principalele activităţi care au avut loc şi care au un impact negativ

asupra zonelor umede. Aceste lucrări afectează considerabil funcţionarea hidrologică,

fauna şi flora asociată.

V.5.1.d.Exploatarea resurselor naturale

Exploatarea constă în extragerea materialului granular din albia cursurilor de

apă. Turbăriile din sudul Franţei, deoarece au acumulat un strat subţire de material, nu

se pretează la o exploatare industrială. Această activitate este la originea distrugerii

numeroaselor zone umede aluviale (păduri galerii, prerii umede etc.), coborârea

profilului de echilibru al cursurilor de apă şi a nivelului freatic adiacent etc. Ca urmare a

faptului că au un impact negativ asupra resurselor de apă şi ecosistemelor aceste

activităţi sunt interzise pentru albia minoră şi reglementată în cea majoră.

V.5.1.e.Pomparea apei

Prelevările de apă sunt în continuă creştere, în funcţie de nevoile crescute ale

agriculturii, industriei, menajului etc. Ţinând cont de rolul central jucat de către apă în

zonele umede, prelevările importante pot avea un impact negativ asupra ecosistemelor:

urcarea sărurilor în apropierea litoralului, schimbarea vegetaţiei şi faunei etc.

Creşterea forajelor şi prelevărilor de apă sunt în mare parte responsabile de

dispariţia numeroaselor zone umede izolate precum mlaştinile (mares) cu caracter

temporar.

V.5.1.f.Poluarea apelor Odată utilizate pentru nevoile agricole, industriale şi domestice, apa uzată este,

în general, încărcată cu substanţe care pot fi izvoare de poluare: îngrăşăminte precum

nitraţii, fosfaţii, pesticidele, substanţele chimice şi metalele grele etc. Această poluare

stă la originea eutrofizării numeroaselor zone umede şi se traduce, în general, prin

pierderea diversităţii biologice, dispariţia speciilor cele mai sensibile şi invadarea

mediilor de către speciile banale.


230

V.6. Inventarierea şi tipologia zonelor umede din Podişul Moldovei

(studiu de caz pentru judeţele Iaşi şi Botoşani)

Pentru inventarierea zonelor umede din cele două judeţe s-a apelat la analiza

imaginilor satelitare (Fig.5.1). După delimitarea zonelor umede pe aceste imagini s-au

întreprins deplasări expediţionare, pe teren, pentru prelevarea probelor necesare şi

încadrarea exactă a acestora la tipologia aferentă.

Pentru realizarea hărţii zonelor umede au fost folosite ca surse de informaţii atât

imaginile satelitare Landsat TM 7, din anul 2000, precum şi o serie de hărţi topografice

la scara 1:25 000 şi 1:50 000.

Normele metodologice aplicate se regăsesc în ghidul tehnic al programului

Corine Land Cover 2000 (elaborat de experţii Agenţiei Europene de Mediu). Aceste

norme stabilesc dimensiuni minime de la care se iau în considerare unele caracteristici,

regulile de incluziune, agregare şi delimitare a acestor poligoane.

Combinaţia benzilor spectrale care a stat la baza fotointerpretării este TM4,

TM5, TM6. Această combinaţie, utilizată şi în ghidul tehnic a CLC 2000, s-a dovedit a

fi foarte utilă în identificarea vegetaţiei higrofile şi hidrofile.

Aceste norme metodologice stabilesc o serie de criterii de identificare

delimitare, agregare, incluziune a poligoanelor.

Pentru a rafina rezultatele obţinute prin fotointerpretarea imaginilor satelitare s-a

utilizat şi indicele de umiditate (wetness).

Indicele de umiditate (cunoscut şi sub denumirea de Kauth’s Tasseled Cap) se

calculează pe baza a trei indici biofizici Kauth (greenness, brightness şi wetness)

pornind de la imagini Landsat, şi foloseşte şase benzi spectrale: TM1, TM2, TM3, TM4,

TM5, TM7 :

Wetness = 0.13929* TM1+ 0.22490* TM2+ 0.40359* TM3+ 0.25178* TM4-

0.70133* TM5- 0.45732* TM7 (5.1)

Acest indice scoate în evidenţă zonele umede, incluzând apa care este înglobată

în biomasa vegetală, motiv pentru care zonele forestiere sunt o sursă de eroare în cartare.

Kauth, un cercetător din cadrul Environmental Research Institute a dezvoltat

acest indice pentru a extrage cât mai multă informaţie biofizică de pe imaginile

multispectrale Landsat MSS şi TM. El a dezvoltat unele combinaţii de benzi spectrale,

corelând datele rezultate în urma măsurătorilor de teren cu cele de reflectanţă conţinute

pe fiecare bandă spectrală, completându-le şi cu analize de regresie.

Menţionăm că harta zonelor umede a fost realizată în format vectorial utilizând

software-ul GIS – TNTmips 6.9.


231

Prin interogarea bazei de date s-a obţinut o serie de date statistice referitoare la

zonele umede, astfel au fost identificate 745 de poligoane ce reprezintă zone umede şi

suprafeţe cu apă adâncă care ocupă o suprafaţă totală de 27.582,8 ha. Suprafaţa medie a

acestora este de 37 de ha, variind de la 1 ha (dimensiunea minima luată în calcul) la

4.315,75ha. Cele mai multe zone umede şi suprafeţe cu ape adânci au arii mici, cuprinse

între 1-5ha (fig.2). Acestea, prin dimensiuni, au tendinţa clară de dispariţie naturală şi ca

urmare a intervenţiei antropice. Cele mai numeroase vor fi preluate în sistemul agricol.

Pe teritoriul Câmpiei Moldovei (judeţele Iaşi şi Botoşani) sunt suprafeţe umede

şi cu ape adânci cuprinse, de obicei, între 1-50 (55)ha. Prin urmare, sunt de mici

dimensiuni şi de cele mai multe ori aparţin domeniului antropic.

Fig.5.1. Distribuţia zonelor umede şi cu ape adânci de pe teritoriul judeţelor Iaşi şi

Botoşani


232

Fig.5.2. Indicele de umiditate Kauth’s Tasseled Cap aplicat pentru detectarea zonelor

umede din Podişul Moldovei


233

Este interesantă comparaţia dintre sectoarele româneşti şi cele de pe teritoriul

Republicii Moldova. În acest caz densitatea zonelor umede şi a suprafeţelor cu ape

adânci de pe teritoriul ţării vecine este mult mai mare. Desecarea acestui teritoriu a fost

mai slabă şi morfologia teritoriului a permis instalarea şi prezervarea unui număr foarte

mare de suprafeţe umede.

În acest context s-au ales cele mai importante sectoare cu zone umede tipice şi

diverse sau cele unde, de pe imaginea satelitară, nu s-au putut trage informaţii necesare

pentru a le putea încadra.

Pentru faza actuală s-au inventariat 44 areale, urmând ca pe viitor să fie

inventariate şi analizate alte cca.100 de sectoare umede din cele două judeţe.

Fig.5.3. Distribuţia zonelor umede şi cu ape adânci pe categorii de suprafeţe

în judeţele Iaşi şi Botoşani

Concluzii

Majoritatea zonelor umede, mai ales cele din regiunile puternic industrializate,

nu sunt specii „naturale”, în sensul strict al termenului, ci sunt fructul transformărilor

efectuate de om în decursul timpului, pentru a le schimba în terenuri agricole,

piscicultură, exploatarea turbei etc. Actualmente, ca urmare a „descoperirii” faptului că

ele joacă un rol de echilibru în mediul nostru de viaţă, a schimbat complet datele

problemei. Nu trebuie doar să le prezervăm, ci să le restaurăm, reabilita şi reconstrui.


234

Tema 36: Fişa tip pentru tipizarea zonelor umede – studiu de caz

Coordonate geografice: la vest de localitatea Tulcea; lat. 45°16’, long. 28°50’

Zona

umedă

Sistem Subsistem Clasă Subclasă Regimul

apei

Chimism pH Tipul de

sol

Evoluţie Nivel de

protecţie

Perspective

Lacul

Somova

Lacustru Limnetic Substrat

stâncos

Pat

stâncos

Permanent

inundat

0,0

Dulce

7,92

Alcalin

Organic +: 1 1

Tab.5.12. Caracteristicile hidrochimice ale lacului Somova

Vegetaţia: stuf, nufăr alb, nufăr galben, mătasea broaştei

Fauna: specifică Deltei Dunării

Istoric: vechi braţ al Dunării, cu suprafeţe compacte de stuf şi plaur

Condiţii hidrochimice: T0-24

0C

DS-378 mg/l

Conductivitatea electrică-378 µS/cm

U- -48,8mV

O2-1,41 mg/l; 17,1%; 34,9 mbar.

Foto 1: Lacul Somova, fost braţ al Dunării


235

Coordonate geografice: estul localităţii Murighiol, lat. 45°15’, lat. 29°15’

Zona

umedă


apei

Chimism pH Tipul

de sol

Evoluţie Nivel de

protecţie

Perspective

Mlaştina

Porculeţ

Palustru - Substrat

stâncos

Pat

stâncos

Inundare

permanentă

0,8

Oligosalin

7,75

Alcalin

Organic ++: 1 1

Tab.5.13. Caracteristicile hidrochimice ale mlaştinii Porculeţ

Vegetaţia: papură, stuf, rogoz


Istoric: aparţine lacului Porculeţ

Condiţii hidrochimice: T0-27,5

TDS-1866 mg/l


U- -40,4mV

O2-1,60 mg/l; 20,5%; 41,6 mbar.

Foto 2: Mlaştina Porculeţ, situată în estul localităţii Murighiol


236

Coordonate geografice: lac izolat la poalele Munţilor Măcin

Zona

umedă


apei

Chimism pH Tipul de

sol

Evoluţie Nivel de

protecţie

Perspective

Lacul Sărăturile

Lacustru Limnetic Substrat stâncos

Pat stâncos

Permanent inundat

2,1 Oligohalin

9,54 Alcalin

Limnisol =: 3,4 2+,3

Tab.5.14. Caracteristicile hidrochimice ale lacului Sărăturile

Vegetaţia: stuf scund, Enteromorpha intestinalis, mătasea broaştei


Istoric: face parte din vechea luncă a Dunării


0C

TDS-47 mg/l

Conductivitatea electrică-4,13 mS/cm

U- -143,7mV

O2-1,74 mg/l; 22,1%; 44,8 mbar.

- ca urmare a izolării şi a climatului cu nuanţă excesivă chimismul apei s-a

schimbat. Sărurile provin din spălarea de pe versanţii munţilor Măcin.

Foto 3: Lacul Sărăturile de la poalele Munţilor Măcin


237

Coordonate geografice: liman fluviatil pe ţărmul Mării Negre la sud de localitatea

Eforie Nord

Zona

umedă


apei

Chimism pH Tipul

de sol

Evoluţie Nivel de

protecţie

Perspective

Lacul Techirghiol

Lacustru Limnetic Substrat stâncos

Pat stâncos

Permanent inundat

65,1 Hiperhalin

8,40 Alcalin

Mineral +: 2 2

Tab.5.15. Caracteristicile hidrochimice ale lacului Techirghiol

Vegetaţia: Sueda maritima, stuf pe litoral.

Fauna: pescăruşi

Istoric: urme ale variaţiei nivelului – terase litorale


0C

TDS92 mg/l

Conductivitatea electrică-90,5 mS/cm

U- 77,7mV

O2-0,63 mg/l; 8,1%; 16,4 mbar.

Foto 4: Limanul fluvio-maritim Techirghiol


238

Coordonate geografice: lat. 45°18’, long. 28°05’

Zona

umedă


apei

Chimism pH Tipul

de sol

Evoluţie Nivel de

protecţie

Perspective

Balta

Măcin

Lacustru Limnetic Substrat

neconsolidat

Mâl Permanent

inundat

0,0

Dulce

9,17

Alcalin

Organic =: 2 2

Tab.5.16. Caracteristicile hidrochimice ale bălţii Măcin

Vegetaţia: trestie, brădiş de baltă, nufăr alb, Oenanthe aquatica, salcie, plop

Fauna: specifică bălţilor Dunării

Istoric: vechi curs al Dunării actualmente izolat. Evoluează în sistem lacustru. Gradul

de colmatare este ridicat. Nivelul apei depinde de variaţia nivelului dunărean.


0C

TDS-257 mg/l


U- -121,6mV

O2-3,44 mg/l; 42,7%; 86,8 mbar.

Foto 5:Balta Măcin pe cale de colmatare


239

Coordonate geografice: pe râul Putna (Vrancea);

Zona

umedă


apei

Chimism pH Tipul

de sol

Evoluţie Nivel de

protecţie

Perspective

Cascada

Putnei

Riveran Curs

superior

peren

Maluri

stâncoase

Pat

stâncos

Sezonal

inundat

0,0

Dulce

8,25

Alcalin

++: 1 1

Tab.5.16. Caracteristicile hidrochimice ale cascadei Putna

Vegetaţia: lipseşte

Fauna:

Istoric: viteza mare a apei nu permite dezvoltarea vegetaţiei de stâncărie

Condiţii hidrochimice: T0-15

0C

TDS-380 mg/l


U- -66,6mV

O2-5,53 mg/l; 60,1%; 116,5 mbar.

Foto 6: Cascada Putnei


240

Coordonate geografice: în apropiere de localitatea Santa Mare, judeţul Botoşani,

lat. 47016’74’’, long.27°30’

Zona

umedă


apei

Chimism pH Tipul

de sol

Evoluţie Nivel de

protecţie

Perspective

Lacul Santa

Mare I

Lacustru Limnetic Substrat neconsolidat

Mâl Nisip

Permanent inundat

0,9 Oligosalin

8,88 Alcalin

Mineral +: 1 1

Tab.5.17. Caracteristicile hidrochimice ale lacului Santa Mare I

Vegetaţia: lipsit de vegetaţie

Fauna: populat cu peşte, broaşte.

Istoric: Un sistem alcătuit din două lacuri. În acest caz este vorba de lacul mare, situat

în amonte. Este înreţinut ca urmare a lucrărilor antropice ce consistă în devierea apelor

pârâului Roşu (printr-un baraj care supraînalţă apele) spre primul lac. Din lacul mare se

alimentează şi cel de-al doilea prin fenomenul de supraplin.

Condiţii hidrochimice: T0 – 26,4

0C

TDS – 1989 mg/l

Conductivitatea electrică – 2,01 mS/cm

U- -106,1mV

O2 – 4,26mg/l, 48,5%, 92,5mbar.

Foto 7: Lacul dintre valurile de alunecare Santa Mare

9

Bibliografie selectivă:

Alekin, O.A., (1952), Hidrochimia, Editura Hidrometeorologică, Leningrad (traducere

din limba rusă).

Ambroise, B., (1998), La dynamique du cyecle de l’eau dans un bassin versant, Edition

H.G.A., Bucureşti.

Amoros, C., Petts, G.E. (eds.) (1993), Hydrosystèmes fluviaux, Masson, Col.Écologie

24, Paris.

Barbier, E., Acreman, M., Knowler, D. (1996), Economic valuation of wetlands. A guide

for policy makers and planners, Ramsar Convention Bureau, University of

York, IUCN, Draft 9/02/96.

Barnaud,G., Mermet, L. (1997), Leçon à tirer de la procédure de délimitation des zones

humides aux Etats-Unis, Séminaire « Zones les espaces naturels? Objectifs,

méthodes et perspectives, MNHN-IEGB, Ministère de l’Environnement, Paris,

2/12/96.

Baudiere, A. (1970), Recherches phytogéographiques sur la bordure méridionale du

Massif central française, Thèse de doctorat, Université de Montpellier.

Bătinaş, R.H., Gheorghe, Ş., (2005), Noţiuni practice de hidrologie practică, Edit. Casa

Cărţii de Ştiinţă, Cluj-Napoca.

Bendjoudi, H., Fustec, E. (1996), Zones humides et régime des eaux, In: Les fonctions et

valeurs des zones humides, Fustec E, Frochot B. (eds.), Université Paris VI et

Dijon, Agence de l’Eau Seine-Normandie.

Bernard, P. (1994), Les zones humides. Rapport d’évaluation, Comité interministériel de

l’évaluation des politiques publiques, Premier Ministère-Comissariat au Plan,

Rapport d’évaluation, La documentation Française.

Braun-Blanquet et al. (1952), Les groupements végétaux de la France Méditeranéenne,

Editions du CNRS, Paris.

Bucur, A., (1999), Elemente de chimia apei, Editura H.G.A., Bucureşti.

Carter, V. (1996), Technic Aspects of Wetlands. Wetland Hydrology, Water Quality, and

Associated Functions, In: National Water Summary on Wetland Resources,

United States Geological Survey, Water-Supply Paper 2425, Washington D.C.

Coleman, R.E., LaRoe, E.T., Theriot, R.F. (1996), Wetland Management and Research.

Wetland Research by Federal Agencies, In: National Water Summary on

Wetland Resources, United States Geological Survey, Water-Supply Paper

2425, Washington D.C.

Cowardin, L.M., Carter, Virginia, Golet, F.C., LaRoe, E.T. (1979), Classification of

wetlands and deepwater habitats of the United States, U.S. Fish and Wildlife

Science Raport FWS/OBS-79/31.

Cowardin et al. (1979), Classification of wetlands and deepwater habitat of the United

States, Fish and Wildlife Service, US Department of the interior ed., FWS/OBS-

79/31.


242

Devillers, P., Devillers-Terschuren, J., Ledant, P. (1991), CORINE-Biotopes manual,

Habitats of the European Community, Data specification Part 2, Commission of

the European Communities, Luxemburg.

Diaconu, C., (1966), Altitudinea, unul din criteriile de bază pentru organizarea reţelelor

hidrometeorologice în zonele de munte, Studii de hidrologie XVIII, Bucureşti.

Diaconu, C., (1988), Râurile de la inundaţie la secetă, Editura Tehnică, Bucureşti.

Diaconu, C., (1999), Hidrometrie aplicată, Editura H.G.A., Bucureşti.

Diaconu, C., Şerban P., (1994), Sinteze şi regionalizări hidrologice, Editura Tehnică,

Bucureşti.

Diaconu, S., (1999), Cursuri de apă- amenajare impact, reabilitare, Editura H.G.A.,

Bucureşti.

Diaconu, C.D., (2003), Hidrologie aplicată-lucrări de laborator, Universitatea

Bucureşti, Edit. CREDS, Bucureşti.

Donisă I., Stănescu I., Donisă V., Apetrei M., Romanescu Gh., Kocsis Şt. (1995) –

Întocmirea hărţii densităţii reţelei hidrografice utilizând pachetul de programe

MIPS. Lucr. Simpozionului “Sisteme Informaţionale Geografice”, nr.1-2, Iaşi.

Drobot R., (1997), Bazele statistice ale hidrologiei, Editura Didactică şi Pegagogică,

Bucureşti.

Farinha, J.C., Costa, L.T., Zalidis, G., Mantzavelas, A., Fitoka, E., Hecker, N. (1996),

Mediteranean wetland inventory, Vol.III, Habitat description system,

Medwet/ICN Portugal/Wetlands International/Greek Biotope/Wetland Centre.

Fustec, E., Frochot, B. (1996), Les functions et valeurs des zones humides, Laboratoire

de Géologie appliquée-Paris VI, Lab. Ecologie-Dijon, Agence de l’Eau Seine-

Normandie.

Gâştescu, P., (1971), Lacurile din România – limnologie regională, Editura Academiei

R.S.R., Bucureşti.

Gâştescu P., (1979), Lacurile Terrei, Editura Albatros, Bucureşti.

Gâştescu, P., (1998), Hidrologie generală, Editura Roza Vânturilor, Târgovişte.

Gâştescu, P. (1998), Limnologie şi oceanografie, Editura H.G.A. Bucureşti.

Gâştescu, P., Zăvoianu, I., (1965), Îndrumător pentru cercetări geografice. Cercetări

fizico-geografice (partea privind râurile şi lacurile), Societatea de Ştiinţe

Naturale şi Geografie, Bucureşti.

Gâştescu, P., Murarescu, O., Dinu, I., Bretcan, P., (2002), Hidrologie continentala, Edit.

Roza Vânturilor, Târgovişte

Giurma, I., Crăciun, I., Giurma, Catrinel, Raluca, (2003), Hidrologie şi hidrogeologie-

aplicaţii, Universitatea Tehnică “Gh Asachi” , Iaşi.

Gopal Brij, Turner, R.E., Wetzel, R.C., Whigham, D.F. (1982), Wetlands – Ecology and

management, in Proceedings of the First International Wetlands Conference,

September 10-17, 1980, New Delhi, India: Jaipur, India, National Institute of

Ecology and International Scientific Publications.


243

Gore, A.J.P. (1983), Introduction, In: Ecosytems of the World, Vol.4A Mires: Swamp,

Bog, Fen and Moor (Ed. A.J.P.Gore), Elsevier Scientific, Amsterdam.

Guinochet, M. (1973), Phytosociologie, Collection d’Ecologie, Editions Masson, Paris.

Hecker, N., Costa, L.T., Farinha, J.C., Tomas-Vives, P., (1996), Mediteranean wetland

inventory, Vol.II, Data recording, Medwet/ICN Portugal/Wetlands International.

Ichim, I., Bătucă, D., Rădoane, Maria, Duma, D., (1989), Morfologia şi dinamica

albiilor de râuri, Editura Tehnică, Bucureşti.

Imboden, C. (1976), Eaux vivantes. Initiation à la biologie des zones humides, Edité par

la Ligue suisse pour la Protection de la Nature, Bâle.

Ivanov, K.E. (1981), Water Movements in Mirelands (Translated by A.Thompson and

H.A.P. Ingram), Academic Press, London.

Lefor, M.W., Kennard, W.C. (1977), Inland wetland definition, Stors, Conn., University

of Connecticut, Institute of Resources, Report 28.

Lyon, J.G. (1993), Practical handbook for wetland identification and delineation, Lewis

Publishers, Boca Raton.

Mermet, L. (1996), Les études d’évaluation entre stratégie et méthodologie : l’exemple

des politiques publiques en matières de zones humides. Gérer et comprendre,

Annales des Mines, 46.

Minea, I., (2004), The evaluation of the hydric potential of Bahlui basin, Anal.Şt. ale

Univ. „Al.I.Cuza”, tom XLIX-L, seria IIc, Iaşi.

Minea, I., (2004), Caracteristicile scurgerii medii a râului Bahlueţ, Sem.Geogr.

„Dimitrie Cantemir”, nr. 23-24, Iaşi.

Minea, I., Stângă, I.C., (2004) – Evaluarea perioadelor secetoase în Câmpia Moldovei,

IC.DMP.1., „Gh.Asachi” Tehnical University, Edit. Performantica, Iaşi. Mitsch, W.J., Gosselink, J.G. (1993), Wetlands, 2

nd ed., Van Nostrand Reinhold

Company, New-York.

Musy, A., (1998), Hydrologie appliquee, Editions H.G.A., Bucureşti.

Niering, W.A. (1984), Wetlands, New York, N.Y., Alfred A. Knopf, Inc.

Novitzki, R.P., Smith, R.D., Fretwell, J.D. (1996), Wetland Management and Research.

Wetland Functions, Values, and Assessment, In: National Water Summary on

Wetland Resources, United States Geological Survey, Water-Supply Paper

2425, Washington D.C.

Pantazică, Maria, (1974), Hidrografia Câmpiei Moldovei, Editura Junimea, Iaşi.

Pascu, M., Stelea, V., (1968), Cercetarea apelor subterane, Editura Tehnică, Bucureşti.

Pişotă, I., (1995), Hidrologie, Editura Universităţii Bucureşti.

Pişotă, I., Buta, I., (1983), Hidrologie, Editura Didactică şi Pedagogică.

Pişotă, I., Zaharia, Liliana, (1995), Hidrologie – lucrări practice, Editura Universităţii

Bucureşti.

Popa, R., (1997), Elemente de hidrodinamica râurilor, Editura H.G.A., Bucureşti.

Preda, I., Marosi P., (1971), Hidrogeologie, Editura Didactică şi Pedagogică, Bucureşti.


244

Rameau J.C. (1996), Typologies fonctionnelles des zones humides. Cas des bordures

boisées fluviales et des eaux stagnantes et des milieux associés, Séminaire

« Typologies fonctionnelles des zones humides », GIP Hydrosystèmes, Paris, 9

janvier 1996.

Rădoane, Maria, Ichim, I., Rădoane, N., Gheorghe, D., Constantin, V., (1996), Analiza

cantitativă în geografia fizică, Editura Universităţii “Al.I.Cuza”, Iaşi.

Romanescu, Gh., (1996), Delta Dunării.Studiu morfohidrografic, Editura Corson, Iaşi.

Romanescu, Gh., (2002), Medii de sedimentare terestre şi acvatice. Delte şi estuare,

Editura Bucovina Istorică, Suceava.

Romanescu, Gh., (2003), Hidrologie generală, Editura Terra Nostra, Iaşi.

Romanescu, Gh., (2003), Dicţionar de hidrologie, Editura dDidactică şi Pedagogică,

Bucureşti.

Romanescu, Gh., (2003), Inundaţiile-între natural şi accidental, în Riscuri şi catastrofe,

Editor Victor Sorocovschi, Editura casa Cărţii de Ştiinţă, Cluj-Napoca.

Romanescu, Gh., (2003), Dicţionar de hidrologie, Edit. Didactica şi Pedagogică, R.A,

Bucureşti

Romanescu, Gh. (2004), Bazinul hidrografic Moldoviţa-caracterizare morfometrică şi

morfografică a reţelei hidrografice, Lucrările Seminarului « Dimitrie

Cantemir »,nr.23-24, Iaşi.

Romanescu, Gh., (2004), Zonele umede între prezervare şi eradicare, Lucrările

Seminarului « Dimitrie Cantemir »,nr.23-24, Iaşi.

Romanescu, Gh., Jigău, Gh., (2001), Dicţionar de hidrologie, hidrogeologie şi

hidrofizica solurilor, Editura UNiversităţii de Stat din Chişinău.

Romanescu Gh., Romanescu Gabriela, Minea I., Ursu A., Mărgărint M.C., Stoleriu C.,

(2005) – Inventarierea şi tipologia zonelor umede din Podişul Moldovei –

Studiu de caz pentru judeţele Botoşani şi Iaşi, Editura Didactică şi Pedagogică,

Bucureşti.

Redaud, J.L. (1995), Mise en place du Plan d’action gouvernemental pour la protection

et la reconquête des zones humides, Rapport de mission, octobre 1995,

Ministére de l’environnement.

Reed, P.B.Jr. (1986), National wetland plant list – regional indicator compilation,

USFWS, WELUT 86/W17.01.

Reed, P. (1988), National list of plants species that occur in wetlands: a national

summary, US Department of Interior, USFWS, Biological Rep.88 (24).

Schram, Amria, Pantazică, Maria, (1983), Hidrologia uscatului, Universitatea

„Al.I.Cuza”, Iaşi.

Soria, O. (1991), Etude sur la réforme fiscale « des zones humides », Rapport Ministère

de l’Environnement (DPN).

Sorocovschi, V., (2003), Hidrologia uscatului, Editura Casa cărţii de Ştiinţă, Cluj-

Napoca.


245

Sorocovschi, V., Buta, I., (1994), Hidrometrie (măsurători şi calcule hidrologice),

Universitatea Babeş-Bolyai, Cluj-Napoca.

Stănescu, I., (2000), Hidrologie, Edittura UNiversităţii “Al.I.Cuza”, Iaşi.

Stănescu, V.A., (1995), Hidrologie urbană, Editura Didactică şi Pedagogică, Bucureşti.

Stewart, R.E. (1996), Technical Aspects of Wetlands. Wetlands as Bird Habitat, In:

National Water Summary on Wetland Resources, United States Geological

Survey, Water-Supply Paper 2425, Washington D.C.

Şerban, P., Stănescu, V.A., Roman, P., (1995), Hidrologie dinamică, Editura Tehnică,

Bucureşti.

Ştefanache, Dumitrica, Giurma, Catrinel-Raluca, (2004), Monitorizarea parametrilor

meteorologici şi hidrologici, Editura Politehnium, Iaşi.

Tiner, R.W., (1984), Wetlands of the United States – Current status and recent trends,

Washington, D.C., U.S. Fish and Wildlife Service Report.

Tiner, R.W., (1996), Technical Aspecta of Wetlands. Wetland Definitions and

Classifications in the United States, In: National Water Summary on Wetland

Resources, United States Geological Survey, Water-Supply Paper 2425,

Washington D.C.

Tiner, R.W., (1993), The primary indicators method. A practical approach to wetland

recognition and delineation in the United States, Wetlands, 13.

Tiscovschi A.A., Diaconu, D.C., (2005), Prelucrarea si reprezentarea datelor climatice

si hidrologice, Edit. Universitara, Bucuresti.

Tomas-Vives, P., (ed.) (1996), Monitoring Mediterranean wetlands. A methodological

guide, Wetlands international, ICN, CEC-Medwet, Draft March 1996.

Török, Z (2000), The Romanian wetland. Inventory project, Acientific Annals, Danube

Delta National Institute for Research and Development, Editura Tehnică,

Bucureşti.

Trufaş, V., (1975), Hidrochimie, Universitatea din Bucureşti.

Ujvari, I., (1972) – Geografia apelor României, Edit. Şt., Bucureşti.

Vladimirescu, I., (1978), Hidrologie, Editura Didactică şi Pedagogică, Bucureşti.

Zalidis, G., Mantzavelas, A., Fitoka, E.N., (1996), Mediterranean wetland inventory,

Vol.IV Photointerpretation and cartographic conventions, MedWet-Greek

Biotope-Wetland Centre-ICN Portugal-Wetlands International.

Zamfirescu, F., (1995), Hidrogeologie.Dinamica apelor subterane, Editura Universităţii

Bucureşti.

Zăvoianu, I., (1978), Morfometria bazinelor hidrografice, Editura Academiei, R.S.R.,

Bucureşti.

Zăvoianu, I., (1999), Hidrologie, Editura „Fundaţiei România de Mâine”, Bucureşti.

* * * (1976), Existing state and local wetland survey (1965-1975), v.II, Narrative:

Washington, D.C., U.S. Fish and Wildlife Service, Office of Biological Service

Report.


246

* * * (1987), Wetlands Delineation Manual, Environmental Laboratory, US Army

Engineer Waterways Experiment Station, Vicksburg, MS, Rech. Rep. Y-87-1.

* * * (1988), Wetland identification and delineation manual (2 volumes), SIPPLE W.S.

(ed.), Washington DC, Environmental Protection Agency, Office of Wetlands

Protection.

* * * (1989), FICWD, Federal manual for identifying and delineating jurisdictional

wetlands, Federal Interagency Committie for Wetlands delineation, January 10,

US Government Printing office, Washington DC.

* * * (1994), Les zones humides. Rapport de l’instance d’évaluation, La Documentation

française, Paris.

* * * (1995), CBRMC, Schéma Directeur d’Aménagement et de Gestion des Eaux du

basin Rhône-Méditerranée-Corse, Vol.3 et Cartes de synthèse, Comoté du

bassin Rhône-Méditerranée-Corse, Préfet coordonateur de Bassin Rhône-

Méditerranée-Corse.

* * * (1995), Utilisation rationnelle et conservation des zones humides, Communication

de la Commission au Conseil et au Parlement Européen, CCE, COM.

* * * (1995), Wetlands : Characteristics and boundaries, Committee on characterization

of wetlands, National Research Council, Commission on Geosciences,

Environment and Resources, Prepublication draft, Washington DC.

* * * (1996), DIREN Languedoc-Roussillon, Inventaire préliminaires des zones humides

du Languedoc-Roussillon, Département de l’Hérault, DIREN Languedoc-

Roussillon/MEDWET/ONC.

* * * (1996), DIREN Languedoc-Roussillon, Inventaire préliminaire des zones humides

du Languedoc-Roussillon, Départements de la Lozère, DIREN Languedoc-

Roussillon/MEDWET/ONC.

* * * (1971), Râurile României, Monografie hidrologică, I.N.M.H., Bucureşti.

* * * (1983) , Geografia României, vol. I., Edit. Academiei, Bucureşti.

* * * (1992), Geografia României, vol. IV., Edit. Academiei, Bucureşti

Lucrari Practice - Hidrologie

Documents

Transcript of Lucrari Practice - Hidrologie