Tot

COLEGIUL DE SIVICULTUR I PROTECIA MEDIULUI RMNICU VLCEA

PROIECT PENTRU OBINEREA CERTIFICATULUI DE COMPETENE

PROFESIONALE NIVEL 4 DE CALIFICARE

PROFIL: RESURSE NATURALE I PROTECIA MEDIULUI CALIFICARE: TEHNICIAN HIDRO-METEOROLOG

TEMA: REGIMUL HIDROLOGIC AL RURILOR

ndrumtor, Ing. prof. Blan Irina Candidat,

Lela Mihai Alexandru

2015

Cuprins

Argument..............................................................................................................3

Capitolul 1 Introducere. Regimul hidrologic al rurilor......................................5

Capitolul 2 - Monitorizarea elementelor hidrologice ntr-un bazin hidrografic......6

2.1 Staiile hidrometrice.......................................................................6 2.2 Mijloace i metode de msurare a nivelului apei.............................8 2.3 Mijloace i metode de determinare a temperaturii apei..................13 2.4 Mijloace i metode de msurare a debitului de aluviuni dintr-un ru.......................................................................................................................16

2.5 Mijloace i metode de prelevare a probelor de ap n vederea determinrii caracteristicilor hidrochimice..........................................................20

2.6 Prelucrarea, analiza i interpretarea datelor hidrometrice referitoare la nivelul apei din ruri.......................................................................................21

Capitolul 3 - Hidrograful nivelurilor medii zilnice, lunare, anuale i multianuale. Hidrogradul.........................................................................................................23

Bibliografie.........................................................................................................27

ARGUMENT Lucrarea de fa cu tema Regimul hidrologic al rurilor a fost elaborat n scopul promovrii Examenului de Certificare Profesional, Nivel 4, domeniul Resurse Naturale i Protecia Mediului calificarea Tehnician Hidro-meteorolog.

Temele propuse de profesorul ndrumtor au fost interesante i au fost alese n aa fel nct s solicite toate cunotinele dobndite de elevi pe parcursul celor doi ani de specializare.

n timpul realizrii acestui proiect, munca a fost frumoas deoarece, pe parcursul cutrii i sintetizrii materialului necesar, elevii au aflat noiuni noi i interesante, datorit faptului c specializarea pe care o absolv este deosebit.

Temele au fost alese n aa fel nct elevii s fie nevoii s fac cercetri n legtur cu subiectul ales, s ia legtura cu autoritile din domeniu (care au dovedit o dorin de colaborare deosebit), s-i evidenieze toate competenele generale dobndite n decursul celor patru ani de liceu, att la orele de cultur general sau de specialitate, ct i n timpul efecturii practicii comasate.

Proiectul are urmtoarea structur: - partea I reprezint o scurt introducere n regimul hidrologic al rurilor; - n partea a II-a este prezentat monitorizarea elementelor hidrologice ntr-un

bazin hidrografic;

- n partea a II-a este prezentat hidrograful nivelurilor medii zilnice, lunare, anuale

i multianuale. Bibliografia propus de profesorul ndrumtor a fost completat cu informaii de pe

internet i cu informaii primite de la staiile meteorologice i hidrologice din zon.

Elaborarea acestui proiect m-a fcut s mi dau seama ct de interesant este munca n domeniul meteorologiei i hidrologiei i s realizez faptul c absolvirea acestei specializri este o oportunitate pentru viitorul meu profesional.

5

Capitolul 1 Introducere. Regimul hidrologic al rurilor

Rurile reperezint una dintre cele mai importante resurse ale unei ri. Pentru exploatarea lor judicioas se impune cunoaterea lor sub toate aspectele: al

scurgerii lichide, solide i chimice, al regimulului formaiunilor de nghe, al folosirii apelor sale, inclusiv al variaiei cantitative i calitative a apelor n spaiu i timp.

D. Lzrescu i I. Panait (1957) defineau regimul scurgerii lichide ca fiind ...variaia n timp (n decurs de o lun, un sezon, un an sau mai muli ani) a cantitii de ap ce trece printr-o seciune a unui ru.

Aa cum am vzut, scurgerea lichid provine din ploi, zpez i ape subterane socotite ca principalele surse de alimentare a rurilor pe glob i exclusive ,n cazul rii noastre.

Studiul regimului const n cunoaterea variaiei scurgerii i a surselor de alimentare. Variaia surselor de alimentare a rurilor n timp de un an, dicteaz o variaie similar i n regimul scurgerii apei rurilor, materializat ntr-o succesiune de perioade caracteristice, denumite n hidrologie faze ale scurgerii. Acestea sunt puse n eviden printr-o serie de caracteristici specifice, repetate, aproape cu regularitate, n fiecare an.

Frecvena i mai ales durata i dimensiunile acestor faze reflect variaia n timp a surselor de alimentare, care la rndul lor sunt strict dependente de manifestarea factorilor

climatici, n cadrul anotimpurilor climatice.

Perioadele caracteristice nu coincid de la un an la altul, dar ele exist i oscileaz n jurul sau n interiorul unor intervale de timp. Fiecrui anotimp i corespunde o perioad caracteristic, condiionat de un complex de factori.

6

Capitolul 2 - Monitorizarea elementelor hidrologice ntr-un bazin

hidrografic

Analiza regimului de scurgere a apei din ruri, proprietile fizico-chimice ale acesteia, precum i evoluia diferitelor fenomene care apar n procesul de scurgere a apei se poate realiza, att prin metode directe, ct i prin metode indirecte. Metodele directe fac apel la observaiile sistematice n puncte fixe i pe timp ndelungat: staii hidrometrice sau posturi hidrometrice, ori se urmrete sistematic influena activitii umane asupra regimului de scurgere a apei.

Mai nou, activitatea hidrologic dintr-o anumit regiune geografic se urmrete cu ajutorul sateliilor geostaionari care permit evaluarea diferitelor fenomene hidrologice ce se produc n regiuni ndeprtate sau slab locuite unde nu se dispune de echipamentul necesar unei monitorizri complexe a acestor fenomene.

Dintre metodele indirecte de analiz a regimului hidrologic al unui ru i de evaluare a resurselor de ap i a fenomenelor hidrologice se menioneaz: cunoaterea amnunit din punct de vedere geografic a zonei prin care curge rul; utilizarea informaiilor provenite de la localnici asupra fenomenelor mai importante (inundaii, viituri, modificri ale albiilor, apariia fenomenelor de nghe etc.).

Principala modalitate de cunoatere a regimului hidrologic a rurilor, la nivelul rii noastre, o reprezint observaiile i msurtorile sistematice realizate n puncte fixe i pe timp ndelungat la staiile i posturile hidrometrice.

2.1 Staiile hidrometrice Pentru efectuarea observaiilor i msurtorilor hidrometrice, principalele ruri, canale,

lacuri, iazuri trebuie s fie dotate cu staii sau posturi hidrometrice amenajate n puncte fixe pe malul unitilor acvatice. Staiile hidrometrice sunt dotate cu aparatur specific, construcii i utilaje necesare realizrii observaiilor i msurtorilor asupra elementelor hidrologice. Staiile hidrometrice sunt amplasate n anumite puncte pe malul unitilor acvatice n conformitate cu anumite standarde ce in cont de urmtoarele aspecte:

- albia rului trebuie s fie rectilinie n seciunea unde se amplasez staia sau postul

7

hidrometric;

- scurgerea apei prin albia minor s se realizeze printr-un singur bra, att n perioada apelor sczute, ct i n perioada apelor mari;

- malurile albiei trebuie s fie, ct mai posibil, rectilinii pe o lungime de cteva sute de metri;

- n seciune transversal patul albiei minore trebuie s fie lipsit de vegetaie hidrofil, rugoziti i asperiti;

- accesul la staia hidrometric trebuie s fie facil. Condiiile pentru amplasarea staiilor sau posturilor hidrometrice prevd ca distanele

dintre dou staii hidrometrice nvecinate s fie asfel alese, nct debitul de ap scurs pe un ru s difere cu cel puin 20%. Totodat, la confluenele principale, se impune construcia unei staii hidrometrice, iar pe cursul principal al unui ru, n aval, s fie amplasat o staie hidrometric dup ce debitul rului a crescut cu 20% fa de cel nregistrat la confluen (Vladimirescu, 1978).

Activitile care se execut asupra elementelor hidrologice i meteorologice la un post sau o staie hidrometric sunt de mai multe tipuri:

a) observaii vizuale, constnd din examinarea cu ochiul liber a elementelor hidrologice i aprecierea strii acestora;

b) msurtori hidrometrice care reprezint o serie de activiti ce constau n msurarea elementelor hidrologice i meteorologice n diverse puncte din masa de ap, n mod direct sau cu ajutorul instrumentelor de msurare. Aceste msurtori presupun i recoltarea de probe de ap cu vase speciale (din sticl sau materiale speciale) pentru diverse analize fizico-chimice;

c) prelucrarea i analiza datelor obine din observaii i msurtori pentru determinarea caracteristicilor cantitative (numerice) ale elementelor hidrologice pentru diverse perioade de

timp: zi, lun, anotimp, sezon sau an. La staiile hidrometrice din reeaua naional sunt prevzute o serie de observaii i

msurtori executate de muncitorul hidrometru, conform programului stabilit: - observaii i msurtori asupra nivelului apei; - msurarea temperaturii apei i a aerului; - observaii i msurtori asupra precipitaiilor atmosferice; - observaii asupra vntului;

8

- observaii i msurtori asupra stratului de zpad; - observaii i msurtori asupra gheii i zpezii de pe stratul de ghea; - observaii i msurtori asupra vegetaiei din albia rului; - msurarea debitului apei n seciunea staiei hidrometrice; - prelevarea de probe de ap pentru determinarea debitului de aluviuni n suspensie; - msurarea debitului de aluviuni trte; - prelevarea probelor de aluviuni depuse n patul albiei;

- prelevarea de probe de ap pentru determinarea chimismului; - observaii i prelevarea de probe de ap n cazul situaiilor de poluare (ndrumarul

pentru staiile hidrometrice pe ruri, I.N.M.H., 1997) n funcie de programul de observaii i msurtori, staiile hidrometrice pot fi cu

program complex (observaii i msurtori la staii hidrometrice de ru, seciuni satelit, izvoare, folosine, foraje, evaporimetre) i speciale (cu program n care sunt incluse activiti de avertizare, experimente sau observaii nivometrice).

Staiile hidrometrice sunt subordonate staiilor hidrologice care administreaz uniti teritoriale organizate pe mari bazine sau zone hidrografice i care au legturi funcionale cu staiile meteorologice i sistemele hidrotehnice, toate fiind subordonate filialelor teritoriale ale A.N. Apele Romne R.A. Datele obinute din observaii i msurtori sunt apoi validate i publicate n Anuarele hidrologice.

Principalele mijloace i metode de realizare a diferitelor msurtori ale elementelor hidrologice specifice unui ru (msurarea nivelului apei, a temperaturii apei i aerului, msurarea debitului de ap i a debitului solid, prelevarea de probe de ap pentru efectuarea analizelor fizico-chimice etc.) sunt prezentate n subcapitolele urmtoare.

2.2 Mijloace i metode de msurare a nivelului apei

Nivelul apei unui ru, canal, lac sau mare este un parametru hidrologic foarte important

deoarece dup variaia lui n timp se poate caracteriza regimul hidrologic al respectivei uniti acvatice.

Nivelul apei unui ru reprezint nlimea oglinzii libere a apei, exprimat n cm, i determinat fa de un reper convenional, ales arbitrar, notat cu 0, numit planul 0al

9

mirei. Reperul de referin se alege astfel nct niciodat nivelul apei, n timpul scurgerii minime sau n urma eroziunii de fund produs n albia minor a rului, s nu coboare sub aceast limit.

ntruct cotele mirelor pot s se schimbe cu timpul, se recomand ca diferitele niveluri observate s fie corelate cu planul 0 al graficului, care se stabilete pentru fiecare post hidrometric prin msurtori topografice i care rmne neschimbat toat perioada n care postul hidrometric respectiv funcioneaz. De regul, cota zero a graficului se fixeaz cu 0,5 m mai jos fa de cel mai sczut nivel al unitii acvatice pe malul creia se fac observaii. Totodat se stabilete i diferena de nivel dintre planul 0 al graficului i planul 0 al mirei, iar la valorile citite pe mir n momentele de observaie se adaug i diferena de nivel de la planul 0 al mirei, la planul 0 al graficului.

Pentru msurarea nivelului apei sunt utilizate: mirele hidrometrice, limnigrafele i telelimnimetrele sau staiile automate

Mira hidrometric este instrumentul cel mai utilizat n msurarea nivelului apei din unitile acvatice. Este format din mai multe plci de aluminiu, fier, font, lemn sau plastic, cu o lungime de 0,5 sau un metru fiecare, divizate din 2 n 2 cm, astfel nct fiecare decimetru

s formeze n alternan litera E (Fig.1). Mirele hidrometrice se amplasez pe piloni din lemn sau pe construcii special amenajate ori pe pilele de poduri (Fig.2). Mirele pot fi fixe sau portabile. Din cadrul mirelor fixe, n reeaua naional sunt utilizate mirele verticale, orizontale (prevzute cu console i scripei), nclinate (amplasate n albiile minore cu versanii taluzai n mod natural sau artificial) la 30 sau 45C.

Pentru determinarea valorilor maxime i pentru uurina avertizrii creterii nivelului, pe mire sunt marcate punctele ce semnific:

- cota de atenie (CA), marcat cu culoarea albastr, semnific preavertizarea producerii unei viituri cu pericol de a se produce inundaii;

- cota de inundaie (CI), marcat cu culoare roie, la 0,5 m mai sus de cota de atenie, semnific punctul de la care se poate produce inundarea albiei majore;

10

- cota de pericol (CP), marcat cu culoare galben, la 0,5 m mai sus de cota de inundaie. Atingerea acestei cote de ctre nivelul apei unui ru presupune evacuarea diferitelor

obiective social-economice aflate n albia major a unor ruri datorit producerii iminente a unor inundaii.

Nivelul apei la mira hidrometric se msoar citindu-se direct pe placa de mir valoarea gradaiei pn la care se afl suprafaa apei. Nivelul apei se citete n mod regulat de dou ori pe zi, la orele 7 i 17, iar n perioada aplicri orarului de var la orele 6 i 18. n cazul n care se produc viituri citirile de nivel se fac din or n or, sau la 2, 3, 4 ore.

Citirile de nivel se efectueaz numai atunci cand mira se afl n ap (Fig.3) i nu rmne izolat de suprafaa liber a apei.

Fig.1 Partea inferioar a unei plci de mir cu gradaii n form de E

Fig.2 Modaliti de amplasare a mirelor hidrometrice: - Mir pe pilon izolat;

11

- Mir amplasat pe o construcie hidrotehnic; - Mir hidrometric pe piloi n scar

- Mir nclinat. Atunci cnd la mir este un strat de ghea, nu se citete nivelul gheii, ci nivelul apei n

copc dup ce gheaa din jurul mirei a fost spart (Fig.2.22.). Dac pe un ru se produc valuri, se va nota n caietul de observaii media dintre nivelul cel mai ridicat (vrful valului) i cel mai sczut (baza valului) care se produce n timpul citirii.

n cazul n care se consider c rul a secat, se trece n caietul de observaii meniunea de sec, iar atunci cand rul a ngheat pn la fund, se trece specificaia de

nghe.

Fig.3 Model de

msurtoare corect a nivelului apei dintr-un ru

Limnigraful este un dispozitiv special care reprezint grafic, pentru o anumit perioad, nivelul apei. Limnigraful este o instalaie hidrometric mai complet (Fig.4), oferind posibilitatea stabilirii nivelului apei unui ru n orice moment al zilei. Prin construcie, limnigraful include mai multe componente principale:

- sistemul de transmitere a variaiei nivelurilor, format dintr-un plutitor sau flotor ce reprezint componenta care preia sensul i intensitatea micrii verticale, i o contragreutate legat printr-un cablu de flotor, astfel nct cele dou piese s se afle ntr- un permanent

12

balans;

- tamburul este un cilindru pe care se fixeaz hrtia nregistratoare (limnigrama); - sistemul de nregistrare reprezentat printr-un creion sau printr-o peni, prevzut

pentru alimentarea continu cu un mic rezervor ncrcat cu cerneal special (cu uscare ndelungat), i un mecanism de ceas care are rolul s imprime aparatului o funcionare uniform n timp;

- cabina de protecie care adpostete tot ansamblul limnigrafului. Dup modul n care sunt asociate aceste componente sunt dou tipuri de limnigrafe: cu

tambur orizontal i cu tambur vertical. n general, pentru o ct mai bun msurare a nivelului apei dintr-un ru, limnigrafele sunt dublate de mire verticale simple.

Limnigrama nregistreaz oscilaiile de nivel pentru o perioad de 24 de ore, o sptmn sau o lun, n funcie de setrile sistemului de nregistrare. La schimbarea limnigramei este necesar corelarea nivelului nregistrat cu nivelul citit pe mira hidrometric.

Adpostul limnigrafului se fixeaz n limitele albiei minore, construcia sprijinindu-se pe un suport susinut de piloi, legtura cu malul asigurndu-se printr-o punte. n acest caz, pentru ca plutitorul s nu fie agat de corpurile plutitoare, cablul de susinere a plutitorului se nchide ntr-un tub metalic sau din beton.

n momentul n care condiiile morfologice ale albiei minore impun instalarea adpostului cu limnigraf n afara acesteia, limnigraful se fixez deasupra unui pu special spat, iar legtura cu rul se va face printr-un canal.

Telelimnimetrele sau staiile automate sunt cele mai moderne instalaii pentru msurarea nivelului apei unui ru. Ele au capacitatea de a msura i transmite variaiile de nivel, la distan i n mod automat. Telelimnimetrele sunt compuse dintr-un mecanism de nregistrare a variaiilor nivelului apei, traductor al valorilor msurate, mecanism de transmisie, canal radio-electric de legtur, mecanism de recepie, traductor al impulsurilor electrice, mecanism de citire i o surs de alimentare. Acest instrument poate transmite informaii n funcie de puterea mecanismului de transmisie la o distan cuprins ntre 5 i 20km.

13

Fig4. Seciune printr-o instalaie de limnigraf Mijloace i metode de determinare a temperaturii apei Temperatura apei este una dintre caracteristicile cele mai importante ale apei rurilor,

acest element influennd viaa plantelor i animalelor acvatice, fenomenele de nghe din cadrul rurilor i modul de folosire a acestora.

Variaia temperaturii apei este n strns legtur cu variaia temperaturii aerului, ns valorile maxime i minime ale temperaturii apei sunt mai reduse, n comparaie cu temperatura aerului, datorit faptului c apa are o capacitate caloric mai ridicat. nclzirea i rcirea apei este influenat de schimbul de cldur care are loc ntre masa de ap i mediul nconjurtor.

Temperatura apelor curgtoare este influenat de mai muli factori fizico- geografici. Dintre acetia un rol de seam l au variaiile de temperatur ale aerului, condiiile orografice, sursele de alimentare a rurilor, poziia geografic i dinamica apelor. n evoluia regimului termic s-a constatat c dinamica apelor (micarea turbulent, prezena curenilor divergeni i convergeni), joac un rol foarte important n uniformizarea temperaturilor de la suprafaa apelor i pn la adncimea lor maxim.

Pentru msurarea temperaturii apei se folosec termometre de diverse tipuri: termometre cu mercur sau alcool, termometre reversibile cu mercur sau termometre electrice.

Temperatura apei se msoar tot timpul anului, de dou ori pe zi, la aceleai ore cnd se citete nivelul apei. Dup apariia primelor formaiuni de ghea (n general la trei zile de la apariia acestora), temperatura apei nu se mai msoar i se continu numai dup ce rul a devenit liber de ghea.

14

Msurarea temperaturii apei se face obligatoriu n locul stabilit de tehnicianul staiei hidrologice, fiind evitate locurile unde se vars apele reziduale, mai calde, sau locul unde apar izvoare naturale calde, braele secundare mai puin adnci, unde apa bltete sau are o scurgere lent. Punctul ales pentru msurtorile privind temperatura apei trebuie s fie umbrit n timpul zilei i s aib o adncime normal, adic cel puin 50% din adncimea medie a seciunii active.

Temperatura apei la suprafa se msoar prin introducerea termometrului n ap, n poziie vertical, unde se ine cel puin 5 minute, dup care se efectueaz citirea innd termometrul cu rezervorul introdus n ap. La rurile mici, temperatura apei se msoar direct n albie, n curentul de ap sau se preleveaz ap ntr-un recipient care se transport ntr-un loc ferit de soare i vnt. La rurile mari, termometrele sunt introduse n ap cu ajutorul unei sfori.

Prin calcularea mediei aritmetice a celor dou valori msurate zilnic se obine temperatura medie diurn, care se trece n caietul de observaii, iar pe baza acestor valori se vor calcula temperaturile medii decadale, lunare, anuale i multianuale sau se vor determina temperaturile minime i maxime decadale, lunare, anuale i multianuale.

Temperatura apei n adncime se msoar la rurile de dimensiuni mari cu ajutorul termometrelor reversibile cu mercur.

Atunci cnd temperatura aerului scade sub 00C i temperatura apei ajunge tot la 00C, ncep s apar primele formaiuni de ghea. Din aceast cauz, n procesul de ngheare se pot delimita mai multe faze: faza de formare a gheii, faza ngheului complet i faza dezgheului, fiecare cu fenomene hidrologice caracteristice.

Observaiile vizuale asupra fenomenelor de nghe se fac cu scopul estimrii influenei acestora privind scurgerea n seciunea staiei hidrometrice i a evalurii volumului de ap nmagazinat n stratul de ghea existent pe ru. Observaiile vizuale asupra fenomenelor de nghe se efectueaz odat cu apariia acestor fenomene la orele cnd se efectueaz i observaiile asupra temperaturii apei, 7 i 17. n jurnalul staiilor hidrometrice, pe sectorul de ru arondat, se noteaz apariia i durata fenomenelor de ghea (ace de ghea, gheaa la mal, sloiuri i grosimea podului de ghea).

n cazul apariiei podului de ghea (Fig.5), n dreptul staiei hidrometrice sau n apropierea sa, se fac msurtori asupra grosimii gheii. n acest scop se realizeaz una sau mai multe copci sau sprturi n ghea. Cu ajutorul unei mire speciale, numit clup de ghea, se

15

poate msura grosimea gheii.

Fig.5 Pod de

ghea

Mira se introduce

n copc i se rotete uor pn ce talpa atinge partea inferioar a podului de ghea i se fixeaz cursorul de suprafaa gheii. Clupa

de ghea este prevzut cu un cursor ce se mic pe mira gradat din cm n cm, iar gradaia de la baza cursorului indic grosimea gheii. Datele obinute din msurtori se trec ntr-o fi special.

Legat de apariia podului de ghea, la staiile hidrometrice se mai fac observaii legate de prezena podului de ghea continuu, a podului de ghea cu ochiuri de ap, a podului de ghea ntrerupt, sau suspendat ori

de prezena apei care curge deasupra gheii sau a podului de ghea suspendat ori stratificat.

Fig.6 Ghea la fundul albiei

16

Un alt fenomen hidrologic caracteristic perioadei de nghe care poate fi msurat este nboiul. Acesta se formeaz atunci cnd sub podul de ghea se adun cantiti nsemnate de ghea interioar. Grosimea nboiului se msoar cu ajutorul mirei rchitoare, care la partea inferioar este prevzut cu o lam metalic cu dou brae prinse n unghi drept sub forma literei V. Citirea se realizeaz dup ce, prin ridicarea atent a mirei, lama metalic atinge stratul de nboi.

Alte fenomene caracteristice proceselor de nghe pe ruri care sunt consemnate n jurnalul staiilor hidrometrice, sunt: ghea la mal, gheaa de fund, zpad n ap, sloiuri (la care se observ densitatea i mrimea), zporul etc.

Fig.7 Formarea unui

zpor

Mijloace i metode de msurare a debitului de aluviuni dintr-un ru Apa, ca agent de eroziune i modelare a scoarei terestre, acioneaz asupra scoarei de

alterare ntr-o multitudine de forme. n prima faz, picturile de ap ce provin din precipitaiile atmosferice, cnd vin n contact cu diferitele pturi ale scoarei terestre, exercit o aciune de dislocare a particulelor de sol, care apoi, parial sau total vor fi antrenate pe versant, prin scurgere, spre reeaua hidrografic.

Mecanismul transportului aluviunilor n albia unui ru depinde n primul rnd de viteza

curentului de ap. Astfel, s-a constatat c o particul solid este deplasat de curenii de ap n suspensie, salturi (cu frecvene, nlimi i lungimi diferite), trre sau se afl n stare de

17

repaos. Trecerea unei particule din starea de repaos, la cea de trre, saltaie sau suspensie se face atunci cnd viteza curentului de ap depete un anumit prag. Astfel la o anumit vitez a curentului de ap vor fi particule solide ce sunt depuse pe fundul albiei deoarece au o greutate mai mare i nu pot fi deplasate de curentul de ap. Particulele cu dimensiuni mai mici sunt deplasate de curentul de ap prin procesul de saltaie, iar cele mult mai mici sunt deplasate de masa de ap n suspensie.

n funcie de aceste stri dinamice n care se afl particulele solide n masa de ap se face i o difereniere a aluviunilor n: aluviuni trte(sau de fund) i aluviuni n suspensie.

Debitul de aluviuni este definit ca fiind cantitatea de material solid transportat de ctre ape, de pe suprafaa unui bazin hidrografic, pentru un interval de timp dat, prin seciunea vie a unui ru. Debitul total de aluviuni (S) rezult din nsumarea debitului de aluviuni n suspensie (R) cu debitul de aluviuni trte (sau de fund, G).

Determinarea debitului de aluviuni comport dou aspecte: -prelevarea de probe de ap n unul sau n toate punctele de pe verticalele de sondaj

unde s-au efectuat i msurtorile de vitez a curentului de ap cu ajutorul mijloacelor specifice;

-calcularea debitului de aluviuni n suspesie i trte pe baza datelor obinute din msurtori;

Dintre mijloacele utilizate n determinarea debitului de aluviuni n suspensie i trte se menioneaz:

Butelia de sticl este prevzut cu un dop din cauciuc prin care trec dou evi metalice (ajutaje), una prin care ptrunde apa, ntoars mpotriva curentului i cealalt prin care iese aerul, uor ndoit, pe direcia curentului de ap. Butelia este fixat pe un suport metalic (carcas) care, prin construcie, prezint fa de orizontal o nclinare de 30. Suportul metalic este prevzut cu o tij metalic pentru a se putea manevra mai uor i sigur pe direcia curentului.

Tahobatometrul este un aparat special conceput pentru recoltarea probelor de ap ce conin i materiale solide n stare de suspensie. Acest instrument poate fi utilizat i n determinarea unor caracteristici ale scurgerii lichide: viteza de scurgere a apei i debitul lichid. Dup modul de funcionare sunt mai multe tipuri de tahobatometre:

Tahobatometrul pliant (Fig.8) are aspectul unui balon din cauciuc cu volumul de

18

1200cm3, prevzut cu un tub metalic lung de 15cm i un diametru interior de 6mm. Pe tub este fixat un inel, prevzut cu un urub, prin intermediul cruia aparatul se fixeaz pe o tij metalic;

tahobatometrul cu volum constant este alctuit dintr-un recipient cilindric cu pereii rigizi n interiorul cruia se afl dou compartimente (A i B) care pot fi utilizate pentru colectarea probelor de ap ce conin aluviuni n suspensie.

Batometrul tubular cu umplere instantanee (de tip N.N. Jucovski) compus dintr-un

cilindru cu o capacitate de 1-5 litri prevzut la ambele capete cu cte un capac, a cror etaneitate se asigur printr-o garnitur de cauciuc. Fiecare capac este fixat cu un arc, iar ntregul instrument n timpul prelevrii probelor de ap este susinut de o tij metalic sau de un cablu metalic pentru a se lansa batometrul la adncimea dorit. n lungul tijei se gsesc i dou cabluri care pot elibera o clap ce sprijin cte o lamel fix prin intermediul crora sunt manevrate capacele. Acest instrument permite colectarea de probe de ap n condiiile unei circulaii normale a curenilor de ap.

Batometrul sit (cu plas) se utilizeaz la recoltarea materialului grosier (particule cu dimensiuni mai mari de 1cm) transportat prin albiile minore, mai ales din rurile care dreneaz ariile montane (Fig.9)

Instrumentul este format dintr-un cadru metalic de form dreptunghiular cu o lime de 20 cm, de care se fixeaz o plas de srm cu ochiuri de dimensiuni diferite dup calibrul materialului solid care se dorete a fi recoltat. Acest batometru se fixeaz la captul unei tije pentru a putea fi aezat pe fundul albiei. Probele sunt recoltate din minim 5 verticale, fiecare cu cte 3 probe cu acelai timp de recoltare.

Batometru de tip I.S.C.H. (sau capcan), folosit tot pentru recoltarea probelor de aluviuni trte, este alctuit dintr-o cutie cu o seciune la intrare de 22/20 cm, iar la ieire de 2,5 ori mai mare. n interiorul cutiei se gsete un grtar prevzut cu striuri orientate n sens contrar scurgerii apei, grtar care permite reinerea aluviunilor grosiere. Cutia este protejat de o carcas metalic pe care este fixat o tij metalic pentru a putea fi amplasat pe fundul albiei.

Msurtorile de debit aluvionar se fac, de regul, n seciunile staiilor hidrometrice deoarece sunt necesare i determinrile de vitez ale curentului de ap n punctele de recoltare a probelor de ap.

19

Principalele tipuri de msurtori pentru determinarea debitului de aluviuni n suspensie, sunt:

- msurtori complete asupra debitului de aluviuni n suspensie: probele de ap cu materiale n suspensie se recolteaz n toate punctele unde s-au efectuat i msurtorile punctuale privitoare la viteza curentului de ap;

- msurtori n punctul de 0,6h: se recolteaz probe de ap cuprinznd materiale solide n suspensie numai n punctul de 0,6h de pe fiecare vertical de sondaj. Acest tip de msurtoare se practic n fazele scurgerii lichide maxime;

Fig.8 Tahobatometru pliant i curba lui de tarare - msurtori de suprafa se efectueaz tot n timpul scurgerii lichide maxime, atunci

cnd condiiile de lucru sunt dificile. n acest caz, probele de ap cu aluviuni n suspensie se vor preleva pentru toate verticalele de sondaj pentru determinarea vitezei de scurgere a apei, n

seciunea vie a albiei, numai n punctele de suprafa; - msurtoarea global const n prelevarea

probelor de ap cu materiale aflate n suspensie n trei puncte de pe verticala de sondaj (0,2h, 0,6h i 0,8h). Probele prelevate se amestec i se obine o singur prob pentru fiecare vertical de sondaj;

Fig.9 Batometru sit

20

- msurtoarea integral presupune recoltarea unei singure probe de ap cu materiale n suspensie pentru fiecare vertical de sondaj. Cel mai adesea se utilizeaz un batometru cu umplere prelungit, care se scufund cu o vitez redus i uniform de la suprafa la fund i invers, obinndu-se astfel o singur prob de ap cu materiale solide n suspensie;

- msurtoarea unitar presupune prelevarea unei singure probe de ap cu material solid aflat n suspensie dintr-un anumit punct ales i la un interval de timp prestabilit (zilnic, decadal, lunar etc.).

Rezultatele msurtorilor, privitoare la debitele de aluviuni n suspensie i trte, trebuie s fie utilizate n corelaie cu cele ale debitelor i vitezei curentului de ap n punctele de recoltare.

2.3 Mijloace i metode de prelevare a probelor de ap n vederea determinrii caracteristicilor hidrochimice

n vederea prelevrii probelor de ap pentru determinarea caracteristicilor hidrochimice se utilizeaz, n principal, sticla de prob i sticla cu ajutaje.

Sticla de prob, cu o capacitate de 1 sau 2l este cel mai uzitat mijloc pentru prelevrile de ap de la suprafaa rului. Sticlele se scufund n ap i dup prelevarea probelor se astup cu dopuri de cauciuc sau dopuri nvelite n foaie de polietilen.

Sticla cu ajutaje este folosit tot pentru recoltarea probelor de la suprafaa rului. Acest mijloc de recoltare a probelor de ap este alctuit dintr-o butelie cu o capacitate de 1-2l i dou tuburi din metal sau sticl (ajutaje) cu diametrul de 4-6 mm care trec prin dopul de cauciuc ce astup sticla. Sticla cu ajutaje, n momentul n care se preleveaz probele de ap, prezint avantajul c nu permite contactul cu aerul atmosferic, fiind utilizat pentru a analiza diferitele gaze dizolvate n ap (n special O2 i CO2).

Recoltarea probelor din apele curgtoare (ruri i pruri) se face pe firul apei, n tronsoanele n care curentul este foarte puternic, iar amestecul apei este complet. n general, se

evit recoltarea probelor de ap n apropiere barajelor, n braele rurilor fr scurgere, n zonele afectate de remuu etc.

Probele de ap se recolteaz o singur dat sau n serie i pot fi simple sau medii, iar n alegerea punctelor fixe de recoltare se ine seama de accesibilitatea lor n tot cursul anului.

21

Probele recoltate se grupeaz n dou tipuri: simple sau momentane i medii sau mixte. Proba simpl furnizeaz date asupra compoziiei apei numai pentru locul i momentul n care s-a prelevat. Proba medie se obine prin amestecarea unei pri egale de probe simple, prelevate din acelai loc, la anumite intevale de timp, sau prelevate concomitent, dar din puncte diferite. Valorile constituienilor chimici determinate n urma analizei chimice a probelor de ap sunt corelate cu debitele lichide msurate n aceleai puncte.

2.4 Prelucrarea, analiza i interpretarea datelor hidrometrice referitoare la nivelul apei din ruri

Nivelul apei din unitile acvatice, care se citete cu ajutorul mirelor hidrometrice sau limnigrafelor, sunt cote sau valori instantanee din momentul observaiei suprafeei libere a apei raportat la un plan fix.

Pentru a caracteriza regimul de scurgere al unui ru, mai ales din necesiti practice, este necesar s se cunoasc nivelul mediu zilnic, nivelurile caracteristice lunare i anuale (medii, minime, maxime), precum i frecvena unor anumite niveluri.

Nivelurile zilnice citite la mirele hidrometrice sau la limnigrafe sunt nscrise ntr-un

caiet special i pe baza acestora se calculeaz nivelul mediu zilnic, lunar, anual, i multianual, sau se pot extrage valorile corespunztoare nivelului maxim sau minim lunar, anual sau multianual.

Nivelul mediu zilnic se calculeaz ca fiind media aritmetic a nivelurilor citite pe mir sau limnigraf n ziua respectiv. La un post hidrometric, citirile pe mir a nivelului, n condiii normale, se fac zilnic, de dou ori, la orele 7 i 17. Din media celor dou niveluri citite la orele 7 i 17 rezult nivelul mediu zilnic.

Nivelurile caracteristice lunare i anuale. Nivelurile medii lunare se calculeaz ca fiind media aritmetic a nivelurilor medii zilnice dintr-o lun. Nivelul mediu anual rezult din media aritmetic a celor 12 valori medii lunare ale nivelurilor unui ru. Nivelul maxim i nivelul minim lunar i anual se extrag din dintre valorile instantanee ale nivelurilor nregistrate ntr-o lun sau ntr-un an.

Datele referitoare la nivelurile instantanee nregistrate la orele de observaie se nscriu n jurnalul postului hidrometric, dup care se calculeaz nivelul mediu zilnic. Valorile

22

nivelurilor medii zilnice se nscriu ulterior n Anuarele Hidrologice. Pe baza acestora se vor

construi hidrograful nivelurilor zilnice, graficul de frecven i durat a nivelului apei unui ru, graficul tip, hidrogradul etc.

23

Capitolul 3 - Hidrograful nivelurilor medii zilnice, lunare, anuale i multianuale. Hidrogradul

Hidrogradul (Hgr), este un parametru hidrologic mai puin utilizat n studiile hidrologice i mai mult n navigaie, mai ales n rile riverane unor mari fluvii navigabile (Dunrea, Volga, Rinul, Nilul).

Prin hidrograd se nelege a zecea parte din amplitudinea nivelurilor maxime (Hmax) i minime (Hmin), nregistrate n perioada de observaii.

Pentru ntocmirea hidrografului nivelurilor zilnice se vor extrage datele cu nivelurile

medii zilnice calculate la un anumit post hidrometric care se vor nscrie ntr- un tabel.

Hidrograful nivelurilor medii zilnice se construiete pe baza acestui tabel, folosindu-se un sistem de coordonate rectangulare, unde pe abscis se vor nscrie zilele i lunile din cursul unui an, iar pe ordonat, n funcie de valorile minime i maxime ale nivelului, se va stabili scara intervalelor de nivel. Pe scara orizontal (abscis) 1mm este egal cu o zi, iar pe scara vertical (pe ordonat), 1cm este egal cu 10cm variaie de nivel. Prin nscrierea tuturor datelor privind nivelul apelor din cursul a 365 de zile i prin unirea celor 365 de puncte se obine hidrograful nivelurilor medii zilnice din cursul unui an. Pentru exemplificare a fost construit

hidrograful nivelurilor medii zilnice a rului Nicolina n anul 2000 (Fig.10).

n acelai mod se construiesc i hidrografele nivelurilor medii lunare, anuale i multianuale ale rului Nicolina, ns pe abscis se nscriu, conform scrilor alese (1cm=1lun sau 1cm=1an), valorile corespunztoare timpului menionat (Fig.11 i Fig.12).

Astfel, pe baza datelor nscrise n Tabelul 2.14. i pe baza hidrografului nivelurilor medii zilnice se pot stabili diverse niveluri i faze caracteristice ale scurgerii pentru un ru aflat ntr-o anumit zon geografic. Dintre nivelurile caracteristice rului Nicolina, pentru anul 2000, se pot meniona:

- nivelul mediu anual Hmed.=19,7cm;

- nivelul maxim anual Hmax.=76,4cm, nregistrat la data de 22 iulie 2000;

- nivel minim anual Hmin.=5,8cm, nregistrat n perioada 4-11ianuarie 2000;

24

- nivelul mediu lunar oscileaz ntre 6,0, calculat pentru luna ianuarie i 41,7cm calculat pentru luna iulie.

Scurgerea apei, n cadrul rului Nicolina, cunoate mai multe faze caracteristice, n decursul unui an distingndu-se (Fig.10):

- apele mici de iarn (a), caracteristice perioadei decembrie - sfritul lunii martie, cnd se nregistreaz valori mici ale oscilaiilor nivelului apei (ntre 5,8 i 13cm) datorit cantitilor mici de precipitaii i temperaturilor sczute care permit stocarea apei n stratul de zpad sau sub form de ghea, diminund efectiv scurgerea apei din ru. n aceeai perioad s-a produs i nivelul minim anual, ntre 4-11 ianuarie, cnd s-a msurat un nivel al apei n rul Nicolina de 5,8cm;

- ape mari de primvar (b), caracteristice lunilor aprilie i mai. Valori mici ale nivelului se nregistreaz pn la sfritul lunii martie, cnd sub efectul creterii temperaturii aerului i cantitilor de precipitaii mai bogate are loc o cretere a nivelului apei, care atinge un maxim n luna mai (23,5cm n data de 6 mai), dup care scade uor.

- ape mari din timpul viiturilor de var (c), cnd sub efectul producerii unor ploi toreniale are loc o cretere brusc a nivelului apei, atingndu-se nivelul maxim anual (76,4cm n data de 22 iulie), care a fost precedat n luna iunie de o alt cretere a nivelului datorit producerii unor cantiti nsemnate de precipitaii (n data de 24 iunie 2000 s-a msurat un nivel al apei pe rul Nicolina de 30,2cm);

- ape mici de var, caracteristice sfritului de var (luna august) i nceputului de toamn (d). Nivelurile sczute ale apei din aceast perioad sunt determinate de cantitile foarte reduse de precipitaii (n aceste luni se produc frecvente secete n Cmpia Moldovei (Minea, Stng, 2004) i temperaturii ridicate ale aerului care duc la creterea evapotranspiraiei cu efect asupra scurgerii rurilor;

25

Fig.10. Hidrograful nivelurilor medii zilnice pentru rul Nicolina (anul 2000)

Fig.11. Hidrograful nivelurilor medii lunare pentru rul Nicolina (anul 2000)

26

Fig.12 Hidrograful nivelurilor medii anuale, pentru rul Nicolina (anul 2000)

- ape mari de toamn (e), caracteristice perioadei octombrie-noiembrie, care duc la creteri ale nivelurilor destul de importante (27,6cm n 4 noiembrie), ca efect al producerii unor cantiti mai mari de precipitaii i scderii valorilor evapotranspiraiei sub impulsul scderii temperaturii aerului.

Din analiza hidrografului nivelurilor medii zilnice a rului Nicolina i a principalelor faze ale scurgeii apei se poate ncadra acest curs de ap n categoria rurilor care aparin tipului pericarpatic estic (Geografia Romniei, vol.I, 1983).

Bibliografie

Morfometria bazinelor hidrografice - Zavoianu Ion (Buc. Ed.

Academiei RSR 1978);

Morfologia si dinamica albiilor de ruri - Ionita Ichim, Dan Batuca, Maria Radoane (Buc. Ed. Tehnica 1989);

Hidrlogie - Pisota Ion, Zaharia Liliana, Diaconu Daniel (Ed. Universitara 2005);

Hidrologie; manual - Pisota Ion, Buta Iuliu (Buc. Ed. Didactica si pedagogica 1983);

Hidrologie - Zavoianu Ion (Ed. Fundaiei Romnia de Mine 2002).

CopertaCuprinsARGUMENTContinutBibliografie

/ColorImageDict > /JPEG2000ColorACSImageDict > /JPEG2000ColorImageDict > /AntiAliasGrayImages false /CropGrayImages true /GrayImageMinResolution 300 /GrayImageMinResolutionPolicy /OK /DownsampleGrayImages true /GrayImageDownsampleType /Bicubic /GrayImageResolution 300 /GrayImageDepth -1 /GrayImageMinDownsampleDepth 2 /GrayImageDownsampleThreshold 1.50000 /EncodeGrayImages true /GrayImageFilter /DCTEncode /AutoFilterGrayImages true /GrayImageAutoFilterStrategy /JPEG /GrayACSImageDict > /GrayImageDict > /JPEG2000GrayACSImageDict > /JPEG2000GrayImageDict > /AntiAliasMonoImages false /CropMonoImages true /MonoImageMinResolution 1200 /MonoImageMinResolutionPolicy /OK /DownsampleMonoImages true /MonoImageDownsampleType /Bicubic /MonoImageResolution 1200 /MonoImageDepth -1 /MonoImageDownsampleThreshold 1.50000 /EncodeMonoImages true /MonoImageFilter /CCITTFaxEncode /MonoImageDict > /AllowPSXObjects false /CheckCompliance [ /None ] /PDFX1aCheck false /PDFX3Check false /PDFXCompliantPDFOnly false /PDFXNoTrimBoxError true /PDFXTrimBoxToMediaBoxOffset [ 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 ] /PDFXSetBleedBoxToMediaBox true /PDFXBleedBoxToTrimBoxOffset [ 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 ] /PDFXOutputIntentProfile () /PDFXOutputConditionIdentifier () /PDFXOutputCondition () /PDFXRegistryName () /PDFXTrapped /False

/CreateJDFFile false /Description > /Namespace [ (Adobe) (Common) (1.0) ] /OtherNamespaces [ > /FormElements false /GenerateStructure false /IncludeBookmarks false /IncludeHyperlinks false /IncludeInteractive false /IncludeLayers false /IncludeProfiles false /MultimediaHandling /UseObjectSettings /Namespace [ (Adobe) (CreativeSuite) (2.0) ] /PDFXOutputIntentProfileSelector /DocumentCMYK /PreserveEditing true /UntaggedCMYKHandling /LeaveUntagged /UntaggedRGBHandling /UseDocumentProfile /UseDocumentBleed false >> ]>> setdistillerparams> setpagedevice









Tot

Documents

Transcript of Tot