7/22/2019 Raport 3 - Copy
1/114
1
UNIVERSITATEA BABES-BOLYAI CLUJ NAPOCA
F A C U L T A T E A D E G E O G R A F I E
CATEDRA DE GEOGRAFIE FIZIC I TEHNIC
BAZINUL NIRAJULUISTUDIU DE GEOMORFOLOGIE APLICATA Raportul numrul 2
Coordonator tiinific:
Prof. Univ. Dr. Petrea Dnu Doctorand:
Roca Sanda Maria
Cluj Napoca2013
7/22/2019 Raport 3 - Copy
2/114
2
CuprinsINTRODUCERE ............................................................................................................................................... 4
STRUCTURA TEZEI DE DOCTORAT ................................................................................................................. 6
Activitatea tiinific ..................................................................................................................................... 8
Articole tiinifice ...................................................................................................................................... 8
Participri la conferine ............................................................................................................................ 8
Stagii de pregtire/cursuri ........................................................................................................................ 9
1. FACTORII FIZICO-GEOGRAFICI DETERMINANI AI RELIEFULUI ACTUAL.............................................. 10
1.1. Factorul climato-hidrologic ............................................................................................................. 10
1.1.1. Precipitaiile .............................................................................................................................. 11
1.1.1.1. Tendina cantitatii medii anuale de precipitaii atmosferice............................................ 12
1.1.1.2. Caracteristicile perioadelor excedentare i deficitare sub aspect pluviometric................ 15
1.1.1.3. Cantitile maxime de precipitaii n 24 de ore ................................................................. 23
1.1.1.4. Identificarea perioadelor de revenire a precipitaiilor maxime ........................................ 24
1.1.2. Temperatura aerului ................................................................................................................. 26
1.1.3. Scurgerea i regimul hidric ........................................................................................................ 28
1.1.3.1. Tendine i variaii ale scurgerii medii ............................................................................... 28
1.1.3.2. Identificarea perioadelor de revenire a debitelor medii ................................................... 30
1.1.3.3. Scurgerea maxima (analiza viiturilor) ............................................................................... 33
1.1.3.4. Frecventa pe anotimpuri a viiturilor din perioada 1950-2012 .......................................... 44
1.1.3.5. Identificarea perioadelor de revenire a debitelor maxime................................................ 46
1.1.4. Debitul formativ al albiilor actuale ........................................................................................... 47
1.1.4.1. Realizarea profilelor transversale ...................................................................................... 49
1.1.4.2. Determinarea debitului la maluri pline .............................................................................. 511.1.4.3. Granulometria depozitelor de albie ................................................................................... 52
1.1.4.4. Identificarea perioadelor de revenire a debitelor la maluri pline ..................................... 59
1.1.4.5. Calcularea puterii fluviale .................................................................................................. 60
1.1.4.6. Efectele scurgerii maxime ................................................................................................. 63
1.1.5. Variaia debitului solid .............................................................................................................. 64
7/22/2019 Raport 3 - Copy
3/114
3
1.1.6. Tendine viitoare ....................................................................................................................... 66
1.2. Factorii biogeografici. Vegetaia i solul ......................................................................................... 68
1.2.1. Acoperirea terenului ................................................................................................................. 68
1.2.2. Dinamica pdurilor din bazinul Nirajului n perioada 1970 2012 .......................................... 69
1.2.3.Caracterizarea nveliului de sol ................................................................................................ 73
1.2.4. Textura solului ........................................................................................................................... 75
1.3. Factorul antropic ............................................................................................................................. 81
2. EROZIUNEA SOLULUI PRIN MODELUL U.S.L.E. ....................................................................................... 85
3. DELIMITAREA ZONEI DE MEANDRARE .................................................................................................... 95
3.1. Zona Istoric de Meandrare (HMZ)................................................................................................. 97
3.2. Bufferul de eroziune ........................................................................................................................ 98
3.3. Zona cu restrictivitate pentru meandrare (RMA) ............................................................................ 99
4. APLICAREA MODELULUI PROBABILISTIC DE DETERMINARE A INSTABILITII ALBIEI......................... 102
5. CONCLUZII ............................................................................................................................................. 109
6. BIBLIOGRAFIE ........................................................................................................................................ 113
7/22/2019 Raport 3 - Copy
4/114
4
INTRODUCERE
Bazinul Nirajului reprezint un bazin morfohidrografic complex cu numeroase schimbri
morfologice i morfometrice, pe alocuri fiind caracterizat prin instabilitate, ceea ce conduce la
necesitatea identificrii relaiilor de interconexiune i interdependen ntre factorii cauzali
bazate pe msurtori reale ale schimbrilor.
Scopul studiului l reprezint aprofundarea cunotinelor i aducerea la zi a informaiilor de
natur geomorfologic avnd n vedere influena deosebit a proceselor geomorfologice asupra
comunitilor umane cu implicaii directe n economia teritoriului.
Pentru atingerea acestui scop se va urmri realizarea unor obiective generale i specifice.
Identificarea proceselor i fenomenelor ca surse generatoare derisc n ecuaia teritorial;
Identificarea interdependenelor dintre procesele geomorfologice definitorii ce opereazla nivelul bazinului Nirajului i modul n care acestea afecteaz vetrele de aezri i cile
de comunicaie;
Evaluarea spaio-temporal a susceptibilitii la procesele geomorfologice inductoare derisc;
Realizarea unui model aplicativ de amenajare a bazinului Nirajului n raport cu factoriide risc.
Deoarece premisele cercetrii i conceptele metodologice, precum i caracteristicilor calitative i
cantitative ale bazinului hidrografic, al sistemului versanilor i a alibiilor de ru care confer
specificitate arealului analizat au fost prezentate anterior, pentru raportul de fa s-au urmrit
urmtoarele aspecte:
Identificarea factorilor naturali i antropici care influeneaz apariia i evoluiaproceselor geomorfologice ;
Identificarea debitului formativ al albiilor actuale, a debitului la maluri pline, precum i aperioadelor de depire i nedepire a acestora i a perioadelor de retur, etap necesarn cuantificarea a parametrilor hidraulici care vor suplini estimrile calitative i vor oferi
o imagine apreciabil la nivelul mediilor morfogenetice ale sectoarelor cu energie mare,
medie i joas n corelaie cu zonele bazinului dedrenaj.
7/22/2019 Raport 3 - Copy
5/114
5
Evaluarea susceptibilitii le eroziunea solului i la migrrile de albie prin metodeanalitice;
Utiliznd zona istoric de meandrare i buffer-ul de eroziune determinat prin metodaprobabilistic s-a identificat zona liber de meandrare (engl. Channel Migration Area) a
rului pentru un pas de timp de 102 ani, perioad considerate semnificativ ca urmare a
implicaiilor geomorfologice, economice i nu n ultimul rnd ecologice
Delimitarea zonei libere de meandrare ne-a permis apoi identificarea arealelor cupotenial de meandrare (engl. Migration Potential Area) deci a zonelor cu potenial de
meandrare sczut, moderat i ridicat innd cont de rata maxim i medie de eroziune, de
prezena cursurilor abandonate i de proximitatea sectoarelor geologice cu rezisten
ridicat la eroziune.
Precizm astfel faptul c aplicnd aceast metodologie se va o obine o imagine la scarmedie a dinamicii albiei rului, identificarea zonelor cu risc moderat spre ridicat de
producere a migrrilor de albie n urmtorii 50 de ani cu implicaii de ordin practic ca
urmare al efectelor negative manifestate prin pierderi ale terenului agricol i afectarea
elementelor de infrastructur (poduri i drumuri).
7/22/2019 Raport 3 - Copy
6/114
6
STRUCTURA TEZEI DE DOCTORAT
1. INTRODUCERE
1.1. Geomorfologia Aplicat coninut, semnificaii i contribuii de referin1.2. Retrospectiv privind cercetarea anterioar a bazinnului Nirajului1.3. Metodologia
2. BAZINUL NIRAJULUI - AEZARE GEOGRAFIC, LIMITE I ELEMENTE DEINTEGRARE TERITORIAL
2.1. Poziia geografic i limite
2.2. Elemente de individualitate i subordonare geografic2.3. Consideraii generale asupra originii i evoluiei reliefului
2.3.1. Evoluia paleogeografic2.3.2. Particulariti geologice ale substratului
3. CARACTERISTICI MORFOLOGICE I MORFOMETRICE ALE TERITORIULUIANALIZAT
3.1. Caracteristicile morfometrice ale albiilor de ru3.1. 1. Profile longitudinale3.1.2. Profile transversale
3.1.3. Tipologia albiei minore3.1.4. SPI (Stream Power Index)3.1.5. Morfometria meandrelor rului Niraj3.1.6. Indicele de sinuozitate3.1.7. Granulometria depozitelor de albie
3.2. Caracteristici morfometrice i morfografice ale versanilor3.2.1. Hipsometria3.2.2. Geodeclivitatea3.2.3. Adncimea fragmentrii3.2.4. Densitatea fragmentrii
3.2.5. Curbura n plan3.2.6. Curbura n profil3.2.7. Curbura total3.2.5. Orientarea versanilor
4. FACTORII FIZICO-GEOGRAFICI DETERMINANI AI RELIEFULUI ACTUAL
4.1. Factorul climatic4.1.1. Precipitaiile
7/22/2019 Raport 3 - Copy
7/114
7
4.1.2. Temperatura aerului4.1.3. Vntul
4.2. Factorul hidrologic4.2.1. Structura i compoziia reelei hidrografice4.2.2. Scurgerea i regimul hidric
4.2.3. Viiturile4.3. Factorii biogeografici. Vegetaia i solul4.4. Factorul antropic
5. MORFODINAMICA BAZINULUI NIRAJULUI
5.1. Concepte definitorii privind sistemele morfohidrografice
5.2. Sistemul albiilor de rufuncionalitate, evoluie recent i consecine5.2.2. Evoluia recent a rului Niraj migrrile de albie5.2.3. Variabilitatea fenomenului n spaiu i timp5.2.3. Delimitarea spaiului de libertate al rului/a canalului de meandrare
5.3. Sistemul versanilor5.4.1. Procese geomorfologice actuale ce acioneaz la nivelul versanilor5.4.2. Inventarierea alunecrilor de teren
5.4. Raporturi morfodinamice n sistemul vale-versant5.5. Rata medie de denudare a subbazinelor hidrografice
6. PREDICIA SPAIO-TEMPORAR A ZONELOR VULNERABILE RISCURILORGEOMORFOLOGICE
6.1. Eroziunea solului prin Modelul U.S.L.E.
6.2. Evaluarea succeptibilitii la alunecri de teren6.2.2. Evaluarea succeptibilitii la alunecri de teren conform legislaiei n vigoare6.2.3. Modelul statistic de determinare a succeptibilitii la alunecri de teren
6.3. Predicia migrrilor de albie6.3.2. Rezistena la eroziune pe baza rezistenei geologice i a proteciei vegetale
6.4. Identificarea potenialului geomorfologic
7. CERCETAREA GEOMORFOLOGIC APLICAT PENTRU PROBLEME DEAMENAJARE A TERITORIULUI
7.1. Potenialul turistic al Vii Nirajului7.2. Identificarea elementelor de favorabilitate i restrictivitate a teritoriului7.3. Propuneri de amenajare a zonelor succeptibile riscurilor geomorfologice
CONCLUZIIBIBLIOGRAFIE
7/22/2019 Raport 3 - Copy
8/114
8
Activitatea tiinific
Articole tiinifice
1. ROCA SANDA, 2011, The flash floods analysis, representative for Niraj river between1970-2008,n Air and Water components of the Enviroment, Cluj Napoca, ISSN: 2067-743X
2. ROCA SANDA, IACOB IONU, 2012, Flood Succeptibility Assesment in the NirajBasin, n Air and Water components of the Enviroment, Cluj Napoca, ISSN: 2067-743X
3. ROCA SANDA, IOAN RUS, PETREA DNU, 2012, Using GIS tools in Niraj riverfluvial morfodynamics,n Revista de Geomorfologie,nr. 14, Bucureti
4. ROCA SANDA, PETREA DNU, IACOB IONU, 2012, Vulnerability to channelmigration on the Niraj river, n Geographia Napocensis, nr. 2, Cluj Napoca
5. IACOB IONU, ROCA SANDA, PETREA DNU, BLGEANU ALEXANDRA,2012,Fractal dimension of urban expansion based on remote sensing images, n GeographiaNapocensis, nr. 2, Cluj Napoca
6. ROCA SANDA, PETREA DNU, IACOB IONU, 2013,Niraj Rivers channel migration:a response to hydro-climatic variability, n Air and Water components of the Enviroment,Cluj Napoca, ISSN: 2067-743X
7. ROCA SANDA, PETREA DNU, IRIMU IOAN-AUREL, Landslide SusceptibilityAssessment Using Bivariate Statistical Analysis (BSA)Case Study: The Small NirajRiver Basin (Transylvania Depression, Romania)-abstract- n Geomorfologia Slovaca etBohemica
Participri la conferineNr. Nume Conferin/Simpozion Clasificare Nume Articol
1Air and Water components of theEnviroment, Cluj Napoca, 18-19
Martie,23-24 Martie, 2012
ConferinInternaional
Flood Succeptibility Assesment in theNiraj Basin
2Simpozionului Naional de
Geomorfologie, Baru, 14-17 Iunie,2012
SimpozionNaional
Utilizarea tehnologiei GIS nmorfodinamica albiilor rului Niraj
Decembrie, 2013
7/22/2019 Raport 3 - Copy
9/114
9
3.International Sympozion GIS
Vulnerability and Risk Assessmentusing GIS, 9-10Noiembrie
SimpozionInternaional
Vulnerability to channel migration on theNiraj river
4.
International Sympozion GIS-
Vulnerability and Risk Assessmentusing GIS
SimpozionInternaional Fractal dimension of urban expansion
based on remote sensing images
5.Simpozionul Naional de
Geomorfologie, Suceava, 30 Mai-1Iunie
SimpozionNaional
Evaluarea cantitativ i semicantitativ asusceptibilitii la alunecri de teren.Studiu de caz: bazinul hidrografic alNirajului
6.Simpozionul Naional de
Geomorfologie, Suceava, 30 Mai-1Iunie
SimpozionNaional
Rolul reliefului n evoluia, structura ifuncionalitatea spaiului urban zluan
7.Carpatho-Balkan-Dinaric
Conference on GeomorphologyConferin
Internaional
Landslide Susceptibility AssessmentUsing Bivariate Statistical Analysis (Bsa)
Case Study: The Small Niraj RiverBasin (Transylvania Depression,Romania)
8.8thIAG International Conference
Geomorphology, Paris, 27-31August, 2013
ConferinInternaional
Methodological Comparative AssesmentOf The Landslide Susceptibility UsingGis TechnologyCase-Study: The Niraj River Basin(Transylvania Depression, Romania)
9.Sisteme Informaionale
Geografice, Iai, 11-12 OctombrieSimpozion
Internaional
ArcGis application for identifyinglandslide susceptible areas
Stagii de pregtire/cursuriNr. Cursuri/Stagii de pregtire Organizator
1Metode generale de cercetare n geografie fizic
i mediu nconjurtor, metodica elaborrii delucrri tiinifice
Facultatea de Geografie, UniversitateaBabe Bolyai
(Prof. dr. Virgil Surdeanu)
2 Morfodinamica teritoriului RomnieiFacultatea de Geografie, Universitatea
Babe Bolyai(Prof. dr. Ioan Aurel Irimu)
3Riscurile naturale i gestionarea lor n
Romnia
Facultatea de Geografie, UniversitateaBabe Bolyai
(Prof. dr. Virgil Surdeanu)
4 Metode statistico-matematice n geografieFacultatea de Geografie, Universitatea
Babe Bolyai(Prof. dr. Ionel Haidu)
5. Modele 3D din colecii raster Seminariile GEO-SPATIAL.ORG, ClujNapoca, 27-28 Aprilie, 20126. Prelucrarea datelor spaiale n GRASS GIS
7. Realizarea hrilor cu Tile MillSeminariile GEO-SPATIAL.ORG, Cluj
Napoca, 19-20 Aprilie, 2012
7/22/2019 Raport 3 - Copy
10/114
10
1. FACTORII FIZICO-GEOGRAFICI DETERMINANI AIRELIEFULUI ACTUAL
Din categoria factorilor care au conlucrat i conlucreaz n present la nivelul modelriireliefului i a impunerii unui anumit tip de peisaj amintim factorii: climatici, hidrologici,
pedologici, tectonici i nu n ultimul rnd factorii antropici.
Avnd la baz principiul etajrii, se difereniaz pe trepte morfogenetice, caracteristici
comune, procese i forme de relief care evolueaz sub aceleai fore, respecnd aceleai legiti.
n ceea ce privete relieful din bazinul hidrografic al Nirajului, se remarc o modelare a
acestuia dependent de petrografie, n bazinul superior este vorba despre roci dure, cu intercalaii
vulcanice, pentru ca n bazinul mijlociu i inferior s predomine rocile friabile: argile, marne,
nisipuri, pietriuri. Modelarea actual a reliefului este predominant fluvio-torenial. Cadrul
morfostructural al modelrii este imprimat de relieful de cust, formele reliefului specific cutelor
diapire, precum i de formele de relief fluvio-erozive i de acumulare. Se remarc
interconexiunea dintre factori, modificrile survenite la nivelul unuia dintre acetia impunnd o
readaptare a celorlali. Vom identifica n capitolul de fa evoluia i tendina elementelor
climatice relevante care vor influena comportamentul hidrologic al rului Niraj i al afluenilor
acesteia.
1.1. Factorul climato-hidrologic
Bazinul studiat face parte din regiunea climatic a munilor joi n cazul bazinului
superior, pn n dreptul localitii Cmpul Cetii, al regiunii dealurilor i podiurilor nalte n
bazinul mijlociu pn la nivelul localitii Dmieni i din regiunea de dealuri i podiuri joase
pn la confluena cu rul Mure (conform Atlasului climatic al Romniei, 2009). Avnd o
orientare NE-SV, ntreg bazinul hidrografic este expus influenelor oceanice cu o etajare a
elementelor climatice n funcie de altitudine.
Regimul elementelor climatice din sectorul analizat se caracterizeaz prin
neuniformitate i abateri nsemnatede la strile medii, lucru care se rsfrnge asupra controlului
pe care l exercit factorul climatic asupra proceselor actuale de albie, cu momente de accelerare
spectaculoas a cuplului eroziune acumulare, alternnd cu faze prelungi de stagnare a strii
sistemelor geomorfologice.
7/22/2019 Raport 3 - Copy
11/114
11
Teritoriul analizat beneficiaz de condiii climatice temperat continentale, cu un anumit
grad de moderare impus de ansamblul factorilor fizicogeografici specifici.
1.1.1. Precipitaiile
Pentru analiza variaiei cantitii de precipitaii s-au analizat datele provenite de la
posturile pluviometrice situate n bazinul hidrografic analizat dar pentru asigurarea continuitii
i ca urmare a reprezentativitii, staia Trgu Muresituat n apropiereazonei analizate a fost
adaugat(fig.1.). Analiznd iruri lungi de date se poate obine o imagine de ansamblu privind
succesiunea perioadelor excedentare i deficitare sub aspect pluviometric pentru bazinul
Nirajului, abordare ce permite identificarea unei eventuale cicliciti a episoadelor de secet i
umiditate accentuat.
Fig.1: Poziia geografic astaiilor hidrometrice i a posturilor pluviometrice utilizate n analiz
Factorii fizico-geografici reprezentai de particularitile reliefului prin altitudine,
orientare i fragmentare imprim varietate fenomenelor meteorologice, precipitaiile fiind
repartizate neuniform la nivelul bazinului hidrografic, remarcndu-se o cretere a cantitii
acestora odatcu altitudinea staiilor meteorologice. (fig. 2)
7/22/2019 Raport 3 - Copy
12/114
12
y = 1.9474x - 32.103
R = 0.8507
500
550
600
650
700
750
800
850
900
950
1000
290 340 390 440 490Cantitateamedieaprecipita'iilor
(mm/an)
Altitudinea (m)
Pentru a obine valoarea cantitii de precipitaii medii din bazinul Nirajului s -a utilizat
Modelul digital de elevaie i cantitile medii de precipitaii de la posturile pluviometrice situate
n bazinul Nirajului: Eremitu (490 m), Vrgata (370 m), Miercurea Nirajului (350 m), Bereni
(385), Veca (385 m), Cinta (302 m), Tirimia (310 m), i a altor staii meteorologice din
apropierea zonei analizate:
Trgu Mure (308 m), Bato
(449 m), Dumbrveni (318
m), Blaj (337 m), Trnveni
(523 m), Alba Iulia (246 m)
i Odorheiul Secuiesc (524 m)
oferite de ctre Agenia
Meteorologic Trgu Mure.
Fig. 2: Corelaia cantitii medii de precipitaii cu altitudinea
Se remarc astfel coeficientul de corelaie de 0,850 care indic astfel influena direct
a altutudinii n creterea cantitii de precipitaii. Ecuaia funciei care descrie aceast relaie a
fost utilizat pentru obinerea gridului precipitaiilor.
1.1.1.1. Tendina cantitatii medii anuale de precipitaii atmosfericeStudiile climatice care au ca i obiectiv analizarea cantitilor de precipitaii pentru
ntreaga regiune a Depresiunii Transilvaniei au scos n eviden anumite perioade ale secolului
XX de excedent dar i deficitar pluviometric precum i variaii sezoniere i anuale observabile la
nivelul tuturor staiilor pluviometrice dar cu diferenieri mai evideniate la nivel de staie.
(Croitoru, 2006)
La nivelu bazinului Nirajului, pentru ntreg intervalul temporar de studiu se observa o
variaie sinusoidal existand o varietate de situaii la a nivel anual, ns tendina genera la
nivelul celor 44 de ani este de cretereuoara cantitii de precipitaii. Analiznd cantitatea de
precipitaii ntre anii 1970-2012 se poate observa o variaie ridicat de la un an la altul cu
perioade srace n precipitaii (intervalul 1987-1997), i o variaie sinusoidal cu tendin de
scdere n intervalele 1998-2004 i 2005-2012 (fig. 4.3).
7/22/2019 Raport 3 - Copy
13/114
13
Fig.3: Variaia cantitii medii anuale de precipitaii n intervalul 1970-2012
Analiznd tendina cantitii de precipitaii pentru fiecare anotimp se poate observa o mai
mare variabilitate de situaii, astfel pentru cantitatea de precipitaii din sezonul de primvar s e
poate constata o tendin de uoar cretere , care se menine i la nivelul tendinei cantitii de
precipitaii de toamn. n cazul verii
tendina este de uoar scdere, pentru
ca n sezonul de iarn tendina sa fie
de staionaritate(fig.5).
Procentual se remarc
anotimpul de var cu o pondere de
40,43 % din cantitatea anual de
precipitaii, urmat de toamn cu 26 %,primvara cu 16,99 % i iarna cu cea
mai mic pondere 15,71 % (fig. 4).Fig. 4: Distribuia procentual a cantitiianotimpuale de precipitaii
7/22/2019 Raport 3 - Copy
14/114
14
Fig. 5 : Tendina fuctuaiilor cantitii de precipitaii pentru primvar (a), var (b), toamn (c) i iarn (d).
a b
c d
7/22/2019 Raport 3 - Copy
15/114
15
Ca urmare a orientrii longitudinale i a creterii altitudinii bazinului analizat, a
proceselor frontale i a conveciei termice intensificate, pe timpul verii cantitatea absolut i
relativ a precipitaiilor atinge valoarea maxim n luna iunie. Maximul pluviometric din mai-
iunie se datoreaz naintrii spre interiorul continentului european a dorsalelor Anticiclonului
Azoric, care antreneaz la periferia lor Ciclonii Atlantici.
Minimul principal al precipitaiilor din cursul anului se nregistreaz n lunile ianuarie-
februarie fenomen evident datorit prezenei dorsalelor Anticiclonului Euroasiatic i dezvoltrii
unor centrii regionali n cadrul Depresiunii Transilvane. Pe baza unei activiti ciclonice din
cadrul frontului polar i a conveciei termice directe rezult precipitaii bogate n Depresiunea
Transilvaniei de peste 110 mm.
Minimul nregistrat n februarie-martie se datoreaz frecvenei mari a aerului continental
din lunile de iarn, cantitiile variind ntre 20-40 mm. Circa 70% din cantitatea de precipitaiidin estul PodiuluiTransilvaniei cad vara datorit circulaiei Nord-Vestice.
Astfel, n semestrul cald se nregistreaz 64,80 % din cantitatea anual de precipitaii,
sezonului rece revenindu-i 35,19 %.
1.1.1.2. Caracteristicile perioadelor excedentare i deficitare sub aspect pluviometric
Analiznd pe perioade decenale (de 10 ani) se remarc o variabilitate remarcabil n
variaia cantitii de precipitaii de la o staie la alta (tabelul 4.1). Cea mai mare cantitate lunar
de precipitaii s-a nregistrat n luna august, 2005 cu o valoare de 227,7 mm. Minima lunar deprecipitaii, 0,21 mm s-a nregistrat n ianuarie 1976 i februarie 2000.
Tabelul 1: Mediile decadale ale cantitii de precipitaii i deviaia fa de media multianual
StaiaPluviometric(altitudinea)
Mediamultianual
mm/an(1970-2012)
Media decadal / Deviaia fa de media multianual (mm)
1970-1979 1980-1989 1990-1999 2000-2012
Eremitu (490) 941 980,8 - 39,8 935,5 5,5 939,7 1,3 870,9 70Vrgata (370) 766 701,1 64,9 777,9 - 11,9 749,5 16,5 853,6 - 88
Miercurea
Nirajului (350)
607 - - - - 626,1 - 19,1 581 26
Bereni (362) 671 - - 798,0 - 127 621,3 - 127 - 50Veca (385) 635 675,0 - 40 671,8 - 36,8 641,9 - 6,9 - -Cinta (302) 577 - - 577 0 577,6 - 0,6 - -
Tirimia (310) 578 565,4 12,6 601,5 - 23,5 - - - -Trgu Mure
(368)587 608,6 - 21,6 543,5 43,5 547,1 39,9 624,3 - 37
7/22/2019 Raport 3 - Copy
16/114
16
Compararnd cantitile medii de precipitaii, pe decade la nivelul posturilor
pluviometrice, cu media multianual se remarc decadele 1980-1989 i 1990-1999 print-o
scdere a cantitii de precipitaii la nivelul sectoruli mijlociu i inferior. n bazinul superior, la
postul Eremitu s-a nregistrat o uoar cretere a catitii medii de precipitaii, cretere care se
accentueaz dup anul 2000chiar i la nivelul sectorului mijlociu (posturile Miercurea Nirajului
i Bereni).
n studiu de fa, pentru identificarea variabilitii temporale ale precipitaiilor
atmosferice s-a determinat tendina pentru ntreaga perioad analizat (1970-2012), prin
determinarea anomaliei standardizate i ponderate de precipitaii (ASPP)precum i a gradului de
risc impus de cantitatea de precipitaii czute n zon.
Metoda curbei cumulate a anomaliei standardizate i ponderate a cantitii de precipitaii
este folosit pentru a determina fluctuaiile de termen lung ale cantitilor de precipitaii, astfelASPP ajut la determinarea perioadelor excedentare sau deficitare de precipitaii n aer dar i n
sol. n funcie de valorile ASPP-ului s-au stabilit praguri pentru atribuirea de calificative
intervalelor analizate fie ca este vorba de valori multianunale, anuale sau lunare. Aceste praguri
sunt identificate pe baza tabelului pus a dispoziie de ctre Institutul Internaional de Cercetare i
Predicitibilitate Climatic.(citri)
Tabelul 2: Clasele metodei cumulate a anomaliei standardizate i ponderate de precipitaii
(sursa: Adina, Croitoru, 2006)
ValoareASPP
Simbolulclasei
Calificativul claseipluviometrice
Domeniulpluviometric
Grupe de riscpluviometric
>3.00 P4 Extrem de ploios
PloiosRisc prin excedent2.002.99 P3 Foarte ploios
1.001.99 P2 Moderat ploios
0.510.99 P1 Putin ploiosFara risc
pluviometric-0.5+0.5 N Normal Normal
-0.51-0.99 S1 Putin secetos
Secetos-1.99-1.00 S2 Moderat secetos
Risc prin deficit-2.99-2.00 S3 Foarte secetos
7/22/2019 Raport 3 - Copy
17/114
17
perioadele de acumulare a deficitului de precipitaii. 1 Trecerea peste pragul 0 reprezint
atingerea schimbrii calitative.
Se poate observa faptul ca o perioad cu valoare mare a ASPP -ului fie c este de semn
pozitiv sau negativ, se produce izolat i este urmat de intervale cu anomalii de semn contrar. (ca
i exemplu se poate observa faptul c valoarea ridicat a ASPP -ului din anul 1998 de 9,43 a fost
urmat de o valoare de semn contrar (-11,34) n anul 2001 (fig.6). Astfel excesul de precipitaii
dintr-o anumit perioad nu reuete s atenueze efectul unor perioade cu deficit de precipitaii.
n continuare am analizat pentru intervalele spaio-temporale amintite valorile anomaliei
standardizate i ponderate de precipitaii pe domenii pluviometrice i pe grupe cu i fr risc
pluviometric. Perioadele excedentare pluviometric sunt acele perioade care nregistreaz valori
ale ASPP-ului peste valoarea de +1,00, iar perioadele cu deficit pluviometric apar n momentul
nregistrri unor valori sub -1,00. (tabelul 2)
Fig. 6: Variaia ASPP-ului pentru perioada 1970-2009
Dac la nceputul intervalului n primii ani de studiu a existat un interval cu deficit de
precipitaii, urmat de ani n care a existat un excedent de precipitaii se poate observa faptul ca
acest excedent nu a reusit s atenueze efectele deficitului din anii anteriori, fiind urmat din nou
1Ibidem
7/22/2019 Raport 3 - Copy
18/114
18
de un alt interval de timp n care a existat un deficit major de precipitaii (1986 -1999) cnd
valorile ASPP-ului rman negative. La sfritul perioadei totui se poate observa o tendin de
predominare a anilor excedeni din punct de vedere pluvimetric, ntre care sunt integrai unul-doi
ani cu deficit care produc aceast variaie sinusoidal(fig. 6).
Analiznd variaia cantitii de precipitaii pentru intervalul 1970-2012 cu ajutorul ASP-
ului se poate constata faptul c 15 ani din cei 44 sunt ani extrem de ploioi, 17 fiind an i extrem
de secetoi (tabelul 3).
Tabelul 3: ncadrarea tipologic anual conform valorii ASPP-ului
Calificativul claseipluviometrice Anii specifici Simb.
Extrem de ploios1970, 1974, 1978, 1980, 1981, 1984, 1985, 1997, 1998, 1999,
2005, 2006, 2007, 2008, 2010.P4
Foarte ploios 2004 P3Moderat ploios 1972, 1975. P2
Putin ploios - P1
Normal 1973, 2002. N
Putin secetos 2012 S1
Moderat secetos 1977, 1993, 1995, 2009. S2
Foarte secetos 1976, 1979. S3
Extrem de secetos1971, 1981, 1982, 1983, 1986, 1987, 1988, 1989, 1990, 1991,
1992, 1994, 1996, 2000, 2001, 2003, 2011.S4
Analiznd caracterul anilor din punct de vedere al precipitaiilorse remarc cu o ponderede 52,2% (23 de ani din cei 44) anii caracterizai de deficit pluviometric dar in 18 (40,9%) dintre
anii analizai s-a nregistrat un risc prin excedent de precipitaii, numrul anilor normali din
punct de vedere pluviometric fiind de doar 3 (6,8%) (fig. 7).
Analiznd variaia cantitilor de precipitaii pe anotimpuri se poate observa decalat care
este regimul precipitaiilor precum i valorile nregistrate care dau acestor anotimpuri de
primvar din perioada analizat caracteristica de anotimp ploios, normal sau secetos, i alturat
lor gradul de risc i tipul acestora precum i frecvena.Cu ajutorul abaterii standardizate de precipitaii se remarc ponderea ridicat a riscului
prin excedent toamna (44,2%), urmat de iarn cu 40,5% i primvar cu 37,2%. n ceea ce
privete riscul prin deficit se remarc o pondere ridicat a anotimpului de var cu 55,8%, urmat
de toamn cu 48,8% i iarn cu 42,9%. Primvara este anotimpul cu cea mai redus pondere fr
risc pluviometric 67,4%. (fig. 8)
7/22/2019 Raport 3 - Copy
19/114
19
Fig. 8: Distribuia procentual a anotimpurilordin punct de vedere pluviometric
Cunoatere variabilitii cantitii de precipitaii are un rol important n gestionarea
ntregului sistem geografic, influennd ntreg mediul nconjurtor fie ca vorbim despre resursele
Fig. 7: Caracteristica pluviometric a perioadei 1970-2009
7/22/2019 Raport 3 - Copy
20/114
20
de ap si regimul hidrologic al rurilor, fie c este vorba despre efectele colaterale resimite de
ctre nveliul vegetal i implicit de ctre om.
Pentru a analiza variabilitatea lunar a precipitaiilor scond n eviden perioadele de
exces pluviometric am utilizat indicele pluviometric Angot (k). Calculul indicelui const n
raportarea cantitii medii zilnice a precipitaiilor dintr-o lun la cantitatea medie zilnicanual
dup formula K =
, unde
Analiza indicelui Angot pentru perioada 1970-2012 la staia meteorologic Trgu Mure
indic valori supraunitare n lunile mai-septembrie (fig. 4.9) datorit precipitaiilor specifice
sezonului cald care sunt mai nsemnate cantitativ dect precipitaiile specifice sezonului rece.
Tabelul 4: Frecvena absolut i relativa claselorPluviometrice cf. indicativului Angot
K
lunar
Calificativ
pluviometric
Frecvena
Absolut Relativ
>2,5 Foarte ploios 30 5,9 %
2,012,49 Ploios 19 3,7 %1,501,99 Normal 57 11,2 %
1,011,49 Secetos 81 15,9 %
7/22/2019 Raport 3 - Copy
21/114
21
Tabelul 5: Variabilitatea regimului pluviometric n perioada 1970-2012
K lunarIARNA PRIMAVARA VARA TOAMNA
XII I II III IV V VI VII VIII IX X XI
1970
1971
1972
1973
1974
1975
1976
1977
1978
1979
1980
1981
1982
1983
1984
1985
1986
1987
1988
1989
1990
1991
1992
1993
1994
1995
1996
1997
1998
1999
2000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2007
2008
2009
2010
2011
2012
Regimpluviometric
Foartesecetos
Secetos Normal Ploios Foarte ploios
7/22/2019 Raport 3 - Copy
22/114
22
n regim anotimpual se remarc anotimpul de iarn cu un regim pluviometric extrem de
secetos i secetos ca urmare a predominanei maselor de aer continentale. n timpul verii se
remarc o uoar predominan a lunilor secetoase (6,6 %) n contrast cu lunile ploioase (4,4) i
foarte ploioase (3,3). Anotimpurile de tranziie alterneaz luni forte secetoase (martie, noiembrie)
cu luni ploioase (mai, septembrie). (fig. 10)
Fig. 10: Distribuia procentual a anotimpurilor pe clase pluviometrice
Analiznd n regim decenial variaia indicelui pluviometric Angot se remarc urmtoareleaspecte:
- frecvena ridicat a lunilor foarte secetoase, care se menine n cretere din 1970-2009;-
scderea ponderii lunilor secetoase;- variaia sinusoidal dar cu tendin de scdere a lunilor cu regim pluviometric normal; - lunile ploioase au nregistrat o cretere procentual de la valori de 3 sau 2 % n deceniul
1970-1980, 1980-1990 la 5% pentru urmtoarele dou decenii;
- aceast cretere procentual se menine i pentru categoria lunilor extrem de ploioase,dup o pondere de doar 3 i 4% n intervalul 1980-1990 i 1990-2000, n perioada 2000-
2009, ponderea lunilor foarte ploioase a ajuns la 11% ;
0
5
10
15
20
25
< 0,99 1-1,49 1,5-1,99 2-2,49 >2,5
%
IARNA PRIMVARA VARA TOAMNA
7/22/2019 Raport 3 - Copy
23/114
23
Fig. 11: Distribuiaprocentual-decadal a claselor pluviometrice
Dei la nivelul ntregului interval analizat predomin lunile secetoase, pentru finalulperioadei s-au intensificat evenimentele extreme. ncepnd din anul 2001 caracterul extrem de
ploios al lunilor este evident pentru sezonul cald, lunile extreme de secetoase i cele secetoase
scznd ca i pondere ca urmare a creterii numrului lunilor normale i ploioase. Intensificarea
evenimentelor pluviometrice extreme specific mai ales ultimului deceniu imprim o cretere a
frecvenei deplasrilor de teren i a inundaiilor.
1.1.1.3. Cantitile maxime de precipitaii n 24 de oreCantitatea de precipitaii maxim n 24 de ore a fost analizat ca urmare a informaiilor
asupra regimului torenial al ploilor din regiunea studiat. Datorit perioadelor diferite de
funcionare a staiilor i a datelor lips, pentru o acoperire mai bun i o recalibrare a datelor au
fost luate n considerare valorile precipitaiilor maxime n 24 de ore de la staia Trgu Mure
datorit irurilor de date complete.
La postul pluviometric Eremitu situat la o altitudine de 490 m, cea mai mare cantitate de
precipitaii n 24 de ore de 100,8 mm s-a nregistrat n 13 Mai, 1970 pe cnd la postul
pluviometric Cinta, situate la o altitudine de doar 302 m, cea mai mare cantitate de precipitaii s-
a nregistrat n 18 Iunie 1998 de doar 57,9 mm.
0
20
40
60
80
< 0,99 1-1,49 1,5-1,99 2-2,49 >2,5
52%
20% 20%
2% 6%
67%
19%
10%
2% 3%
63%
15%13%
5% 4%
69%
10%4% 6%
10%
%
1970-1980 1980-1990 1990-2000 2000-2012
7/22/2019 Raport 3 - Copy
24/114
24
Eremitu Veca Tirimia VrgataMiercureaNirajului
Fig. 4.12: Cantitatea maxima de precipitaii n 24 de ore
Cea mai mare cantitate de precipitaii se nregistreaz predominant vara ca urmare a
ploilor toreniale specific acestui sezon (Iunie, Iulie i August cu o pondere de 69,8 %) urmat de
lunile de toamn cu o pondere de 33%.
1.1.1.4. Identificarea perioadelor de revenire a precipitaiilormaximePentru studierea precipitaiilor generatoare de viitur se utilizeaz valorile precipitaiilor
cu intensitate maxima anual considerate acoperitoare pentru identificarea magnitudiniiextremelor. (Haidu, 2002) S-au identificat astfel perioadele de retur, probabilitile dedepire i
nedepire a acestora prin intermediul analizei de frecven i a funciilor statistice.
Ca urmare a aplicrii testului Chi ptrat s-a optat pentru utilizarea funciei Gamma
generalizat (Kriki-Menkel) de forma:
100.8
87.9 85.989.2
64
86.3
71.6
0
20
40
60
80
100
1970(13V)
1971(17VIII)
1972(2VII)
1973(24VI)
1974(12VI)
1975(6VIII)
1976(2VI)
1977(25VII)
1978(3V)
1979(13VIII)
1980(22VII)
1981(28VII)
1982(30IX)
1983(27V)
1984(15V)
1985(18VI)
1988(17VII)
1989(8V)
1991(22VII)
1992(9VI)
1993(27VIII)
1994(6VI)
1995(27VIII)
1996(8IX)
1997(5VIII)
1998(26VII)
1999(19IV)
2000(23VIII)
2001(5V)
2002(3IX)
2008(26VII)
PP (mm)
7/22/2019 Raport 3 - Copy
25/114
25
Fig. 13: Ajustarea seriei precipitaiilor maxime cu ajutorul funciei Gamma Generalizat
Tabelul 6: Cantitile maxime de precipitaii cu diferite probabiliti de apariie
F(x) =() 1()
,
unde = 0,0034
= 5,963
S = -0,994.
Perioadade retur
(T)
P. denedepire
q
P. de depire QuantilaPPmax
Confidenceinterval(95%)p p (%)
10000 0.9999 0.0001 0.01 414 -2000 0.9995 0.0005 0.05 304 -1000 0.999 0.001 0.1 265 -200 0.995 0.005 0.5 191 -100 0.99 0.01 1 165 -
50 0.98 0.02 2 141 76.9 - 20520 0.95 0.05 5
113 75.5 - 15010 0.9 0.1 10 93.2 69.9 - 1165 0.8 0.2 20 75 61.2 - 88.93 0.66 0.33 33 62.1 52.7 - 71.42 0.5 0.5 50 51.5 44.4 - 58.5
1.4286 0.3 0.69 69 41.6 35.7 - 47.41.25 0.2 0.8 80 36.8 31.4 - 42.2
1.1111 0.1 0.90 90 31.3 26.4 - 36.31.0526 0.05 0.95 95 27.6 23 - 32.21.0204 0.02 0.98 98 24.1 19.8 - 28.4
1.0101 0.01 0.99 99 22.1 18 - 26.21.005 0.005 0.995 99.5 20.5 16.6 - 24.41.001 0.001 0.99 99 17.6 14.1 - 21.1
1.0005 0.0005 0.9995 99.95 16.6 13.3 - 201.0001 0.0001 0.9999 99.99 14.8 11.7 - 17.9
7/22/2019 Raport 3 - Copy
26/114
26
Alturi de cderea unor cantiti nsemnate de precipitaii un factor declanator cu rol
important n sezonul de iarn l reprezint creterile de temperatur care duc la topirea zpezii.
Astfel prin eliberarea unor resurse de ap importante se nresistreaz creteri de nivel ale apei
care pot determina apariia viiturilor de iarn.
1.1.2. Temperatura aerului
Topoclimatele de deal i podi ntlnite n etajul altimetric cuprins ntre 300-800 metrii
prezit caractere altimetrice intermediare ntre munte i cmpie. Astfel se evideniaz zonalitatea
vertical a tuturor elementelor climatice: temperatur anual cuprins ntre 8-10 C, precipitaii
anuale de 600-850 mm, umezeal relativ mai mare de 75%, vnturi influenate de
caracteristicile impuse de relief. Depresiunile sunt caracterizate printr-un climat de adapost cu
precipitaii mai reduse i inversiuni de temperatur n sezonul rece. Pentru altitudini mai mici de
400 m verile sunt mai calde ( 20-21 C n iulie) i iernile mai blnde (-2C n ianuarie), intervalulde nghe mai scurt (100-110 zile), comparativ cu dealurile mai nalte de 400 m cu precipitaii
relativ bogate 650-850 mm/an.
Fig. 4.14: Variaia temperaturii medii lunare
In urma prelucrrii datelor din cadrul bazinului pentru perioada 1990 -2012, s-au observat
urmtoarele abateri de la mediilegenerale calculate la nivelul perioadei de referin 1960-1990:
Temperatura medie anual pentru ultimul ciclu de 22 de ani are valoarea de 8,9C,temperatura medie a lunii celei mai calde 19,8C, dar a lunii celei mai reci de -6,5C.
Temperaturile medii lunare, pentru ultimii 22 de ani cunosc urmatoarele valori, n C : -5
(Ianuarie), -1,2 (Februarie), 3,4 (Martie), 9,6 (April), 15 (Mai), 17,7 (Iunie), 19.8 (Iulie), 18,8
(August), 13,8 (Septembrie), 9,10 (Octombrie), 3,4 (Noiembrie), -0,4 (Decembrie).
7/22/2019 Raport 3 - Copy
27/114
27
Din datele de mai sus se observ faptul c 7 luni/an temperaturile depesc media anual,
astfel media temperaturii maxime are valoarea de 23,2C, iar media temperaturii minime de -
3,3C, de aici rezultnd caracterul de clim temperat-continental moderat.
Variaia temperaturii aerului indic scderea acesteia odat cu creterea altitudinii:
izoterma de 8 urmrete fidel limita dintre piemontul Climanilor i zona subcarpatic, doar n
SV-ul regiunii temperatura medie dep[;ind pragul de 9 C. Temperaturi sub 5C caracterizeaz
doar zona montan din bazinul superior situat aaltitudini mai mari de 1000 m.
7/22/2019 Raport 3 - Copy
28/114
28
1.1.3. Scurgerea i regimul hidric
1.1.3.1. Tendine i variaii ale scurgerii medii
Pentru evidenierea evoluiei n timp i spaiu a scurgerii apei din bazinul Nirajului am
utilizat valorile debitului mediu lunar din perioada 1950-2012. n variaia scurgerii anuale din
perioada analizat nu s-a evideniat o periodicitate ciclic clar ns au existat o succesiune de
perioade cu scurgere bogat urmate de perioade cu scurgere redus.
Se remarc astfel tendina de uoar cretere a debitului mediu. Variaia debitului mediu are
o form elipsoidal, astfel anii caracterizai prin valori ridicate a debitului sunt urmai de ani cu
un debit mai sczut dect media multianual.
n variaia scurgerii anuale din perioada analizat nu s-a evideniat o periodicitate ciclic
clar ns au existat o succesiune de perioade cu scurgere bogat urmate de perioade cu scurgere
redus. Perioadele 1955-1960, 1965-1985, 1998-2009 sunt perioade n care s-au nregistrat
debite ridicate, maximul fiind atins n anul 1970, an caracterizat prin cderea unei cantit i de
precipitaii bogate care au cauzat inundaii cauzatoare de pagube materiale dar i pierderi de viei
omeneti. Perioadele cu un debit sczutsunt: 1960-1964, dar i1986-1996, 2010-2012.
Fig. 15.: Curba cronologic adebitului mediu anual din perioada 1950-2012 la staia Cinta
7/22/2019 Raport 3 - Copy
29/114
29
Lunile cu debit ridicat sunt predominant lunile de primvari var ca urmare a
precipitaiilor convective cu caracter de averse, precum i n lunile de iarn ca urmare a eliberrii
rezervei de ap din stratul de zpad ca urmare a creterilor de temperatur.
Fig. 17: Variaia procentual anotimpual a debiului mediu
Fig. 16: Variaia debitului mediu multilunar la cele 3 statii
hidrometrice din bazinul Nirajului
Din variaia debitului lunar
multianual se pote observa o
variaie redus a debitului
mediu lunar la staia Bereni
situat pe rul Nirajul Mic,variaie care nregistreaz
amplitudini ridicate la nivelul
staiilor hidrometrice amplasate
pe cursul principal al Nirajului
(Gleti n sectorul mijlociu i
Cinta n sectorul inferior).
Debitul cel mai sczut se
nregistreaz n lunile de
toamn ca urmare a reinerii
apei n solul suprauscat ca
urmare a regimului termic
specific verii care duce la
epuizarea apei subterane pe
fondul unor precipitaiilor
sczute(fig. 17).
7/22/2019 Raport 3 - Copy
30/114
30
1.1.3.2. Identificarea perioadelor de revenire a debitelor medii
Debitul mediu are o influen ridicat asupra albiilor de ru, pe timp ndelungat, ca
urmare a frecvenei ridicate de apariie a acestuia.Avnd o nregistrare sistematic a evoluiei
debitului pe rul Niraj vom identifica probabilitatea de apariie a acestuia, etap necesar n
evaluarea cantitativ a riscului de producere a avenimentelor extreme.
Cu scopul definirii probabilitii de a pariie a valorilor debitului n viitor s-a recurs la
analiza de frecven pe baza unui model secvenial (ecuaie care descrie comportamentul statistic
al unui proces) utiliznd programul HYFRAN.2 Analiza de frecven permite astfel definirea
probabilitii de apariie a evenimentelor de o anumit magnitudine n viitor pe baza
evenimentelor din trecut. Odat cu constituirea seriei de valori s-a urmrit o serie de etape
precum: controlul seriei de valori, alegerea modelului frecvenial, ajustarea acestuia, analizaincertitudinilor i nu n ultimul rnd valorificarea modelului. (Musy, 20053, Haidu, 2002)
Perioada de revenire (retur) a evenimentului caracterizeaz hazardul-ntmplarea
(Haidu, )4Fiecrei valori a debitului maxim i corespunde o perioad de retur T:
T = 1/(1+q) = 1/p, pentru valori maxime (debite maxime, precipitaiile maxime n 24 de ore) [1]
T = 1/q = 1/(1-p), pentru valori minime (scurgere minima) [2], unde
q = probabilitatea de nedepireF(x)
p = 1-F(x) probabilitatea de depire
Inversul lui T (1/T) constituind probabilitatea de depire a acestui eveniment: P = 1.
n cazul de fa s-a aplicat formula 1 pentru identificarea probabilitii empirice (dedus
pe baza eantionului) aplicnd formula de probabilitate empiric Cunnane:
F = [x (k)] = (k-0,3) / (n+0,2), unde
n - dimensiunea eantionului, nr. de observaii
x(k) - valoarea de rang k al observaiei ntr-o serie descresctoare
a = 0,4.
2Bobe, B., Hach, M., Fortin, V., Perreault, L., Perron, H., (1993-1999), Logiciel HZFRAN, Chaire en hydrologiestatistique Hyfro-Qubec/CRSNG, INRS-Eau3Musy, 2005, Cours Hydrologie Gnrale, http://echo.epfl.ch/e-drologie/4Haidu, I, (2002), Analiza de frecven i evaluarea cantitativ a riscurilor, n Riscuri i Catastrofe, Vol.I, Ed. CasaCrii de tiin
7/22/2019 Raport 3 - Copy
31/114
31
Fig.18 : Curba probabilitii empirice de nedepire
innd cont de faptul c se analizeaz un eantion finit (perioada 1970- 2012) s-a
adoptat estimarea probabilitii teoretice prin legi teoretice care permit reflectarea
caracteristicilor statistice ale populaiei infinite din care provine. Trebuie s se in cont totui de
faptul c acestea au caracter punctual i sunt n stns dependen de volumul de date utilizat.
Dei n Romnia cele mai frecvente funcii utilizate sunt funcia Gamma generalizat
(Kriki-Menkel) i funcia Pearson tip III (Drobot, 1997, Haidu, 2002, Bilaco, 20095), n studiul
de fa s-a optat pentru aplicarea mai multor modele comparativ i alegerea celui mai bun pentru
eantionul folositpe baza comparaiei ajustrilor grafice (AIC- Criteriul Internaional a lui
Akaike) i numerice (BIC-Criteriul Internaional Bayesian).
Funciile Exponenial i Normal au fost eliminate ca urmare a nendeplinirii testului
Chi. Rezultatului testului chi ptrat (X2=8,28, p=0,141) i a comparrii grafice a permis aplicarea
funciei Pearson III de forma:
f(x) =
()(x-m)-1e-(x-m), unde = 1,011, = 2,558, m = 1,210.
Alegerea funciei statistice s-a realizat prin compararea legilor de probabilitate Gumbel i Pearson III.
5Bilaco, t., 2009, Determinarea debitelor maxime probabile calculate prin intermediul analizei de frecven, nGeografia Napocensis, anul III, nr. 1
7/22/2019 Raport 3 - Copy
32/114
32
Fig. 19 : Comparaia grafic i numeric a funciilor de probabilitate Gumbel i Pearson III
Fig. 20 : Ajustarea seriei debitelor medii la staia Cinta (1970-2012) cu ajutorul funciei PearsonIII
7/22/2019 Raport 3 - Copy
33/114
33
Tabelul 7: Cantitile maxime de precipitaii cu diferite probabiliti de apariie
Perioadade retur
(T)
P. denedepire
(q)
P. dedepire p
(%)Cuantila
QmedIntervalul de
ncredere (95%)(p)
10000 0.9999 0.0001 0.01 14.1 11.216.7
2000 0.9995 0.0005 0.05 12.3 9.7814.3
1000 0.999 0.001 0.1 11.5 9.1513.3
200 0.995 0.005 0.5 9.6 7.68 - 11
100 0.99 0.01 1 8.77 7.049.95
50 0.98 0.02 2 7.93 6.48.93
20 0.95 0.05 5 6.77 5.557.58
10 0.9 0.1 10 5.86 4.886.53
5 0.8 0.2 20 4.89 4.175.46
3 0.6 0.33 33 4.13 3.594.62
2 0.5 0.5 50 3.42 3.053.88
1.4286 0.3 0.69 69 2.74 2.453.17
1.25 0.2 0.8 80 2.41 2.11 -2.82
1.1111 0.1 0.90 90 2.04 1.67 - 2.42
1.0526 0.05 0.95 95 1.81 1.32 - 2.14
1.0204 0.02 0.98 98 1.61 0.965 - 1.86
1.0101 0.01 0.99 99 1.5 0.741 - 1.7
1.005 0.005 0.995 99.5 1.42 0.548 - 1.56
1.001 0.001 0.99 99.9 1.31 0.177 - 1.3
1.0005 0.0005 0.9995 99.95 1.27 0.0422 - 1.2
1.0001 0.00010.9999 99.99 1.22 0.23 - 1.02
1.1.3.3. Scurgerea maxima (analiza viiturilor)
Scurgerea maxim reprezint cel mai important moment al scurgerii unui ru datorit
posibilelor efecte negative care le induce. Astfel pentru activitile economice i pentru lucrrile
de gospodrile ale apelor este important s se in cont de caracteristicile cantitative i calitative
ale scurgerii, de modul de apariie al acestora precum i de factorii naturali i antropici care
concur la apariia i evoluia acestora.
Termenul de viitur este frecvent confundat cu apele mari, de aceea este necesar s serealizeze distincia dintre termeni: dup Diaconu i colab. (1994) apele mari reprezint faze ale
scurgerii unui ru,caracterizate prin valori ridicate ale debitului, care nregistreaz o cretere i o
meninere a acestora pentru o perioad ndelungat, fr a fi observate creteri spectaculoase de
7/22/2019 Raport 3 - Copy
34/114
34
nivel. Apariie fazei de ape mari este datorat n principal de manifestarea unor ploi de intensitate
mic dar de durat mare sau ca rmare a topirii lente a zpezilor.
Prin viitur nelegem o cretere brusc a debitului i a nivelului unui ru urmat de o
scdere lent a acestuia. (Pandi, G., 2010) Viiturile, n comparaie cu apele mari au un timp de
cretere mai redus fiind caracterizate prin atingerea unui debit de vrf urmat de o scdere a
debitului ia nivelului apei, cu un timp de scdere mai mare dect cel de cretere
Factorii care concur la apariia i propagarea viiturilor sunt reprezentai de factorii
geologici (rocile cu permeabilitate mic i stratificaie monoclinal), factorii morfologici i
morfometrici (dezvoltarea bazinului n sectorul inferior, ponderea mare a versanilor concavi cu
pant accentuat, panta ridicat a profilului longitudinal), factorii pedologici (solurile cu
permeabilitate mic, solurile umectate), gradul de acoperire cuvegetaie (lipsa pdurilor) precum
i forma reelei hidrografice (strucutra dentritic). (Pandi, G. 2010)Ca urmare a excesului de precipitaii bazinul hidrografic al Nirajului este expus
inundaiilor si viiturilor. Scurgerea maxim reprezint cel mai important moment al scurgerii
unui ru datorit posibilelor efecte negative care le induce (citari).Exist msuri de protecie
mpotriva inundaiilor precum diguri de protecie, acumularea nepermanent Valea cu o
capacitate de 5,6 mil m3 sau canalul Veca, ns ca urmare a modificrilor aprute la nivelul
echilibrului hidrologic din bazin prin defriri, modificri ale albiei, pe fondul creterii cantitii
de precipitaii i a magnitudinii viiturilor, acestea se dovedesc a fi insuficiente. Literatura de
specialitate trateaz migrrile de albie n relaie cu magnitudinea/intensitatea i frecvena
evenimentelor extreme (citari) astfel vom insista asupra eroziunii laterale a rului cu ajutorul
materialelor cartografice nc din anul 1806.
Este cunoscut strnsa dependen dintre capacitatea de erodare lateral a rului i
variaiile de debit, implicit a cantitii de precipitaii ns pentru momentul de fa n u dispunem
de valorile debitelor de viituranterior anilor 1970.
Analiznd graficul distribuiei temporale de apariie a debitelor maxime se remarc
corespondena dintre variaia cantitii de precipitaii i perioadele de apariie a debitelor
corespondente (fig. 21).
7/22/2019 Raport 3 - Copy
35/114
35
Fig.4.21: Debitul maxim nregistrat n timpul celor mai mari viituri la staiaCinta
Analiznd variaia debitului mediu pe perioade decadale se remarc decadele 1980-1989
i 1990-1999 cu o cretere uoar a debitului mediu, decadele 1970-1979 i 2000-2012
nregistrnd o scdere a debitului cu -0,92 respectiv0,26 m3 (tabelul 8).
Tabelul 8: Mediile decadale ale debitului mediu i deviaia fa de media multianual
Staiahidrometric
Qmed(1970-2009)
(m3/s)
Qmax(m3/s)
Qmin(m3/s)
Media decadei/Deviaia fa de media multianual (m3/s)
1970-1979 1980-1989 1990-1999 2000-2012
Gleti 2,9027,4611970
1,1401990
3,59 - 0,67 2,84 0,08 1,63 1,29
Cinta 3,6089,3971970
1,4371990
4,52 - 0,92 3,59 0,01 3,02 0,058 3,86 - 0,26
Conform prognozelor, frecvena i intensitatea viiturilor va fi ntr-o continu cretere att
n cazul viiturilor spontane specifice sezonului de var dar i n cazul viiturilor cu genez mixt
specifice primverii. (Arghiu, V., 2008) Acest lucru este observabil n cazul rului Niraj, care n
ciuda lucrrilor de amenajare continu s impun un risc la inundaii pentru localitile situate n
apropierea rului.
Elementele hidrografului de viitur sunt foarte importante avnd important caracter
practic, astfel cunoaterea ct mai exact a acestora este necesar n procesul de prevenire a
efectelor negative ale inundaiilor.
329.46
253.56
126.1
62.4 70.94100.8
31.1
70.789.2 86.3
0
50
100
150
200
250
300
350
1970(3-21III)
1970(10-28V)
1971(4-6VI)
1972(16-30XI)
1974(13-19V)
1974(4-12VII)
1975(2-6VII)
1975(1-6VII)
1976(3-8VI)
1977(11-14II)
1977(23-28IV)
1978(2-7V)
1978(12-17XI)
1981(2III-6IV)
1983(26III-9IV)
1983(16-28VII)
1985(11-21III)
1985(18VI-1VII)
1986(27III-25IV)
1988(22III-8IV)
1988(1-12VI)
1991(12-26V)
1992(10-18IV)
1995(25XII-1I)
1997(19IV-3V)
1998(14-22VI)
1999(8-28IV)
2000(8III-25IV)
2001(18-30IV)
200215-17VIII)
2008(21iV-1VI)
Q max (m3/s) PP (mm)
7/22/2019 Raport 3 - Copy
36/114
36
coeficientul de form al hidrografului reprezint raportul dintre volumul viiturii i volumul
dreptunghiului care circumscrie graficul viiturii:
Cu ct valoarea coeficientului de form este mai mic cu att gradul de torenialitate a viituriieste mai mare.
q(mm)stratul de ap scurs reprezint grosimea stratului de ap rezultat prin repartizarea
uniform a volumului scurgerii directe pe ntreaga suprafa a bazinului hidrografic, calculat
prin relaia: q = Vt/F, unde Vt = volumul total, F = suprafaa bazinului (km)
Un rol important n analiza hidrografelor de viitur este delimitarea acestora fa de scurgerea
de suprafa. n cazul analizei de fa delimitarea s-a realizat printr-o linie frnt ascendent.
Aceasta influeneaz parametrii cantitativi ai viituri (volumul viiturii, coeficientul de formprecum i rapoartele calculate mai jos). Linia de delimitare practic unete un punct aflat pe
ramura de cretere a viiturii de unde ncepe creterea accentuat a debitului cu un punct situat pe
ramura de descretere de unde se separ scurgerea de baz de dup viitur, care va avea valori
diferite fa de scurgerea de baz iniial viiturii. Dac alegerea primului punct nu impune
Fig. 22. Elementele hidrografului de viitur
7/22/2019 Raport 3 - Copy
37/114
37
probleme, pentru punctul final s-arealizat corelaia dintre timpul total al viiturii i suprafaa
bazinului hidrografic. Datele astfel obinute nu au inut cont de suprafaa hidrografului de sub
linia de tiere deoarece mrimea lor este majoritar mai mic dect a suprafeei viiturii.
Analiznd variaia lunar i anotimpual a debitelor de viitur se poate identifica
dependena amplitudinii vrfului de viitur fa de debitul de baz iniial. Astfel viiturile de
primvar i var care se suprapun peste debite iniiale mari vor atinge un debit de vrf mai
ridicat, dect cele care se suprapun peste ape mici. Deasemenea volumul de ap transportat de
ctre ru este mai mare n cazul viiturilor suprapuse apelor mari dect a celor suprapuse unui
debit iniial redus.
Avnd la baz criteriul genezei i a caracteristicilor hidrgrafului, s-a realizat tipizarea
viiturilor din perioada 1970-2012 . Cauzele de apariie a a viiturilor fiind precipitaiile abundente
cu o intensitate mare sau topirea zpezilor ca urmare a creterii brute a temperaturii aerului. n
cazul n care un singur element genetic determin apariia viiturii, apar viituri pluviale (datorit
precipitaiilor toreniale i frontale abundente) sau viituri nivale (datorit topirii zpezilor). n
cazul suprapunerii factorilor declanatori se vor manifesta viiturile complexe (pluvio-nivale sau
nivo-pluviale).
Viiturile monogeneticesunt de origine pluvial sau nival:
Viiturile nregistrate n anii: 1971 (4-6VI), 1974 (4-12VII), 1975 (2-4VII), 1976 (4VI),
1978 (2-5V), 1983 (18-24VII), 1985 (24-29VI), 1988 (2-7VI), 1991 (16-26 V), 1992 (10-13IV),1998 (15-21VI), 2002 (15-19VIII) i 2008 (21IV-27VI) sunt viituri de natur pluvial.
Viiturile de origine nivalsunt cele nregistrat n anuii 1995 (25 Xll-1I) i 1982 (2-6 I).
Viiturile mixte care caracterizeaz ntreaga zon temperat sunt de natura pluvio-nival i nivo-
pluvial.
Viiturile din anul 1970 (4-13 III i 12-20 V), 1974(14-18 V), 1977 (25-27 IV), 1978 (13-
15 XI), 1981 (3-17 III), 1983 (27 III-1 lV), 1985 (11-21 III), 1986 (19 III-24 IV), 1988 (22 III-2
IV), 1997 (19-26 IV), 1999 (8-28 IV), 2000 (9-15 III), 2001 (23-30 IV), 2009 (6-16 III), 2010
(6-14IV), 2011 (13-19IV) i din anul 2012 (5-10IV)sunt de naturpluvio-nival.
Iar cele din anul 1972 (12-26XI) , 1977 (11-14II), i 1995 (25XII-1I) sunt viituri de
natur nivo-pluvial.
7/22/2019 Raport 3 - Copy
38/114
38
Tipizarea viiturilor n funcie de form s-a realizat prin metoda analizei hidrografului de
viitur. Aceasta este o metod activ cu ajutorul creia se pot determina caracteristicile
cantitative ale viiturilor. Hidrograful arat variaia n funcie de timp a debitului i nivelului apei.
Dup numrul vrfurilor de viitur se remarc viiturile monoundice: 1971, 1974, 1975,
1976,1977, 1978, 1983, 199, 1995, 1999, 2009, 2010, 2011 i 2012.
2.1 Viiturile poliundicecu dou vrfuri 1970, 1974, 1983, 1988, 1992, 2002, mai multe
vrfuri secundare:1972, 1981, 1985, 1986, 1988, 1997, 1998, 2000, 2001, 2008. sunt datorate
variaiei precipitaiilor n amonte de staia pluviometric, precum i a variaiei temperaturii
aerului ce duce la topirea diferit a stratului de zpad. Aportul de ap adus de aflueni precum i
ntrzierea unui debit considerabil datorit canalului Veca ducela apariia viiturilor poliundice
nregistrate la staia Cinta.
Analiza parametrilor cantitativi ai viiturilor s-a realizat cu ajutorului programului
CAVIS. Astfel s-a determinat debitul maxim (m/s), timpul de cretere (ore), volumul de cretere
(mil. m), timpul de scdere (ore), volumul de scdere (mil. m), timpul total (ore), volumul total
(mil. m), coeficientul de form al hidrografului, stratul de ap scurs (mm) precum s-a calculat i
rapoartele dintre parametrii precum: raportul dintre volumul de cretere i volumul de scdere,
volumul de cretere i volumul total precum i dintre timpul de cretere i timpul total.
Din punct de vedere al debitului maxim se remarc viiturile din anii 1970 (325 m/s), 1976
(233,37) si 1975 (222,3), dar ca volum de ap scurs datorit viiturii se remarc cea nregistrat
Fig. 4.23: Viitur monondic (23-28IV 1977)la staia Cinta
Fig.4.24: Viitur poliundic(10-28 V 1970) la staia Cinta
7/22/2019 Raport 3 - Copy
39/114
39
n anul 1981(3-17III) a nregistrat 12,15 mil. m, urmat de cea din 1988(22III-2IV) cu 10, 77
mil. m de ap i de viitura din anul 1997(19-26IV) cu 10, 67 mil. m de ap.
Cunoscndu-se faptul c cu ct valoarea coeficientului de form este mai mic cu att
gradul de torenialitate a viiturii este mai mare,analiznd viiturile de pe rul Niraj se remarc
viiturile din 1981 (3-17 III) cu un coeficient de form de 0,26, viitura din 1983(27 III-1IV) cu o
valoare a coeficientului de form de 0,23. Analiznd timpii de cretere i descretere, precum i
durata total a viiturilor se poate observa o durat medie de cretere de 56 de ore, o durat medie
de scdere de 83 de ore precum i o durat medie total a viiturilor de 140 de ore.
Din viiturile analizate mai sus se remarc cea din anul 1970 cnd s -au produs viituri
deosebite pe aproape toate cursurile de ap din Romnia determinnd mari inundaii. Factorul
declanator al acestor inundaii au fost ploile abundente, toreniale aprute datorit ptrunderii
unor mase de aer de origine tropical. Pentru staia meteorologic din Trgul Mure cantitate deprecipitaii din perioada 12-15 mai a fost de 103,5 mm.
n condiiile n care perioada 1 ianuarie-10 mai a fost o perioad bogat n precipitaii
astfel albiile rului erau aproape pline i pe fondul supraumectrii solului, atenuarea undei de
viitur a fost diminuat.
S-a nregistrat astfel cel mai mare debit 329,46m/s n data de 13V la ora 5:00.
n cazul viiturilor din 1970 i 1975 raportul volumelor a nregistrat o valoare de 0,13 respectiv
0,61 deci a avut o vitez mare de naintare a undei de viitur.
Fig. 23: Hidrograful viiturii din 1970
7/22/2019 Raport 3 - Copy
40/114
40
Tabelul 9: Caracteristicile parametrilor cantitativi ai viiturilor nregistrate pe rul Niraj la staia Cinta
Nr. AnulQ max(m3/s)
T cr(ore)
V cr(mil. m3)
T sc(ore)
V sc(mil. m3)
T t(ore)
V t( mil. m3)
1 1970 (4-13III) 67,4 28 2,92 188 13 216 15,9
2 1970 (12-20V) 325 22 9,22 179 83 201 92,3
3 1971 (4-6VI) 56 24 2,99 34 3,98 58 6,974 1972 (21-26XI) 55,8 92 8,4 42 3,98 134 12,38
5 1974 (14-18V) 80,03 42 7,16 64 9,45 106 17,07
6 1974 (4-12VII) 24,39 65 2,9 139 6,06 204 8,98
7 1975 (2-4VII) 222,3 16 6,8 37 8,81 53 15,61
8 1976 (4-4VI) 233,37 5 1,62 3 0,5 8 2,13
9 1977 (11-14II) 11,1 14 0,27 58 1,12 72 1,410 1977 (25-27IV) 17 18 0,47 30 0,75 48 1,23
111978 (2-5V)
126,1 31 4,76 41 8,79 72 13,55
12 1978 (13-15XI) 47,6 12 0,76 40 3,83 52 4,6
13 1981 (3-17III) 89,76 216 15,62 110 12,15 326 27,7714 1983 (27III-1IV) 59,3 37 2,89 87 3,25 124 6,1415 1983 (18-24VII) 57,82 32 2,4 112 5,72 144 8,13
16 1985 (11-21III) 40,8 162 7,85 78 5,89 240 13,7417 1985 (24-29VI) 52,3 61 8,88 65 5,49 126 14,38
18 1986 (19-24IV) 25,8 39 1,55 69 2,87 108 4,4219 1988 (22III-2IV) 58,85 164 9,02 97 10,77 261 19,79
20 1988 (2-7VI) 31,02 34 1,34 80 4,59 114 5,9421
1991 (16-26V)25,4 94 2,1 146 6,76 240 8,86
22 1992 (10-13IV) 31,8 36 1,95 48 2,66 84 4,6223 1995 (25XII-1I) 34,59 77 6,12 101 5,51 178 11,64
24 1997 (19-26IV) 55,31 80 8,19 100 10,67 180 18,8725 1998 (15-21VI) 56,2 108 10,13 50 6,02 158 16,16
26 1999 (19-24IV) 66,5 23 3,82 107 11 130 14,8227 2000 (9-15III) 55,4 41 2,87 115 7,5 156 10,38
28 2001 (23-30IV) 32,6 55 2,81 112 4,26 167 7,0829 2002 (15-19VIII) 16,2 27 1,05 69 1,84 96 2,9
30 2008 (21-27V) 30,4 36 0,89 108 7,22 144 8,11
31 2009 (6-16III) 20 109 5,47 62 7,51 291 12,9932 2010 (6-14 IV) 49,1 83 3,85 72 6,46 155 10,31
33 2011 (13-19IV) 21,4 33 1,32 111 4,04 144 5,37
34 2012 (5-10IV) 25.4 33 1,56 87 1,70 120 3,27
7/22/2019 Raport 3 - Copy
41/114
41
Tabelul 10 : Rapoartele dintre elementele caracteristice viiturilor
Nr. Anul Vcr/Vsc Vcr/Vt Tcr/Tt q(mm)
1 1970 (4-13III) 0,22 0,30 0,18 0,13 30,2
2 1970(12-20V) 0,11 0,39 0,10 0,11 163,7
3 1971(4-6VI) 0,75 0,59 0,43 0,41 26,02
4 1972 (21-26XI) 2,11 0,46 0,68 0,69 26
5 1974(14-18V) 0,76 0,55 0,42 0,40 3,05
6 1974(4-12VII) 0,48 0,50 0,32 0,32 17,36
7 1975(2-4VII) 0,77 0,36 0,44 0,30 38,26
8 1976(4-4VI) 3,24 0,31 0,76 0,63 4,29
9 1977(11-14II) 0,24 0,48 0,19 0,19 4,63
10 1977(25-27IV) 0,63 0,41 0,38 0,38 4,34
11 1978(2-5V) 0,54 0,41 0,35 0,43 24,7
12 1978(13-15XI) 0,20 0,51 0,17 0,23 9,08
13 1981(3-17III) 1,29 0,26 0,56 0,66 51,42
14 1983(27III-1IV) 0,89 0,23 0,47 0,30 15,79
15 1983(18-24VII) 0,42 0,27 0,30 0,22 16,16
16 1985(11-21III) 1,33 0,38 0,57 0,68 52,18
17 1985(24-29VI) 1,62 0,60 0,62 0,48 29,07
18 1986(19-24IV) 0,54 0,44 0,35 0,36 11,44
19 1988(22III-2IV)0,84 0,35 0,46 0,63 37,1
20 1988(2-7VI) 0,29 0,46 0,23 0,30 11,27
21 1991(16-26V) 0,31 0,40 0,24 0,39 16,22
22 1992(10-13IV) 0,73 0,48 0,42 0,43 8,17
23 1995(25XII-1I) 1,11 0,52 0,53 0,43 20,19
24 1997(19-26IV) 0,77 0,52 0,43 0,44 33,82
25 1998(15-21VI) 1,68 0,50 0,63 0,68 35,46
26 1999(19-24IV) 0,35 0,47 0,26 0,18 31,63
27 2000(9-15III) 0,38 0,33 0,28 0,26 20,51
28 2001(23-30IV) 0,66 0,36 0,40 0,33 15,86
29 2002(15-19VIII) 0,57 0,51 0,36 0,28 12,35
30 2008(21-27V) 0,12 0,51 0,11 0,25 16,49
31 2009 (6-16III) 0,66 0,66 0,42 0,37 19,74
32 2010 (6-14 IV) 0,37 0,37 0,37 0,53 15,67
33 2011 (13-19IV) 0,48 0,48 0,24 0,22 8,16
34 2012 (5-10IV) 0,29 0,29 0,47 0,27 4,97
7/22/2019 Raport 3 - Copy
42/114
42
Un aspect important al scurgerii lichide din bazinul Nirajului este urmrirea propagrii
undelor de viitur un accent important cznd pe timpii caracteristici.
Astfel am urmrit patru viituri din anul 1981 (26-12 VIII), 1982 (1-11 III i 2-6 I), 1983
(18-22 IV). Limitarea studierii pentru aceast perioad este consecina disponibilitii datelor i a
frecventelor modificri a staiilor pluviometrice din bazin.
Viitura din 1981 (26-12VIII)
Factorii implicai n formarea i evoluia viiturilor: precipitaiile atmosferice anterioare
viiturii au fost nsemnate atingnd la staia Vrgata valoarea maxim de 28,5mm (19 VII).
Cantitatea de precipitaii din bazin pentru perioada 15-26VII au fost de 14,6 mm la staia
Eremitu, 35 mm la Tirimia, 15,3 mm la staia Veca i 110,8 mm la staia Vrgata. Pe fondul
acestor precipitaii anterioare viiturii solul a fost bine umectat, ceea ce a dus ca n perioadaurmtoare ca n urma precipitaiilor czute n bazin s determine apariia viiturii ntre 26VII-
12VIII.
Unda de viitur calculat de la atingerea vrfului maxim la Gleni (29 VII ora 5 AM)
pn la atingerea vrfului maxim la Cinta (29 VII ora 21 PM) a avut o durat de 16 ore. Astfel
pe o distanta de 24 de kilometrii rezult o vitez de propafare a undei de viitur de 0,41 m/s.
Viitura din 1982 (1-6 I)
Viitura nregistrat n anul 1982 are origine nival. Originea acestei viituri este imprimat
n caracteristicile cantitative ala viiturii. Dup cum se poate observa i de pe diagramele de mai
Fig. 24: Unda de viitur la staia Gleti Fig. 25: Unda de viitura la staia Cinta
7/22/2019 Raport 3 - Copy
43/114
43
jos volumele de cretere i descretere sunt mult diminuate fa de cele nregistrate n cazul
viiturilor de origine pluvial avnd valori de 0,44 milioane m3 la Gleni i 0,25 milioane m3 la
Cinta, pentru volumele de cretere i de 1,38 mil. m3 la Gleni i 0,94 mil. m3 la Cinta.
Aceai tendin este observabil i la nivelul debitului maxim care a atins valoarea de
30,1 m3 la Gleni i doar 14,29 m3 la Cinta.
La Gleni coeficientul de form are valoare mai mic 0,35 dect la Cinta, 0,51 ceea ce
denot un caracter de torenialitate mai puternic.
Tabelul 11: Caracteristicile parametrilor cantitativi ai viiturilor nregistrate pe rul Niraj la staii
simultane
Nr AnulQ
max(m3/s)
T cr(ore)
V cr(mil. m3)
T sc(ore)
V sc(mil.m3)
T t(ore)
V t( mil. m3)
Vcr/Vsc Vcr/Vt Tcr/Ttq
(mm)
1 1981(26VII-12VIII)Staia Cinta
73.8 72 3,9 96 5,7 168 9,6 0,69 0,21 0,41 0,23 21,05
2 1981(27VII-3VIII)Staia Galeni
92,4 18 3,9 10 0,58 28 4,4 0,25 0,42 0,88 0,64 45,9
3 1982(4-11 III)Staia Bereni
3,94 82 0,27 96 1,31 178 1,58 0,21 0,63 0,17 0,46 7,98
4 1982(1-11 III)Staia Cinta
14,37 130 2,68 120 2,33 250 5,01 1,15 0,38 0,53 0,52 8,36
5 1982(2-6I)Staia Cinta 14,29 23 0,25 74 0,94 97 1,19 0,27 0,24 0,21 0,24 2,17
6 1982(2-5I)Staia Gleni
30,1 14 0,44 65 1,38 79 1,82 0,32 0,21 0,24 0,18 9,12
7 1983(18-23IV)Staia Bereni
16,1 16 0,37 104 1,04 120 1,42 0,36 0,2 0,26 0,13 7,11
8 1983(18-22IV)Staia Cinta
54,12 10 3,26 86 0,45 96 3,72 7,24 0,19 0,88 0,10 6,77
9 1983(18-22)Staia Gleni
52,6 12 3,68 84 0,51 96 4,19 7,22 0,23 0,88 0,13 13,9
Fig. 26: Hidrograful viiturii nrgistrat la staia Gleti(a) i Cinta (b)
7/22/2019 Raport 3 - Copy
44/114
44
Dintre viiturile analizate la staii simultane, debitul maxim s-a nregistrat n cazul viiturii
din 1981 la staia Gleni cu 92,4 m, pe cnd aceeai und de viitur a determinat un debit
maxim de 73,8 mla staia Cinta.
Practic ntre cele dou staii hidrometrice exist 17 km lungime, lungime pe care s -a
pierdut din magnitudinea fenomenului dei volumul de ap total al viituri a fost de 4,4 mil. m la
Bereti i de 9,6 mil. m la Cinta. n acest caz important este aportul de ap primit de ru de la
ceilali aflueni n special un rol major l are primirea debitului de ap preluat de canalul Valea
care se ntoarce n ru n amonte de staia hidrometric din localitatea Cinta.
Totui la Cinta viitura a avut un caracter puternic torenial (cu un coeficient deform de
de 0,21) durata acesteia fiind deasemenea mai mare dect la postul Bereti unde durata viiturii a
fost de 28 de ore comparativ cu 168 la staia Cinta.
Aceast durat mare a viiturii este datorat de efectul de ntrziere cauzat de preluareaunui volum mare de ap de ctre canalul Valea precum i datorit aportului de ap de pe aflueni.
1.1.3.4. Frecventa pe anotimpuri a viiturilor din perioada 1950-2012
Frecvena anotimpual a viiturilor scoate n eviden predominarea viiturilor mixte de
primvar (cu o frecven de 52%) datorit combinrii factorilor precum: topirea zpezilor din
zona montan asociat cu perioada ploilor frontale de primvar, umplerea albiilor n condiiile
unei evaporaii sczute, suprasaturarea solului i gradul redus de dezvoltare a vegetaiei. Astfel
viiturile specifice acestei perioade se suprapun peste apele mari de primvar.
Fig. 27: Frecventa lunar a viiturilor
7/22/2019 Raport 3 - Copy
45/114
45
Viiturile de origine pluvial iau natere ca urmare a adveciei maselor de aer din sectorul
vestic care se reactiveaz dup ce depesc zona Carpailor Occidentali unde determin
precipitaii nsemnate din punct de vedere cantitativ. Pentru lunile de toamn s-au nregistrat 6%
din cazuri dar pentru lunile de var frecvena se ridic la 29% din cazuri. n cazul lunilor de var
datorit adveciei termice puternice se nregistreaz precipitaii masive cu intensitate ridicat care
nu pot fi absorbite de substrat ducnd astfel la apariia viiturilor specifice.
Viiturile cu origine mixt aprute n cazul lunilor de ian (cu o frecven de 13%) se
datoreaz influenelor mediteraneene ce duc la creteri de temperatur i a precipitaiilor lichide
abundente. Astfel prin topirea stratului de zpad datorit creterii temperaturii se nregistreaz
creteri de debit care cresc dac n perioada respectiv se nregistreaz precipitaii sub form
lichid.
Frecvena ridicat a apelor mari i a viiturilor de primvar (martie-mai) se datoreazmaximului pluviometric de primvar i suprapunerii acestuia peste perioada de cretere termic
specific. Luna cu cea mai mare pondere a viiturilor pentru primvar este luna mai (20%),
pentru var: luna iunie (20%), toamna: noiembrie (6%) iar pentru anotimpul de iarn se remarc
luna decembrie cu o pondere de 6%.
Viiturile din lunile de iarn (octombrie-decembrie) fiind datorate intercalrii unor perioade calde
nsoite de precipitaii lichide.
Fig. 28: Frecvena anotimpual a viiturilor
Din analiza anotimpual a viiturilor reiese faptul c cele mai multe apar n sezonul de
primvar, urmnd n ordine vara, toamna i anotimpul cu cele mai puine viituri iarna.
52 %
29%
6%
13%
0 10 20 30 40 50 60
Primvara
Vara
Toamna
Iarna
%
7/22/2019 Raport 3 - Copy
46/114
46
1.1.3.5. Identificarea perioadelor de revenire a debitelor maxime
n evaluarea cantitativ a riscului hidrologic i geomorfologic se urmrete succesiunea
logic frecven-probabilitate-risc (Haidu, ) Astfel, dup obinerea frecvenei absolute i relative
a debitelor maxime din timpul viiturilor nregistrate n perioada 1970-2012, s-a identificat
probabilitatea de depire i nedepire iintervalele de recuren asociate acestora.
Pentru calcularea debitelor maxime cu diferite probabiliti de depire am aplicat
metoda statisticLog-Pearson III. n urma acestei metode se obine riscul de depire a anumitei
valori a debitului maxim ntr-o anumit perioad de timp.
Tabelul 12: Probabilitatea de apariie a debitelor maxime cu diferite asigurri
Perioadade retur
(T)
P. denedepire
(q)
P. dedepire
p(%)
CuantilaQmed
Tipul viituriidup perioada de
revenire
10000 0.9999 0.0001 0.01 652 Cu perioad de revenirefoarte mic/extreme
2000 0.9995 0.0005 0.05 541
1000 0.999 0.001 0.1 493
200 0.995 0.005 0.5 383 T. mic
100 0.99 0.01 1 335 cuperioad de reveniremedie50 0.98 0.02 2 287
20 0.95 0.05 5 223 cu perioad de reveniremare10 0.9 0.1 10 175
5 0.8 0.2 20 127
cu perioad de revenirefoarte mare
3 0.66 0.33 33 92.3
2 0.5 0.5 50 62.21.5 0.33 0.66 66 41.6
1.42 0.3 0.69 69 38
1.25 0.2 0.8 80 28.3
1.11 0.1 0.90 90 19.5
1.05 0.05 0.95 95 15.2
1.02 0.02 0.98 98 12.6
1.01 0.01 0.99 99 11.7
1.005 0.005 0.995 99.5 11.3
1.001 0.001 0.999 99.9 11
1.0005 0.0005 0.9995 99.95 11.11.0001 0.0001 0.9999 99.99 11.4
Clasificarea viiturilor n funcie de perioada de revenire s-a realizat cf. clasificriiPropus de Loat, R., Pettrascheck, A., 1997.
7/22/2019 Raport 3 - Copy
47/114
47
Fig. 4.29: Curba teoretic a debitelor maxime cu diferite perioade probabiliti de depire (a) inedepire (b)
Dup importana/severitateArgiu, V., ArghiuCorina, Sorocovschi, V., 2006 clasific
viiturile n: viituri minore: care nu produc inundaii ns conduc la apariia efectelor negative lanivelul albiei (degradarea patului albiei, eroziunea lateral a malurilor, creterea puternic a
turbiditii), viituri intermediare: prin depirea cotei de inundare care conduc la inundarea
terenurilor cu grad de folosin redus, fr producerea de pagube materiale mari sau pierderi de
viei omeneti, viituri majore: prin depirea cotei de pericol i producerea de pagube materiale
mari i viituri foarte puternice: prin atingerea unor debite de vrf cu probabiliti de depire
sub 2%cauzatoare de pierderi de viei omeneti i pagube materiale foarte mari care pot duce la
ncetinirea ritmului de dezvoltare economic.Astfel se remarc faptul c efectele negative resimite la nivelul albiei rului sunt
resimite chiar i la nivelul viiturilor minore. Din punct de vedere geomorfologic nc din anul
1954, Leopold i Wolman au analizat debitul la maluri pline pentru a identifica relaia dintre
scurgere i modificrile survenite la nivelul albiei rurilor.
1.1.4. Debitul formativ al albiilor actuale
Conceptul de debit dominant (debitul de formare a albiei) este utilizat n studiile
geomorfologice de identificare a gradului de stabilitate i management a albiilor. Acesta
reprezint debitul responsabil cu forma n timp a albiilor naturale imprimnd capacitatea de a
transporta cea mai mare cantitate de sedimente, n cazul albiilor cu pat aluvial, avnd o valoare
mai ridicat dect debitul mediu anual. (Wolman i Miller, 1960).
7/22/2019 Raport 3 - Copy
48/114
48
Acest concept se bazeaz pe ideea c adncimea, limea i panta albiei se modific n
timp sub influena variaiilor debitului solid i lichid determinnd schimbarea tipologiei albieiminore care va avea tendina de meandrare sau despletire.
Privind debitul ca variabil independent care influeneaz elementele care descriu
morfometria albiilor (adncimea i limea albiei) i viteza de curgere a apei, Leopold i
Maddock (1953) au identificat o serie de relaii:
Tabelul 13: Relaiile stabilite ntre debit i variabilele morfometrice ale albiilor de ru
RELAIATENDINA
RULUI
Qs- D50/ Cf => S- V- y0+ W-
Meandrare
QsD50
-/ Cf => S- V y0
WQs
D50/ Cf+
=> S- V y0
WQs
-D50-/ Cf => S
- W y0W-
Qs-D50
-/ Cf+ => S- Wy0
-WQs
+ D50/ Cf => S+ V+ y0
- W+
Despletire
QsD50
+/ Cf => S+ V+ y0
- W+Qs
D50/ Cf- => S
+ W+ y0- W+
Qs+D50
+/ Cf => S+ W+ y0
- W+
Qs+
D50+
/ Cf-
=> S
+
W
+
y0-
W
+
Qs+D50
+/ Cf+ => S+ W+ y0
-W+QsDebitul solid, D50Diametrul mediu,Spanta rului, V-Viteza medie,Y0Adncimea medie,Wlimea albiei minore.
Acest concept se poate aplica
doar n cazul albiilor aluviale cu
dinamic natural. Dac albia
prezint tendine de degradare debituldominant va avea o valoare mai
sczut dect debitul la maluri pline,
iar n cazul albiilor cu tendine de
agradare relaia este invers. (Shields
i colab., 2003).
Fig. 30: Relaia dintre frecven, magnitudineadebitului lichid i solid i debitul dominant formativ al albiilor actuale
B = a Q , b = 0,5 (0,26 la staia hidrometric)
h = c Qf
, f = 0,4Vm = k Q
m , m = 0,1 (0,34 la staia
hidrometric),
unde: Blimea albiei, Q debitul,
Hadncimea albiei,
Vmviteza medie
b, f, m sunt constante care depind devariabilitatea debitelor i de poziia la care se
face msurtoarea.
7/22/2019 Raport 3 - Copy
49/114
49
Din punct de vedere hidrologic s-a determinat debitul la maluri pline, debit care va fi
considerat debit formativ al albiilor actuale. Acest demers implic o serie de etape care vor fi
descrise n ceea ce urmeaz.
1.1.4.1. Realizarea profilelor transversale
Pentru a determina elementele seciunii active de scurgere s-au realizat un numr de apte
profile transversale utiliznd staia NIKON. Poziionarea acestora s-a realizat innd cont de
tipologia albiei din amonte.
Fig. 31: Profilul transversal 1 amonte (stnga)Fig.32: Profilul transversal 2 (amonte de CmpulCetii) (dreapta)
Fig. 34: Profil transversal 4(aval de loc. Gruiorul)Fig. 33: Profil transversal 3 (loc. Mtrici)
7/22/2019 Raport 3 - Copy
50/114
50
Fig. 37: Profilul transversal 7 (n dreptul staiei hidrometrice Cinta)n cazul profilului realizat n apropierea staiei Cinta ca urmare a ndiguirii albiei relaia
este ndeprtat de cadrul natural. Aceast neconcordan dintre debitul dominant i debitul la
maluri pline se va extinde pentru cea mai mare parte din cursul inferior al Nirajului datorit
lucrrilor de regularizare.
Folosind datele preluate din teren s-au identificat o serie de parametrii caracteristici
precum:
- Suprafaa seciunii active ()prin nsumarea seciunilor pariale (IXVI) dintre verticalele de
sondaj (h1hn) folosind formulele cunoscute pentru calcularea suprafeelor triunghiulare i
trapezoidale;
= [(h1b1) /2] + [(h1+b2)b2] /2 + + [(hn-1 + hn) bn-1] / 2 + [(hnbn) / 2] (m)
Fig.35: Profil transversal 5 amonte deMiercurea Nirajului)
Fig. 36: Profil transversal 6(loc. Gleti)
7/22/2019 Raport 3 - Copy
51/114
51
Fig.38: Profilul transversal 7 realizat n aval de postul hidrometric Cinta
-Perimetrul udat (P) determinat pe baza formulei:
P = 1 1 ( 1) (m),Unde, b1,bn reprezint distanele dintre verticalele de sondaj
h1, hn reprezint adncimea verticalelor de sondaj
-Adncimea maxim (hmax) reprezentat de cea mai mare adncime a apei la nivelul sondajelor
efectuate; (m)
- Adncimea medie (hmed) ca raport ntre suprafaa seciunii active i limea oglinzii apei nprofilul n care s-a fcut msurtoarea.
-Raza hidraulic (R) ca raport ntre suprafaa seciunii () i perimetrul udat (P);
R = /P (m)
-Rugozitatea ()prin aprecierea tuturor asperitilor care se opun micrii apei dependent de
dimensiunea aluviunilor care contribuie la reducerea vitezei. (Zvoianu, 2006)
1.1.4.2. Determinarea debitului la maluri pline
Debitul la maluri pline, numit de Ichim i colab. (1989), debitul de umplere al albiei iar
n literatura anglosaxon bankfull discharge reprezint parametrul fundamental de estimare i
dimensionare a geometriei hidraulice de albie. Un prim pas n calcularea debitului la maluri pline
l reprezint identificarea nivelului la maluri pline att pe teren ct i la nivelul profilelor
transversale realizate la nivelul albiei. Acest demers include analiza vegetaiei ripariene
implicnd o oarecare subiectivitate.
7/22/2019 Raport 3 - Copy
52/114
52
Utiliznd formula ManningStrickler, Leopold, (1954) calculeaz debitul la maluri pline:
Qb= Ak(R2/3 S1/2) / n,
QbDebitul la maluri pline [m3/s]
A - Suprafaa seciunii active [m2]
kconstanta de conversie egal cu unitatea [k=1]RRaza hidraulic [m]SPanta hidraulic (panta suprafeei libere n micare uniform egal cu pantatalvegului)[]ncoeficientul de rugozitate calculat dup formula Sticklern = d50
1/6 / 21,1 [m]
Williams, (1978) analiznd 233 de profile transversale propune pentru calculul debitului
la maluri pline formula:
Qb = 4A1,21 S0,28
Ca relaie ntre suprafaa activ a apei i viteza medie se poate calcula debitul la maluripline astfel: Qb= A Vm
Precizm faptul c valorile astfel calculate exprim punctual puterea rului i debitul la
maluri pline ns ne-am propus ca aceast cuantificare a parametrilor hidraulici s suplineasc
estimrile calitative i s ofere o imagine apreciabil la nivelul mediilor morfogenetice ale
sectoarelor cu energie mare, medie i joas n corelaie cu zonele bazinului de drenaj. (cf.
Schumm, 1977).
Aplicnd formula ManningStrickler s-a calculat debitul la maluri pline i puterea rului
n apte seciuni transversale situate n sectoare cu caracteristici morfometrice i geologice
diferite. (fig.3) pentru dou dintre acestea existnd posibilitatea validrii ca urmare a proximitii
fa de staiile hidrometrice: Gleti (pentru profilul 6) i Cinta (pentru profilul 7).
Scopul este de a determina condiiile energetice specifice scurgerii maxime (prin analiza
debitului i a puterii rului la ape mari pe baza debitului la maluri pline) i a scurgerii normale
(analiznd puterea rului la debit mediu multianual).
1.1.4.3. Granulometria depozitelor de albieAnaliza depozitelor din albia minor s-a realizat pentru fiecare prob ca prob global
(pavaj i subpavaj) fiind clasificate pe 14 clase granulometrice conform scrii Wenthworth la un
interval de 1 phi: blocuri (peste -8 phi), bolovni (ntre -6 i -8 phi), pietri (ntre -1 i -6 phi),
nisip (ntre 4 i -1 phi) i silt (< 4 phi).
7/22/2019 Raport 3 - Copy
53/114
53
n urma prelucrrii statistice a datelor s-a urmrit identificarea spectrului granulometric al
materialului de albie n relaie cu variabilele bazinului hidrografic (suprafa, geologie, altitudine,
pant) precum i evidenierea distribuiei granulometrice n profil longitudinal.
Distribuia ideal a materialului de albie de-a lungul rului urmrete reducerea
ponderilor claselor granulometrice n direcia scurgerii (Ichim, 2002). 6n cazul de fa se pot
observa totui variaii explicate prin aportul de material adus de afluenii principali precum i
prin lucrrile de ndiguire i regularizare executate, barajul acumulrii nepermanente Valea dat n
funcionare dup anul 2006 avnd rol de prag a cror efecte nu rmn neobservabile la nivelul
albiilor de ru.
6Maria Rdoane, Nicole Rdoane, Ioni Ichim, 2002, Analiza granulometric i petrografic a faciesului de albieal rului Suceava, n Lucrile Seminarului Geografic Dimitrie Cantemir.
7/22/2019 Raport 3 - Copy
54/114
54
Fig. 39: Poziia geografic a seciunilor transversale reprezentative
7/22/2019 Raport 3 - Copy
55/114
55
n 1875, Sternberg, analiznd variaia dimensiunii materialului de albie de-a lungul
rurilor identific o reducere a dimensiunii acestora n lungul rului dup o relaie de tip
exponenial. Acest fenomen este observabil i la nivelul rului Niraj: clasa blocurilor este
dominant n bazinul superior al rului, urmat fiind de clasa bolovanilor i a pietriurilor a cror
pondere crete n sectorul median i inferior al rului. (fig. 40)
Fig. 40: Spectrul granulometric al depozitelor de albie ale rului Niraj
Acest proces de sortare al materialului din albie, realizat ntro-o perioad lung de timp s-
a realizat n concordan cu rezistena patului albiei la efectele scurgerii lichide i solide
imprimate energetic de puterea rului. Se individualizeaz astfel sectorul superior i mijlociu a
cror histograme sunt caracterizate prin unimodalitate (fig. 41.a) i sectorul
Top Related