1

UNIVERSITATEA ,,DUNAREA DE JOS” GALAŢI FACULTATEA DE ŞTIINŢA ŞI INGINERIA ALIMENTELOR

SPECIALIZAREA: PESCUIT, ACVACULTURĂ ŞI INDUSTRIALIZAREA PEŞTELUI

HIDROLOGIE SI OCEANOGRAFIE Note de curs

2009

Hidrologie

2

1. NOŢIUNI INTRODUCTIVE

Hidrologia este ştiinţa care studiază originea, distribuţia şi caracteristicile apelor

terestre, ea având ca obiect general studiul ciclului apei în natură.

Apa reprezintă unul din elementele naturale indispensabile existenţei lumii vii. Ea

are un rol fundamental în desfăşurarea proceselor naturale (fizico-chimice, biologice,

climatice, în modelarea reliefului) şi a activităţilor social-economice, constituind un mijloc

important de comunicaţie şi de apărare, o materie primă pentru industrie, o sursă

apreciată pentru energie, pentru irigarea culturilor, alimentarea populaţiei. Este un

adevăr de necontestat faptul că pe Pământ fără apă nu poate exista viaţă.

Etimologic, cuvântul hidrologie derivă din limba greacă: hydros = apă şi logos =

ştiinţă. Obiectul hidrologiei îl constituie studiul diferitelor unităţi acvatice (apele

curgătoare, lacurile, mlaştinile, depozitele de zăpadă şi gheaţă) cu fenomenele şi

procesele dinamice, fizice şi chimice specifice acestor unităţi, precum şi cu modul de

folosinţă a apelor pentru diferitele necesităţi social-economice. Cu alte cuvinte hidrologia

este ştiinţa apelor sau ştiinţa care studiază hidrosfera (înveliş complex aflat în strânsă

interacţiune cu celelalte: geosfera, atmosfera, litosfera şi biosfera) înţelegând ştiinţa care

studiază aspectele calitative şi cantitative ale circuitului apei în natură

Conform dicţionarului enciclopedic (The Encyclopaedic Dictionary. Physical

Geography, edited by Andrew Goudie) hidrologia este „ştiinţa care studiază apa sub

diferitele ei forme şi existenţa acestora în natură. Principalele sale preocupări sunt

circulaţia şi distribuţia apei ca o consecinţă a bilanţului apei1 şi ciclului hidrologic2”.

Ţinând cont de complexitatea structurală şi funcţională a obiectului său de

cercetare, hidrologia poate fi definită mai pe larg ca ştiinţa care studiază toate tipurile de

unităţi acvatice3, din punct de vedere al formării, circulaţiei şi distribuţiei lor, al

proprietăţilor fizice şi chimice care le caracterizează, al proceselor şi legilor generale care

acţionează în hidrosferă, precum şi al modalităţilor de valorificare a resurselor de apă (I.

Pişota).

Întrucât are drept obiect de studiu un element al mediului natural, hidrologia este

încadrată în categoria ştiinţelor fizico-geografice (permite abordări calitative, utilizând

metode descriptive, explicative, conceptuale) sau naturale. În acelaşi timp, prin

metodologiile de investigare, analiză şi prelucrare a informaţiilor, precum şi prin

1 bilanţ al apei – raportul dintre intrările şi ieşirile unui sistem acvatic 2 ciclul hidrologic – succesiunea fazelor prin care trece apa în sistemul atmosferă - pământ 3 unităţi acvatice – întindere de apă delimitată precis, fie natural prin linia coastei, fie prin construcţii hidrotehnice

Hidrologie

3

tehnologiile utilizate în acest scop, hidrologia este o ştiinţă inginerească (permite

abordări cantitative oferind posibilitatea soluţionării numeroaselor aspecte de ordin

practic – valorificarea resurselor de apă, protecţia lor, reducerea şi eliminarea riscurilor

hidrologice etc.).

Datorită obiectului de cercetare foarte vast şi diversificat, hidrologia ca ştiinţă a

fost divizată în două mari domenii: hidrologia uscatului sau hidrologia continentală

şi hidrologia mărilor şi oceanelor. Această structurare a fost impusă de diferenţele

importante dintre caracteristicile, procesele şi fenomenele specifice celor două medii.

Hidrologia continentală, care formează obiectul nostru de studiu pe parcursul

acestui semestru, cuprinde mai multe subramuri:

1. hidrogeologia se ocupă cu cercetarea apelor subterane, în scopul cunoaşterii

modalităţilor de formare a straturilor acvifere, izvoarelor, a caracteristicilor lor, a

circulaţiei apelor subterane, proprietăţilor hidrogeologice ale rocilor;

2. potamologia (potamos = râu) se ocupă cu studiul hidrologic al apelor curgătoare

continentale;

3. limnologia (limnos = lac) studiază geneza, evoluţia şi proprietăţile unităţilor acvatice

stătătoare, naturale şi/sau artificiale;

4. telmatologia are ca obiect de cercetare studiul hidrologic al mlaştinilor;

5. glaciologia studiază răspândirea zăpezilor permanente şi a gheţarilor, geneza şi

mişcarea lor, tipurile de gheţari etc.

6. hidrologia interfluviilor se referă la studiul hidrologic al bazinelor hidrografice,

aspect ce a căpătat o importanţă crescută în ultimul timp.

Ca o ramură aparte hidrologiei poate fi considerată gospodărirea apelor4 , care

înglobează un ansamblu de acţiuni menite să conducă, în principal, la: cunoaşterea

caracteristicilor cantitative şi calitative ale unităţilor acvatice; conservarea, dezvoltarea şi

protecţia fondului acvatic; prevenirea şi combaterea efectelor distructive ale apelor.

Hidrologia mărilor şi oceanelor sau oceanologia, s-a desprins ca o disciplină de

sine-stătătoare studiind procesele hidrologice ale apelor oceanului planetar, problemel de

evoluţie ale zonelor de litoral sub influenţa mediului marin precum şi ale interacţiunii

dintre ocean şi atmosferă şi consecinţele acesteia.

Direcţii principale de studiu

1. hidrografia se ocupă cu descrierea apelor continentale, (situaţie geografică,

caracteristici morfologice, morfometrice, regimul nivelurilor sau al debitelor);

2. hidrometria se ocupă cu metodica observaţiilor şi măsurătorilor în toate categoriile

de ape, organizarea posturilor şi staţiilor hidrometrice din reţeaua de râuri, lacuri,

4 gospodărirea apelor – activitate care are ca obiect valorificarea resurselor de apă, apărarea împotriva efectelor dăunătoare ale apelor şi protecţia acestora, în conformitate cu cerinţele populaţiei şi tuturor ramurilor economice.

Hidrologie

4

mlaştini ale unui teritoriu, cu metodele şi procedeele de măsurare şi prelucrare a

elementelor hidrologice (niveluri, debite lichide şi solide, temperatura, chimismul

apelor etc.);

3. Cu ajutorul datelor furnizate de hidrografie şi hidrometrie, hidrologia poate deveni

aplicată, capitol care se referă la calcule, sinteze şi prognoze hidrologice ca finalitate

practică.

Pentru cei mai mulţi dintre noi, apa este un corp incolor, inodor şi insipid. Această

definiţie, însuşită încă din copilărie, lasă o impresie de banalitate. Ca urmare a

caracteristicilor sale, apa este o substanţă extraordinară. Dacă Terra este un organism,

apa joacă rolul sângelui.

În condiţiile societăţii actuale, apa joacă un rol de primă importanţă în economia şi

bugetul oricărei ţări. Ca urmare a locului ocupat pentru societatea actuală, această

substanţă trebuie foarte bine manageriată.

Hidrologia, în cadrul ştiinţelor geografice, ocupă un rol foarte important, fiind

considerată ştiinţă fundamentală. În acest context trebuie acordată o atenţie deosebită

fenomenelor hidrologice cu implicaţii majore asupra mediului înconjurător. Apa, ca agent

cu mobilitate ridicată, trebuie studiată cub toate formele sale de agregare.

In cursul de faţă importanţa cea mai mare este acordată apelor curgătoare (râuri) şi

stătătoare (lacuri), deoarece acestea contribuie cu cele mai mari cantităţi în circuitul

economiei generale. Un loc foarte important îl ocupă şi studiul gurilor de vărsare (estuare şi

delte). O problemă foarte importantă se referă şi la subiectul legat de poluarea apelor, mai

ales a celor utilizate în alimentarea populaţiei.

Metode de cercetare în hidrologie

În cercetarea hidrologică sunt utilizate diferite metode, multe dintre ele fiind

folosite şi de alte ştiinţe ale naturii. Dintre cele specifice hidrologiei se remarcă: metoda

staţionară, metoda expediţionară şi metoda experimentală.

Metoda staţionară (la posturile hidrometrice) constă în observaţii şi

măsurători după un anumit program, la posturile hidrometrice, asupra variaţiilor de nivel,

a debitelor de apă, a debitelor de aluviuni, asupra temperaturii, transparenţei, culorii

apei, a reziduului fix5, datele obţinute pe baza unor observaţii regulate, pe intervale mari

de timp, servesc, la realizarea de sinteze şi generalizări ale unor parametrii de ordin

hidrologic şi permit desprinderesa unor legităţi în manifestarea diferitelor fenomene şi

procese hidrologice. În ţara noastră, primul post hidrometric a fost înfiinţat în anul 1838

la Orşova, fiind urmat de a

Metoda expediţionară este folosită pentru regiunile greu accesibile, unde nu se

pot instala posturi hidrometrice fixe pentru executarea unor măsurători şi observaţii

5 rezidiuu fix – totalitatea sărurilor dizolvate în apă, exprimată în mg/l

Hidrologie

5

regulate (zilnice, lunare sau sezoniere). Observaţiile expediţionare se desfăşoară pe baza

unui plan itinerant în care se are în vedere atât executarea de măsurători pentru

obţinerea unor date cantitative de ordin hidrologic, cât şi efectuarea de observaţii

comparative cu scop aplicativ. Prin observaţii expediţionare avem posibilitatea să

efectuăm o analiză asupra principalilor parametri hidrologici (debite, viteza apelor, indici

morfometrici, temperatură, salinitate) şi totodată să realizăm o sinteză asupra

eventualelor prognoze hidrologice.

Metoda experimentală ne permite să redăm un fenomen oarecare din natură, la

o anumită scară, în condiţii de laborator în ideea de a se putea analiza sau simula modul

în care acţionează diferitele procese naturale (de exemplu, de eroziune şi acumulare)

asupra unei unităţi acvatice, obţinându-se concluzii şi soluţii într-un timp mult mai scurt.

Fără îndoială, metoda de bază este metoda staţionară care prin şirul lung de

observaţii şi măsurători, efectuate în acelaşi punct, poate conduce la date şi concluzii

mult mai apropiate de adevăr.

Hidrologie

6

2. CIRCUITUL ŞI BILANŢUL APEI ÎN NATURĂ

Distributia apei la nivelul globului

Rezerva mondiala de apa este de 1.386 milioane km3 de apa, peste 96% fiind apa

sărată. Mai departe, din totalul de apa dulce, peste 68% este blocata in gheata si gheţari,

iar 30% din apa dulce sunt prezente in subteran (fig.1, tab.1). Sursele de apa dulce de

suprafaţa, cum ar fi râurile si lacurile, însumează doar 93.100 km3, care reprezintă

aproximativ 1/150 dintr-un procent din totalul de apa. Apa dulce este relativ rară pe

suprafaţa Pământului. Doar 3% din cantitatea totala de apa de pe Pământ este apa

dulce, iar apa dulce din lacuri si mlaştini însumează doar 0,29% din cantitatea totala de

apa dulce a globului. 20% din cantitatea de apa dulce se afla intr-un singur lac, Lacul

Baikal din Asia. Alte 20 de procente se afla in Marile Lacuri (Huron, Michigan, Superior).

In râuri regăsim doar 0,006% din resursele de apa dulce existente. Se poate constata ca

viata pe Pământ rezista cu ceea ce putem spune ca este doar "o picătură în găleata" cu

rezervele totale de apa ale Pământului. Totuşi, râurile si lacurile reprezintă sursele

principale pentru apa folosita zilnic de oameni (fig.1, tab.1).

Apa este cea mai importantă resursă a Terrei. În societatea actuală este

considerată o resursă fundamentală deoarece stă la baza tuturor activităţilor umane.

În unele domenii ale hidrosferei ea nu se găseşte în stare pură. Conţine numeroase

substanţe solubile ceea ce-i conferă calitatea de mediu hrănitor pentru diverse

organisme, ele însele reprezentând o altă sursă naturală (fig. 2). În soluţie sau suspensie

se găsesc, de asemenea, şi o serie de substanţe minerale.

Utilizarea apei de către om este foarte variată deoarece proprietăţile pe care le

deţine aceasta sunt şi ele diverse. Prezenţa apei este o condiţie indispensabilă apariţiei şi

Fig. 1. O estimare a distributiei apei pe glob. Sursa: Institutul Naţional de

Hidrologie si Gospodărire a Apelor/U.S. Geological Survey, http://ga.water.usgs.gov/edu/watercycleromanian.html

Hidrologie

7

dezvoltării vieţii. Apa este elementul de primă importanţă în dezvoltarea industriei,

agriculturii şi transportului.

Tabel 1. Distribuţia apei pe glob (estimare).

Sursa: Water resources. In Encyclopedia of Climate and Weather, 1996, editata de S. H.

Schneider, Oxford University Press, New York, vol. 2, pp.817-823

Sursa de apa Volumul apei in

km3 Procentul din totalul

de apa dulce Procentul din totalul de apa

Oceane, mari si golfuri 1,338,000,000 - 96.5

Calote glaciare, Ghetari si zapada permanenta

24,064,000 68.7 1.74

Apa subterana 23,400,000 - 1.7

Dulce 10,530,000 30.1 0.76

Sarata 12,870,000 - 0.94

Umiditatea din sol 16,500 0.05 0.001

Gheata permanenta si nepermanenta din sol

300,000 0.86 0.022

Lacuri 176,400 - 0.013

cu apa duce 91,000 0.26 0.007

cu apa sarata 85,400 - 0.006

Atmosfera 12,900 0.04 0.001

Apa din mlastini 11,470 0.03 0.0008

Rauri 2,120 0.006 0.0002

Apa biologica 1,120 0.003 0.0001

Total 1,386,000,000 - 100

Cu toate că apele oceanice sunt cele care deţin întâietatea ca volum şi

suprafaţă, cele mai importante, din punct de vedere economic, sunt cele

continentale. Apele dulci sunt folosite pentru satisfacerea trebuinţelor fiziologice, în

industrie şi agricultură. Sunt şi ape continentale sărate, cantonate, mai ales, în

lacuri, sau cele care ies sub forma unor izvoare; acestea sunt folosite ori pentru

Om 65% Hering 67% Crustacee 79% Meduză 95°/.

Fig. 2. Concentraţia de apă pentru diferite organisme (Thurman, 1988)

Hidrologie

8

transport, pentru extragerea sărurilor sau în tratarea unor boli. Apa dulce, existentă

pe continente, nu este uniform repartizată.

Răspândirea apei şi uscatului pe Terra nu este uniformă, mai ales în ceea ce

priveşte repartiţia acestora în cele două emisfere. Apa, dacă ar fi uniform repartizată

pe suprafaţa Terrei, ar deţine o grosime de 2 853 m. Volumul său ar încăpea într-un

cub cu latura de 1 133 km (fig.3). Cea mai mare parte a uscatului se găseşte în

emisfera nordică, unde apele acesteia ocupă 53%, iar suprafaţa uscatului 47%

(Vanney, 1991); în emisfera sudică apa ocupă 89%, în timp ce uscatul deţine doar

11% (Fig.4).

Din volumul total, cele mai mari proporţii sunt deţinute de apele subterane şi

calotele glaciare. Apa cantonată în gheţarii montani şi calotele glaciare însumează

un volum de 24.000.000 km3 (tab.1). Cea mai mare proporţie o deţine Antarctida cu

21.000.000 km3, după care urmează Groenlanda şi mai apoi, la mare distanţă,

gheţarii montani. Importanţa lor se leagă de volumul apreciabil de apă rezultat în

perioada de topire deoarece constituie sursa de alimentare a unor râuri. Există

preocupări în direcţia găsirii unor metode eficace pentru utilizarea icebergurilor.

Fig. 4. Repartiţia continentelor şi oceanelor (Vanney, 1998)

Fig. 3. Echivalenţele bogăţiei de ape ale Terrei:

a-grosimea unui strat uniform de apă pe suprafaţa planetei; b-un rezervor de formă cubică (Diaconu, 1988)

Hidrologie

9

Apa provenită din topirea lor ar putea reprezenta o sursă pentru alimentarea

casnică, dar şi pentru irigaţii în zonele secetoase din apropierea litoralului.

Tabel 2. Bugetul mediu anual al apelor continentale

(Lvovici, 1979 citat de Hornberger et al., 1998)

Continent Suprafaţa k 2

Precipitaţii

Scurgere

Evapotranspiraţi

Coeficient de Africa 30,3*106 690 140 550 0,20

Asia 45* IO6 720 290 430 0,40

Australia 8,7*106 740 230 510 0,31

Europa 9,8*106 730 320 410 0,44

America de Nord 20,7*106 670 290 380 0,43

America de Sud 17,8*106 1650 590 1060 0,36

Apele curgătoare reprezintă una din părţile cele mai reduse ale apelor dulci.

Cu toate acestea, omul le foloseşte din cele mai vechi timpuri. în fiecare an Oceanul

Planetar primeşte cea. 1.200 km3 de apă provenită din râuri. Participarea reţelei

hidrografice diferă de la un continent la altul, în funcţie de o serie de factori.

Existenţa unor organisme fluviale bine dezvoltate în cadrul Asiei (9 din cele 16 fluvii

cu un debit anual de peste 10.000 m3/s) situează acest continent pe primul loc (30,7%),

după care urmează America de Sud (25,3%), America de Nord (17,6%), Africa (9,7%),

Europa (6,8%), Australia şi Oceania (5%) şi Antarctida (4,9%). După disponibilul de apă

dulce pe locuitor, situaţia este cu totul alta: Australia şi Oceania, care se situează pe ultimul

loc (între continentele locuite) la volumul de apă scurs, de data aceasta ocupă primul loc cu

peste 106.727 m3/loc/an; urmează în ordine: America de Sud (50.256 m3/loc/an), America

de Nord (22.222 m3/loc/an), Africa (10.020 m3/loc/an), Asia (5.743 m3/loc/an) şi pe ultimul

loc Europa (5.302 m3/loc/an). Media mondială pe locuitor este de 10.804 m3/loc/an.

Cu toate acestea, chiar în

cadrul continentelor, apar

diferenţieri foarte mari, sau chiar

în cadrul aceleiaşi ţări

(Australia, America de Sud,

Africa, America de Nord etc.). În

acest sens se pot cita deşerturile

Sahara şi Kalahari din Africa,

deserturile centrale din Australia,

deşertul Atacam şi Podişul

Patagoniei din America de Sud,

Podişul Mexicului şi Podişul

Marelui Bazin din America de Nord care sunt departe de indicele mediu continental al

disponibilului de apă.

Fig. 5. Resursele de apă ale Terrei raportate la numărul de

locuitori (Ressources mondiales, 1992)

Hidrologie

10

Continentul Europa are cel mai mare disponibil de apă dulce pe locuitor în sectorul

vestic al Peninsulei Scandinave, unde valoarea acestui indice este de peste 12 ori mai mare

decât media continentală. Media mai este depăşită doar de Europa Nordică şi Estică, în

regiunea muntoasă înaltă a lanţului alpino-carpato-balcanic şi în unele sectoare ale Europei

Occidentale. Valori apropiate de media continentală se găsesc în unele sectoare ale Europei

Vestice, peninsulele Iberică şi Italică. Valorile cele mai mici (de două-trei ori mai scăzute)

sunt specifice Europei Centrale; acest din urmă caz nu se explică prin lipsa resurselor de

apă, ci prin concentrarea masivă de locuitori, unde densităţile depăşesc adesea

valoarea de 200-300 loc/km2. Pe ţări, Norvegia are cel mai mare disponibil de apă

dulce pe locuitor, în timp .ce Ungaria se situează pe ultimul loc.

Resursele de apă ale râurilor din România sunt estimate la 37.000.000.000 m3/

an, ceea ce înseamnă că valoarea indicelui de disponibilitate pe locuitor este de

cca. 1.650 m3. Realitatea demonstrează că procentul creşte de 5 ori deoarece pe

teritoriul României trece şi Dunărea, care are un debit mediu anual la intrarea în ţară

de 5.300 m3/s (170.000.000.000 m3 /an). Necesarul de apă în România a crescut de

la un total de 1,4 km3 în 1950 la 43 km3 în 2000 (tab.3). În aceeaşi perioadă,

furnizarea apei potabile a fost de 113 mil. m3/an în 1950 şi de 2,5 mld. m3/an în

1987.

Tabel 3. Dinamica necesarului de apă din România (Zăvoianu, 1993)

Anul Total km3 Din ape Din Dunăre Din râuri

1950 1,4 0,15 0,25 1,0

1955 1,0 0,21 0,29 1,5

1960 2,6 0,36 0,34 1,9

1965 4,7 0,50 1,70 2,5

1970 9,1 1,00 4,60 3,5

1975 14,4 1,20 6,20 7,0

1980 20,0 2,10 9,10 8,8

1985 22,0 2,40 10,50 9,1

1990 36,0 L 3,20 18,80 14,0

2000 43,0 4,50 19,50 19,0

Se apreciază că Romania are o suprafata de 237.391 Km2 si o populatie de cca.

21.794.793 locuitori si se afla in proportie de 97,4% in bazinul Dunarii, ceea ce

reprezinta 29% din suprafata acestuia. Principalele unitati de relief de pe teritoriul

Romaniei sunt armonios echilibrate: 31% reprezinta muntii, 36 % dealurile si podisurile

si 33 % campiile. Climatul este temperat continental, temperatura medie variaza intre

Hidrologie

11

+11°C pe litoral si -4°C in Muntii Carpati iar precipitatiile medii anuale variaza intre 400

mm/an in Dobrogea si 1400 mm/an pe culmile inalte ale muntilor Carpati.

România dispune de o retea hidrografica cu o lungime de 78.905 km. Resursele

de apa din râurile interioare sunt de 40 miliarde m3, ceea ce reprezinta 20% din

resursele de apa ale fluviului Dunarea.

România are o resursa specifica din râurile interioare de 1.840 m3/loc.an si, din

acest punct de vedere, ocupa locul 13 in Europa.

Pe teritoriul tarii noastre se afla cursurile superioare si mijlocii ale unui numar

important de râuri care traverseaza frontiera de stat, iar râurile Tisa, Prut si Dunare

formeaza o parte a frontierei României.

Resursele de apă ale României sunt constituite din apele de suprafaţă – râuri,

lacuri, fluviul Dunărea – şi ape subterane. La nivelul anului 2005, aceste resurse de apă

(potenţiale şi tehnic utililizabile) prezentau următoarea distribuţie:

Sursa de apă Indicator de caracterizare

Total mii.mc.

A. Râuri interioare

Resursa teoretică 40.000.000

Resursa existentă potrivit gradului de amenajare a bazinelor hidrografice 13.805.691

Cerinţa de apă a folosinţelor, potrivit capacităţilor de captare aflate în funcţiune

3.721.291

B. Dunăre (direct)

Resursa teoretică (în secţiunea de intrare în ţară) 85.000.000

Resursa utilizabilă în regim actual de amenajare ** 20.000.000

Cerinţa de apă a folosinţelor potrivit capacităţilor de captare aflate în funcţiune*

3.189.694

C. Subteran

Resursa teoretică, din care: 9.600.000

- ape freatice 4.700.000

- ape de adâncime 4.900.000

Resursa utilizabilă 6.592.310

Cerinţa de apă a folosinţelor potrivit capacităţilor de captare în funcţiune 833.051

TOTAL RESURSE

Resursa teoretică 134.600.000

Resursa existentă potrivit gradului de amenajare a bazinelor hidrografice 40.398.001

Gospodarirea apelor in România are o lunga traditie, gospodarirea pe bazine

hidrografice realizandu-se din anul 1959.

Hidrologie

12

Fluviul Dunarea, al carui parcurs pe teritoriul României este de 37,7% din

lungimea sa, este colectorul si emisarul catre Marea Neagra a tuturor evacuarilor din

tarile riverane din amonte, afectând calitatea apelor Deltei Dunarii, dar si zona costiera a

Marii Negre

* * *

Circuitul apei nu are un punct fix, clar de plecare, dar putem sa începem cu

oceanele. Soarele, care este "motorul" circuitului apei, încălzeşte apa din oceane, care se

evapora ajungând in aer sub forma de vapori. Curenţi de aer ascendenţi transporta

vaporii in atmosfera, unde temperaturile mai scăzute determina condensarea vaporilor

sub forma de nori. Curenţii de aer deplasează norii pe tot globul, particule de nor se

ciocnesc, cresc in dimensiuni si cad sub forma de precipitaţii. O parte a precipitaţiilor

cade sub forma de zăpadă si se poate acumula in calote glaciare si gheţari. Zăpada aflată

in zone cu o clima mai blândă se topeşte când vine primăvara, iar apa rezultata se scurge

pe suprafaţa solului, ca scurgere nivală. Cea mai mare parte a precipitaţiilor cade înapoi

in oceane sau pe sol, unde, datorita gravitaţiei se scurge in continuare pe suprafaţa

solului ca scurgere de suprafaţa. O parte din aceasta scurgere de suprafaţa intra in albia

râurilor, curentul de apa deplasându-se către oceane. Scurgerea de suprafaţa si

exfiltraţiile din apa subterana, se acumulează ca apa in lacuri si râuri. Totuşi nu toata apa

provenita din scurgere ajunge in râuri. O mare parte a acesteia se infiltrează in sol. O

parte din aceasta apa rămâne in apropierea suprafeţei solului si se poate infiltra înapoi in

corpurile de apa de suprafaţa (si in ocean) sub forma de scurgere de apa subterana

(descărcare acvifer). O parte din apa subterana găseşte fisuri in suprafaţa pământului şi

iese la suprafaţă sub forma de izvoare cu apa dulce. Apa din acviferul freatic (apa

subterana de adâncime mică) este asimilata de rădăcinile plantelor si se întoarce înapoi

in atmosfera prin evapotranspiraţia de pe suprafaţa frunzelor. O alta parte a apei

infiltrate in pământ ajunge la adâncimi mai mari si reîmprospătează acviferele de

adâncime (zona subterana saturata), care înmagazinează cantităţi imense de apa dulce

pe perioade îndelungate. Totuşi, în timp, aceasta apa se deplasează, o parte urmând să

reintre in ocean, unde circuitul apei "se termina"…. şi "reîncepe".

Institutul de Cadastru Geologic din Statele Unite (U.S. Geological Survey - USGS)

a identificat 15 componente ale circuitului apei:

1. Apa inmagazinata in oceane 2. Evaporare 3. Apa din atmosfera 4. Condensare 5. Precipitaţii 6. Apa inmagazinata in gheata si zapada 7. Scurgerea de apa provenita din topirea zapezii in rauri 8. Scurgerea de suprafata 9. Scurgerea apei prin albia raurilor 10. Apa inmagazinata in rauri si lacuri (apa dulce) 11. Infiltraţie

Hidrologie

13

12. Descărcare acvifer (scurgerea de apă subterană) 13. Izvoare 14. Transpiraţie 15. Apa înmagazinată în acvifer

În fiecare moment Soarele încălzeşte o parte a continentelor şi oceanelor

datorită energiei calorice pe care o trimite pe Pământ. Variaţiile termice sunt provocate

de mişcarea de revoluţie, mişcarea de rotaţie şi sfericitatea Terrei. Soarele provoacă

astfel o transformare neîncetată a apei lichide şi solide în vapori. Procesele sunt

însoţite de un anumit consum energetic. Aceştia din urmă, transportaţi de vânt,

circulă nestânjeniţi în atmosferă. Atunci când o masă de aer umed se răceşte, vaporii

pe care-i conţine se condensează şi formează norii. Picăturile de apă de dimensiuni

microscopice, care alcătuiesc formaţiunile noroase, se agregă în picături din ce în ce

mai mari până cad pe pământ sub formă de ploaie. în timpul iernii, în apropierea polilor

sau la altitudini ridicate, formaţiunile noroase sunt alcătuite din cristale de gheaţă

care cad sub formă de zăpadă. Stabilitatea climatică este în funcţie de factorii

generali şi locali: uscat-apă, covor vegetal, vânturi, albedo etc. Ploaia şi zăpada se

transformă apoi în cursuri de apă sau pot alimenta, prin intermediul infiltraţiilor,

pânzele subterane. Apele pot stagna un timp în lacurile sau rezervoarele create de

om, dar mai devreme sau mai târziu, ele ajung tot în mare. Acestea sunt, pe scurt,

marile etape ale ciclului apei în natură.

Fig. 6. Circuitul apei în natură

Sursa (Institutul Naţional de Hidrologie si Gospodărire a Apelor/U.S. Geological Survey, http://ga.water.usgs.gov/edu/watercycleromanian.html)

Hidrologie

14

Problema de bază în cadrul bilanţului hidrologic este partajarea apei care cade

sub formă de precipitaţii, pe de o parte, apoi evacuarea şi scurgerea, pe de altă parte.

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

P = E + Q,

unde:

P = ploaie;

E = evaporare şi transpiraţie;

Q = scurgere.

Dacă această ecuaţie este valabilă la scară globală, nu poate fi reală pe un ecart

de timp scurt. Există o stare latentă între momentul căderii ploii pe sol şi cel al

reapariţiei în ciclul hidrologic sub forma evaporării sau scurgerii. Formula

operaţională a bilanţului hidrologic trebuie să ţină cont de variaţiile sezoniere. În

acest caz ecuaţia practică valabilă în orice spaţiu devine:

P = E + Q + ΔR,

unde:

ΔR = variaţia rezervelor în apă. Rezervele în apă conţin, pe de o parte, apa

prezentă în partea superioară a solului, care asigură alimentarea cu apă a vegetaţiei

("rezerva hidrică", Ru), şi pe de altă parte rezerva hidrologică (Rh), care asigură

scurgerea (Cosandey, Robinson, 2000).

Întrucât volumul total de apă de pe uscat, suprafeţe oceanice şi atmosferă este

constant, doar distribuţia sa spaţială la momente diferite este variabilă, procesul

circulaţiei apei se consideră ca un sistem închis, motiv pentru care se mai numeşte şi

ciclu hidrologic (Şerban et al, 1989).

Fig. 7. Ciclul global anual al apei (Vladimirescu, 1978)

Hidrologie

15

Modul de circulaţie a apei în ciclul global, cât şi procentele afectate diferitelor

spaţii, se efectuează în felul următor (fig.7):

1. Evaporări din cadrul hidrosferei Eo = 84%;

2. Precipitaţii în spaţiul hidrosferei Po = 77%;

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

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

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

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

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

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

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

Prin circulaţia ei în natură, apa efectuează un sistem de circuite, din care două

locale mai importante: local oceanic (sau oceanic) şi local continental (sau hidrologic).

Fig.8. Diferitele faze ale bilanţului apei în decursul anului hidrologic:

a-sfârşitul verii; b-începutul iernii; c, d - reconstituirea rezervei hidrologice (Rh)

(Cosandey, Robinson, 2000)

Hidrologie

16

Prin evaporare, apa de pe suprafaţa oceanelor se va ridica în atmosferă unde,

prin condensare, va precipita şi sub influenţa gravitaţiei, cea mai mare parte a ei, se

va reîntoarce în oceane: acesta este circuitul local oceanic (fig. 9). De pe suprafaţa

Oceanului Planetar se evaporă anual cca.447.900 km3 (448.000) de apă din care

411.600 km3 se reîntorc în ocean, în timp ce 36.300 km3 (37.000) sunt transportaţi de

curenţii de aer deasupra continentelor.

Fenomenul descris se repetă şi deasupra suprafeţelor de uscat, cu deosebirea

că aici procesul evaporaţiei este complicat de neomogenitatea suprafeţelor

continentale precum şi de modul diferit de încălzire şi de răcire a uscatului faţă de

ocean. Fenomenul se repetă la scară continentală determinând apariţia circuitului local

continental (fig. 9) De pe suprafaţa continentelor se ridică anual 63.000 km3 (72.000)

apă, în timp ce cantitatea de precipitaţii căzută pe aceeaşi suprafaţă este mult mai

mare, şi anume de 99.300 km3 (109.000); diferenţa de 36.300 km3 provine din

vaporii transportaţi de curenţii de aer de deasupra oceanelor.

După ce ajunge la suprafaţa uscatului, apa provenită din precipitaţii (99.300.

km3, adică 63.000 km3 evaporare de pe continente + 36.300 km3 apă adusă de pe

oceane) urmează căi diferite: o parte (35.000 km3) se scurge în Oceanul Planetar,

constituind astfel procesul scurgerii de suprafaţă sau scurgerea superficială (S); o altă

parte se infiltrează în scoarţa terestră (1.300 km3) unde întâlneşte un strat

impermeabil înclinat, curge prin porii rocilor în direcţia înclinării suratelor, constituind

acumularea şi scurgerea subterană care, uneori ajunge până la oceane şi mări; o altă

parte se evaporă (Eu= 63.000 km3). Astfel, prin intermediul scurgerii de suprafaţă şi a

celei subterane, apele se întorc din nou în ocean: acesta este circuitul universal sau

Fig. 9. Schema circuitelor locale: Zo = apa evaporată de pe

suprafaţa oceanelor; Zc=apa evaporată de pe suprafaţa continentelor; Xo = precipitaţiile căzute pe suprafaţa

oceanelor; Xc=precip1taţiile căzute pe suprafaţa uscatului (Buta, 1983)

Hidrologie

17

Fig.10. Diagrama moleculei

apei în stare lichidă

mare al apei. El este mult mai complex decât cele locale, cuprinzându-le şi pe

acestea.

Proprietăţile generale ale apei

Apa sau oxidul de hidrogen (H2O) se află răspândită în natură sub cele trei

forme de agregare: vapori, solidă, lichidă.

Molecula apei şi structura ei. Compoziţia procentuală a apei: 88,89% oxigen şi

11,11% hidrogen. Reacţia de formare a apei din cele două elemente se petrece cu

o mare degajare de căldură (reacţie exotermă):

H2 + 1/2 O2 = H2O +68,4 Kcal.

Masa moleculară a apei este egală cu suma maselor atomice ale

componentelor. Dacă masa atomică a hidrogenului este 1, iar a oxigenului 16, rezultă

că masa moleculară a apei este 18. Molecula apei are o formă angulară; unghiul

format din dreptele care unesc atomii de hidrogen cu atomul de oxigen, este de

104,5°;în stare naturală apa nu este o substanţă pură ci o soluţie care conţine un

amestec de substanţe solide şi gazoase pe care le dizolvă în contact cu rocile şi aerul.

Proprietăţile organoleptice. Aprecierea acestor proprietăţi se face cu ajutorul

simţurilor: gustul şi mirosul.

Gustul apei.În stare naturală apa este lipsită de gust;

datorită amestecului pe care-1 conţine, apa are totuşi

gust care poate fi definit prin:

plăcut - când conţine cantităţi reduse de Ca, Mg,

CO2;

neplăcut - concentraţii mari de substanţe dizolvate;

dulceag - cantităţi mari de substanţe organice;

sărat - concentraţii mari de NaCl;

amar - prezenţa MgSO (sarea amară);

acru - prezenţa alaunilor (săruri de potasiu);

sălciu - sărăcirea în săruri minerale;

gust nedefinit.

Mirosul apei În stare naturală apa nu are miros. Acesta se determină numai

pentru apa nefiartă şi se apreciază cu:

lipseşte;

stătut;

de putrefacţie.

Mirosul se poate datora substanţelor în descompunere sau microorganismelor vii (alge,

protozoare etc.) sau prezenţei unor substanţe chimice provenite din apa uzată sau

industrială (fenoli, crezoli etc).

Proprietăţile fizice ale apei în stare lichidă

Hidrologie

18

Temperatura. Este un factor influenţat de mediul înconjurător şi se modifică

odată cu temperatura aerului. Aceasta variază de la 0°C în regiunile cu temperaturi

coborâte tot timpul anului, până la valori ridicate în zonele vulcanice sau cu alimentare

din ape termale. Moleculele de apă pot fi dispuse diferit în funcţie de temperatură (fig.11).

Temperatura variază şi în funcţie de latitudine (mai

ridicată la ecuator şi mai coborâtă la poli), altitudine

(media de coborâre este de 6,4°C la 1.000 m, adică

0,6°C la 100 m), cu expoziţia bazinelor hidrografice,

valabil mai ales pentru apele superficiale (mai mari

pe versanţii sudici, adică pe "faţa muntelui", decât

pe cei nordici, adică pe "dosul muntelui"), cu

adâncimea (chiar şi apele subterane sunt supuse

unor variaţii diurne şi periodice până la o anumită

adâncime, de unde aceasta rămâne constantă şi egală

cu temperatura medie anuală a locului respectiv; zona

în cauză se numeşte neutră. Sub această zonă temperatura creşte cu 1°C pentru fiecare 33 m

adâncime - treaptă geotermică normală, sau cu 1°C pentru adâncimi mai mari de 33 m -

treaptă geotermică anormală).

Totodată, regimul termic al apelor este condiţionat de categoria şi specificul lor:

curgătoare, stătătoare etc. Apele curgătoare sunt mai reci decât cele curgătoare.

Apele Oceanului Planetar înmagazinează lent mari cantităţi de căldură, pe care le

degajă treptat, fără o scădere drastică a temperaturii. Extremele de la suprafaţa

oceanului oscilează între -2°C în apele polare şi 34°-40°C în Marea Roşie şi Golful

Arabo-Persic.

În adâncime, temperaturile coboară de la suprafaţă până la cca.500m unde

se înregistrează 5°C; de la această valoare temperatura se păstrează cam la aceeaşi

limită până la cele mai mari adâncimi.

Culoarea. Apa este incoloră doar în strat subţire; când el depăşeşte 6 cm

grosime are un aspect albăstrui. Existenţa culorii se datorează unor substanţe

dizolvate (compuşi ai manganului, oxizi fenici, acizi humici etc).

Pentru exprimarea culorii apei se folosesc următoarele calificative:

incoloră;

slab gălbuie;

gălbuie;

cafenie;

albastră;

lăptoasă.

Fig.11. Dispoziţia moleculelor

de apă în funcţie de

temperatură

Hidrologie

19

Prezenţa sărurilor acide de fier dau o culoare verde-gălbuie, a clorurilor o culoare

albăstruie, a substanţelor humice o culoare gălbuie până la cafenie etc.

Stabilirea culorii se face prin

comparaţie cu o scară colorimetrică

etalon alcătuită din clorură de

platină şi cobalt într-o anumită

proporţie.

Transparenţa. Aceasta

reprezintă grosimea stratului de apă

exprimat în centimetri, prin care se

poate distinge, în anumite condiţii de

iluminare, conturul unui obiect.

Valoarea transparenţei se

determină prin scufundarea în apă a

unui disc special (discul Secchi) şi

măsurarea adâncimii de la care acesta

nu se mai poate distinge.

Transparenţa este în funcţie directă cu turbiditatea. Radiaţiile solare, potrivit lungimii

de undă, pătrund în apă la adâncimi diferite (fig.12).

Turbiditatea. Reprezintă concentraţia suspensiei de silice (SiO2) fin dispersată în apă;

se exprimă în miligrame pe litru (mg/l). Aprecierea turbidităţii se face comparativ cu soluţia

etalon, în scara silicei (1 mg silice fin dispersată la 1 litru apă distilată reprezintă 1 grad

turbiditate). Turbiditatea este în funcţie de cantitatea substanţelor minerale dizolvate şi de

prezenţa sau lipsa substanţelor organice.

Conductibilitalea electrică. Reprezintă proprietatea apei de a conduce electricitate;

apa pură este foarte slab conducătoare de electricitate; apa naturală, cu un anumit conţinut

de săruri dizolvate, este bună

conducătoare de electricitate.

Conductibilitatea electrică se

determină, de obicei, prin

măsurarea rezistivităţii. Unitatea de

măsură a conductivităţii specifice

este (Ώ-1 x cm -1). Pentru apa

obişnuită conductibilitatea specifică

poate varia de la 33*10-5 la 1,3 -

3(Ώ-1xcm-1), iar pentru apa pură de

4*10 -8 (Ώ.-1 x cm -1).

Densitatea. Reprezintă raportul

Fig.12. Pătrunderea radiaţiilor solare în apă

Fig.13. Variaţia densităţii apei în funcţie de temperatură

Hidrologie

20

dintre masă şi volum, la presiunea de 1 atm. şi temperatura de 4°C şi este egală cu unitatea (1

g/cm3; 1 kg/l).

Densitatea apei lichide creşte de la 0°C la 4°C, când atinge valoarea maximă, după care

coboară.

Tabel 4. Densitatea apei pure la diferite temperaturi

Temperatura °C Starea Densitatea kg/m-3 -2 Solidă 917,2 0 Solidă 917,0 0 Lichidă 999,8 4 Lichidă 1000,0 10 Lichidă 999,7 25 Lichidă 997,1

Vâscozitatea. Reprezintă

rezistenţa la curgere datorată frecării

interioare. Mai este denumită şi

vâscozitate dinamică (η); aceasta

variază odată cu temperatura având la

20°C o valoare egală cu 1 centipoise,

care la rându-i reprezintă a suta parte

dintr-un poise (după numele lui

Poiseuille).

Proprietăţile fizice ale apei în stare solidă

Denumirea generică a apei în stare solidă este aceea de gheaţă. Ea cristalizează în

sistemul hexagonal şi prezintă următoarele caracteristici:

punct de topire: 0°C la presiunea de 760 mm Hg.;

masa specifică; 0,917 g/cm3;

căldura latentă de topire a

gheţii şi îngheţare a apei:

79,55 kcal/kg;

căldura specifică sub presiune

constantă: 0,5 kcal/kg/grad;

rezistenţa la rupere prin

compresiune: 35 kg/cm2;

rezistenţa la rupere prin

încovoiere: 20 kg/cm2; •

rezistenţa la forfecare: 10

kg/cm2;

Apa în stare solidă poate căpăta

diferite forme: chiciură, brumă,

zăpadă, gheaţă.

Fig. 14. Variaţia vâscozităţii în funcţie de temperatură

Fig.15. Variaţia presiunii vaporilor de apă în funcţie de

temperatură

Hidrologie

21

Apa în stare de vapori

Apa se transformă în vapori la temperatura de 100°C şi presiunea de 760 mm Hg.;

procesul are loc cu absorbţie de căldură egală cu 539 kcal/kg apă. Volumul vaporilor

rezultat esle de 1.651 ori mai mare decât cel corespunzător masei lichide. Presiunea

vaporilor de apă creşte cu temperatura. În stare de vapori apa reduce transparenţa aerului şi

procesul evaporaţiei. Gheaţa, apa şi vaporii pot coexista în echilibru doar la presiunea de

4,6 mm Hg şi temperatura de =0,007°C.

Proprietăţile chimice

Utilizarea apei pe scară industrială şi consum casnic este în funcţie de proprietăţile sale

chimice.

Reziduu fix. Reprezintă totalitatea substanţelor solide, minerale şi organice, existente în apă.

Acesta se obţine prin încălzirea apei la temperatura de 104,5°C în momentul când se

realizează evaporarea completă (se exprimă în mg/l).

Duritatea apei Reprezintă conţinutul de săruri de magneziu şi calciu existent în

soluţie. Aceste săruri pot fi carbonaţi, sulfaţi, cloruri. Se exprimă în grade de duritate

germane, franceze, engleze.

Duritatea apei variază în timp şi spaţiu în funcţie de acţiunea de dizolvare a rocilor

de către ape.

Un grad de duritate reprezintă 10 mg CaO sau 1,42 mg MgO la 1 1 de apă, adică 1 grad

german.

1 grad german = 17,9 grade franceze = 1,25 grade engleze.

Caracterizarea apelor după gradul de duritate:

foarte moi 0° - 4°;

moi 4° - 8°;

semidure 8°- 12°;

destul de dure 12°- 18°;

dure 18°-30°;

foarte dure >30°.

Apa potabilă nu trebuie să depăşească 12°. În acelaşi timp duritatea apei poate fi:

totală (suma sărurilor conţinute în soluţie);

permanentă (conţinutul de săruri solubile de calciu şi magneziu - sulfaţi, cloruri

etc. care nu dispar prin fierbere);

temporară (reprezintă diferenţa dintre duritatea totală şi cea permanentă care

este determinată de conţinutul de carbonaţi, care prin fierbere pierd dioxidul de

carbon şi precipită sub formă de carbonaţi insolubili, făcând să dispară această

duritate).

Hidrologie

22

Aciditatea. Reprezintă capacitatea unor substanţe aflate în compoziţia apei, de a lega o

cantitate echivalentă de bază tare. Ea este condiţionată de prezenţa în apă a anionilor care

sunt echilibraţi cu ioni de hidrogen, cu cationii bazelor slabe, îndeosebi ai metalelor grele.

Aciditatea se exprimă prin expresia pH, care reprezintă inversul concentraţiei ionilor de

hidrogen. Aciditatea sau alcalinitatea apei, considerată în funcţie de valoarea pH-ului, se

prezintă astfel:

pH<7 apă acidă;

pH=7 apă neutră;

pH>7 apă alcalină.

Valoarea pH-ului se determină cu ajutorul unor substanţe cunoscute sub denumirea de

indicatori de pH a căror culoare se schimbă în funcţie de concentraţia ionilor de hidrogen.

Agresivitatea. Reprezintă proprietatea unor ape de a ataca chimic şi în mod permanent

materialele prin care circulă sau cu care vin în contact.

Puterea agresivităţii depinde de conţinutul de săruri dizolvate, de conţinutul de acizi,

temperatură, viteză de circulaţie etc. Agresivitatea apei potabile este condiţionată numai de

prezenţa gazelor dizolvate (O2 şi CO2).

Proprietăţile biologice şi bacteriologice. Pentru determinarea calităţii apelor, din punct de

vedere igienic, se efectuează numeroase analize bacteriologice şi biologice ce au ca scop

determinarea substanţelor organice conţinute de masa acvatică.

Analiza biologică poate semnala existenţa unui proces de impurificare, precum şi

intensitatea acestuia prin stabilirea componenţei calitative şi cantitative a populaţiei din apa

studiată.

Analiza bacteriologică pune în evidenţă încărcarea apei cu bacterii; acest lucru se află în

strânsă legătură cu impurificarea ei.

Grupele de bacterii identificate în apele superficiale:

saprofite (fac parte din microflora normală a apei şi nu produc îmbolnăviri ale

organismului uman);

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

coliforme (indică contaminarea cu ape uzate de canalizare, particule de sol etc).

Compoziţia apei marine

Faţă de apa dulce, cea marină este diferită. În orice studiu hidrologic trebuie să se

ţină seama, şi să se cunoască, diferenţa dintre cele două lichide. Se cunoaşte faptul că apa

mării este sărată. De fapt, ea constituie o soluţie complexă unde se amestecă un foarte mare

număr de ioni. De regulă, compoziţia sa rămâne aceeaşi în toate oceanele; analizele de

mare fineţe demonstrează şi o oarecare variaţie locală a acesteia.

Hidrologie

23

Tabel 9. Elementele de mare importanţă existente în apa mării

Cantitatea totală de săruri, pe

care o conţine apa mării, poartă

denumirea de salinitate; ea se

exprimă în % sau ‰ în medie,

apa marină deţine un procent de

96,5% apă pură şi 3,5% săruri

(35 g săruri la 1 litru apă).

Specialiştii preferă exprimarea

salinităţii în ‰, de unde şi

media de 35 ‰.

Elemente Concentraţia mg/litru Masa totală în oceane,

tone

Clor 18980 29,3 miliarde Sodiu 10540 16,3 miliarde

Magneziu 1350 2,1 miliarde Sulf 885 1,4 miliarde

Calciu 400 0,6 miliarde Potasiu 380 0,6 miliarde Brom 65 0,1 miliarde

Carbon 28 0,04 miliarde Strontiu 8 12 milioane

Azot 0,5 780000 Fosfor 0,07 110000

Iod 0,06 93000 Zinc 0,01 16000 Fier 0,01 16000

Aluminiu 0,01 16000 Cupru 0,003 5000 Uraniu 0,003 5000 Nichel 0,002 3000

Magneziu 0,002 3000 Argint 0,0003 500 Aur 0,000004 6

Hidrologie

24

3. NOTIUNI DE HIDROGEOLOGIE (APE SUBTERANE)

In cadrul ciclului hidrologic, o parte din precipitaţii pătrunde in sol prin procesul de

infiltraţie. De asemenea, o parte din vaporii de apă existenţi in atmosfera situata in

imediata vecinătate a solului condensează si ajung in sol. Aceasta apa pătrunsă in sol

prin infiltraţie sau condensare se mişcă prin fisuri sau golurile rocilor, urmând, in virtutea

inerţiei linia de cea mai mare panta iar in momentul in care, aceste ape, întâlnesc in

drumul lor straturi impermeabile formează straturi acvifere.

Hidrogeologia este ştiinţa care se ocupă cu studiul apelor subterane; ea studiază

originea apei, modul de alimentare, rocile cu rol acvifer existente în scoarţa terestră,

structurile geologice, tipul de zăcământ, condiţiile de stocare, modalităţile de scurgere ale

apei prin acestea, răspândire, proprietăţile fizico-chimice ale întregului complex, gradul de

poluare etc. În acelaşi timp, ea se preocupă de conservarea şi exploatarea apei subterane.

Studiile hidrogeologice vizează managementul teritorial, estimarea corectă a resurselor

de ape subterane (potabile, minerale, geotermale), optimizarea exploatării acestora,

combaterea efectelor negative asupra exploatărilor miniere, a construcţiilor etc.

(Zamfirescu, 1997).

Apele subterane au reprezentat tot timpul o importanţă vitală. Primele fântâni pentru

apă potabilă au fost săpate în Egipt şi China antică.

Apele subterane reprezintă ape de origine endogena si exogena care exista in

litosfera, se deplasează prin golurile sau fisurile existente intre particulele de roci având

proprietăţi fizico-chimice diferite de apele de suprafaţă.

Din punct de vedere hidrologic, prezintă importanta cunosterea nivelului apelor

subterane, variatia acestora, adancimea panzei de apa, directiile de scurgere, viteza si

debitul apelor subterane, precum si unele proprietati fizice si chimice ale acestora.

Studiul apelor subterane se realizeaza prin :

prospectiuni hidrogeologice (puturi sau foraje) ;

prin analiza planurilor reprezentand pozitia in sol a apelor subterane prin

izofreate6 sau hidroizohipse7.

In functie de originea lor, apele existente in litosfera sunt:

ape de origine vadoasa (de infiltratie), provin din infiltratia precipitatiilor

atmosferice sau din condensarea vaporilor de apa din atmosfera; reprezinta

principala sursa pentru rezerva de apa subterana; 6 Izofreate-izolinii ce unesc punctele de egala adancime ale panzei de apa subterana formata deasupra primului strat de impermeabil de teren. 7 Hidroizohipse-izolinii exprimand cotele absolute ale suprafetelor apelor subterane .

Hidrologie

25

ape magmatice (juvenile), formate prin condensarea subterana a vaporilor de apa

proveniti din degazeificarea magmelor ; este cazul apelor minerale, cu un continut

mare de saruri ;

ape vetrice (fosile sau de zacamant) care se prezinta sub forma unor straturi

acvifere aflate sub presiune si care sunt legate de zonele de formare ale

petrolului .

ape de origine cosmica, reprezinta apa din moleculele mineralelor din meteoriti.

Factorii care influenteaza infiltratia apei in litosfera: factori meteorologici (cantitatea,

durata si intensitatea precipitatiilor), factori morfologici (panta terenului, forma

reliefului), factori geologici (natura terenurilor, structura si textura lor), factori biologici

(vegetatia, fauna, impactul antropic).

a. Proprietatile hidrologice ale terenurilor

Litosfera este formata din roci care prezinta o serie de pori, fisuri sau alte goluri prin

care circula apa provenita din infiltratie. Rocile se comporta diferit fata de apa datorita

unor proprietati hidraulice : permeabilitate, porozitate, capacitate de absorbtie.

1. Permeabilitatea reprezinta proprietatea pe care o au rocile de a permite apei sa

circule prin porii acestora (sau viteza cu care apa strabate roca).

Permeabilitatea unei roci este in functie de modul in care sunt dispuse granulele din

componenta rocilor, de marimea golurilor din roci (marimea porilor).

Clasificarea rocilor in functie de permeabilitate → se intalnesc 3 categorii de roci :

Roci permeabile in care apa circula liber datorita fortei gravitationale (cazul

nisipului si a pietrisului) ;

Roci semipermeabile in care circulatia apei este partial ingreunata de natura si

consistenta rocii (cazul unor roci de sedimentare);

Roci impermeabile in care circulatia este extrem de redusa, aproape

inexistenta (cazul rocilor cristaline fara fisuri) .

2. Porozitatea8 rocilor exprima raportul care exista intre volumul golurilor dintre

particulele solide ale unei roci si volumul total al rocii respective.

Clasificarea rocilor in functie de porozitate → 2 tipuri de roci :

Roci poroase care prezinta in masa lor goluri: pietrisurile, bolovanisurile,

argilele, marnele;

Roci compacte in care patrunderea apei nu se poate face decat in cazul in care

aceste roci apar fisuri, mai ales spre paturile superficiale unde apare, de

regula, un proces de alteratie: roci sedimentare, sisturi cristaline, roci

eruptive.

8 Metodele pentru determinarea porozitatii rocilor→laborator

Hidrologie

26

3. Capacitatea de absorbtie a rocilor reprezinta proprietatea ce o au unele roci de a

primi si retine o anumita cantitate de apa . Cantitatea de apa retinuta depinde de

structura si compozitia granulometrica a rocilor precum si de gradul lor de tasare .

b. Forme si stari ale apei din litosfera

Apa care a patruns in porii rocilor poate exista in forme si stari diferite si anume :

Apa in stare de vapori – se gaseste in aerul existent in porii rocilor unde prin racire si

condensare trece in stare lichida sau prin incalzire poate trece din nou in stare de

vapori (se inregistreaza ziua o circulatie a vaporilor de apa din teren spre atmosfera

si, invers, noaptea, vaporii de apa condenseaza transformandu-se in picaturi ;

Apa higroscopica (fig.1) – in jurul unor granule de roci apa este retinuta pe suprafata

acestora sub forma de pelicula continua. Capacitatea rocilor de a retine pe suprafata

lor sau a porilor o pelicula de apa higroscopica poarta denumirea de higroscopicitate .

Cantitatea de apa higroscopica din porii rocilor este proportionala cu umiditatea

atmosferica (maxima la saturatie completa a umiditatii aerului atmosferic). Apa

higroscopica nu poate fi indepartata din porii rocii decat atunci cand se ating

temperaturi egale cu +105 oC. Apa

higroscopica fierbe la 100 oC si ingheata la

-78 oC. Cantitatea de apa higroscopica

retinuta de o roca depinde de marimea

suprafetei particulelor componente cat si

de natura rocilor. Spre exemplu, la

aceleasi volume de argila si nisip, argila

retine o cantitate mai mare de apa

higroscopica deoarece suprafata

particulelor componente este mai mare

decat la nisip.

Apa peliculara (fig. 2) – se prezinta sub

forma unui alt invelis pelicular continuu

care se mentine la suprafata granulelor

datorita fortei de atractie moleculara

reciproca dintre granulele de roca si

moleculele de apa. Apa peliculara fierbe

la +100 oC si ingheata la -1 oC. Atât apa

peliculara cât si cea higroscopica nu

prezinta importatnta economica.

Apa capilara – apa care umple porii capilari si care poate transmite presiunea

hidrostatica. Daca intre 2 puncte din masa de roca apare diferenta de presiune, apa

capilara se pune in miscare ridicandu-se prin capilaritate cu ata mai sus cu cat porii

Fig. 1 – Pelicula de apa higroscopica

Fig.2 - Apa higroscopica si peliculara

Hidrologie

27

sunt mai mici. Un pamant ce contine apa capilara apare ca umezit. Apa capilara fierbe

la 100 oC si ingheata la-1 oC.

Apa gravitationala se gaseste in porii si spatiile mai mari din pamant pe care le umple

si se gaseste sub influenta fortei gravitationale, deplasandu-se in directia pantei

terenului. Se comporta ca orice apa libera, fierbe la 100 oC si ingheata la 0 oC in

conditii de presiune hidrostatica, transmite presiunea hidrostatica. Aspectul este de

pamant imbibat cu apa ; apa gravitationala formeaza depozite sau panze de apa

subterana.

Apa in stare solida – reprezinta apa gravitationala care ingheata la 0 oC trecand in

stare solida, ceea ce duce la crestere in volum si, implicit, la marirea golurilor din

pamant.

c. Circulatia apelor subterane

Apa gravitationala aflata in pamant circula prin roci. Dupa modul in care aceasta apa

circula, rocile se clasifica :

Roci acvifere, in care circulatia apei se face in voie : nisipurile, grohotisurile,

pietrisuri, gresii ;

Roci acvilude, in care circulatia apei se face mai greu datorita porilor mici : argilele si

marnele ;

Roci acvifuge, cu o porozitate redusa, in care apa nu poate circula decat in masura in

care apar fisuri la nivelul lor : roci eruptive, metamorfice si sedimentare cimentate.

In rocile granulare omogene (nisipul), cu particule de forme regulate si dimensiuni

egale, apele subterane circula formand un curent subteran cu miscare lamelara. In rocile

neomogene cu elemente constitutive neregulate si dimensiuni diferite, miscarea apelor

subterane este o miscare turbulenta. In mod liber, in straturile acvifere circulatia apelor

se face sub influenta presiunii hidrostatice, din punctele cele mai inalte spre cele mai

joase urmand linia de cea mai mare panta .

Din punct de vedere hidrologic intereseaza : directia de curgere, viteza de deplasare

si debitul apelor subterane.

Directia de curgere a apelor subterane se poate determina utilizand unele metode

practice (metoda indicatorilor si metoda grafica).

Viteza de curgere a apelor subterane se poate determina pe baza de calcul

cunoscand gradientul hidraulic si coeficientul de filtratie :

Gradientul hidraulic (i), reprezinta caderea de presiune pe unitatea de lungime si are

valoarea raportului dintre diferenta de nivel a apei in 2 puturi (P1 si P2) si distanta dintre

ele (fig. 3) ;

Hidrologie

28

Fig. 3 - Determinarea gradientului hidraulic

HHH Δ=− 21 . Deci lHi Δ

=

C

oeficientul de filtratie (K), se determina fie

pe baze experimentale, fie prin calcul din

legea lui Darcy ( cantitatea de apa ce se

deplaseaza prin sectiunea transversala a

unui strat de teren este direct

proportionala cu suprafata, cu presiunea si

invers proportionala cu distanta parcursa

si depinde de o constanta care este legata

de proprietatile terenului cat si de gradul

de vascozitate al apei) si care se exprima prin relatia :

lhKAQ ⋅⋅=

in care Q – reprezinta debitul exprimat in m3/s ; A – sectiunea stratului exprimat in m2;

K- coeficientul de filtratie.

Din aceasta ultima relatie se obtine:

lhK

AQ

⋅=

stiind ca AQ

exprima valoarea vitezei iar lh

reprezinta gradientul hidraulic, vom obtine:

iKv ⋅=

Valoarea coeficientului de filtartie a fost determinat pe baze experimentale (L.K.

Davidov) sau cu ajutorul unei formule ( Hasen) :

( ) hmtdcK c 2430,070,02 ⋅+⋅=

in care c – un coeficient care tine seama de gradul de porozitate al solului ; dc –

reprezinta diametrul granulelor solului ; t – timpul .

Tinand cont si de latimea stratului acvifer ( )2mHLA ⋅= , debitul curentului

subteran va fi : ( )hmAiKQ 24/3⋅⋅=

d. Repartitia apelor de infiltratie pe verticala

Repartitia apelor infiltrate in sol pe verticala unei sectiuni de teren (fig.4,5) se face

diferentiat in functie de natura si distributia rocilor componente, de structura geologica a

straturilor, de pozitia rocilor impermeabile si de alternanta rocilor permeabile .

Hidrologie

29

Se intalneste, de regula la partea

superioara o zona de saturatie

incompleta, cantitatea de apa

crescand pe masura ce creste

adancimea, ajungandu-se in

apropierea stratului de teren

impermeabil la o saturatie completa

datorita acumularii de apa .

a) Zona de aeratie cu

urmatoarele 3 subzone:

- Subzona de evaporare, situata in stratul superficial in care are loc schimbul de

vapori de apa intre sol si atmosfera. Adancimea acestei subzone incepe de la

cativa cm pana la 1-2 m ;

- Subzona intermediara, cu adancimi variabile unde apa de infiltratie patrunde in

porii rocilor dar nu-i satureaza ( apa nu poate fi folosita de plante) ;

- Subzona capilara, in care apa de infiltratie este intr-o cantitate mai mare.

b) Zona de saturatie, este zona situata deasupra stratului impermeabil in care porii

rocilor sunt saturati de apa de infiltratie care se inmagazineaza in timp.

Fig.5. Repartiţia verticală a apelor subterane: 1- formaţiune permeabilă; 2-

formaţiune semipermeabilă; 3- formaţiune impermeabilă.

Intre cele doua zone de saturatie diferita exista o suprafata de separatie care poarte

denumirea de nivel freatic, apa din zona de saturatie fiind cunoscuta sub denumirea de

Fig 4 - Distributia apei pe verticala

Hidrologie

30

apa freatica. Partea superioara a apelor freatice sau a unui strat acvifer se numeste nivel

hidrostatic.

Apele de tip freatic sunt apele subterane care au legaturi permanente cu suprafata

solului si se clasifica in:

a) ape suprafreatice, existente in straturile superioare ale terenului, prezenta lor

fiind conditionata de fenomenele meteorologice ;

b) ape freatice, reprezentate de straturile continuie si permanente de apa situate

deasupra straturilor impermeabile ;

c) ape fara presiune, ape de provenienta freatica captata intre straturi de teren

impermeabil sub forma unor panze continui, fara presiune, fara caracter

ascensional.

Staturile acvifere libere, adica apele freatice reprezinta primul strat al apelor

subterane cu importanta in hidrologie deoarece reprezinta legatura apelor subterane cu

cele de suprafata.

f. Straturi acvifere captive

Aceste ape subterane sunt captive

intre 2 straturi de teren impermeabil,

dezvolta presiune in straturile superioare si

de aceea in cazul unui foraj au caracter

ascensional sau artezian (fig.6) . In

conditiile in care stratul de apa se afla

prins intre doua orizonturi impermeabile,

iar alimentarea cu ape superficile se face

doar pe o suprafata redusa, stratul se

considera captiv . Deoarece intre zona de alimentare si zona de drenare exista diferenta

de nivel apa existenta in strat este sub presiune . Evident, in cazul unui foraj, stratul

acvifer se ridica spre nivelul hidrostatic. Nivelul pâna la care se ridica apa straturilor

acvifere captive, in foraje, datorita presiunii hidrostatice, poarta denumirea de nivel

piezometric.

g. Legatura dintre apele subterane si suprafata terenului

Legatura cu suprafata terenului o au in mod obisnuit apele subterane de tip

freatic, care pot alimenta raurile si lacurile atat prin intermediul apelor suprafreatice,

freatice cat si prin cele fara presiune dintre straturile impermeabile . Apele de adancime

pot participa, mai rar, si artezian la alimentarea cu apa a raurilor si lacurilor .

Legatura hidraulica dintre apa raurilor si apa freatica poate fi observata urmarind

graficele de variatie a nivelurilor apelor freatice in paralel cu variatia apelor din rauri.

Fig. 6. Strat acvifer captiv cu caracter

ascensional (a) sau artizanal (b).

Hidrologie

31

In lipsa legaturii hidraulice intre apele raurilor si cele freatice, raporturile dintre straturile

acvifere si rauri pot fi de mai multe feluri :

a) stratul acvifer este la un nivel superior si alimenteaza raul ;

b) stratul acvifer este la aceelasi nivel cu raul si alimentarea se face reciproc ;

c) stratul acvifer se gaseste la un nivel inferior nivelului din rau si alimentarea se

face din rau;

d) in zona meandrelor raului, uneori raul primeste apa din stratul freatic pe de o

parte iar pe de alta o cedeaza stratului freatic aflat pe malul opus .

O forma de legatura intre apele freatice si suprafata terenului o reprezinta izvoarele

care sunt iesiri concentrate de apa subterana, intalnite in mod deosebit in zone de munte

si de deal. Legaturile dintre apele subterane si zona uscatului se fac intr-un mod deosebit

in zonele de carst, modificand fisurile si grotele calcarelor, formand adevarate rauri

subterane (bazinele Crisurilor, Ariesului, Bega, Motrului, Dambovita, Ialomita)

Hidrologie

32

4. NOTIUNI DE HIDROGRAFIE

Bazinul hidrografic

Hidrografia este o direcţie principală a hidrologiei care se ocupă cu prezentarea

generală a unităţilor hidrologice, încadrarea lor geografică, analiza caracteristicilor

morfologice şi morfometrice precum şi a altor caracteristici definitorii. Unităţile

hidrologice continentale se pot grupa în următoarele: bazinul hidrografic, lacurile, ape

curgătoare.

In cele mai dese cazuri problemele practice hidrologice se referă la suprafeţe de

teren corespunzătoare bazinului hidrografic al tuturor categoriilor de unităţi hidrologice

Caracteristicile topografice, geologice, pedologice, gradul de acoperire cu vegetaţie şi

natura acesteia joacă un rol important în activitatea sa hidrologică.

Caracteristicile topografice

Se consideră bazin hidrografic o suprafaţă de teren de pe care apa de ploaie

care se scurge pe suprafaţa sa se concentrează şi trece printr-un punct al albiei sale.

Conceptul de bazin hidrografic este legat nu numai de albie ci şi de un punct sau o

secţiune a acesteia. Bazinele hidrografice, unităţi de bază în hidrologie, prezintă un

caracter de stabilitate în timp. Cu toate acestea, pe cale naturală sau artificial prin

intervenţia omului, se pot înregistra modificări ale lor.

Când solul este total impermeabil, bazinul hidrografic corespunde complet cu

aspectul topografic al bazinului. Limita bazinului este reprezentată de linia de cumpănă a

apelor, o linie situată la altitudinea maximă care divide precipitaţiile căzute şi care, în

consecinţă, se scurg de o parte şi de alta a liniei de cumpănă. Această linie trece prin

punctele de cea mai mare înălţime situate între două bazine învecinate (culmi de munţi,

dealuri etc.) coborând spre zona de vărsare unde se închide. În regiunile înalte ale

reliefului cumpăna apelor se poate identifica cu uşurinţă spre deosebire de regiunile

joase unde nu poate fi stabilită practic în teren decât prin nivelment. In cazul în care solul

este permeabil, în afara liniei

de cumpănă a apelor

superficiale mai există şi o linie

de cumpănă a apelor subterane

între un bazin şi cel alăturat

(fig. 1).

Fig. 1. Bazinul hidrografic

Hidrologie

33

In general, diferenţa dintre bazinul hidrografic şi cel topografic influenţează

comportamentul hidrologic în cazul bazinelor hidrografice mici şi mai puţin la cele mari

unde diferenţele dintre suprafaţa de alimentare superficială şi cea subterană se

compensează iar erorile sunt nesesizabile.

Caracteristicile geologice şi pedologice

Natura geologică a rocilor care constituie un bazin hidrografic are o influenţă

hotărâtoare asupra comportamentului său hidrologic. De asemenea structura şi textura

solului influenţează scurgerea, infiltraţia sau evaporaţia.

Gradul de acoperire cu vegetaţie şi natura vegetaţiei existente joacă un rol

important: un bazin hidrografic fără vegetaţie la suprafaţă sa cunoaşte o puternică reţea

torenţială, prezintă un grad mare de degradare, un transfer mare de aluviuni, în timp ce

un bazin acoperit cu vegetaţie reţine un timp mai mare apa provenită din precipitaţii,

facilitează infiltraţia iar scurgerea se face mai lent.

Caracteristici morfometrice

Studiul unui bazin hidrografic presupune cunoaşterea caracteristicilor sale

morfometrice. Pentru definirea poziţiei sale sunt necesare coordonatele geografice (φ şi

λ) care încadrează bazinul, zona geografică unde este amplasat precum şi altitudinea la

care este situat.

A. Suprafaţa bazinului hidrografic (BH) este reprezentată de suprafaţa de

teren cuprinsă în interiorul liniei de cumpănă a apelor. Aria bazinului se poate determina

prin mai multe metode, în funcţie de gradul de precizie cerut, mijloacele tehnice de care

dispunem etc. Se folosesc:

metode grafice: metoda caroiajelor, metoda compensărilor, metoda figurilor

geometrice corespunzătoare;

metode mecanice: planimetrare

Elementele morfologice importante ale unui bazin hidrografic (BH) sunt lungimea

şi lăţimea.

Lungimea bazinului reprezintă distanţa de la vărsare până la punctul cel mai

îndepărtat situat în zona de izvoare (se exprimă în km, vezi distanţa AB în fig. 2). Dacă

bazinul este curbat sau de o formă neregulată, lungimea poate fi o curbă sau o linie

frântă şi trebuie amplasată astfel încât să împartă suprafaţa bazinului în două părţi

aproximativ egale.

Lăţimea bazinului este reprezentată de perpendiculara pe lungimea bazinului care

uneşte celelalte două maluri opuse. Lăţimea cu dimensiunea cea mai mare exprimă

valoarea maximă a lăţimii. Lăţimea medie se poate calcula ca raport dintre suprafaţa

Hidrologie

34

bazinului hidrografic şi lungimea sa, cu ajutorul formulei )()( 2

kmLkmAbmediu = . Lăţimea medie

a unui BH serveşte la prognoza viiturilor şi a amplitudinii lor: cu cât lăţimea medie este

mai mică cu atât forma bazinului este mai alungită şi timpul de concentrare a viiturilor

este mai mare.

Pentru studiul unui BH, o importanţă deosebită o are modul în care se compune

suprafaţa sa. In fig. 2 se prezintă un bazin hidrografic, cu văi şi cursuri de ape, sub-

bazinele componente, modul de realizare a graficului de dezvoltare a suprafeţei sale de la

izvor până la vărsare, precum şi graficul circular de compunere a suprafeţelor. Începând

de la izvorul râului, notat cu A, râul primeşte mai mulţi afluenţi pe partea dreaptă a

cursului, ale căror sub-bazine au fost notate cu 2' şi 4', iar pe cei din stânga cu sub-

bazinele 1' şi 3'. In afara afluenţilor, cursul principal al râului are suprafeţe proprii ale

bazinului de recepţie notate, în stânga cursului cu 1,3,5 şi în dreapta cu 2,4,6.

Se planimetrează fiecare sub-bazin precum şi suprafeţele proprii şi se verifică

dacă însumarea lor dă valoarea suprafeţei totale a BH.

Cu aceste valori de suprafeţe parţiale şi totală se poate construi un grafic al

creşterii suprafeţei bazinului hidrografic al râului principal. Pe grafic se trasează o dreaptă

AB care exprimă lungimea BH, precum şi o dreaptă orizontală perpendiculară pe prima,

pe care se vor înscrie suprafeţele parţiale. Ambele drepte se trasează respectând

anumite scări alese convenabil şi anume pe verticala AB lungimea bazinului hidrografic

iar pe orizontală suprafeţele parţiale distribuite în stânga şi dreapta cursului principal. Pe

ordonată (AB) se plasează valorile care stabilesc depărtările faţă de gura de vărsare a

râului, punctul B, a diferitelor puncte de pe râul principal, printre care şi afluenţii. Pe

abscisă, începând cu punctul B, se acumulează, la scară, treptat toate suprafeţele

interbazinale, plasându-le în ordine pe cele situate în stânga şi în dreapta cursului

principal. În acest mod, pe abscisă, rezultă suprafaţa totală a bazinului hidrografic

exprimată la scară.

Corespunzător unui punct C situat pe bazin la o depărtare Lc de gura de vărsare a

râului, cu ajutorul graficului se poate determina rapid suprafaţa bazinului în amonte sau

aval totală sau suprafeţele situate la stânga şi la dreapta.

Hidrologie

35

Fig. 2 Graficul circular si graficul de dezvoltare al unui bazin hidrografic.

Planimetrând cu precizie suprafeţele interbazinale şi calculând procentele acestor

suprafeţe în raport cu suprafaţa totală se poate realiza şi un grafic circular al bazinului

(fig. 2) Dimensiunile BH au un rol deosebit în producerea şi evoluţia proceselor

hidrologice:

pentru BH mici, scurgerea şi concentrarea apelor se face concomitent cu precipitaţiile,

efectul topirii zăpezilor şi al precipitaţiilor torenţial se resimte imediat cu grave

consecinţe

pentru BH mari, situaţia este mult mai lentă, astfel de bazine regularizând scurgerea;

zonele de la suprafaţa Pământului foarte sărace în scurgere superficială se numesc

regiuni endoreice, cu o reţea hidrografică slab dezvoltată, cu predominanţa scurgerii

subterane. Ex: podişul Anatoliei, zone cu climă aridă (lacuri sărate şi săraturile);

teritoriile slab brăzdate de ape curgătoare, cu reţea hidrografică slab dezvoltată se

numesc semiendoreice.

B. Forma bazinului are un rol deosebit de important din punct de vedere

hidrologic, deoarece influenţează producerea şi evoluţia fenomenelor hidrologice. Forma

bazinelor hidrografice este imprimată de poziţia şi orientarea limitei bazinelor. De forma

bazinului depinde atât lungimea traseului apelor curgătoare, din amonte spre aval, cât şi

posibilitatea de dezvoltare şi aportul de apă al afluenţilor. Există o strânsă legătură între

cantitatea de precipitaţii, evaporaţie, debitele de apă şi altitudinea bazinului analizat.

În fig 3 sunt prezentate 2 bazine hidrografice cu suprafeţe egale dar cu forme

diferite.

Hidrologie

36

Fig. 3 Bazine hidrografice de forme diferite şi suprafeţe egale

Timpul de concentrare a apelor rezultate din aceeaşi cantitate de precipitaţii

căzute concomitent pe cele două bazine va fi diferit. în bazinul a timpul de concentrare a

apelor în punctul A, este mai mic decât timpul de concentrare a apelor din precipitaţii

scurse pe bazinul b, în punctul B. În acest caz şi comportamentul celor două bazine

urmărit cu ajutorul izocronelor9, în cazul unor ploi torenţiale sau viituri, este diferit.Pentru

exprimarea formei bazinului hidrografic se folosesc mai mulţi indicatori:

coeficientul de compacitate (kc), denumit şi coeficientul lui Gravelius, exprimă relaţia

ce există între perimetrul BH şi lungimea cercului de suprafaţă egală cu suprafaţa

bazinului (Acerc = ABH).

cerc

BHc L

Pk = dar 2

ccerc RA ⋅= π , πcerc

cA

R = , iar cc RL ⋅= π2

Deci

AAA

L cerccercc ⋅=⋅== π

ππ

ππ 222 2

cerc

BHc A

Pk ⋅=

π21

dar ,282,02

1=

π deci

cerc

BHc A

Pk ⋅= 282,0

gradul de alungire Ki a bazinului, care se exprimă astfel:

Lb

k mediui = dacă raportul este subunitar atunci BH are o formă alungită şi cu cât

valoarea se apropie de unitate atunci forma se apropie de un cerc.

coeficientul de dezvoltare a bazinului, exprimă un raport între suprafaţa sa şi

suprafaţa pătratului care are latura egală cu lungimea bazinului:

2LAkd =

9 Izocronele - izolinii care unesc puncte de pe un bazin în care scurgerea lichidă ajunge în aceeaşi unitate de timp

Hidrologie

37

Cu cât valoarea acestui coeficient este mai mare cu atât BH are forma mai puţin alungită

şi se vor înregistra amplitudini mari ale viiturilor.

coeficientul sau indicele de asimetrie (a), care se stabileşte în funcţie de suprafeţele

situate la stânga sau la dreapta văii sau râului principal şi se exprimă cu ajutorul

relaţiei:

AAA

AAAA

a drstg

drstg

drstg )(2

2

−=

+−

=

Tipurile de bazine

Bazinele hidrografice, cu toată marea lor varietate, au fost grupate în 5 tipuri (Buta,

1983):

Tipul I, include bazinele hidrografice dezvoltate mai mult în cursul mijlociu: Crişul

Negru, Trotuş, Someşul etc.

Tipul II, unde bazinele hidrografice se dezvoltă în cursul superior: Jiu, Ialomiţa,

Buzău etc.

Tipul III, unde bazinele hidrografice se dezvoltă în cursul inferior: Argeş, Someşul Mic

etc.

Tipul IV, este caracteristic bazinelor hidrografice dezvoltate uniform: Arieş, Vedea,

Crişil Alb, Bega etc.

Tipul V, este tipic pentru bazinele care se îngustează în cursul mijlociu: Olt, Târnava

Mare etc.

Clasificarea de faţă este destinată a avea scopuri practice deoarece, în funcţie de

dezvoltarea bazinelor, se pot desprinde câteva caracteristici ce privesc geneza şi

dezvoltarea viiturilor:

- bazinele dezvoltate uniform, pe toată lungimea lor, nu generează viituri bruşte ci

numai creşteri progresive şi atenuări treptate;

- bazinele dezvoltate în cursul inferior favorizează scurgerea bruscă deoarece

apele din precipitaţii se vor aduna rapid la ieşirea din bazin;

- bazinele dezvoltate mult în cursul superior vor genera viituri a căror amploare va

scădea cu cât se apropie de cursul inferior.

C. Relieful bazinului hidrografic reprezintă un alt aspect fundamental al

comportamentului hidrologic al unui BH. Relieful unui BH este foarte bine şi sugestiv

reprezentat pe hărţi prevăzute cu curbe de nivel de pe care extragem o serie de date

sintetice pe care le prezentăm apoi, sub o formă mai simplă, prin curba hipsometrică şi

graficul de repartizare a suprafeţelor pe trepte de altitudine.

Hidrologie

38

Pentru stabilirea acestor informaţii sintetice să presupunem că un bazin

hidrografic cu o suprafaţă totală de 2500 km 2 prezintă variaţii ale altitudinilor între 600-

1800 m. Alegem o treaptă de altitudine, exemplu 200 (in funcţie de ecartul de variaţie a

altitudinilor) şi planimetrăm suprafeţele parţiale pe fiecare treaptă de nivel, obţinând

următoarele rezultate:

a1 (600-800 m) = 70 km2, reprezentând 2,8 % din suprafaţa totală;

a2 (800-1000 m) = 847,5 km2, reprezentând 33,9 % din suprafaţa totală;

a3 (1000-1200 m) = 1115 km2, reprezentând 44,6 % din suprafaţa totală;

a4 (1200-1400 m) = 355 km2, reprezentând 14,2 % din suprafaţa totală;

a5 (1400-1500 m) = 67,5 km2, reprezentând 2,7 % din suprafaţa totală;

a6 (1600-1800 m) = 45 km2, reprezentând 1,8 % din suprafaţa totală;

Curba hipsometrică şi curba de frecvenţă a altitudinilor se poate prezenta înscriind

într-un sistem de axe de coordonate valorile altitudinilor pe ordonată, suprafaţa BH pe

abscisa inferioară şi procentele pe abscisa superioară (fig. 4).

Fig. 4 Curba hipsometrică şi curba de frecvenţă a altitudinilor bazinului hidrografic

În studiul morfometric al bazinelor hidrografice se foloseşte noţiunea de rectangul

echivalent care presupune că acelaşi bazin se comportă din punct de vedere hidrologic în

mod analog cu un rectangul care ar avea aceeaşi suprafaţă şi perimetru (acelaşi

coeficient al lui Gravelius, aceeaşi distribuţie a altitudinilor, aceeaşi curbă hipsometrică).

- pornind de la curba hipsometrică se poate calcula altitudinea medie a bazinului

hidrografic, această valoare încadrând BH într-o anumită zonă de relief. Altitudinea medie

se poate calcula făcând semisuma altitudinilor extreme:

2minmax HH

H mediu+

=

Hidrologie

39

Pentru un bazin hidrografic cu o distribuţie a înălţimilor mult mai neregulată, altitudinea

medie se calculează separat pentru trepte de suprafaţă (ca în exemplul anterior al curbei

hipsometrice), astfel:

A

hha

hha

hha

hha

Hnn

n

mediu2

....222

1323

212

101

+⋅+

+⋅+

+⋅+

+⋅

=

−

în care: a1, a2, a3, ...a„ reprezintă suprafeţele parţiale între curbele de nivel, ho, h1,

h2,h3 ..hn -altitudinile curbelor de nivel respective, A - suprafaţa întregului BH.

- panta medie a bazinului hidrografic este o altă caracteristică morfometrică importantă

legată de desfăşurarea scurgerii.

Pentru relieful de câmpie caracterizat de uniformitate a înălţimilor atunci panta medie se

calculează:

)/( 2minmax kmmA

HHimediu−

=

Pentru zone cu relief diferit, calculul pantei medii porneşte de la hărţi cu curbe de nivel,

alegându-se o anumită treaptă de altitudine ΔH, măsurând lungimile curbelor de nivel

(Io.,l1.. .ln) pentru fiecare treaptă de altitudine şi ţinând cont şi de suprafaţa bazinului -

A.

A

llllll

hi

nn

mediu

)...2

( 13210

−++++++

Δ=

coeficientul de acoperire a bazinului hidrografic cu lacuri, bălţi şi mlaştini (ka),

exprimat sub forma unui raport între suprafaţa lacurilor şi bălţilor şi suprafaţa totală

(în procente):

100),,(

(%) ⋅= ∑A

mlastinibaltilacuriaka

În România, Planurile de Management ale bazinelor hidrografice din Romania

reprezinta principalul instrument de implementare al Directivei Cadru 2000/60/UE în

domeniul apei, având drept scop atingerea “stării bune” a apelor până în anul 2015.

Atingerea „stării bune” a apelor implica asigurarea unor conditii optime şi egale de

viata din punct de vedere al mediului acvatic pentru toti locuitorii Romaniei.

In cadrul elaborarii Planului de Management al bazinului hidrografic al Dunarii s-a

definit Districtul Hidrografic al Dunarii care include si apele costiere ale României precum

si bazinele afluentilor care se varsa in Marea Neagra (cu suprafata de circa 5.198 Km2).

Apele costiere românesti au fost incluse in Districtul Hidrografic al Dunarii deoarece

starea apelor si morfologia tarmului sunt influentate substantial de Dunare. Apele

costiere românesti sunt delimitate la o distanta de o mila nautica fata de linia tarmului

care este definita de 9 puncte conform Legii nr. 17/1990 modificata prin Legea 36/2002.

Hidrologie

40

Bazinele hidrografice pentru care se elaboreaza Planurile de Management sunt

prezentate in figura 1 si tabelul 1.

Nr.crt. Bazin/Spatiu hidrografic Suprafata

(Km2)

%

1. Somes Tisa 22.380 9,43

2. Crisuri 14.860 6,26

3. Mures 28.310 11,93

4. Banat 18.393 7,74

5. Jiu 16.713 7,05

6. Olt 24.050 10,14

7. Arges Vedea 21.479 9,04

8. Ialomita Buzau 23.874 10,05

9. Siret 28.116 11,85

10. Prut 20.267 8,53

11. Dunare, Delta Dunarii, SH Dobrogea + ape costiere

18.949+ 1130

7,98

TOTAL Romania + ape costiere 237.391+ 1130 100

Fig. 1 Bazinele hidrografice si apele costiere pe care se elaboreaza Planurile de

Management

Referitor la elementele reţelei hidrografice se constată că, în ţara noastră,

predomină lungimea redusă a râurilor. Predominarea râurilor scurte este consecinţa

directă a etajării verticale a reliefului, a climatului, a diferenţierilor petrografice evidente

şi, îndeosebi, a configuraţiei radiar – divergente a reţelei hidrografice.

Astfel, pentru zonele montane şi submontane, cu energie mare de relief, roci cu

permeabilitate redusă şi precipitaţii bogate, este caracteristică prezenţa unui număr mare

Hidrologie

41

de râuleţe cu bazine reduse, spre deosebire de zonele de şes unde există condiţii minime

de formare a unor râuri cu lungimi mai mari.

După lungimea pe teritoriul României, cele mai mari cursuri de apă sunt : Prutul şi

Mureşul (716 km), Oltul (698 km), Siretul (592 km), Ialomiţa (414 km), Someşul (345

km), Jiul (348 km), Argeşul (339 km).

Având în vedere faptul că o gestionare durabilă a resurselor de apă înseamnă

aplicarea principiului bazinal conform căruia resursele de apă se formează şi se

gospodăresc în bazine hidrografice işi integrează toţi utilizatorii de apă de la nivelul bazin

hidrografic respectiv, în cele ce urmează sunt subliniate o serie de aspecte

hidromorfologice ale principalelor bazine hidrografice din ţara noastră.

1. Bazinul hidrografic al fluviului Dunărea

Dunărea este cel mai mare fluviu al Europei Centrale şi de Sud - Est, făcând parte

din bazinul de recepţie al Mării Negre. Are un bazin hidrografic cu o suprafaţă de 817.000

km2, lungimea de 2.912 km şi cu un debit mediu la vărsare de 6.300 mc/s. Căderea

totală a Dunării, de la izvoare la vărsare este de 678 m, ceea ce conduce la o pantă

medie de 24 cm/km.

Dunărea se formează la Donaueschingen (678 m), din unirea a doi afluenţi de

dimensiuni reduse - Brege şi Brigach - ce-şi au izvoarele sub Vârful Kandel (1.125 m).

Bazinul hidrografic ocupă 8% din suprafaţa Europei, extindându-se pe teritoriul a

zece ţări - Germania, Austria, Slovacia, Ungaria, Iugoslavia, România, Moldova, Croaţia,

Bulgaria şi Ucraina şi trece prin patru capitale - Viena, Bratislava, Budapesta şi Belgrad.

În cursul superior (de la izvoare la Bratislava) primeşte afluenţi năvalnici, bogaţi

în debite din Alpi: Isarul, Innul şi Ennsul pe dreapta, iar pe stânga Morava, Valiul şi

Hronul.

În cursul mijlociu, străbătând C. Panonică, Dunărea primeşte pe teritoriul iugoslav

unii din cei mai mari afluenţi ai săi: Drava, Sava, Morava (sârbească), pe dreapta şi Tisa,

pe stânga.

Cursul inferior reprezintă Dunărea românească pe 1.075 km (38%) de la Baziaş,

unde fluviul intră în ţară şi până la Sulina, prezentându-se în mai multe sectoare:

Sectorul Baziaş-Porţile de Fier (până aproape de Drobeta Turnu Severin),

denumit şi sectorul “defileului”, deoarece Dunărea a tăiat M-ţii Banatului şi

munţii din Serbia şi Muntenegru, formând cel mai lung defileu din Europa

pe 144 km. Acest sector este o asociere de bazinete depresionare, săpate

acolo unde roca a fost mai moale şi “clisuri”, unde roca a fost mai dură.

Sectorul Porţile de Fier-Călăraşi (sectorul “luncii”), unde fluviul scăpat de

strânsoarea munţilor îşi domoleşte cursul, albia se lăţeşte (800 m lăţimea

medie), formându-şi o luncă largă pe malul românesc.

Hidrologie

42

Sectorul Călăraşi-Brăila, denumit şi sectorul “bălţilor”, deoarece Dunărea

se desparte şi formează Balta Ialomiţei, între braţul Borcea şi Dunărea

Veche, iar mai apoi Balta Brăilei între Dunărea Nouă şi Dunărea Veche.

Lunca are lăţime maximă de până la 20 - 25 km. Terenurile cu mlaştini,

bălţi, gârle, canale prin desecări şi îndiguiri au devenit câmpuri fertile

cultivate cu cereale şi plante tehnice. De aceea, Balta Brăilei a devenit

“Insula Mare a Brăilei”.

Sectorul Dunării maritime, între Brăila şi Sulina. Pe acest sector, Dunărea

are adâncimea de până la 12 m şi lăţimea albiei mai mare de 1 km.

Dunărea ocoleşte Podişul Dobrogei de Nord, iar de la Pătlăgeanca se

bifurcă în 2 braţe: Chilia (60% din debit) şi Tulcea (40% din debit). În aval

de Tulcea, braţul Tulcea se bifurcă în braţele Sulina (18,8% din debit) şi Sf.

Gheorghe (21,2%), acesta fiind cel mai meandrat. Cel mai nou pământ

românesc, Delta Dunării s-a format prin închiderea unui fost golf al Mării

Negre de cordoane de litorale şi transformarea sa în liman şi mai apoi în

deltă în holocen.

Dunărea colectează aproape întreaga reţea de ape curgătoare din ţara noastră:

grupa de vest a râurilor interioare, având colector râul Tisa, cuprinde Vişeul şi Iza,

principalele râuri ale Maramureşului, Someşul (format prin unirea Someşului Mare

cu Someşul Mic), Barcăul, Crişul Alb, Crişul Negru, Crişul Repede, Mureşul (care

este şi cel mai mare râu al Transilvaniei ce primeşte Târnava Mare, Târnava Mica,

Arieşul, Sebeşul) şi Bega;

grupa de sud a râurilor interioare constituie afluenţii direcţi ai Dunării: Timişul,

Bârzava, Caraşul, Nera, Cerna, Jiul, Oltul, Argeşul, Ialomiţa;

grupa estică a râurilor interne ce cuprinde 2 râuri principale: Siretul cu afluenţii

(Trotuş, Bistriţa, Moldova, Buzău) şi Prutul.

2. Bazinul hidrografic al râului Argeş

Bazinul hidrografic Argeş se învecinează la nord şi vest cu bazinul hidrografic Olt, la

vest cu bazinul hidrografic Vedea şi la est cu bazinul hidrografic Ialomiţa (fig. 1).

Este situat într-o regiune foarte bine populată (peste 3,3 milioane locuitori în zonele

urbane şi rurale) şi dezvoltată (industrie, agricultură, păduri şi resurse naturale) din ţară.

Bazinul Argeş este unul dintre cele mai importante bazine hidrografice din

România datorită potenţialului foarte ridicat de producere a energiei electrice şi

alimentare cu apă (pentru industrie, irigaţii, populaţie, incluzând capitala - Bucureşti care

este situata în acest bazin). De asemenea, acest bazin este unul dintre cele mai bine

echipate bazine hidrografice din ţară având un mare număr de lacuri de acumulare cu

folosinţe complexe (producerea de energie, atenuarea viiturilor, alimentari cu apă), de

derivaţii bazinale şi interbazinale, de regularizări, de îndiguiri, de prize de apă şi altele.

Hidrologie

43

Bazinul hidrografic Argeş dispune de bogate resurse de apă, suficiente pentru

principalii utilizatori din zonă, dar neuniform distribuite în timp şi spaţiu.

Principalele surse de apă din bazinul Argeş sunt apele de suprafaţă, reprezentate

de râuri şi lacuri de acumulare şi apele subterane (freatice şi de mare adâncime).

Resursele de apă teoretice totale din bazin sunt evaluate la 2656 mil.m3 (din care 1960

mil.m3 provin din apele de suprafaţă şi 696 mil.m3 din apele subterane). Circa 85,5% din

aceste resurse teoretice sunt utilizabile din punct de vedere tehnic (2271 mil.m3 din care

1671 mil.m3 provin din râuri, lacuri şi lacuri de acumulare şi 600 mil.m3 din apele

subterane). Nivelul de utilizare a resurselor de apă în bazin este mare, circa 600 m3/loc.

anual, doar din apele de suprafaţă.

Râul Argeş este un important râu interior ce izvorăşte din Munţii Făgăraş (având

două izvoare, pârâurile Capra şi Buda), curge în direcţie sudică intersectând o zonă

muntoasă, câmpii înalte şi joase şi în final se varsă în fluviul Dunărea lângă Olteniţa, la

sud de Bucureşti. Râul Argeş are lungimea de 340 km şi suprafaţa totală a

bazinului de recepţie este de 12.550 km2. Principalii afluenţi ai Argeşului sunt Vâlsan, R.

Doamnei, R. Târgului şi Dâmboviţa, pe partea stângă a bazinului şi Neajlov, pe partea

dreapta. Dâmboviţa străbate capitala României printr-un canal construit în perioada

1987-1989.

Reţeaua hidrografică a râului Argeş cuprinde un mare număr de râuri, cu o

lungime totală de 4579 km (5,8 % din lungimea totală a râurilor interioare din ţară).

Râu Lungime Suprafaţă

Argeş 340 12.550

Dâmboviţa 286 2.824

Sabar 174 1.346

Glavacioc 120 682

Calnistea 112 1.748

Dâmbovnic 110 639

Neajlov 186 3.720

Carcinov 43 184

R. Târgului 72 1.096

R. Doamnei 107 1.836

Vâlsan 79 348

Cel mai mare lac de acumulare din bazin este Vidraru cu o capacitate de 465

mil.m3 destinat producerii de energie electrică, acumulare care a fost inaugurată în anul

1965. Densitatea reţelei hidrografice este 0,36 km/km2 în medie şi densitatea maximă

peste 1,40 km/km2; variind între 0,67 km/km2 în partea superioară, 0,51 km/km2 în

partea centrală şi 0,30 km/km2 în partea inferioară a bazinului.

Hidrologie

44

Panta râului variază de la 10% în zonele muntoase, la 1-0,4% în zonele de deal şi

până la mai puţin de 0,1% în zonele de câmpie.

În prezent, o reţea de 28 km de derivaţii (tunele, galerii şi canale deschise) este

în funcţiune în bazinul Argeş. Întreaga amenajare complexă a râului Argeş este rezultatul

mai multor etape de concepţie şi execuţie:

etapa iniţială (1960-1966) s-a localizat pe Argeşul superior, între Cumpăna şi Oieşti.

S-a construit barajul Vidraru, în al cărui lac de acumulare sunt colectate şi debite din

bazinele hidrologice vestice alăturate, respectiv Vâlsan şi Doamnei, dar şi debitele

râului vecin, Topolog.

etapa a II-a (1965-1978) – s-au construit aval de Oieşti un număr de 14

hidrocentrale de joasă cădere. Această etapă este defalcată pe două sectoare,

respectiv între Oieşti şi Valea Iaşului (1965- 1969), amenajată preponderent

energetic şi între Curtea de Argeş şi Piteşti (1969-1978) concepută şi amenajată

astfel încât prioritatea în exploatare să fie asigurarea apei potabile şi industriale a

consumatorilor din zonă.

a III-a etapă, ca urmare a colmatării lacurilor Bascov şi Piteşti şi a anilor secetoşi, a

avut drept scop proiectarea unei acumulări la Goleşti, ca rezervă la suplimentarea

debitelor de apă potabilă şi industrială.

etapa a IV-a. După amenajarea în Bucureşti, a râului Dâmboviţa, a apărut ca

necesară asigurarea posibilităţii de siguranţă şi suplimentare a debitului regularizat,

astfel realizându-se barajul Zăvoiul Orbului.

ultima etapă de amenajare a râului Argeş s-a consumat după 1933, când s-a realizat

acumularea Ogrezeni.

Întreaga amenajare a râului Argeş dispune de o putere instalată de 417,5 MW şi o

producţie de energie medie de 817 GWh/an. În acelaşi timp, asigură alimentarea cu apă

potabilă şi industrială a consumatorilor riverani şi este sursa principală pentru Bucureşti.

Sectorul amenajat pe râul Argeş începe la nord de Cumpăna, în amonte de

confluenţa râului Capra cu râul Buda. Captarea principală o constituie barajul construit pe

cheile râului Argeş, între munţii Vidraru şi Posada. Debitul mediu captat în lacul de

acumulare Vidraru este 19,33 m3/s, format din debitul mediu al râului Argeş şi debitele

aduse de aducţiunea secundară râul Doamnei, precum şi debitele râului Topolog (afluent

al râului Olt).

3. Bazinul hidrografic Cerna-Jiu

Râul Cerna îşi are izvoarele pe versantul sud estic al Munţilor Godeanu şi curge în

mare parte pe linia tectonică dintre Munţii Cernei - Bugu şi Vîlcanul Mehedinţi, iar

afluentul său principal Belareca prin Depresiunea Mehadia.

Suprafaţa bazinului este de 1433 km2, iar lungimea 84 km.

Hidrologie

45

Valea sa tectono-erozivă longitudinală, care porneşte din Masivul Godeanu şi-l

desparte de Munţii Cernei este aproape dreaptă pînă la confluenţa cu Belareca. Ea este

foarte adâncă, iar eroziunea nu prea a transformat din configuraţia sa iniţială, datorită

rocilor rezistente la coroziune. Are numeroase sectoare de chei, în general lipsite de albie

majoră şi cu pante, care pe prima parte depăşesc 30 m/km, iar pe cea de-a doua deşi

scad, se menţin aproape de 10 m/km.

Izvoarele Cernei pot fi considerate de fapt cele ale Cernişoarei, care se află pe

cumpăna de ape cu Jiul Românesc . Din dreapta pârâul abia format primeşte doi afluenţi

din zona alpină inferioară Măneasa şi Gîrdomanul, sosiţi din circuri glaciare din nord-estul

culmilor Sturul (2149 m) şi Gârdomanul (2077 m). Ultimul drenează şi lacul glaciar cu

acelaşi nume. In aval de primirea Gîrdomanului, Cernişoara ferestruieşte epigenetic

creasta calcaroasă şi pătrunde în mica depresiune de la Urzicari, unde captează izbucul

carstic Izvorul Cernei, care este considerat de localnici ca obârşia Cernei.

Râul Cerna primeşte din dreapta afluenţii Valea Cărbunelui, Valea lui Iovan şi

Balmezu. Urmează cheile Corcoaiei cu numeroase forme de coroziune a albiei calcaroase,

cu marnite, căderi locale mari. Valea rămâne îngustă până în dreptul unei mici

depresiuni, Cerna Satului, unde primeşte pe Cerna Naiba, Olanul şi, în aval, pe Valea

Craiovei, Iauna, Topenia, Iuta, Prisacna (pe dreapta), după care se formează încă două

mici bazinete şi apoi Cerna pătrunde în frumosul defileu al Cheilor Herculane, cu o

lungime de 20 km, care ţine până la confluenţa cu Belareca.

La Cheile Herculane zona este frământată şi apar izvoare termominerale, unele

din calcare recifale, altele din granite iar altele de sub nivelul Cernei. În aval de Pecinişca,

Cerna primeşte din dreapta pe afluentul său principal Belareca (S=704 km2, L=34,7 km)

care traversează Depresiunea Mehadia şi îşi colectează apele atât din versantul sud-

vestic al Munţilor Godeanu cât şi din versanţii de vest ai Munţilor Semenic-Almaj. Bazinul

este constituit din roci variate: şisturi cristaline, gresii cretacice, formaţiuni greso-

calcaroase, sedimente sarmatice şi roci eruptive. După ieşirea din depresiune formează

un con de dejecţie destul de extins. Afluenţii săi cei mai importanţi sunt Bolvaşniţa şi

Mehadica. După unirea cu Belareca cursul inferior al Cernei are caracter de defileu săpat

în calcare şi în aval, în şisturi cristaline. Între ele este format bazinetul Bîrza- Topleţ este

un adevărat punct de adunare a apelor: Iardaşiţa Mare şi Sacherstiţa din dreapta şi Valea

Mare din stînga.

4. Bazinul hidrografic Timiş-Nera-Bârzava

Râul Timiş, îşi adună apele de pe o suprafaţă de 5248 km2, în cadrul căreia relieful

prezintă cele mai variate forme. Lungimea sa însumează 87 km, debitul mediu multianual

ajungând la 35,96 m3/s la ieşirea din judeţul Caraş-Severin. Originea râului se află în

Munţii Semenic, sub Vârful Goznei, având ca afluenţi Hidegul, Teregova, Sebeş şi Bistra

Hidrologie

46

Caraşul, râul de la care o parte a ţinutului Dunării de Jos apusene a preluat

numele, izvorăşte din Munţii Aninei şi după un traseu de 76 km pe teritoriul României se

varsă în Dunăre pe teritoriul Iugoslaviei. Suprafaţa bazinului său de recepţie este de

1118 km2, în cadrul căreia relieful are altitudini şi pante medii cu valori de 10 m / km şi

respectiv 26 m / km.

Nera îşi are izvoarele sub Vârful Piatra Goznei din zona golului montan al

Semenicului, unde este cunoscut sub numele de Nergana, având o lungime de 26 km.

Cursul total al Nerei are lungimea de 131 km şi o suprafaţă a bazinului de 1360 km2.

Cerna îşi are izvoarele pe versantul sud-estic al Munţilor Godeanu şi aproape pe

întregul său traseu de 84 km prezintă caracteristicile unui râu de munte.

Bistra îşi adună apele din zona circurilor glaciare ale Munţilor Ţarcu şi până la

confluenţa cu Timişul curge printr-un culoar tectonic pe o lungime de 46 km, drenând un

bazin de 908 km2.

Râul Bârzava izvorăşte de sub culmile înalte ale Semenicului, de-a lungul cărora

şi-a săpat o vale adâncă, drenând o suprafaţă de 30 km2.

5. Bazinul hidrografic Siret-Prut

Siretul izvorăşte din Carpaţii Păduroşi (Ucraina). Curge prin mijlocul Moldovei,

străbate Podişul Sucevei, formează un culoar larg între Subcarpaţii Moldovei şi Podişul

Moldovei, trece prin Câmpia Românş (Câmpia Siretului Inferior) şi se varsă în Dunăre în

apropiere de oraşul Galaţi.

Îşi adună majoritatea apelor de pe versantul estic al Carpaţilor Orientali, având un

bazin asimetric.

Afluenţi: Suceava, Moldova (limita nordică a Subcarpaţilor), Bistriţa cu Dorna,

Bistricioara, Bicaz, Trotuş, Putna, Râmnicul Sărat, Buzău, Bârlad cu Vaslui.

Amenajări hidroenergetice: pe Bistriţa şi Siret.

Oraşe principale: Paşcani, Roman, Bacău pe Siret, Suceava pe râul Suceava,

Piatra Neamţ pe Bistriţa, Oneşti pe Trotuş, Buzău pe râul Buzău, Vaslui şi Bârlad pe râul

Bârlad.

Râul Prut, lung de 953 km, izvorăşte din Carpaţii Păduroşi din Ucraina, de unde

curge spre est, mare parte din curs fiind apoi pe direcţia sud-est. Se varsă în Dunăre

lângă Reni, la est de oraşul Galaţi. Formează graniţa între România şi Republica Moldova.

Principalul afluent pe partea dreaptă este Jijia cu afluenţii Bahlui şi Baseu. Există pe Prut

amenajări hidroenergetice (la Stânca-Costeşti) realizate împreună cu Republica Moldova.

Cel mai mare oraş din calea sa este Cernăuţi, în Ucraina. Alte oraşe apropiate de

cursul său sunt: Săveni, Iaşi şi Huşi, în România, şi Ungheni şi Cahul, în Republica

Moldova.

Aria bazinului hidrografic: 27500 km2.

Hidrologie

47

6. Bazinul hidrografic Olt

Oltul drenează, pe cei peste 700 km ai cursului său de la izvoare până la vărsarea

în Dunăre, unităţi de relief cu condiţii fizico – geografice diferite, mai ales că şi suprafaţa

bazinului e apreciabilă (24.900 km2). Are izvoarele la circa 1.800 m altitudine, în nodul

orohidrografic Hăşmaş.

a) Oltul superior:

Râul se formează la contactul dintre masivul calcaros al Hăşmaşului Mare (1793

m), cu cristalinul masivului Şipotului (1366 m) , de la altitudine de 1280 m. La început, în

Depresiunea Ciucului, e un râu liniştit, urmând după aceea să străbată zona defileului, în

care sunt cantonate câteva staţiuni balneoclimaterice valoroase (Tuşnad, Bixad, Malnaş),

ocoleşte apoi, pe trei părţi, masivul Baraoltului, rătăcind leneş, cu bucle largi, prin şesul

plan al Depresiunii intercarpatice a Braşovului, unde îi vin în sprjin: Râul Negru (L = 88

km, F = 2.349 km2), Ghimbăşelul (L = 6 km, F = 8 km2), Bârsa (L = 73 km, F = 937

km2) etc.

Un nou masiv îi iese în cale, acela al Perşanilor, pe care-l străbate prin defileul de

la Racoş (12 Km lungime), mai puţin impunător decât primul.

În Ţara Oltului (depresiunea Făgăraşului), râul capătă iarăşi caracter de şes,

meandrând printre malurile joase, împins permanent spre dreapta de numeroşi afluenţi

făgărăşeni (aproximativ 20 mai importanţi) scurţi, dar viguroşi, revărsându-se frecvent în

punctele de întâlnire cu Oltul. Cibinul (L = 82 km, F = 2.194 km2), Hârtibaciul (L = 110

km, F = 1.025, km2) şi Sadu (L = 60 km, F = 278 km2), acesta de pe urmă cu amenajări

complexe, îi aduc ultimele cantităţi de apă pe teritoriul Transilvaniei, căci, după unirea cu

acesta, Oltul traversează Carpaţii Meridionali, ajunge în pitorescul defileu Turnu Roşu –

Cozia, întrerupt doar de Depresiunea largă a Loviştei, în cuprinsul căreia primeşte Lotrul,

ale cărui izvoare pornesc de sub masivul Parângului.

b) Oltul mijlociu

Aval de Lotru sunt întâlnite depozite cretacice, eocene, oligocene, miocene şi

pliocene. La Călimăneşti, Oltul iese din munţi şi traversează, mai departe formaţiunile

miocene ale Subcarpaţilor Getici, apoi podişul Getic şi Câmpia Română, lărgindu-şi

treptat valea cu terase etajate lateral şi reducându-si panta, astfel că, începând de la

Drăgăşani, meandrează puternic, se desface în nenumărate braţe, iar de la Drăgăneşti -

Olt îşi croieşte chiar şi un curs secundar paralel, prin care îşi evacuează surplusul de ape

din timpul marilor viituri. Odată cu pătrunderea sa în depresiunea Brezoi valea se

lărgeşte iar versanţii au pante mai domoale şi se îngustează din nou la trecerea printre

munţii Căpăţânii (1.890 – 2.138 m) şi Cozia (1.677 m).

Afluenţii principali ai Oltului în această regiune sunt:

- pe dreapta: Lotrioara (L = 25 km, F = 120 km2), Vadu (L = 12 km, F = 46 km2), Uria

(L = 16 km, F = 6 km2), Lotru (L = 83 km, F = 990 km2),

Hidrologie

48

- pe stânga: Strâmba (L = 8 km, F = 12 km2), Curpănul (L = 10 km, F = 26 km2), Boia

(L =23 km, F = 158 km2).

În aval de Gura Lotrului, în cuprinsul defileului, Oltul primeşte afluenţi mai mici:

Lotrişoru (L = 7 km, F = 16 km2), Muiereasca (L = 19 km, F = 50 km2) - dreapta, Păuşa

(L = 7 km, F = 13 km2), Sălătrucelu (L = 15 km, F = 99 km2) - stânga.

În partea superioară a defileului între Turnu Roşu şi Brezoi, Valea Oltului are o

cădere de 1,38 m/km, iar în aval de gura Lotrului căderi mai accentuate – 1,90 m/km .

Cantitatea de precipitaţii anuale este cuprinsă între 800 ÷ 1.000 mm pe sectorul Râmnicu

Vâlcea, iar în regiunile înalte (pe munţi) între 1.200 ÷ 1.400 mm.

c) Oltul inferior.

Sectorul de râu, cuprins între Slatina şi fluviul Dunărea, constituie bazinul

hidrografic al Oltului inferior.

În această zonă, Oltul străbate zona de contact a piemontului Getic, ca în final să

pătrundă în câmpia propriu zisă, sector în care albia Oltului se lărgeşte mult, prezintă

multe meandre şi braţe părăsite, pantele scăzând chiar sub valori de 1 ÷ 2 m/km.

În bazinul inferior, Oltul primeşte ca afluenţi mai importanţi de pe versantul drept:

Bistriţa (L= 50 km; F = 416 km2); Olteţul (L = 175 km, F = 2.460 km2); Tealuiul (L = 94

km; F = 604 km2), iar pe versantul stâng Topologul (L = 95 Km, F = 604 km2).

Principalul afluent mal drept este Olteţul, care, împreună cu afluentul său Cerna,

colectează apele din versantul sudic al munţilor Căpăţânii, străbate apoi o zonă carstică

cu influenţă puternică asupra regimului scurgerii şi intră în câmpia Olteniei, unde

confluează cu Oltul. Sunt râuri cu pante repezi în cursurile superioare care se diminuează

treptat spre zona de confluenţă.

Topologul, râu cu obârşia în versantul sudic al munţilor Făgăraş, străbate în

continuare o zonă subcarpatică şi colinară.

În afara acestor afluenţi, Oltul mai primeşte în zona de câmpie o serie de afluenţi

mici cu o scurgere temporară fără aport de debit. Cantităţile medii anuale de precipitaţii

sunt în jur de 600 mm. Străbătând unităţi fizico-geografice diverse, Oltul îşi schimbă

mereu regimul nivelurilor şi al debitelor, înregistrând contrastele cele mai puternice în

bazinul mijlociu.

Este unul dintre râurile mari ale ţării, cu însemnate resurse energetice şi cu un

debit apreciabil, în măsură să permită chiar amenajarea sa pentru navigaţie cu vase mici.

7. Bazinul hidrografic Mures

Bazinul hidrografic al râului Mureş, situat în partea centrală şi de vest a României,

este cuprins între Carpaţii Orientali, Meridionali şi Apuseni, iar sectorul său inferior este

amplasat în centrul câmpiei Tisei.

Izvoarele Mureşului se situează pe versantul de sud-vest al munţilor Hămaş, la o

altitudine de aproximativ 850 m.

Hidrologie

49

Râul Mureş, afluent al Tisei, îşi colectează principalele ape din lanţul vulcanic al

Carpaţilor Orientali, din Podişul Transilvaniei, din estul şi sudul Carpaţilor Apuseni şi din

versantul nordic al ramurii Carpaţilor Meridionali de la vest de Olt. Cumpăna apelor

bazinului traversează mai multe unităţi şi subunităţi de relief cu caractere fizico -

geografice specifice, despărţindu-l de numeroase bazine hidrografice importante.

Bazinul hidrografic al Mureşului are o suprafaţă de aproximativ 29.500 km2, iar

râul Mureş are o lungime totală de 749 km, din care pe teritoriul României 27.920 km2 şi

respectiv 718 km lungime, fiind în acest fel al treilea ca mărime între râurile şi bazinele

hidrografice din România.

Străbate regiuni de munte (25%), de podiş (55%) si de câmpie (25%). Are o

direcţie de curgere S-E, N-V, apoi spre V, S-S-V, E-V pe tot parcursul sau. Formează un

spectaculos defileu între Topliţa şi Deda lung de 50 km şi lat de 100 - 80 m. Panta

reliefului variază de la 2,7 ‰ în depresiunea Giurgeu, 20-25 ‰ în munţii vulcanici, 0,5

‰ în podişul Transilvaniei, la 0,3 ‰ în câmpie.

Principalii afluenţi sunt: Comlod, Luduş, Arieş, Târnava, Ampoi, Sebeş, Cugir,

Strei.

1. Mureşul superior – ce cuprinde Depresiunea Giurgeului si Defileul Topliţa-Deda

(110 km);

2. Mureşul mijlociu – axat pe zona centrală a Podişului Transilvaniei, între Deda si

Alba Iulia (266 km);

3. Culoarul Mureşului inferior – cuprins între Munţii Apuseni, Carpaţii Meridionali şi

Munţii Banatului, între Alba Iulia şi Lipova (225 km).

4. Muresul inferior – din Câmpia de Vest, între Lipova şi Ungaria (graniţa), 117 km.

El străbate câmpia Tisei de est, centrul Munţilor Bihor, Podişul Bistriţei Ardelene,

Munţii Hăşmaş, Munţii Harghita, Dealurile Odorheiului, Podişul Târnavelor, Munţii Cibin,

Vestul Munţilor Lotru, Munţii Sebeşului, Munţii Retezat, Munţii Godeanu, Munţii Ţarcului,

Munţii Poiana Ruscă, Dealurile Lipovei, Câmpia Tisei de Est.

Bilanţul hidrologic este variat. Luna cu scurgere maximă este aprilie, iar scurgerea

cea mai redusă este iarna. Scurgerea minimă se realizează iarna, în cursul superior, şi

vara-toamna, în cursul inferior.

Mureşul primeşte numeroşi afluenţi, dintre care, cei mai importanţi au suprafeţe

de bazin de 100 – 1.900 km2. Aceşti afluenţi sunt: Topliţa, Răstoliţa, Gurghiu, Arieş,

Pârâul de Câmpie, Târnava, Sebeş, Cugir, Râul Mare, Strei, Cerna.

8. Bazinul hidrografic Tisa-Someş

Afluent al fluviului Dunărea, Tisa superioară drenează toţi afluenţii care îşi culeg

izvoarele de pe versanţii vestici ai Carpaţilor Păduroşi (Ucraina) şi ai Munţilor Maramureş,

din nordul Munţilor Rodnei şi Lăpuşului, precum şi numeroasele pâraie nordice şi estice

care sosesc din eruptivul Oaş – Gutâi – Tibleş. Toate râurile din vest gravitează spre

Hidrologie

50

depresiunea tectonică a Maramureşului, considerată ca o adevărată piaţă de adunare a

apelor.

Tisa se formează din unirea a doi afluenţi –Tisa Neagră şi Tisa Alba – din Carpaţii

Păduroşi. La ieşirea din munţi, râul primeşte din stânga afluent, râul Vişeu. De aici, Tisa

formează, pe o distanţă de 62 km, graniţa naturală între ţara noastră şi Ucraina.

În privinţa regimului hidrologic, Tisa reprezintă tipul de regim carpatic, având

volumul maxim de scurgeri în luna aprilie şi minime în timpul iernii.

Afluenţii Tisei superioare străbat în cursul lor una dintre cele mai pitoreşti regiuni

ale ţării – Depresiunea Maramureşului. Vişeul si Iza, râuri surori, care curg aproape

paralel, având direcţia SE-NV, drenează prin bazinele lor întreaga depresiune.

Clima vestică a Munţilor Maramureşului şi nordul Rodnei îi aparţine în întregime

Vişeului, iar clima nord-estică a munţilor Oaş – Gutâi – Tibleş este drenată de Săpânţa şi

Iza cu afluenţii din stânga ei.

Afluenţii principaliai Tisei sunt:

a) Vişeul. Bazinul hidrografic al râului Vişeu este străjuit în est şi sud de Munţii

Maramureşului şi Munţii Rodnei. Între cele doua masive se întinde de la vest la est

culoarul tectonic Vişeu – Bistriţa, ce se îngustează rapid spre obârşiile râului. Cursul

superior este dezvoltat simetric din ambele părţi, iar în aval de Moisei devine asimetric.

Vişeul izvorăşte din Munţii Rodnei şi, după un parcurs de 80 km, se varsă în Tisa, în

dreptul comunei Valea Vişeului. Vişeul propriu-zis se formează în dreptul comunei Borşa,

prin unirea pâraielor Cisla şi Borşa. Curge pe direcţia est-vest, apoi îşi schimbă cursul

spre nord-vest. Suprafaţa bazinului este de 1.606 km2 , cu o lungime de 80 km.

Regiunile de munte ocupă 67% din suprafaţa bazinului. Debitul mediu multianual în zona

de vărsare este de aproximativ 32 m3/s. Râul traversează staţiunea climatica Borşa, după

care pătrunde în depresiunea Maramureş, unde îşi croieşte o vale largă. Principalii

afluenţi pe dreapta sunt: Vaser, Ruscova, Frumuşana, iar pe stânga Repedea, Pietrosu,

Izvoru Negru etc.

b) Iza - izvorăşte de pe versantul vestic al Pietrosului Rodnei, de la altitudinea de

1200 m. Suprafaţa bazinului este de 1.303 km, iar lungimea de 83 km şi străbate

depresiunea Maramureş pe direcţia SE-NV, formând în aval de comuna Strâmtura,

defileul Surduc (1,8 km), săpat în depozite eocene. Suprafaţa totală a bazinului e

repartizată în trei unităţi de relief: munte (27%), deal (70%) şi câmpie (3%). Principalii

afluenţi sunt: Baicu, Ieud, Slătioara, Mara.

c) Săpânţa - se dezvoltă îndeosebi în partea nordică a masivului Gutâi. Izvorăşte

din partea nordică a grupului vulcanic al Rotunzilor de la 1.241 m altitudine. Suprafaţa

bazinului este de 135 km2, iar lungimea de 20 km. În zona de vărsare panta este de 20

m/km, iar în zona de izvoare este de 80 - 90 m/ km. Formează un con de dejecţie,

încadrat în piemontul pliocenic. Primeşte trei afluenţi mai importanţi: Runcul, Săpânţa ,

Belmezeul şi Hotaru.

Hidrologie

51

d) Turu - se dezvoltă în Depresiunea Oaş şi Câmpia Tisei. Izvorăşte la circa 950 m

altitudine, din munţii Oaşului. Străbate mai întâi versantul de vest al Munţilor Gutâi prin

intermediul unei pante accentuate, 20 ‰, intră apoi în Depresiunea Oaş, iar în Câmpia

Someşului panta este de 0,1 ‰. Traversează zona de la est la vest. În cursul inferior,

albia devine instabilă, se despleteşte şi meandrează puternic. Suprafaţa bazinului este de

1.200 km2, iar lungimea de 66 km. Afluentul său principal este Tâlna.

Principalele caracteristici hidrologice ale bazinului Tisa sunt:

Precipitaţiile medii pe bazine hidrografice depăşesc valoarea de 1.000 mm, iar

scurgerea medie, pe cea de 500 mm.

Regimul hidrologic montan se manifestă prin topiri târzii şi ape mari primăvara

şi vara (de tip carpatic oriental), în cazul Vişeului superior. Restul râurilor

(Cisla, Vaser, Ruscana) au ape mari primăvară, de regim carpatic transilvan.

Debitele maxime se formează îndeosebi în timpul verii, datorită ploilor intense

şi de lungă durată. Scurgerea maximă specifică, cu asigurare 1%, este

ridicată. La o suprafaţă bazinală de 408 km2, scurgerea cu asigurare 1%

atinge 1.000 de l/ s x km2.

Râurile au o scurgere neîntreruptă, iar debitele minime specifice (lunare si

zilnice) sunt dintre cele mai ridicate

Râul Someş îşi are izvoarele în România, străbate România (376 km) şi Ungaria

(51 km) şi se varsă în râul Tisa, în Ungaria. Râul Someş are două izvoare în Carpaţii

Orientali şi anume Someşul Mare, care izvorăşte din Munţii Rodnei şi curge spre sud-vest,

şi Someşul Mic, care izvorăşte din Munţii Apuseni (pârâurile Someşul Cald şi Someşul

Rece) şi curge spre nord-est. Lungimea râului Someş, incluzând Someşul Mare, este de

376 km şi suprafaţa totală a bazinului de 15.217 km2 pe teritoriul ţării noastre. Lungimea

râului Someşul Mare este de 130 km şi suprafaţa totală a bazinului de 5.033 km2.

Lungimea râului Someşul Mic este de 178 km şi suprafaţa totală a bazinului de 3.773

km2. Someşul Mic străbate (în regim canalizat) oraşul Cluj-Napoca şi este denumit

Someşul Cald până la confluenţa cu Someşul Rece în acumularea Gilău. Someşul Mare şi

Someşul Mic străbat rapid zona montană pentru a se întâlni în vecinătatea micului oraş

Dej. De aici, Someşul urmează un curs în zig-zag în direcţie nord-vest, străbătând

Câmpia Someş şi primind câţiva afluenţi mici şi câteva pâraie. Reţeaua hidrografică a

râului Someş include un număr de 403 cursuri de apă codificate, cu o lungime totala de

5.528 km, (reprezentând 7% din lungimea totală a râurilor interioare).

Scurgerea maximă se înregistrează în perioada de primăvară (30 – 50 %) şi vară

(25 – 40 %).

Someşul primeşte ca afluenţi principali:

Hidrologie

52

Someşul Mare (L = 130 km, F = 5.033 km2), Lăpuş (L = 119 km, F = 1.875 km2),

Şieu (L = 71 km, F = 1.818 km2), Almaş (L = 68 km, F = 813 km2), Someşul Mic (L =

178 km, F = 3.773 km2).

9. Bazinul hidrografic Ialomiţa

Lungimea râului Ialomiţa, de la izvoare până la vărsarea în Dunăre este de 400

km, cu o suprafaţă de bazin hidrografic de 10.430 km2.

Morfologia bazinului hidrografic este caracterizată prin prezenţa unei mari varietăţi

a formelor de relief, începând cu înălţimile Bucegilor (Vârful Omul) şi terminând cu

Câmpia Română, unde, în zona de vărsare în Dunăre, altitudinea este de 8 m. Raportată

în procente, această varietate a formelor de relief ocupă din suprafaţă 15% zonă de

munte, 25% zonă de deal, iar restul de 60% zonă de câmpie. Bazinul Ialomiţei

superioare are o formă alungită pe direcţia nord – sud, încadrat pe dreapta de masivul

Leaota şi pe stânga de masivul Bucegi. El este mărginit la est de culoarul Prahovei şi

valea inferioară a Cerbului, la nord de bazinul Ghimbavului şi platforma Branului, la vest

de văile Grohotiş – Poarta şi valea Brăteiului, iar la sud de versanţii munţilor Lespezi şi

Păduchiosul.

Râul Ialomiţa, izvorând din Colţii Obârşiei, curge aproape după direcţia nord –

sud. Până la intrarea în Cheile Tătarului, ca afluenţi pe dreapta primeşte pe Padina, Colţii,

iar pe stânga Lăptici, Blana. În acumularea Bolboci intră pe dreapta: Tătarul, Mircii,

Bolboci (Furdales). În aval, Oboarele, Dichiu, Şapte Izvoare, Scropoasa (pe stânga),

Brătiei, Răteiul şi Raciu (pe dreapta).

În zona înaltă, scurgerea medie anuală este de 700 – 800 mm, predominând

scurgerea de primăvară (38 – 48 %), cu viiturile caracteristice în luna mai. Menţionăm

pentru perioada de vară realizarea a 30 – 35 % din totalul scurgerii superficiale, în timp

ce iarna şi toamna acestea rămân reduse (10 – 15%). Particularităţile reliefului impun o

varietate mare a distribuţiilor precipitaţiilor, evaporaţiei şi factorilor determinanţi ai

scurgerii superficiale.

Reţeaua hidrografică este dispusă divergent pe cursurile munţilor. Ialomiţa

primeşte ca afluenţi principali pe partea stângă râurile: Cricov (L = 69 km; F = 577

km2); Prahova (L = 176 km; F = 3.740 Km2), Sărata (L = 63 km; F = 1.334 km2)

10. Bazinul hidrografic Crişuri

Situat în partea de vest a României, bazinul hidrografic al Crişurilor este mărginit

la nord şi nord-est de bazinul Someşului, la est şi sud de bazinul Mureşului, iar la vest de

frontiera ungară.

Bazinul Crişurilor este încadrat între 47°06' si 47°47' latitudine nordică şi 20°04' si

23°09' longitudine estică incluzând următoarele râuri principale: Barcăul, Crişul Repede,

Hidrologie

53

Crişul Negru şi Crişul Alb, care se unesc două cate două pe teritoriul Ungariei, formând

un singur curs care confluează cu Tisa.Poziţionarea pe hartă a bazinului Crişurilor.

Suprafaţa totală a bazinului este de 25.537 km2 din care 14.860 km2 pe teritoriul

României (6,3% din suprafaţa ţării), repartizaţi astfel pe bazine hidrografice: Ier 1392

km2 , Barcău 2025 km2, Crişul Repede 2973 km2 , Crişul Negru 4230 km2 , Crişul Alb

3911 km2 .

Bazinul hidrografic Crişuri cuprinde suprafeţe din judeţele Satu- Mare, Sălaj, Cluj,

Hunedoara, Arad şi Bihor.

Bazinul hidrografic Crişuri cuprinde un număr de 365 cursuri de apă codificate,

lungimea reţelei hidrografice fiind de 5785 km (7,3% din lungimea totală a reţelei

hidrografice a ţării şi o densitate de 0,39 km/km²). În cuprinsul bazinului se disting 3

zone geomorfologice: munţi (în proporţie de 38%), dealuri (20%), câmpie ( 42%),

eşalonate în ordine de la est la vest.

Zona de munte se încadrează în marea unitate a Carpaţilor Apuseni şi este

reprezentată prin munţi înalţi de 1600 - 1800 m (Munţii Bihorului), mijlocii de 800-1200

m (Munţii Metaliferi) şi mărunţi de 600-800 m (Munţii Zarand, Codru, Pădurea Craiului,

Plopiş), despărţiţi prin depresiuni (Brad, Halmagiu, Huedin, Gurahonţ, Beius, Borod) şi

teritorii joase colinare ce pătrund adânc în munţi ca niste golfuri de câmpie. Relieful

acestei zone apare fragmentat fie de văi adânci şi înguste cu versanţi împăduriţi (Munţii

Bihorului, Zarand), fie de văi în formă de chei cu pereţi abrupţi în regiunile calcaroase

(Munţii Metaliferi, Pădurea Craiului), fie de văi largi în zona munţilor mărunţi. Zona

dealurilor formează o treaptă mai joasă şi îngustă la poalele munţilor, cu înalţimi de 250

- 650 m, cu văi largi şi terase. Astfel sunt dealurile Pădurii Craiului între Crişul Negru şi

Crişul Repede, dealurile Ghepeşilui între Crişul Repede şi marginea muntilor Plopiş, zona

dealurilor cu aspect de platformă străbătută de râul Barcău.

Zona de câmpie face parte din marea unitate a campiei Tisa. Este o arie de

aluvionare intensă, străbătută de ape curgătoare cu direcţia est - vest. Râurile cu albii

abia schiţate fac meandre, unele dintre ele părăsite.

Din punct de vedere climatic bazinul Crişurilor se încadrează în tipul de climat

panonic, caracterizat prin întâlnirea mai multor influenţe - mediterană, baltică şi

continentală - cu temperatura medie de 10° C (mai ridicată decat media ţării), cu

precipitaţii bogate şi bine distribuite. Se remarcă diferenţieri de climat din cauza etajării

pe zone de altitudine a reliefului. Ier este ultimul afluent de dreapta a Barcăului în care

se varsă, pe teritoriul Ungariei la 9 km de graniţă. Drenează depresiunea cu acelaşi nume

din direcţia Carei spre sud-vest. Afluenţii principali sunt : Chechet, Santău, Zimoiaş, Rat

şi Salcia.

Barcău drenează partea sud-vestică a depresiunii Şimleului. Îsi are obarşia în

platoul calcaros de sub Ponor (977 m) din apropierea satului Tusa. Dupa ce străbate

Hidrologie

54

depresiunea de eroziune a Nusfalaului intră în defileul de la Marca şi dupa un cot brusc

spre nord işi reia cursul general spre vest. Se remarcă o deplasare treptată spre nord.

Afluenţii săi principali sunt Inot, Bistra, Fanatelor, Fancica, Fâneaţa Mare şi Ier.

Crişul Repede izvorăste din Munţii Apuseni în sud-estul Depresiunii Huiedinului la

altitudinea de 710 m. El curge spre nord-vest până la Ciucea de unde se îndreaptă apoi

spre vest.

În porţiunea de izvoare are debitul mic şi caracter de râu mic colinar cu panta

domoală. După primirea afluenţilor săi Calata, Secuieu, Drăgan, Iad, şi Brătcuţa şi alte

câteva văi mai mici, capătă caracterul unui rău de munte cu debit bogat. Crişul Repede

este un râu cu asimetrie accentuată, primind majoritatea afluenţilor săi principali pe

stânga. Afluenţii săi Drăgan şi Iad care coboară de pe pantele vestice ale Bihorului, au o

curgere bogată iar potenţialul lor hidroenergetic este valorificat printr-un complex de

lucrări de acumulare, derivaţii de debite şi centrale hidroelectrice subterane.

Crişul Negru izvorăşte din Munţii Bihorului de la altitudinea de 1460 m. Îsi

colectează apele de pe pantele vestice ale Bihorului şi de pe cele ce se concentrează în

depresiunea Beiuş-Vascău. Curge spre nord - nord-vest până la Beiuş, se îndreaptă apoi

spre vest până la Tinca şi după aceea spre vest - nord-vest. De la izvoare până la Vascau

râul are un caracter toreţial, albie îngustă cu profil de V. În continuare valea se lărgeşte

şi face numeroase meandre provocând inundaţii. Primeşte numeroşi afluenţi dintre care

cei mai importanţi sunt: Crişul Băiţa, Crişul Pietros, Tărcăiţa, Finis, Roşia şi Holod. În aval

de confluenţa cu Valea Nouă, Crişul Negru mai primeşte apele de pe Canalul Cemei -

Tăut, Canalul Colector şi sistemul Teuzului. Amonte de localitatea Tăut se află priza de

apa a Canalului Culiser. După traversarea frontierei Crişul Negru se uneşte cu Crişul Alb

formând Crişul Dublu.

Crişul Alb izvorăşte de pe pantele estice ale Bihorului, de la o altitudine de 980 m.

El are o direcţie generală de scurgere de la est către vest până la confluenţa sa cu

Cigherul după care îşi schimbă orientarea catre nord-vest. De la izvoare până în zona

oraşului Brad are un curs torenţial cu albie majoră îngustă. În continuare până la Sebiş

valea se lărgeşte şi prezintă numeroase meandre cu excepţia zonei de chei dintre

Halmagiu şi Gurahonţ. Panta râului scade în continuare până la Chişinău Criş la 0,07 %

iar de aici spre frontieră până la 0,03 %. Crişul Alb colectează o serie de afluenţi atât pe

stânga cât şi pe dreapta, pe sectoarele superior şi mijlociu, cum sunt: Bucuresci,

Luncoiu, Ribita, Baldovin, Sighişoara, Halmagiu, Sebiş iar aval de Ineu, Cigherul.

Hidrologie

55

5. APELE CURGĂTOARE

O parte din apa din precipitaţii sau din legăturile cu apele subterane (izvoare) se

concentrează în anumite denivelări existente la suprafaţa pământului după care urmând

legea gravitaţiei se deplasează în sensul pantei formând apele curgătoare.

Apele curgătoare de suprafaţă pot fi clasificate în:

ape nepermanente – alimentate de precipitaţii, nedefinite ca formă, neînsemnate

şi neregulate care urmează suprafaţa înclinată a unui teren (apele de şiroire,

torenţii);

ape permanente – au originea din apele subterane, din topirea gheţarilor sau

zăpezilor permanente sau dintr-o apă stătătoare şi au un caracter al scurgerii

permanent, în majoritatea timpului (pâraie, râuri, fluvii).

Apele de şiroire

nu au un curs individualizat, după fiecare ploaie îşi formează un nou drum;

mărimea apei de şiroire depinde de cantitatea de precipitaţii căzută şi de

intensitatea ploii;

determină eroziunea terenurilor şi transportă aluviuni de pe versanţii formelor de

relief pozitive;

Torenţii

iau naştere, de regulă, pe urmele lăsate de apele de şiroire, în cazul unor ploi

repetate şi de intensitate mare;

activitatea cea mai intensă are loc în cazul ploilor torenţiale sau primăvara la

topirea zăpezilor;

albia evoluează continuu, se individualizează, formându-se la partea superioară

un bazin de recepţie, un canal de scurgere şi un con de dejecţie în regiunea

inferioară.

au efecte mecanice asupra terenului, maximum în zona de recepţie.

Pâraiele, râurile, fluviile

pâraiele sunt cele mai mici unităţi de cursuri de ape curgătoare cu caracter

permanent.

râurile sunt cursuri de apă naturală curgătoare, permanente, rezultate din unirea

a două sau mai multe pâraie; ocupă văi şi albii prin care curg urmând linia de

pantă din zonele de altitudine ridicată către zonele de mică altitudine.

Hidrologie

56

Elementele componente ale râului (din amonte spre aval):

izvorul – locul de naştere al râului;

albia de curgere sau cursul râului – canalul prin care apele râului se scurg de la

izvor spre vărsare. Se împarte convenţional în 3 sectoare: cursul superior, cursul

mijlociu şi cursul inferior:

o cursul superior – este caracterizat prin pante mari ale albiei şi, în

consecinţă, prin viteze mari ale apei, determinând eroziuni pronunţate pe

verticală, cursul fiind aproape rectiliniu într-o albie îngustă;

o cursul mijlociu – are pante şi viteze ale apei reduse determinând în special

eroziuni pe orizontală în momentul ieşirii apelor din albia minoră10.

o cursul inferior – se caracterizează prin pante ale albiei foarte scăzute care

determină depunerea aluviunilor şi un curs cu albii de curgere late (puţin

adânci) sau cu meandre.

vărsarea – locul în care râul îşi varsă apele într-o altă unitate acvatică

(excepţional se pierd în nisipuri).

În studiul apelor curgătoare, din punct de vedere geografic dar si hidrologic o

caracteristica importanta o reprezintă particularităţile existente in zona de vărsare a

acestor ape, in special, in marile si oceanele din lume. In zonele de litoral cu altitudini

scăzute, fluviile sau râurile pot forma estuare, limanuri sau delte.

Estuarul reprezintă zona de vărsare a unui fluviu in mari sau oceane cu maree

puternice sau in zone care au loc mişcări de coborâre a uscatului si care ia, de regula,

forma unui triunghi cu baza spre mare sau ocean. Lărgirea gurii de vărsare este o

consecinţa a acţiunii mareei si de aceea adâncimile in estuar scad de la vărsare spre

interior.

Se întâlnesc estuare in forma de pâlnie larg deschise spre mare sau ocean si estuare

de bordura a căror deschidere către mare sau ocean este întrerupta de bare sau dopuri

de nisip sau mal, insule sau promotorii.

Cel mai mare estuar din lume este cel format la vărsarea râurilor Panama si Uruguay,

din America de Sud, cunoscut sub numele de estuarul La Plata.

In Europa un estuar foarte cunoscut este cel format la vărsarea râului Tamisa din

Anglia in Marea Nordului, lăţimea maxima a estuarului este de 16 Km. Estuarul

înregistrează nivele maxime iarna si minime vara, iar înălţimea mareelor la gura de

vărsare atinge 6÷6,5m, devenind navigabil, vasele oceanice putând pătrunde până la

Londra.

10 albia minoră – canalul de curgere a unui râu la debite medii si mici

Hidrologie

57

Limanurile reprezintă văi largi situate la gura de vărsare a unui râu in mare care au

fost invadate de apele marine si apoi separate de acestea prin cordoane litorale formate

din depunerile si acumulările succesive de aluviuni.

Se întâlnesc :

- limanurile fluviatile constituit dintr-un lac format la confluenţa dintre două râuri

atunci când zona în care afluentul şi-a barat drumul de curgere prin depuneri de

aluviuni in zona de confluenţă. Limanuri fluviatile se întâlnesc mai frecvent in

Câmpia Romana, in special de-a lungul Dunării, Ialomiţei, Buzăului, ca de

exemplu Jirlău, Amara, Balta albă sau pe bordura vestica a Dobrogei, cum sunt

Gârliţa sau Oltina;

- limanuri fluvio-maritime situate la vărsarea unui râu in mare atunci când zona de

vărsare este barată de cordoane de aluviuni depuse succesiv de mare sau chiar de

râu. Limanurile fluvio-marine se formează la mările fără maree. Au forme alungite

iar lungimea si adâncimea lor creste in aproprierea barajului. Se întâlnesc mai

frecvent limanuri fluvio-maritime pe ţărmul nordic al Marii Negre şi pot fi

exemplificate prin Limanul Nistrului sau Limanul Niprului.

Delta este o forma de relief litoral in zona de vărsare a unei ape curgătoare intr-un

lac, in mare sau ocean, care ia naştere atunci când procesul acumulării aluviunilor aduse

de apa curgătoare predomina asupra procesului spălării acestora de către maree, curenţi

litorali si valuri .

Condiţiile care favorizează formarea Deltei sunt : existenta unui şelf întins cu panta

redusa, a unui curs de apa care aduce o cantitate foarte mare de aluviuni si lipsa

mareelor sau existenta unor maree slabe.

Procesul de acumulare al aluviunilor are loc datorita scăderii vitezei de scurgere a

cursului de apa si a procesului de floculaţie, a particulelor fine sub acţiunea apei de mare

(concentrarea particulelor fine dintr-o suspensie sau dintr-o soluţie coloidala, in particule

mai mari care datorita greutăţii mai mari căpătate, se depun).

Datorita pantei reduse de curgere, in delta are loc despărţirea cursului de apa in

braţe, dispuse in general sub forma de triunghi, cu vârful in amonte, formă ce aminteşte

de cea de a patra litera din alfabetul grecesc ∆ (delta), de unde îi provine şi numele.

Pornind de la modul in care se formează, deltele au tendinţa de a avansa in mare

cucerind noi suprafeţe de teren in dauna acesteia, datorita cantităţilor însemnate de

aluviuni care se depun. Numai Dunărea, spre exemplu, transporta in medie, atunci când

cursul sau era liber, fără baraje, anual cca. 67,5 milioane tone de aluviuni in suspensie,

care de regula, se depun majoritar in zona de vărsare determinând înaintarea uscatului

in mare. Cea mai rapida înaintare se înregistrează in dreptul deltei secundare a braţului

Chilia, care, anual înaintează in mare cu cca. 400-600 m.

In lume întâlnim la aproape toate fluviile si râurile mari delte in zona de vărsare in

mare, acestea prezentându-se sub forme diferite, printre care putem aminti:

Hidrologie

58

Fig. 1 Harta Deltei Dunării

- delta unilalobată, in care se distinge un canal principal si câteva canale adiacente

mai mici neîsemnate ca secţiune si debit, delta constituindu-se in esenţă din acel

canal principal. Exemplul cel mai tipic pentru acest tip de delta îl reprezintă râul

Tibru.

- delta multilobata, in care vărsarea in mare se face prin mai multe braţe, ca de

exemplu deltele Dunării, Ronului, Padului etc. ;

- delta digitala, zona de vărsare este dominata de numeroase braţe si canale care

prezintă prelungiri în mare, cum sunt deltele fluviilor Volga si Mississippi ;

- delta in forma de semiluna, cum este de exemplu cea a fluviului Nil, care la

vărsarea in Marea Mediterana prezintă doua braţe principale laterale completate

cu mai multe braţe secundare care au depus in timp aluviunile intr-un golf de

forma triunghiulara pe care la transformat mai întâi intr-o laguna si apoi intr-o

zona mlăştinoasa cu lacuri si grinduri dând deltei forma de semiluna.

Pentru noi o importanta

deosebita din punct de vedere

geografic, hidrologic, economic si

turistic prezintă Delta Dunării,

mare formaţiune deltaica, cu

suprafaţa de 5050 Km2 – inclusiv

Complexul lacustru Razelm-Sinoe,

din care 4340 Km2 pe teritoriul

României, restul de 710 Km2

aparţin Ucrainei.

La ceatalul Ismailului Dunărea

se împarte in doua braţe Chilia si

Tulcea. Braţul Chilia situat in limita

nordică a Deltei Dunării formează

linia de graniţa dintre România si

Ucraina. Este braţul care

transporta cca. 70 % din debitul

Dunării si formează la vărsare in

Marea Neagra o delta proprie, Delta Chiliei.

Braţul Tulcea se bifurca si el, după 17 Km, in doua braţe : Sulina si Sfântul Gheorghe.

Braţul Sulina, după rectificarea si amenajarea cursului, a devenit canal navigabil pentru

vasele maritime, iar braţul Sfântul Gheorghe, foarte meandrat, reprezintă limita sudica a

celor trei braţe ale deltei.

Delta Dunării este o unitate de relief de data mai recent formată prin colmatarea unui

fost golf marin. Este plastica, din acest punct de vedere, definiţia data de geograful Emile

de Martonne pentru deltă ca fiind partea cea mai tânăra a unui fluviu care îmbătrâneşte.

Hidrologie

59

Vârsta si originea acestui colt de ţara au preocupat foarte mult o serie de cercetători,

începând cu informaţiile furnizate de Pliniu cel bătrân, Ptolemeu, Strabon si istoriograful

grec Herodot.

Este sigur, după cercetările moderne, ca Delta Dunării îşi are începuturile cu 13

milenii în urma, fiind produsul îngemănat al mişcărilor tectonice si al unor agenţi următori

situaţi in aluviunile Dunării combinate cu acţiunea valurilor si a curenţilor marini.

Se presupune ca evoluţia geologica a Deltei ar fi constituita din trei faze succesive :

- faza I-a corespunzătoare terţiarului, regiunea Deltei si a complexului Razelm

reprezentau depresiuni acoperite de apele marine si care comunicau intre ele

printr-un canal situat pe actuala vale Sarinasuf-Murighiol ;

- faza II-a corespunzătoare Quaternarului, epoca diluviului, prezintă o ridicare

înceata a terenului care iese de sub apele marine, iar cuvetele acestor depresiuni

rămân sub forma unor lacuri sărate. In aceasta perioada Delta, ca atare, nu exista

iar Dunărea se vărsa in mare printr-un singur braţ de-a lungul faliei Dobrogei,

situat probabil pe traseul actualului braţ Sfântul Gheorghe ;

- faza a III-a corespunde perioadei in care se înregistrează o noua tasare a

uscatului, fără ca aceasta tasare sa asigure legătura apelor prin canalul Sarinasuf-

Murighiol. In acesta perioada s-au format golfurile si limanurile Deltei prin

depunerea, in timp, a loessului.

Intr-o definire schematica Delta Dunării este rezultatul interacţiunii proceselor fluvio-

marine, petrecute cel mai devreme in Quaternar, desfăşurate pe un fundament

epirogenetic negativ. Fiecare dintre aceşti factori majori, fluviul si marea, sau influenţat

fiecare după caracteristicele lor şi au contribuit la procesul general de formare si de

evoluţie a deltei. Marea Neagra a avut un rol decisiv datorita oscilaţiilor de nivel, in

perioada formarii Deltei.

Un alt factor, cu un rol major, in formarea Deltei este reprezentat de tectonica locala

care a determinat si influenţat contribuţiile fluviului si a marii.

In acelaşi timp acumulările de aluviuni aduse de fluviu cat si aportul nisipului

transportat de curenţii marini au avut si ele o contribuţie majora in formarea Deltei. Cele

trei braţe dunărene, Chilia, Sulina si Sfântul Gheorghe, împart delta in trei mari ostroave

complexe : Letea, Sfântul Gheorghe si Dranov. Suprafaţa acestora e brăzdata de

numeroase braţe secundare, gârle sau canale trasate artificial (rezultate prin rectificarea

unor gârle) care leagă fluviul cu numeroasele lacuri si mlaştini din interior. Lacurile cele

mai cunoscute sunt Fortuna, Gorgova, Matiţa, Merheiul, Isacova, Roşu, Puiu, Rosuleţ.

Partea sudica a Deltei Dunării aparţine complexului lacustru Razelm-Sinoe, compus din

unităţile lacustre Razelm, Babadag, Goloviţa, Zmeica, Sinoe si Tuzla.

Bogăţiile Deltei Dunării sunt reprezentate de peşte, stuf, producţia agricola vegetala

si animala dar in mod deosebit se distinge atracţia turistica a zonei pentru care vor trebui

unele perfecţionări ale condiţiilor de cazare transport si agrement.

Hidrologie

60

***

Mai multe râuri ce se varsă unul în altul formează un sistem de râuri. Sistemul de

râuri sau fluviatil poate fi:

- independent – îşi varsă apele direct într-un lac, mare, ocean: Casimcea, Taiţa,

Teliţa.

- dependent – îşi varsă apele în alte râuri: Mureş, Siret, Bârlad.

În ţara noastră s-a stabilit un sistem de ierarhizare ţinând cont că majoritatea râurilor

se varsă intr-un singur colector, Dunărea. În acest sens toate râurile care se varsă în

Dunăre sunt râuri de ordinul I (Siret, Prut, Olt etc.), afluenţii acestora (Buzău, Trotuş,

Olteţ etc.) sunt de ordinul II, afluenţii râurilor de ord. II devin râuri de ord. III s.a.m.d.

Totalitatea unităţilor hidrografice dintr-un bazin de recepţie (sistemele de râuri de

pe un teritoriu, cursuri permanente şi temporare, lacuri naturale şi mlaştini) formează

reţeaua hidrografică.

Tipuri de reţele hidrografice:

- dendritic – cuprinde râurile care au reţeaua

asemănătoare cu un arbore, cu ramurile

ramificate; afluenţii râului principal se varsă sub

un unghi ascuţit (râul Bârlad între Vaslui şi

Tecuci);

- fluat – propriu râurilor care curg prin văile

aşezate între două masive muntoase; cursul

râului colector este mai drept iar afluenţii care

provin de pe versanţii laterali ai văii se varsă

direct în râul principal sub un unghi cuprins intre

600 şi 900 (Lotru, Bistriţa);

- radiar – se întâlneşte în zonele în care cumpăna apelor dintre două bazine alăturate

prezintă o porţiune mai ridicată de unde pornesc cursuri de apă în toate direcţiile (în

zona munţilor Căliman şi Harghita).

Elementele morfologice ale râurilor

- Lungimea râului;

- Coeficientul de sinuozitate;

- Ramificarea râului;

- Profilul longitudinal.

Fig. 2 Reţea hidrografică

Hidrologie

61

Lungimea râului reprezintă distanţa de la izvor la vărsare urmând cu fidelitate cursul

râului. Această măsurătoare se poate efectua direct pe teren sau pe hărţi (cel mai des).

În acest ultim caz, exactitatea măsurătorilor depinde de forma cursului râului.

Coeficientul de sinuozitate reprezintă raportul dintre lungimea reală a râului şi

lungimea segmentului de dreaptă care uneşte izvorul cu locul de vărsare (este un

coeficient supraunitar)

Ramificarea râului se exprimă prin gradul de ramificare, adică raportul între suma

lungimilor tuturor braţelor ramificate inclusiv lungimea braţului principal şi lungimea

braţului principal (este un coeficient supraunitar).

Profilul longitudinal al unui râu este o reprezentare grafică a variaţiei altitudinii

punctelor situate pe talvegul11 râului şi măsurate de la vărsare spre izvor. Graficul

profilului longitudinal (fig 5)

exprimă în primul rând

variaţia pantelor de-a lungul

râului respectiv. Pantele pot

fi exprimate ca medie a unui

întreg curs de apă (i) sau

pante medii pe sectoare ale

râului.

Panta medie a unui curs

întreg de râu exprimă

raportul dintre diferenţa de

altitudine între izvor şi

punctul de vărsare şi

11 talveg – linia ce uneşte punctele de cea mai mare adâncime situate pe cursul unui râu.

Fig. 3 Reţea fluată Fig. 4 Reţea radiară

Fig. 5 Profilul longitudinal al unui râu

Hidrologie

62

lungimea râului respectiv. Se exprimă în m/km.

( )kmmL

HL

HHi ABBA /Δ=

−=

O altă caracteristică a reţelei hidrografice o reprezintă densitatea sa adică raportul

dintre lungimea totală a râurilor situate într-un teritoriu şi suprafaţa teritoriului respectiv.

Se exprimă în km/km2 şi variază de la un teritoriu la alt teritoriu în funcţie de condiţiile

de relief, sol, vegetaţie, umiditate etc. Se pot întocmi hărţi ale densităţii reţelei

hidrografice pentru teritorii mari.

Văile şi albiile râurilor

Văile râurilor sunt forme de relief negative pe suprafaţa Pământului, de formă în

general îngustă şi alungită care permit apei să curgă în sensul pantei. Traseul acestor văi

poate fi de la rectiliniu până la maximum de sinuozitate.

Elemente comune:

Patul văii sau fundul băi reprezintă porţiunea cea mai coborâtă de pe cuprinsul văii.

Linia ce uneşte punctele cu cea mai joasă cotă de pe profilul longitudinal al râului se

numeşte talveg. Porţiunea din patul văii care este în permanenţă sau temporar ocupată

de apa râului poartă numele de albie iar versantele laterale se numesc maluri.

La un curs de apă se disting 2 tipuri de albii: o albie minoră (M.N. în fig. 1).

corespunzătoare acelei părţi a văii acoperită permanent sau aproape permanent de apa

râului şi o albie majoră (EF) acoperită cu apă numai în perioada apelor mari.

La albiile mai evoluate

datorită viiturilor şi

depunerilor de aluviuni în

albia majoră se formează

terase (t1 şi t2). După

terase urmează părţile

laterale ale văii primare sau

malurile primare (CF şi DF)

şi apoi versantele văii (AC

şi BD) delimitate la partea superioară de lina de cumpănă a apelor (A şi B).

Adâncimea văii este reprezentată de diferenţa de nivel dintre nivelul liniei de

cumpănă a apelor şi fundul văii (H). Există o diferenţă iniţială a văii (H1) şi o adâncime

actuală a văii (h).

Lăţimea văii se exprimă ca lăţimea bazinului văii (AB), lăţimea în dreptul malurilor

primare (CD) şi lăţimea de jos a văii (EF).

În funcţie de natura reliefurilor pe care le traversează, albiile râurilor pot fi:

Fig. 1 Elementele unei văi

Hidrologie

63

- albiile râurilor de munte, mai drepte, cu multe fragmente din roca pe care au

înfrânt-o;

- albiile râurilor de şes, cu forme sinuoase, cu scăderea pantei longitudinale,

scăderea vitezei de scurgere a apei.

În evoluţia lor, albiile râurilor dau naştere unor formaţii de albie: plajele, care iau

naştere lângă maluri (în special, cele convexe), alcătuite din depuneri de nisip; praguri

transversale, care apar în puncte de inflexiune ale albiei, adică acele locuri unde se

înregistrează treceri de la o curbă a albiei într-un sens la o curbură în sens opus; bancuri

de nisip care apar pe cursul unui râu datorită prezenţei unor obstacole în faţa cărora se

depun aluviunile care cresc în timp şi ajung la sfârşit să se transforme în insule.

Totalitatea proceselor prin care albiile râurilor se schimbă este cunoscut denumirea de

procese de albie.

Dacă facem o secţiune în albia

unui râu cu un plan

perpendicular pe direcţia de

curgere a apei, obţinem profilul

transversal al râului respectiv

(fig 2). Profilul transversal este

limitat la partea sa inferioară de

fundul albiei iar lateral de

malurile albiei.

Din profilul transversal se

disting:

Nivelul maxim – nivelul până la care se ridică apa râului în albie în cazul apelor mari;

Nivelul minim – nivelul cel mai scăzut ce se înregistrează în albiea râului în

perioadele de secetă;

Nivelul mediu – media nivelurilor apelor unui râu într-o anumită perioadă (1 an);

Suprafaţa secţiunii transversale a albiei - care poate fi măsurată până la nivelul

maxim al apei, până la nivelul mediu sau minim;

Suprafaţa activă a apei curgătoare - în care se poate pune în evidenţă mişcarea apei

în toate punctele secţiunii. Se

caracterizează prin următoarele

elemente morfometrice (fig. 3):

- lăţimea râului – distanţa

dintre limitele apei de pe

profilul transversal (B);

- adâncime maximă – este

Fig. 2 Profil transversal printr-un râu

Fig. 3 Determinarea secţiunii active a unui râu.

Hidrologie

64

cea mai mare adâncime măsurată în profilul ridicat (Hmax);

- adâncime medie – exprimă raportul dintre suprafaţa secţiunii active (Ω) şi lăţimea

râului (B): B

HmediuΩ

= ;

- perimetrul udat – lungimea liniei fundului între limitele apei, este format din

segmente de dreaptă reprezentând ipotenuzele triunghiurilor dreptunghice care au

catetele reprezentate de distanţele dintre două verticale alăturate; relaţia de

calcul:

( ) 222

212

22

21

21 nhb....hhbhbP +++−+++=

- raza hidraulică este un element imaginar lşi exprimă raportul dintre suprafaţa

secţiunii active (Ω) şi perimetrul udat (P): P

RΩ

= ; pentru fluvii sau râuri mari a

căror lăţime depăşeşte mult adâncimea medie, raza hidraulică poate fi înlocuită cu

adâncimea medie.

- coeficientul de rugozitate – au fost determinate pentru diferite tipuri de albii (tabel

1).

- Secţiunea totală de scurgere (Ω) se determină pe baza planimetrării secţiunilor

elementare ω1, ω2, ω3,… ωn , sau analitic cu ajutorul relaţiei:

22221

121

21

1n

nnn

nh

bhh

b...hh

bh

b ++

+++

+=Ω −−

- Secţiunea moartă sau inactivă – in care mişcare apei este foarte redusă sau apa

stagnează.

Tabel 1 Valori ale coeficientului de rugozitate (ρ) pentru diferite tipuri de albii

Hidrologie

65

Dinamica apei în râuri

Scurgerea apei în râuri nu se desfăşoară în mod uniform ci, de regulă, datorită

caracteristicilor morfologice şi morfometrice ale albiei râurilor, a caracteristicilor climatice

ale zonei prin care curge râul, mişcarea apei prezintă o serie de fenomene dinamice

referitoare la: variaţii ale vitezelor de deplasare, variaţii ale nivelurilor, curenţii şi debitele

etc. a căror caracteristică este instabilitatea.

Asupra masei de apă care se deplasează în albia râurilor acţionează următoarele

forţe: forţa gravitaţională, forţele lui Coriolis şi forţa centrifugă.

Principala cauză care determină mişcarea apei în râuri este reprezentată de

gravitaţie. O picătură de apă A situată pe un plan înclinat sub un unghi α faţă de planul

orizontal, tinde să se deplaseze pe direcţia planului înclinat (fig. 4). Greutatea proprie G,

se descompune în cele 2 componente: P1 – paralelă cu planul înclinat, reprezentând

direcţia de mişcare a picăturii şi P2 – perpendiculară pe plan. Cele 2 forţe au valorile:

P1 = G sinα

P2 = G cosα

Forta P1 care provoacă deplasarea picăturii de apă pe planul înclinat ar trebui să

imprime acesteia o mişcare uniform accelerată, lucru care ar provoca viteze sporite ale

râurilor de la izvor spre vărsare. În realitate coeziunea dintre moleculele de apă precum

şi frecarea dintre picătura de apă şi teren apropie această mişcare de una uniformă.

Coriolis a demonstrat că dacă două corpuri în natură se află în mişcare, unul în

raport cu celălalt, atunci la cea de-a doua mişcare i se aplică o acceleraţie suplimentară

perpendiculară pe direcţia sa de deplasare care modifică mişcarea acestuia. În cazul

nostru Pământul efectuează o mişcare de rotaţie de la vest spre est şi atunci asupra

maselor de apă aflate în mişcare, în raport cu mişcarea Pământului, acţionează

suplimentar forţele lui Coriolis, care abat aceste mişcări spre dreapta în emisfera nordică

şi spre stânga în emisfera sudică. Această abatere spre dreapta o întâlnim în cazul

râurilor din emisfera noastră, la care se înregistrează modificări ale pantei secţiunii

transversale spre malul drept unde se exercită presiuni mai mari şi ca o consecinţă

eroziuni şi mai puternice. Datorită acţiunii acestor forţe şi a consecinţelor ei se poate

vedea în emisfera nordică că râurile au malul drept mai înalt şi o tendinţă la râuri de

curgere spre dreapta.

Fig. 4 Deplasarea unei particule de apă pe un plan vertical.

Hidrologie

66

Pe cursurile de ape se întâlnesc în multe cazuri coturi sau meandre care dau

râurilor o formă de arc de cerc şi unde datorită mişcării apei se naşte o forţă centrifugă

dată de relaţia R

vmC

2⋅= în care C – reprezintă forţa centrifugă; m – masa apei; v –

viteza de deplasare a apei în râu; R – raza de curbură a meandrului.

Datorită acestei forţe, în zonele de meandru, în secţiunea transversală a râului se

înregistrează o ridicare a suprafeţei apei către malul concav (fig.5). Această denivelare se

poate exprima în funcţie de unghiul α format de planul oglinzii apei şi planul orizontal sau

prin denivelarea h, ambele valori putând fi exprimate în funcţie de forţa centrifugă şi

elementele morfometrice ale râului cu ajutorul relaţiilor:

gRv

gmR

vm

gmc

tg⋅

=⋅

⋅

=⋅

=α2

2

în care: g – acceleraţia gravitaţională; h = l x tg α

Toate aceste forţe acţionează concomitent asupra apei râurilor.

Curenţii din râuri

Datorită configuraţiei deosebite a albiei

râurilor în diferite secţiuni, a existenţei unor

praguri sau obstacole, precum şi datorită variaţiei

vitezelor de deplasare a apei în diferite puncte ale

secţiunii transversale, în apa râurilor se formează

o serie de curenţi care prezintă direcţii diferite, în

funcţie de cauzele care-i determină.

În apa râurilor se întâlnesc curenţi de

suprafaţă şi curenţi de adâncime.

Datorită valorilor diferite ale vitezelor de

deplasare care sunt mai mari spre mijlocul apei şi

mai mici spre maluri, datorită frecării, curentul Fig. 6 Curentul superficial

convergent

Fig. 5 Forţe centrifugă şi influenţa ei asupra suprafeţei râurilor

Hidrologie

67

superficial din râuri prezintă o particularitate şi anume, este convergent spre mijlocul

râului ceea ce determină existenţa unui cumul de apă în zona de convergenţă şi, în

consecinţă, ridicarea nivelului apei în acel loc (fig. 6)

Curentul superficial convergent determină existenţa a doi curenţi de profunzime

circulari, ce apar în mod natural în secţiune sub forma unor curenţi divergenţi (fig. 7). La

râurile cu adâncimi mai mari şi cu viteze de deplasare relativ mari ale apei se semnalează

şi prezenţa unor curenţi de profunzime convergenţi, care sunt împinşi de la maluri spre

mijlocul apei (fig. 8)

Curenţii de profunzime divergenţi sau convergenţi, datorită deplasării apei râurilor

capătă şi o mişcare de translaţie în sensul de scurgere a râului şi dau naştere unor

curenţi elicoidali, longitudinali (fig. 9).

În zonele de curbură ale râurilor, la meandre, curenţii de suprafaţă şi cei de

adâncime capătă o direcţie unică spre mal (fig. 10).

Pe malul concav se formează o peliculă de apă care se scurge pe lângă mal şi care

respinge cea mai mare parte a curentului spre malul opus.

Pentru determinarea direcţiei curenţilor de suprafaţă se folosesc flotorii liberi iar

metodele de lucru depind de

lăţimea râului.

La râurilor înguste se instalează

la anumite intervale,

perpendicular pe direcţia de

scurgere a râului, mai multe

cabluri gradate. Se lansează

flotorii şi se urmăreşte cu ochiul

liber deplasarea flotorilor

înregistrând la fiecare cablu gradaţiile pe unde trec flotorii. La râurile late, pentru aceeaşi

operaţie se folosesc aparatele optice (teodolitele), măsurând unghiurile şi distanţele.

Fig. 7 Curenţi de profunzime Fig. 8 Curenţi de profunzime convergenţi

Fig. 9 Curenţi elicoidali (longitudinali)

Hidrologie

68

Pentru efectuarea acestor

măsurători se recomandă un

timp calm, fără vânt şi se

cere să se măsoare şi panta

râului. Cronometrând timpul

în care s-a efectuat

deplasarea flotorului se

determină şi viteza

curentului.

Aceste măsurători efectuate se trec pe planul de situaţie a râului cu poziţiile flotorilor

înscrise.

Hidrometria nivelurilor .

Nivelul apei dintr-un râu reprezintă poziţia planului oglinzii apei raportat la un alt plan

de referinţă ales arbitrar sau la nivelul „0” al Mării Negre. În toate unităţile hidrologice se

înregistrează o permanentă variaţie a nivelurilor datorită variaţiei volumelor de apă

existente la timpi diferiţi sau datorită unor factori exteriori de influenţă (vântul,

evaporaţia, seişele). De regulă, în timpul primăverii, perioadă corespunzătoare topirii

zăpezilor şi precipitaţiilor abundente, se înregistrează niveluri ridicate. În timpul verii şi

începutul toamnei când precipitaţiile sunt reduse şi evaporaţia puternică, nivelurile scad.

Nivelurile apelor din orice unitate hidrologică prezintă variaţii permanente de la câţiva

mm până la câţiva metri, amplitudinea anuală putând fi mai mare sau mai mică, în

funcţie de cantităţile de apă ce intră sau ies din unitatea respectivă.

Mira hidrometrică12 este instalaţia hidrometrică folosită la măsurarea nivelurilor apei

cu aria cea mai largă de răspândire. Citirea la mira hidrometrică stabileşte poziţia

planului oglinzii apei în

raport cu „planul 0” al

mirei (în centimetri).

Deoarece acest plan „0

al mirei se poate

schimba, în cazul unor

ape foarte scăzute, s-a

adoptat un al doilea

plan de referinţă

„planul 0 grafic”, plasat

cu 0,5-2,5 m sub

12 Mira hidrometrică şi alte instalaţii hidrometrice pentru măsurarea şi înregistrarea nivelurilor vor fi prezentate la laborator.

Fig. 10 Curenţii superficiali şi de fund în zonele de curbură ale râurilor.

Fig. 1. Determinarea nivelului instantaneu la miră cu ajutorul planurilor „0” miră şi „0” grafic al reperului de bază

Hidrologie

69

nivelul planului „0” al mirei (fig. 1). Ambele planuri de referinţă se stabilesc în raport faţă

de un reper de nivelment situat în apropiere faţă de care se efectuează periodic

măsurători de control.

Valoarea citită la un moment dat de observator la mira hidrometrică sau nivelul

determinat la un moment dat reprezintă un nivel instantaneu, corespunzător momentului

citirii. În calculele hidrologice nu se pot folosi valorile de nivel instantaneu ci se lucrează

cu valori ale nivelului mediu sau cu valori extreme: nivel maxim sau nivel minim.

Calculele pornesc de la determinarea valorii nivelului mediu zilnic (2 măsurători la orele 7

şi 19 dacă variaţiile nivelului au fost mici sau mai multe măsurători dacă variaţiile

nivelului sunt mari).

Calculul nivelului mediu se face prin:

- metoda analitică;

- metoda grafoanalitică;

- metoda grafomecanică.

Metoda analitică constă în calcularea mediei aritmetice a valorilor de nivel măsurate

într-o zi şi se aplică atunci când înregistrăm variaţii mici de nivel ce nu depăşesc 10 %

din amplitudinea anuală.

Metoda grafoanalitică se aplică atunci când, într-o zi, s-au efectuat mai multe

măsurători de nivel, deci variaţiile de nivel au fost mari şi, pe baza măsurătorilor

efectuate la miră, prin interpolare, se calculează nivelele la intervale de 2-3 ore, se

calculează pentru ziua respectivă valoarea nivelului mediu făcând media aritmetică a

tuturor valorilor de nivel extrase.

Metoda grafomecanică presupune realizarea pe baza măsurătorilor făcute a graficului

orar sau la intervale de 2 sau 3 ore a variaţiei nivelurilor, planimetrarea suprafeţei

acestui grafic şi apoi împărţirea suprafeţei planimetrate la bază (durata celor 24 ore).

Atât suprafaţa cât şi baza se exprimă la aceeşi scară. Acest cât va exprima înălţimea

medie a figurii planimetrate, adică nivelul mediu din ziua respectivă.

Cu ajutorul nivelelor medii zilnice se pot calcula celelalte niveluri caracteristice:

nivelul mediu lunar şi nivelul mediu anual.

n

hH

n

iclnzimediu

lunarmediu

∑= 1

12

12

1∑

=lunarmediu

anualmediu

HH

Valorile de nivel maxim şi minim lunar şi anual se extrag din şirul de valori

instantanee, notându-se data la care s-a înregistrat nivelul respectiv.

Distribuţia scurgerii pe un râu, în special sub aspectul nivelurilor înregistrate, exprimă

regimul sintetic al scurgerii pe acel râu. Prezentarea evoluţiei nivelurilor pe un râu, pe

Hidrologie

70

perioada unei viituri, reprezintă un aspect important, cu valorile de niveluri înscrise în

ordonată şi timpul (în zile sau ore) în abscisă se constituie hidrograful viiturii.

În afara nivelurilor caracteristice, pentru studierea regimului nivelurilor, se aplică

calcule şi se întocmesc graficele de prezentare a frecvenţei şi duratei nivelurilor.

Frecvenţa exprimă numărul de zile în care s-a înregistrat o anumită valoare de nivel, într-

un anumit interval de timp (o lună, un sezon, un an) iar durata nivelurilor permite

determinarea numărului de zile în care nu s-a coborât sub o anumită valoare.

Hidrogradul reprezintă a zecea parte din amplitudinea nivelurilor calculată pe o

perioadă mai îndelungată, într-un post sau o secţiune oarecare de râu. Amplitudinea de

variaţie a nivelurilor pentru o perioadă de timp definită reprezintă diferenţa dintre

valoarea maximă a nivelului înregistrat şi valoarea minimă.

( )cmHH

Hg minmax

10−

=

Cunoaşterea valorii hidrogradului caracterizează variaţia nivelurilor pe diferite

sectoare ale unui râu. Existenţa unor niveluri echivalente cu 1-3 hidrograde exprimă

staţionarea acestora, variaţia între 4 şi 7 hidrograde reprezintă continua creştere a

nivelurilor care pot prognoza viituri, iar valorile de 8 şi 9 hidrograde prezintă niveluri

foarte mari şi extraordinare care se apropie de nivelul maxim înregistrat în perioada de

timp respectivă.

Măsurarea adâncimilor apei din râuri

Măsurarea adâncimilor la râuri completează datele recoltate prin măsurarea

nivelurilor. Adâncimea apei reprezintă distanţa pe verticală de la suprafaţa apei râului

până la albie. deoarece atât nivelul râului, cât şi patul albiei se schimă în timp,

adâncimea apei reprezintă o mărime variabilă. Măsurarea adâncimii apei se realizează cu

diferite instrumente şi instalaţii13 în profiluri transversale în prealabil fixate, în fiecare

verticală de sondaj dinainte stabilită şi marcată pe firului unei punţi hidrometrice sau pe

cabluri fixate de pe un mal pe celălalt (pentru râuri cu lăţime mică). la râuri cu lăţime

mare, verticalele de sondaj se stabilesc la distanţe egale măsurate pe un cablu sau cu

ajutorul unui sextant, după ce în prealabil se asigură marşul şalupei pe un aliniament

dinainte stabilit. Poziţia şi numărul verticalelor de sondaj sunt în funcţie de configuraţia

albiei râului precum şi de lăţimea acestuia. În tabelul 1 sunt recomandate distanţele între

verticalele de sondaj.

Stabilirea poziţiei în plan a verticalelor de sondaj se face în raport cu reperul de

control instalat pe mal în profilul transversal, de la care se măsoară abscisele. pentru

determinarea lăţimii râului în momentul măsurătorii se face diferenţa absciselor punctelor

Hidrologie

71

de adâncime nulă ale apei, adică diferenţa valorii absciselor în punctele în care oglinda

apei întretaie malurile.

Un caz particular îl constituie râurile şi fluviile

cu lăţimi mari la care măsurătorile nu mai pot

păstra regulile prezentate anterior (vezi

laborator nr. 6).

Prelucrarea datelor brute culese pe teren

constă în raportarea absciselor faţă de poziţia

reperului de control (o baliză sau reper

natural de pe malul de unde s-a plecat cu

măsurătoarea) şi măsurarea distanţelor faţă

de el, precum şi determinarea poziţiei

fundului albiei în raport cu nivelul apei

înregistrat la mira hidrometrică. Cu datele

culese şi prelucrate se poate trece la

materializarea profilului transversal pe o hârtie milimetrică (fig. 2) la scară, înscriind

distanţele de la reper, cotele absolute ale fundului albiei.

Graficul

profilului

transversal cuprinde materializarea pe plan a calculelor făcute asupra lungimilor şi

adâncimilor măsurate iar sub acestea se înscriu:

- data la care s-au realizat măsurătorile;

- distanţele între punctele verticalelor de sondaj;

- distanţele cumulate pornind de la reper;

- cotele absolute ale fundului albiei şi malurilor;

- date asupra naturii fundului râului.

Se mai pot trece în partea superioară a graficului următoarele date:

- poziţia mirei hidrometrice;

- planul „0” al mirei hidrometrice,

Lăţimea

râului (m)

Distanţele pe orizontală

între verticalele de sondaj

(m)

1 Din 0,10 în 0,10

1-10 10 verticale la distanţe

egale

10-40 La fiecare 1 m

40-60 La fiecare 2 m

60-80 La fiecare 3 m

80-100 La fiecare 4 m

>100 25 verticale la distanţe

egale

Fig. 2 Profil transversal pe un râu.

Hidrologie

72

- planul „0 al graficului” ;

- nivelul înregistrat la mira hidrometrică în momentul efectuării măsurătorilor;

- poziţia malului drept şi a celui stâng;

- nivelul maxim înregistrat vreodată sau aflat din relatările localnicilor.

Măsurarea vitezei curenţilor din râu

Măsurătorile efectuate asupra mărimii vitezelor instantanee nu pot asigura o valoare

certă de calcul a vitezei datorită instabilităţii ei. Pentru o perioadă mai îndelungată de

măsurare, o valoare medie a vitezelor instantanee prezintă un caracter de stabilitate mai

mare în timp.

Dacă efectuăm mai multe măsurători ale vitezelor de deplasare ale apelor într-o

secţiune de râu vom constata o repartizare variată a valorilor măsurate, atât pe verticală

cât şi pe orizontală.

Efectuând măsurători ale vitezei de deplasare a apei la diferite adâncimi pe o verticală

în secţiunea râului şi reprezentând fiecare valoare măsurată, la scară printr-un vector,

vom obţine o reprezentare grafică a vitezelor

măsurate numită epura sau hodograful vitezelor (fig.

3). Distribuţia din fig reprezintă epura vitezelor unei

secţiuni de râu cu albia normală, în care viteza

maximă se întâlneşte în apropiere de suprafaţa râului,

după care scade în valoare cu cât ne apropiem de

fundul râului, unde atinge valori minime.

Hodograful vitezelor poate căpăta o formă diferită

dacă condiţiile existente în albie prezintă anumite particularităţi (fig. 4, 5, 6).

Cu ajutorul valorilor de viteze măsurate în punctele standard din verticale, măsurători ce

se execută într-un număr de verticale care să acopere întreg profilul transversal al râului,

se pot calcula prin interpolare valori echidistante ale vitezelor care pot da repartizarea

vitezelor în secţiunea râului cu ajutorul unor linii numite izotahe (fig.7).

Fig. 3. Repartiţia vitezelor pe verticală

Fig. 4 Epura vitezelor în prezenţa unui banc de nisip

Fig. 5 Epura vitezelor în stratului de gheaţă simplu şi a stratului de gheaţă cu formaţiuni de năboi.

Hidrologie

73

Din analiza izotahelor se poate vedea că poziţia axei dinamice a râului este

deplasată spre suprafaţa râului. Acest lucru este normal dacă ţinem cont de rugozitatea

malurilor şi fundului râului care reduce în aceste zone viteza de deplasare a apei.

La o scurgere normală a apei prin albia râului, viteza maximă se înregistrează la

0,15-0,20h, în punctul situat în zona axului de simetrie al secţiunii de scurgere. Viteza

medie, în secţiunea de scurgere, o întâlnim la adâncimea de 0,557h - aproximativ 0,6h

faţă de suprafaţa liberă şi tot în zona axului de simetrie a albiei. Relaţia de legătură în

vmax şi vmediu: vmediu=(0,82-0,92)vmax

În practica măsurătorilor hidrometrice, pentru trasarea epurei vitezelor s-au

stabilit anumite puncte caracteristice în care se fac măsurători de viteză şi anume: la

suprafaţă, la 0,2 h, la 0,6 h, 0,8 h şi la fund.

Viteza apei se măsoară într-un anumit număr de verticale care să acopere normal

secţiunea de râu aleasă. Numărul de verticale depinde de lăţimea râului şi se alege

astfel:

Plasarea verticalelor pe profil se

face astfel încât ele să acopere

egal secţiunea râului.

În fiecare verticală, viteza apei se

poate măsura într-unul sau mai

multe puncte şi atunci vom spune ca măsurătorile sunt:

- complete, când măsurătorile se execută în mai multe verticale şi în fiecare

verticală se efectuează măsurători în mai multe puncte;

- la 0,6 h, când în fiecare verticală se execută o singură măsurătoare la 0,6 h:

la suprafaţă, când în fiecare verticală se execută o singură măsurătoare la

suprafaţă;

- integrale, atunci când în fiecare verticală se măsoară direct viteza medie prin

integrare cu morişca hidrometrică.

Determinarea vitezei medii pe verticală se face prin 3 metode:

metoda analitica

metoda grafoanalitică;

Lăţimea

râului (m)

2 10 50 100 500

Număr de

verticale

4-5 5-10 10-15 15-20 20

Fig. 6 Epura vitezelor în condiţii de vânt Fig. 7 Reprezentarea vitezelor în secţiunea râului cu

ajutorul izotahelor

Hidrologie

74

metoda grafomecanica.

Metoda analitică porneşte de la valorile măsurate în toate punctele stabilite în fiecare

verticală şi în funcţie de numărul de măsurători efectuate:

a. în cazul măsurării vitezei în 5 puncte:

10233 806020 fundh,h,h,rsup

m

vvvvvv

++++=

b. în cazul măsurării în 3 puncte:

422 806020 h,h,h,

m

vvvv

++=

c. în cazul măsurării vitezei în 2 puncte:

28020 h,h,

m

vvv

+=

d. în cazul măsurării într-un singur punct:

h,m vkv 601= sau rsupm vkv 2=

unde, k2=0,80-0,90, k1=0,85-0,95

Pentru aplicarea metodei grafoanalitice este necesar ca pe baza măsurătorilor

efectuate să se construiască epura vitezelor la o anumită scară. După construcţia epurei,

aceasta se împarte în fâşii egale, fiecare fâşie având o înălţime egală cu 1/10h sau o altă

valoare convenabilă. După împărţirea epurei vitezelor în fâşii se măsoară pe epură, la

scară, valoarea fiecărei viteze medii în mijlocul fiecărei fâşii (vmi), iar la final, vm (mediu)

este egal cu media aritmetică a vitezelor medii măsurate în mijlocul fiecărei fâşii:

n

vv

n

imi

m

∑== 1

În cazul în care epura nu poate fi împărţită în fâşii egale şi ultima fâşie are o

înălţime diferită de a celorlalte, procedeul de lucru se menţine acelaşi dar pentru calculul

vitezei medii totale pe verticală se aplică următoarea formulă:

i

n

n

i i

nnmi

m

hh

n

hh

vvv

+

+=∑=1

vm – viteza medie pe întreaga verticală;

vmi – vitezele medii măsurate la mijlocul fâşiilor egale ca înălţime (hi);

vn – viteza medie măsurată la mijlocul ultimei fâşii;

hn – înălţimea ultimei fâşii;

hi – înălţimea fâşiilor egal împărţite.

Hidrologie

75

Metoda grafomecanică constă în construirea epurei vitezelor pe baza măsurătorilor

efectuate în punctele standard din verticală, construcţie realizată la scară, în

planimetrarea suprafeţei epurei de mai multe ori pentru obţinerea unui rezultat cât mai

corect şi apoi în divizarea suprafeţei măsurate prin mărimea verticalei (h), rezultatul

reprezentând viteza medie.

Debitul lichid

Debitul unui râu poate fi definit ca fiind cantitatea de apă ce se scurge printr-o

secţiune de râu în unitatea de timp. Dacă considerăm o secţiune de râu AB reprezentată

ca în fig. 1. şi vitezele de scurgere ale apei măsurate în 4 verticale (V1, V2, V3, V4) şi

reprezentate la scară sub formă de vectori, rezultă că într-o secundă prin secţiunea

respectivă se scurge un volum de apă reprezentat de corpul geometric alăturat, mărginit

de 2 feţe plane (planul secţiunii transversale şi planul oglinzii apei) şi o suprafaţă curbă

delimitată de vectorii vitezelor măsurate în

fiecare punct din verticală.

Tot din această figură se poate observa că

„modelul” debitului total este format din

tronsoane delimitate de planurile verticalelor

de viteză şi a epurelor delimitate de vectorii

vitezelor. Un asemenea tronson detaşat din

model reprezintă modelul matematic al

debitului parţial cuprins între verticalele 1 şi 2

(fig. 2). Pentru a calcula volumul de apă

cuprins în acest tronson este

necesar ca modelul debitului parţial

să capete forma unui paralelipiped

mărginit de suprafeţe plane, lucru

posibil dacă în locul epurelor

vitezelor din V1 şi V2 figurăm câte

un dreptunghi cu aceleaşi înălţimi

h1 şi h2 dar cu lăţimi egale cu

vitezele medii calculate pentru

fiecare verticală. (vm1 şi vm2). Prin

această modificare volumul rămâne

neschimbat doar corpul capătă o

formă regulată al cărui volum se

poate calcula mai uşor. Volumul

corpului din fig. 2 este:

Fig. 1 Modelul matematic al debitului t t l

Fig. 2 Modelul matematic al debitului parţial.

Hidrologie

76

( ) ( )2

2212

2bx

hxvhxvV mm +=

Folosind acelaşi raţionament se calculează debitul parţial pentru fiecare tronson în

parte, debitul total fiind reprezentat de suma debitelor parţiale.

Măsurarea debitului lichid pe râuri reprezintă una din cele mai importante activităţi

hidrometrice ce se întreprinde în staţiile hidrometrice. În funcţie de condiţiile locale, de

gradul de precizie ce se cere precum şi de mijloacele tehnice ce la avem la îndemână,

măsurarea debitului pe râuri se poate face prin una din următoarele metode:

a. ridicarea profilului transversal pe râu şi măsurarea elementelor hidrometrice

(viteze) sau a elementelor hidraulice (panta şi coeficientul de rugozitatea);

b. volumetrică, prin măsurarea directă a volumului de apă ce se scurge pe râu;

c. chimică sau metoda diluţiei;

d. pe baza construcţiilor hidrometrice sau hidrotehnice.

Pentru aplicarea primei metode de determinare a debitului este necesară, în primul rând,

alegerea unui sector de râu care să îndeplinească anumite condiţii:

a. să aibă malurile drepte şi paralele pe o lungime de cel puţin 10 ori lăţimea râului;

b. pe aceeaşi lungime râul să aibă un curs cât mai rectiliniu şi fără coturi;

c. albia să aibă un profil cât mai regulat, fără zone accidentale;

d. să se evite zone cu vegetaţie, cu braţe moarte sau cu eroziuni ori depuneri prea

puternice;

e. să existe în sectorul ales o miră hidrometrică la care să se poată citi nivelul.

f. în perioada de iarnă, dacă sunt formaţiuni de gheaţă, sectorul râului trebuie să fie

acoperit cu un strat uniform de gheaţă şi continuu, fără formaţiuni de zăpoare sau

gheaţă spongioasă.

Trasarea şi măsurarea elementelor profilului transversal se execută după regulile

prezentate în cursurile anterioare. În verticalele stabilite în profilul transversal se

măsoară cu ajutorul moriştii hidrometrice valorile vitezelor şi se vor calcula vitezele

medii în fiecare verticală folosind una din următoarele metode:

- analitică;

- grafoanalitică;

- grafomecanică;

- izotahelor sau metoda Kuhlman.

Metoda analitică de măsurare a debitelor de apă este o metodă destul de precisă, larg

folosită în practica hidrometrică. Aplicarea acestei metode presupune realizarea pe teren

a profilului transversal, fixarea poziţiei (pe cablu, pentru râuri mai mici) a verticalelor de

viteză (1,2 etc.) şi măsurarea vitezelor cu ajutorul moriştii. Cu datele rezultate din

executarea profilului transversal: distanţele de reper la oglinda apei şi dintre verticale şi

cu adâncimile măsurate, prin sondare, în toate verticalele (h1, h2, h3 etc.) se execută

reprezentarea grafică la scară a profilului transversal (fig. 3).

Hidrologie

77

Se calculează valorile vitezelor medii (vm1, vm2…vmn) în fiecare verticală, precum şi

vitezele medii între verticalele de măsurare ca medii aritmetice între verticalele alăturate:

221

21mm

mvv

v+

=−

Pentru zonele de margine, reprezentate de două triunghiuri, viteza medie se calculează

cu relaţiile (ţinând cont de distribuţia aproximativ parabolică a vitezei medii pe verticală

în aceste zone):

110 32

mm vv ⋅=−

Trebuie reţinut faptul că la executarea măsurătorilor este necesar ca distanţele şi

adâncimile să fie măsurate în metri iar vitezele în m/s.

După calcularea vitezelor medii între verticale se trece la calcularea suprafeţelor parţiale

între verticalele de sondaj, suprafeţe care pot fi asimilate în extremităţi unor triunghiuri şi

unor trapeze la interior:

211

1xhb

=ω

221

22hh

b+

=ω

232

33hh

b+

=ω

243

44hh

b+

=ω

245

5xhb

=ω

Fig. 3 Profilul transversal al râului şi elementele

232

32mm

mvv

v+

=− 243

43mm

mvv

v+

=−

454 32

mm vv ⋅=−

Hidrologie

78

După aceste evaluări se trece la calcularea debitelor parţiale ca rezultat al produselor

dintre secţiunile parţiale şi vitezele medii respective:

111 32

ω⋅= mvq

221

2 2ω⋅

+= mm vv

q

332

3 2ω⋅

+= mm vv

q

443

4 2ω⋅

+= mm vv

q

545 32

ω⋅= mvq

Prin însumarea debitelor parţiale se obţine debitul total Q (m3/s).

Calculul celorlalte elemente caracteristice ale secţiunii se face astfel:

- secţiunea vie totală:

( )2

1m

n

∑ω=Ω

- adâncimea medie:

BH med

Ω=

- viteza medie de deplasare a apei pe secţiune:

( )s/mQ

vmedie Ω=

Această metodă de calcul se poate prezenta şi sub formă tabelară:

În cazul măsurătorilor de viteze efectuate numai la suprafaţă sau numai la 0,6h,

valori ce se consideră viteze medii în fiecare verticală ordinea calculelor este aceeaşi cu

singura deosebire că debitul calculat cu aceste valori reprezintă, de fapt, un debit fictiv

Hidrologie

79

care trebuie corectat cu un coeficient de trecere μ care este subunitar cu valori cuprinse

între 0,8 şi 0,9.

În cazul pâraielor care nu depăşesc câţiva l/secundă sau la izvoare, determinarea

debitului se face aplicând metoda volumetrică. Această metodă presupune concentrarea

întregii cantităţi de apă din pârâu spre un vas de volum cunoscut şi care este gradat.

Cronometrând timpul în care apa pătrunde în vas şi măsurând după un timp cantitatea

de apă colectată nu ne rămâne decât să facem raportul între cantitatea de apă acumulată

în vas exprimată în litri şi timpul de acumulare exprimat în secunde pentru a calcula

debitul cursului de apă respectiv.

Metoda chimică sau metoda diluţiei sau amestecului este utilizată în acele cursuri de

apă în care albia are o formă neregulată iar cursul de apă este turbulent cu viteze diferite

şi curenţi puternici provocate de pante accentuate dar variabile pe distanţe scurte şi

presărate din loc în loc cu obstacole naturale (bolovani, stânci, buşteni căzuţi). Pentru

aplicarea aceste metode avem nevoie de o soluţie concentrată de NaCl sau sulfat de

magneziu (MgSO4) sau bicromat de potasiu (K2Cr2O7). Se aleg două profile de râu

convenabile, unul amonte şi unul aval situate la o distanţă convenabilă astfel ca soluţia

lansată în apa râului să aibă timp să se amestece complet. În profilul amonte se plasează

vasul pentru lansarea soluţiei concentrate. În vas se depozitează soluţia dinainte

pregătită, în cantitate cunoscută şi cu o concentraţie cunoscută (c1) exprimată în g/l.

Această soluţie se lansează timp de 10-15 minute în apa râului cu debitul dinainte

cunoscut q1 (l/s). În profilul aval se colectează la interval de 1-2 minute câte trei probe

de la suprafaţa râului, câte una de la cele 2 maluri şi una din mijlocul apei. Probele

colectate se analizează pentru a li se determina concentraţia pe care o notăm cu c2.

Notând cu c3 concentraţia iniţială a apei râului şi cu Q debitul râului exprimat în l/s,

rezultă următoarea relaţie între elementele prezentate:

( ) 21113 cqQcqcQ ⋅+=⋅+⋅

Rearanjând termenii relaţiei şi scoţând Q din formulă, ecuaţia devine:

32

211 cc

ccqQ

−−

=

Putem neglija concentraţia iniţială a râului şi, deci, vom obţine:

2

211 c

ccqQ

−=

Dacă şi debitul soluţiei lansate este foarte mic comparativ cu cel al râului (sub 2%)

atunci putem neglija şi valoarea lui q1 şi vom obţine:

12

1 −=cc

Q

În anumite situaţii, din cauza nivelelor şi a vitezelor mici, rezultatele obţinute la

calcularea debitelor ar fi eronate prin metodele menţionate anterior şi, de aceea, se

Hidrologie

80

folosesc anumite construcţii hidrometrice care permit acest lucru. Printre construcţiile

hidrometrice amintim: deversoare, canale hidrometrice, praguri ş.a.

Cu ajutorul măsurătorilor executate în profilul râului şi a calculelor efectuate ulterior

căpătăm valoarea debitului instantaneu corespunzător momentului măsurătorii.

În practica hidrometrică însă sunt necesare o serie de valori caracteristice: debitul

mediu anual, lunar, sezonier, multianual, debitul maxim, minim, modul, debite cu o

anumită frecvenţă sau durată etc. Toate aceste date nu se pot extrage sau calcula din

datele referitoare la debitele instantanee ci dintr-o serie de date de mai mare regularitate

cum ar fi datele referitoare debitele zilnice, calculate ca valori medii.

Pornind de la măsurătorile de debite instantanee, executate pe o perioadă mai

îndelungată în acelaşi post hidrometric se poate trece la calculul debitelor zilnice folosind

mai multe metode: prin interpolare sau cu ajutorul cheii limnimetrice (vezi laborator).

În cazul existenţei unor construcţii hidrometrice (deversori, canale) debitul zilnic se

poate determina prin efectuarea mai multor măsurători în 24 ore şi calcularea mediei

aritmetice a măsurătorilor efectuate.

CORELAŢIA DINTRE NIVELURI ŞI DEBITE -CHEIA LIMNIMETRICĂ

Debitul de apâ al unui rîu variază, atât în timp cât şi în spaţiu, fiind în funcţie de felul

şi regimul de alimentare. În mod obişnuit, există o corelaţie între debit şi elementele

morfometrice ale secţiunii transversale (suprafaţa secţiunii, perimetrul udat, raza

hidraulică, adîncimea medie etc.) cât şi între debit şi niveluri.

Pentru stabilirea raportului ce există între debit şi niveluri, precum şi pentru celelalte

elemente hidrologice, este necesar sa se facă o serie de măsurători de debit la diferite

niveluri, în acelaşi punct, de preferinţâ la niveluri cît mai variate.

În practica hidrologică, măsurătorile de debit se fac sistematic, de câtre personalul

staţiilor hidrologice, la posturile hidrometrice, unde se fac observaţii asupra nivelurilor şi

asupra altor elemente hidrometeorologice.

Având un număr suficient de debite de apă măsurate la diferite niveluri, se poate

stabili, în majoritatea cazurilor, corelaţia între debite, niveluri şi celelalte elemente ce se

exprimă, de obicei, grafic sub forma unor drepte sau curbe (fig. 1). Graficul se

construieşte pe baza a două scări: una verticală, corespunzătoare nivelurilor (H, în cm),

iar alta orizontală, faţă de care se reprezintă valorile debitelor (Q, în m3/s), suprafaţa

secţiunii (Ω, în m2); viteza medie (Vm, în m/s) etc. În condiţii normale debitele măsurate

şi prelucrate corect se înscriu aproximativ pe o curbă cu convexitatea orientată spre axa

nivelurilor.

În condiţii naturale nu există întotdeauna o corelaţie uniformă a debitelor în funcţie

de nivelurile apei; sunt cazuri când la acelaşi debit al apei se pot observa diferite niveluri

şi invers. Acest fapt se poate produce datorită schimbării bruşte a pantei oglinzii apei (de

Hidrologie

81

exemplu, la creşterea sau scăderea nivelurilor), modificării albiei din cauza eroziunii sau

colmatării, remuului provocat de un baraj, datorită unei confluenţe, unui zăpor etc.

În toate aceste cazuri, punctele debitelor măsurate se situează dispersat pe graficul

de corelaţie (fig. 1), iar curba va fi posibil să se traseze numai printre puncte (cu

aproximaţie) sau printr-o serie de puncte stabilite ca centre de greutate ale unor grupuri

de puncte.

Cu ajutorul curbelor de corelaţie se poate stabili cu uşurinţă ce debite curg prin

secţiunea hidrometrică, numai prin simpla cunoaştere a valorii nivelului apei citit la miră.

În cazul unei curbe constante pentru o perioadâ de timp, pe baza cîtorva (15—20)

măsurători de debit, se pot stabili valorile debitelor zilnice pentru perioada respectivă,

după ce în prealabil s-a întocmit o tabelă — cheie tabelară — ce reprezintă relaţia

analitică între nivel şi debit, stabilită pe baza valorilor interpolate luate de pe grafic.

Fig.1. Corelaţia: niveluri-debite-

secţiune-viteză medie

Pentru valorile extreme (maxime şi

minime), dacă măsurătorile de debite

nu s-au putut face pe teren, în special

la niveluri maxime, debitul se deduce

prin extrapolarea curbelor de corelaţie,

conform anumitor procedee ce sînt studiate în hidrometrie.

La folosirea curbelor de corelaţie se presupune că albia rîului este stabilă,

nedeformabilă. Deoarece acest lucru nu se poate întîmpla în natură, curba de corelaţie

trebuie, din timp în timp, verificată prin repetarea măsurătorilor pe teren, iar cînd

abaterile sunt substanţiale, ea se reface.

Un fapt demn de remarcat este forma curbei de corelaţie pentru perioadele de iarnă,

care poate prezenta una sau mai multe variante, în funcţie de o serie de factori (prezenţa

sau lipsa podului de gheaţă, tipul fenomenelor de îngheţ din albie etc.). Pentru curba de

iarnă, ca regulă generală este apropierea ei mult spre scara nivelurilor (verticală).

Când lipsesc măsurătorile de debit din timp de iarnă sau numărul lor este insuficient,

calcularea debitelor zilnice lichide se face cu ajutorul curbei de vară, introducîndu-se o

corelaţie cu ajutorul unui coeficient de transformare (Kiarnă), al cărui mod exact de

stabilire este încă mult discutat astăzi.

Curba de corelaţie a nivelurilor cu debitele are o importanţă practică deosebită,

deoarece, pe baza unui număr relativ mic de debite măsurate şi a nivelurilor zilnice de la

un post hidrometric, avem posibilitatea să obţinem foarte simplu valorile debitelor de

apă, fără măsurarea lor continuă.

Hidrologie

82

DEBITE CARACTERISTICE

Debitele caracteristice sunt elemente de bază în diferite calcule hidrologice, în studii

de generalizare teoretică, în întocmirea unor proiecte etc. Ele se obţin pe baza curbelor

de durată anuale, putînd să fie exprimate în funcţie de durata asigurată sau în procente.

La un curs natural de apă se pot diferenţia următoarele debite caracteristice:

� catastrofal (Qcat), debitul cel mai mare, care nu s-a înregistrat încă,dar care

poate surveni în viitor;

� maxim maximorum (Qmax max) sau Q max, cel mai mare debit ce s-a înregistrat

pînă în prezent;

� extraordinar (Qmaxex), debitul cel mai mare înregistrat într-o perioadă de 30 de

ani consecutivi:

� maxim anual (Qmaxan), debitul cel mai mare înregistrat în una din cele 365

de zile ale anului, deci debitul cu durată de o zi pe an;

� maxim normal (Qmax norm), debitul cu durată de 10 zile pe an, adică debitul

care s-a menţinut sau a fost depăşit în 10 zile dintr-un an;

� mediu anual (Qman), media aritmetică a debitelor zilnice din cursul unui an;

� normal sau debitul modul, debitul care reprezintă media aritmetică a debitelor

medii anuale pe o perioadă cât mai mare de ani consecutivi;

� mediu, debitul pe o perioadă oarecare (o decadă, o lună, un anotimp); se notează

Qmvară, Qmiunie (de o lună), Qm 1 — 10 iulie (decadă) etc;

� de etiaj (Qe), debitul cu durata de 355 de zile, adică 10 zile din an poate să existe

un debit mai mic decît Qe;

� minim anual (Qmin an), debitul cel mai mic înregistrat în una din cele 365 de zile

ale anului;

� minim minimorum (Qmin min), cel mai mic debit înregistrat vreodată.

În irigaţii, desecări şi alte lucrări hidrotehnice se determină şi debitele caracteristice

pe perioade diferite precum: 3 luni, 6, luni, 9 Iuni, care se obţin tot de pe curba de

durată.

Debitele caracteristice se mai pot exprima şi prin asigurarea procentuală, ceea ce

simplifică terminologia şi uşurează operaţiile de calcul. lată cîteva exemple de debite

carateristice exprimate în timp, procente şi asigurare:

Qmax an = durata 1 zi, reprezintă 0,3%, se notează Q0,3%;

Qmax norm = durata 10 zile, reprezintă 3%, se notează QM;

Qetiaj = durata 355 de zile, reprezintă 97%, se notează Q97%;

Qmin an = durata 365 de zile, reprezintă 99,7% se notează Q 99,7%.

Raportul dintre debitul maxim şi minim observat ilustrează constanţa debitelor unui

râu, ca şi coeficientul de torenţialitate. Cu cît raportul între cele două debite extreme ale

unui râu este mai mare, cu atât râul are un caracter mai torenţial şi invers. Pe teritoriul

Hidrologie

83

ţării noastre, acest raport variază: 1/16 pentru Dunăre; 1/130 pentru Someşul Mic, la

Cluj-Nappca; 1/110 pentru Someşul Mare, la Beclean; 1/933 pentru Bîrlad etc.

Scurgerea solida

Actiunile de eroziune cauzate de precipitatii, alternanta dintre inghet si dezghet

cat si de scurgerea lichida in bazinul receptie pe versanti si albiile râurilor conduc la

existenta unei cantitati importante de material solid care este transportat de ape de la

izvor catre varsare. Dupa dimensiunile particulelor erodate, acestea pot fi de diametre

mici sau foarte mici, constituind categoria aluviunilor in suspensie care, datorita

dimensiunilor fine si greutatilor mici, sunt transportate in masa apei pe distante foarte

mari sau de dimensiuni mari, bucati rupte din sol, care sunt cunoscute sub numele de

aluviuni târâte deoarece, datorita greutatilor si dimensiunilor mari, sunt târâte pe patul

albiei de curentul apei.

Transportul aluviunilor târâte depinde de dimensiunile solului dislocat si de debitul

si viteza curentului de apa. Un rol deosebit in formarea aluviunilor il joaca si factorii

geologici. Constitutia si rezistenta rocilor care formeaza solul determina gradul de

stabilitate al acestuia, rezistenta sa la actiunile de eroziune ale precipitatiilor sau scurgeri

lichide.

Factorii de influenta difera de la un punct la altul al unui teritoriu si din aceasta

cauza scurgerea solida prezinta, de regula, un caracter azonal.

Aluviunile, de toate categoriile, transportate in cursul scurgerii superficiale ajung

si in unitatile lacustre de toate tipurile, aprovizionate cu apa din apele curgatoare, in care

datorita vitezelor mici de deplasare a apei sau in conditiile stagnarii acesteia, datorita

greutatii proprii, se depun in timp pe fundul lacului, constituind categoria aluviunilor

sedimentate. Procesul de sedimentare al aluviunilor il intalnim si pe cursul apelor

curgatoare.

In lacurile de toate tipurile si bazinele piscicole prezenta aluviunilor fine sau

grosiere este determinata si de existenta valurilor sau curentilor, care actionand asupra

malurilor sau a barajelor construite pentru retinerea apelor provoaca erozinea acestuia.

Forta de erodare depinde de frecventa si intensitatea valurilor, iar transportul

materialului erodat este asigurat de curenti. Depunerea aluviunilor pe fundul lacurilor,

bazinelor piscicole sau al râurilor determina fenomenul de colmatare, proces mult mai

evident la lacuri si care exprima gradul de imbatranire al acestora.

Masurarea aluviunilor

Masurarea aluviunilor de toate tipurile se face dupa planul stabilit de masuratori,

prin prelevara de probe si analiza acestora. ln perioadele de aflenta a apelor aluvionate

Hidrologie

84

este indicat ca masuratorile sa fie executate la intervale de timp mai scurte, pentra a

putea urmari cu atentie procesul de aluvionare.

Prelevarea probelor de apa pentru masurarea aluviunilor in suspensie se

realizeaza in verticalele de rada sau pe profile la lacuri, in profilul mirei la rauri sau pe

profilele stabilite in cadrul masuratorilor expeditionare, folosind batometrele .

In cazul unitatilor in care nu exista curenti se pot folosi batometrele cu umplere

instantanee, iar pentru lacurile cu curenti sau rauri se recomanda folosirea batometrelor

cu umplere lenta.

In practica hidrometrica de la noi, pentru recoltarea probelor de apa cu aluviuni,

cu umplere instantanee se foloseste batometrul din fig. 1. Este format dintr-un cilindru

de tabla, cu capacitatea de 1-2. litri, având un diametru interior de 8-10 cm , deschis la

ambele capete. Se introduce deschis la ambele capete in apa, la adancimea dorita si

dupa ce apa a patruns in cilindru cele doua deschideri se inchid cu doua capace

prevazute cu garnituri pentru etansare.

Fig. 1 Batometrul Jukovski

Inchiderea celor doua capace se face automat, prin intermediul unui cablu, care

tras de pe vas actioneaza doua arcuri care tin cele doua capace deschise. Ridicat la

suprafata, batometrul plin cu proba de apa, se deschide la un capat si se goleste intr-un

vas de continutul de apa. In lipsa batometrelor, pentru preluarea probelor instantanee se

folosesc si sticle simple cu capacitatea de 1-2 litri, care se introduc cu o tija pentru

umplere la adancimea dorita. Pentru preluarea probelor de apa, in bazinele cu curenti se

folosesc aparatele de umplere lenta, de tipul sticlelor cu ajutaje (fig.2)

Fig. 2 Sticla cu ajutaje

Hidrologie

85

Acest instrument este format dintr-o sticla cu capacitatea de 1 litru, prevazuta cu

ajutaje de diametre diferite si este fixata pe o tija intr-un ghidaj metalic orientat la 25 -

30 grade fata de orizontala. Sticla este prevazuta cu un gat larg si care se inchide etans

cu un dop. Patrunderea apei in sticla se face cu ajutajul orientat cu deschiderea in sensul

curentului, iar prin celalalt ajutaj, indreptat in sens opus, se face eliminarea aerului din

sticla. Ajutajele in mometul recoltarii probei de apa, trebuie sa fie situate in acelasi plan

vertical. Tija, pe care este montat ghidajul sticlei, este prevazuta la partea inferioara cu

un lest pentra a usura plasarea sticlei la adancimea dorita si lateral cu o aripa pentru

orientarea intregului angrenaj astfel ca sticla sa stea transversal pe curent si sa poata

recolta proba. La aparatele de umplere lenta viteza de patrundere a apei in sticla este

reglata prin diametrele ajutajelor si prin distanta pe verticala, dintre cele doua ajutaje.

Continutul probelor luate in mai multe puncte se toarna in sticle etichetate pe care

se noteaza data, ora si numarul profilului de unde a fost recoltata proba.

Probele transportate in laborator se filtreaza cu ajutorul unor hartii de filtru

speciale, pregatite pentru dimensiunile palniilor folosite si cântarite inainte de folosire.

Greutatea filtrului uscat se inscrie, dupa cantarire, pe fiecare filtru in parte.

Filtrarea probelor se poate face pentru fiecare sticla in parte sau pe stative special

amenajate pentru filtrare (fig 3).

Pe stativ, apa filtrata se scurge pe jghiaburi asezate inclinat, colectându-se toata

intr-un vas. In timpul filtrarii, pe hartia de filtru raman aluviunile existente in proba de

apa. Filtrul cu aluviuni se usuca apoi intr-o etuva la o temperatura de 105°C, dupa care

se cântareste din nou. Diferenta de greutate intre cele doua cantariri reprezinta

greutatea aluviunilor, din proba de apa, care se exprima in grame.

Fig. 3 Stativ pentru filtratrea aluviunilor

Pentru a se evita unele greseli la prelucrarea datelor culese este necesar ca toate

datele sa fie inscrise pe un tabel in care sa se inregistreze: data prelevarii probei,

numarul sticlei, profilul si punctul de unde s-a luat proba, greutatea hartei de filtru

inainte de filtrare, greutatea hartiei de filtru dupa filtrare si uscare si diferenta dintre

Hidrologie

86

aceste doua greutati sau mai corect greutatea aluviunilor din proba, dupa care se

calculeaza si se inscrie turbiditatea apei in profil.

Aluviunile târâte le intalnim, in special, in râuri si lacurile alimentate de rauri, ca

de exemplu in lacurile de acumulare in scop hidroenergetic sau pentru irigatii, in special

in zona de varsare a râului acolo unde curentul este mai puternic si poate transporta

aluviunile grosiere de fund.

Cantitatea cea mai mare de asemenea aluviuni o intalnim in timpul unei viituri

mai prelungite sau imediat dupa producere a unei viituri puternice dar de scurta durata.

Pentru recoltarea probelor se foloseste batometrul de fund (fig. 4) sau batometrul

cu sita ( fig. 5).

Instrumentele se introduc pe fundul albiei cu gura de intrare deschisa si orientata

spre curent, asteptandu-se intre doua si zece minute sa patrunda aluviunile de fund in

interior.

Fig. 4 Batometrul

a. vedere generala b. sectiune longitudinala

Fig. 5 Batometrul cu sita

Dupa acest interval de timp instrumentul se ridica la suprafata, aluviunile retinute se

rastoarna intr-un vas si apoi se spala batometrul cu un jet de apa pentru a transmite in

vas si ultimele resturi retinute in batometru.

Dupa aceste operatii aluviunile retinute in vas sunt lasate sa se scurga si apoi sa

se usuce. Probele uscate se cantaresc si apoi se reporteaza gretatea masurata la

sectiunea gurii batometrulul pentru a determina greutatea aluviunilor târâte, captate pe

unitatea de lungime. Dupa cantarire asupra aluviunilor târâte se fac si analize

granulometrice prin cernerea lor intr-un set de site cu ochiuri din ce in ce mai mici si care

Hidrologie

87

le sorteaza pe dimensiuni. Stabilind in cadrul ecartului de dimensiuni gasite la cernere,

anumite trepte si raportand greutatea aluviunilor gasite la fiecare treapta la greutatea

totala a alaviunilor, putem afla raportul sau procentul aluviunilor pentru fiecare treapta

de dlmensiune.

Aluviunile in suspensie si cele târâte aduse din bazinul de receptie de raurile

afluente sau purtate dintr-un punct in altul al lacului, de curenti, ajung la un moment

dat in zone mai linistite unde se depun, acumulandu-se in timp cantitati impotrante care

provoaca procesul de colmatare al lacului sau riului. Aceasta sedimentare a aluviunilor

este un proces firesc in viata lacurilor, colmatarea fiind in stransa depedenta cu varsta

lor.

Pentru bazinele piscicole colmatarea reprezinta un fenomen important si cu

implicatii in activitatea productiva. Depunerea aluviunilor in timp, provoaca ridicarea

cotei fundului bazinelor, scaderea fireasca a nivelului apei, faciliteaza invazia vegetatiei si

determina pierderea unor portiuni din suprafata exploatabila piscicol. Pentru studiul

aluviunilor depuse la fundul râului, lacului este necesar sa sa ia probe de fund cu ajutorul

unei drage (fig. 6) care se lanseza la apa mecanic.

Materialul recoltat cu draga se depune pe vas, se usuca, se cantareste si apoi se

trece la masurarea dimensiunilor.

Pentru matierialul grosier recoltat masurarea particulelor se poate face cu rigla,

iar materialul de dimensuni mai mici se cerne in setul de site cu ochiuri din ce in ce mai

mici.

Fig. 6. Draga-pentru recoltat aluviuni

Pe diferitele trepte de dimensuni stabilite se fac cantariri separate, rezultatele

putand fi inscrise pe o curba granulometrica. Aceasta curba poate reda greutatea fiecarei

trepte de dimensiune stablita pentru granule sau in procente daca raportam greutatea

fiecarei trepte la greutatea totala a probei recoltata.

Cantitatea de aluviuni depusa precum si intensitatea colmatarii nu prezinta o

repartizare uniforma pe toata suprafata lacurilor si mai ales la lacurile cu afluenti sau

lacurile de acumulare. La aceste tipuri de lacuri se pot distinge mai multe sectoare in

care actiunea de depunere a aluviunilor se face diferentiat. Un prim sector este

Hidrologie

88

reprezentat de coada lacului in care, de regula, intalnim cursurile de apa care

alimenteaza lacul si unde prezenta aluviunilor târâte sau in suspensie este notabila mai

ales in perioadele de viitura. Daca unele lacuri primesc afluenti si in alte puncte decat

coada lacului sau au unul sau mai puncte de alimentare, atunci cele mai mari depuneri le

intalnim in acele zone. Cel de-al doilea sector este reprezentat de partea centrala a

lacului unde influenta curentilor este mai redusa, deci si aportul de aluviuni este mai mic.

O alta zona caracteristica este zona malurilor unde actiunea valurilor si a sloiurilor

provoaca procese de eroziuni mai puternice si, ca o consecinta directa, in aceasta zona

depunerile de material grosier si aluviuni de dimensiuni mai mici sunt apreciabile. Un

ultim sector esta reprezentat de zona limitrofa barajului, unde adancimile sunt cele mai

mari, actiunea curentilor mica si in care inregistram cel mai scazut proces de depunere

de aluviuni.

Masuratorile privind prezenta si gradul de marime al depunerilor de aluviuni se fac

diferentiat pe sectoare, astfel ca:

a. In primul sector, cel de la coada lacului sau al punctelor de alimentare, este

indicat sa se execute ridicari topografice si masuratori batimetrice la intervale

precise si in special dupa fiecare viitura, valorile masurate sa fi

b. inscrise pe planuri si se compare rezultatele obtinute la fiecare masuratoare

pentru a uramari evolutia procesului de colmatare precum si modul in care sunt

afectate de acest proces diferitele sectoare ale zonei cercetate. La fiecare

masuratoare trebuie recoltate probe din toate tipurile de aluviuni (in suspensie,

târâte sun sedimentate), care se analizeaza global cat si granulometric,

deterninindu-se greutatea, dimensinile precum si natura lor;

c. in zonele centrale si de langa baraj se executa masuratori asupra aluviunilor in

suspensie, in puncte fixe (verticalele de rada) prin prelevari de probe dupa un

program stabilit si analiza lor cantitativa Pentru aluviunile sedimentate, se

executa recoltari de probe cu draga cara sint apoi analizate din punct de vedere al

naturii sedimentelor.granulometric si prin recoltari efectuate in dlferite puncte sa

stabileste distributia depunerilor de aluviuni si concentratia in aceste zone;

d. in sectorul de mal se executa masuratori pentru determinarea gradului de marime

al proceselor de eroziune, depunerile de material erodat precum si transportul

acestora de-a lungul malului:

Este limpede ca procesul de aluvionare la lacurile cu suprafete mai mari se petrece

intr-un timp mai indelungat si de aceea masuratorile privind aluviunile de toate tipurile se

executa pe baza unui program in care investigatiile se fac esalonat, pe tot parcursul

anului si in special in perioadele ce urmeaza viiturilor.

Hidrologie

89

Pentru lacurile si bazinele mai mici, procesul de colmatare este mai intens si se

petrece intr-o perioada de timp mai scurta, mai ales cand alimentarea se realizeza dintr-

un curs de apa ce dreneaza un bazin hidrografic. Din aceste motive, masuratorile privind

cantitatea de aluviuni ce patrunde in lac, modul in care se distribuie aluviunile pe

suprafata lacului si felul in care se sedimenteaza, se fac la intervale mai scurte de timp,

iar in perioadale de golire a cuvetei lacului se executa ridicari topografice, in zonele in

care intalnim depuneri de aluviuni, precum si foraje si prelevari de probe pentru studiul

depunerilor, al evolutiei acestor depuneri si al naturii lor. Materializarea profilelor si a

bazelor de masuratori se face cu ajutorul pichetilor sau al bornelor.

Calculul turbiditatii

Deterrninarea continutului de aluviuni in suspensie existent in apa raurilor sau

lacurilor se face prin prelevarea de probe de apa cu ajutorul batometrelor, buteliilor cu

ajutaje sau a sticlelor simple odata ca operatiunea de masurare a vitezei executata cu

morisca hidrometrica si determinarea turbiditatii in punctul de luare a probelor prin

metodele studiate anterior.

Turbiditatea (ρ ), se exprima in grame la litru de apa sau kilograme la metrul cub

de apa.

In verticalele de viteze stabilite, sau verticalele de prelevare a probelor in lacuri,

se recolteaza probe de apa. Daca apa contine cantitati reduse de aluviuni, apa

prezentand-se la vedere suficient de limpede, se recomanda recoltarea in fiecare punct a

unei cantitati mai mari de apa (2-10 litri) pentru a putea asigura obtinerea valorii

turbiditatii mai apropiata de realitate. In alte conditii se recolteaza din fiecare punct cate

un litru de apa.

Prin filtrarea apei si cantarirea filtrelor uscate la etuva, (dupa cantarirea prealabila

a filtrelor inainte de folosirea lor), prin diferenta de greutate se obtine cantitatea de

aluviuni retinute de filtru exprimata in grame la litru prin raportul intre greutatea

aluviunilor retinute si volumul apei filtrate.

33 /1000/

1mgr

mgrxlsaugr

litrugr

VG

====ρ

Pentru calculul debitului de aluviuni valoarea turbiditatii se exprima in gr/m3.

Turbiditatea apei, datorita gravitatiei creste de la suprafata apei spre fundul sectiunii. Din

aceste motive in calculele ce se fac privind debitul aluviunilor in suspensie se folosesc,

similar cu valorile de viteze, turbiditati medii pe verticala.

Hidrologie

90

In acest sens la masurarea turbiditatii se recolteaza probe din punctele standard,

calculul turbiditatii medii pe verticala facandu-se prin aceleasi relatii ca si la viteze si

anune:

In cazul masurarii turbiditatii in 5 puncte :

10233 8,06,02,0sup fundhhhr

mediu

ρρρρρρ

++++=

In cazul masurarii turbiditatii In 3 puncte:

42 8,06,02,0 hhh

mediu

ρρρρ

++=

In cazul masurarii vitezei si a turbiditatii in 2 puncte:

22 8,02,0 hh

mediu

ρρρ

+=

In cazul masurarii vitezei si a turbiditatii intr-un singur punct, la suprafata sau 0,6 h:

1sup *kmediu ρρ =

2sup *kmediu ρρ =

In aceste relatii coeficientii de corectie k1 si k2 au valori ce se determina pe baza

raportului intre valorile turbiditatii realizate pe baza masuratorilor complete si cele

masurate la suprafata si respectiv 0,6 h :

sup1 ρ

ρ completmediuK ⋅=

h

completmediuK6,0

1 ρρ ⋅=

Pentru simplificarea operatiunilor de calcul, pe baza de masuratori complete ale

turbiditatii si debitelor de apa si masuratorile corespondente la 0,6 h si suprafata se

pot construi grafice de corelatii ale coeficientilor de trecere K1 si K 2 pe baza relatiilor:

pentru turbiditate:

( )hmed f 6,0ρρ =

In afara metodei analitice, prezentata mai inainte pentru determinarea turbiditatii

medii pe verticala se mai pot folosi, la fel ca si Ia determinare vitezelor medii, metoda

grafoanalitica si grafomecanica. Pentru aplicare acestor metode este necesar sa se

construiasca, la scara,epura turbiditatii, pe baza masuratorilor facute in punctele

( )supρρ fmed =

Hidrologie

91

standard, dupa care calculul turbiditatii se face aplicand aceleasi metode ca in cazul

determinarii vitezelor medii.

Calculul debitului de aluviuni in suspensie

Debitul de aluviuni in suspensie exprima cantitatea de aluviuni in suspensie care

trece printr-o sectiune de rau in unitatea de timp. Acest debit se noteaza cu litera R, se

exprima in kg/sec sau tone/an.

In mod analog ca si la calcularea debitului lichid,operatiunea incepe cu masurarea

pe teren si transpunerea pe un grafic, la scara, a sectiunii raului unde se executa

masuratoarea, respectand sistemul de lucru indicat anterior pentru aceasta operatiune.

In practica masuratorilor hidrometrice, pentru calculul debitului de aluviuni in suspensie,

turbiditatea nu se masoara in toate verticalele de viteza si de regula probele de apa se

iau din doua in doua verticale sau chiar mai rar. In orice caz aceste verticale se aleg

astfel încât sa se asigure recoltarea de probe la cele doua maluri si la mijlocul sectiunii

raului si se mentin aceleasi toata perioada de timp.

Masuratori complete se fac la anumite intervale pentru control.

In fig. 7 se prezinta o sectiune de riu in care s-au stabilit un numar de 5 verticale.

Fig. 7 Schema de calcul al debitului de aluviuni in suspensie intr-o sectiune de riu

Masurarea debitului lichid se efectueaza prin masuratori de viteze complete, in toate cele

5 verticale stabilite, in timp ce, pentru masuratoarea debitului de aluviuni in suspensie

se stabileste prelevarea de probe pentru aluviuni numai in trei verticale si anume

verticalele 1, 3 si 5.

La fel ca si in cazul debitului lichid si calculul debitului de aluviuni in suspensie se poate

efectua printr-una din cele trei metode cunoscute si anume:

a. metoda analitica;

b. metoda grafoanalitica;

c. metoda grafomecanica.

Hidrologie

92

Pentru aplicarea metodei analitice, dupa trasarea sectiunii raului si stabilirea elementelor

geometrice ale acesteia, se preleveaza probe de apa pentu aluviunile in suspensie in

verticalele 1, 3 si 5 in fiecare din acestea, in functie de adincime siprogramul stabilit, in

5, 3, 2 sau un singur punct.

Cu ajutorul acestor probe de apa se trece la calcularea turbiditatii in fiecare punct

masurat. Valoarea turbiditatii (ρ) se exprima in gr/litru si se transforma in gr/mc.

Metodologia de calcul al debitului de aluviuni in suspensie prevede urmatoarele:

a. determinarea debitului unitar de aluviuni in suspensie (α ) care reprezinta

cantitatea de aluviuni, masurata in grame sau kilograme, car trece in unitatea de timp

(secunde), prin unitatea de suprafata (cm2 sau m2 ). Valoarea se obtine multiplicand

turbiditatea cu fiecare viteza din fiecare punct de masurare si se exprima in gr/sec.cm2

sau kg/sec. m2.

In cazul masurarii vitezelor si turbiditatii in 5, 3 sau 2 sau 1 punct valorile debitelor

unitare sunt urmatoarele:

- in cinci puncte:

eruperr Vs supsup *ρα = () m/sec x gr/m3= gr/sec.m2 )

hhh V 2,02,02,,0 * ρα =

hhh V 6,06,06,,0 * ρα =

hhh V 8,08,08,,0 *ρα =

fundfundfund V ρα *=

- in trei puncte:

hhh V 2,02,02,,0 *ρα = ( m/sec x gr/m3 = gr / sec.m2)

hhh V 6,06,06,,0 * ρα =

hhh V 8,08,08,,0 *ρα =

- in doua puncte:

hhh V 2,02,02,,0 *ρα = ( m/sec x gr/m3 = gr / sec.m2)

hhh V 8,08,08,,0 * ρα =

Hidrologie

93

- intr-un singur punct

hhh V 6,06,06,,0 * ρα = ( m/sec x gr/m3 = gr / sec.m2)

ruperr Vs supsup *ρα =

aplicandu-se in aceste ultime doua cazuri si coeficientii de corectie respectivi.

b. determinarea debitelor unitare medii pe verticale( mα ) cu ajutorul valorilor debitelor

unitare (α ) aplicand principiul de calcul al vitezelor medii pe verticala:

- in cazul calcularii debitului unitar in 5 puncte;

10233 8,06,02,0sup fundhhhr

m

αααααα

++++=

- in cazul calcularii debitului unitar in 3 puncte;

42 8,06,02,0 hhh

mααα

α++

=

- in cazul calcularii debitului unitar in 2 puncte.

28,02,0 hh

mαα

α+

=

- in cazul calcularii debitului unitar intr-un singur punct, fie cel de la suprafata sau 0,6h

acest debit se considera ca fiind debit unitar mediu.

c. determinarea debitelor unitare medii intre verticale .

Deoarece in exemplul ales, masuratorile de aluviuni in suspensie s-au realizat in

verticalele 1,3,si 5 rezulta ca acest calcul se va efectua intre aceste verticale, deci:

110 32

mm αα =−

231

31mm

mααα +

=−

253

53mm

mααα +

=−

505 32

mm αα =−

d.determinarea sectiunilor partiale de rau (ω), care se vor exprima in m2

101 *21 hb=ω

Hidrologie

94

)(2 21

312 bbhh

++

=ω

)(2 43

533 bbhh

++

=ω

554 *21 hb=ω

e. se calculeaza debitele partiale de aluviuni in suspensie (ΔR) (gr/sec. m2 x m2= gr/sec)

231

2 *2

ωαα mmR +=Δ

353

3 *2

ωαα mmR +Δ

454 *32 ωα mRΔ

f. se calculeaza debitul total de aluviuni in suspensie (R)

Rgr/sec = 432

4

11 RRRRR Δ+Δ+Δ+Δ=Δ∑

Acest calcul al debitului de aluviuni in suspensie se poate prezenta, cu aceleasi date, sub

forma tabelara:

Calculul debitului de aluviuni in suspensie

Tabel 2

Verticala de

viteza

Debitul unitar

mediu

( gr/m2)

Debitul unitar

mediu intre

verticale

(gr/sec.*m2)

Suprafata

intre verticale

(m2)

Debite partiale

R

(gr/sec)

Debitul

total de

aluviuni in

suspensie

R (gr./sec)

1 2 3 4 5 6

0 0 132

mα ω1 132

mα * ω1

1 1mα 2

31 mm αα + ω2 2

31 mm αα + ω2

3 3mα 2

53 mm αα + ω3

253 mm αα +

ω3

5 5mα 532

mα ω5 532

mα ω4 R=∑Δ4

1

R

Hidrologie

95

Dupa calcularea debitului de aluviuni in suspensie (R) se calculeaza, de regula si

valoarea turbiditatii medii pe profil, cu ajutorul relatiei:

QR

med =ρ

In care: R - reprezinta debitul total de aluviuni in suspensie; Q - debitul total de apa in

profilul respectiv.

Turbiditatea medie pe profil se exprima in grame/litru sau Kg/ m3, dupa cum sunt

exprimate R si Q.

Calculul debitului de aluviuni in suspensie prin metodele grafoanalitica si

grafomecanica comporta in general aceleasi operatiuni ca si la calculul analitic prezentat

cu singurele deosebiri ca:

a. daca masurarea vitezelor si a turbiditatii in verticalale stabilite si dupa calculul

debitelor unitare de aluviuni in suspensie, cu aceste valori se construiesc la scara

epurele respective

b.determinarea vitezelor medii, a turbiditatii medii si a debitelor medii de aluviuni pe

verticala, se face prin planimetrarea epurelor respective (metoda grafomecanica) sau

prin calcularea suprafetei epurei prin metode analitice (metoda grafoanalitica).

Suprafetele planimetrate sau calculate se impart la adancimea raului in verticala

respectiva sau se imparte in fasii egale calculandu-se valorile medii .

c.dupa calcularea debitelor elementare de aluviuni in suspensie pe fiecare verticala,

debitelor unitare medii, cu aceste valori se construiesc epurele respective care se

planimetreaza sau se calculeaza marimea suprafetei.

In rest se respecta acelasi procedeu ca la determinarea debitului de aluviuni prin

metoda analitica.

Hidrologie

96

6 LIMNOLOGIE

Limnologia este o ramură a hidrologiei care se ocupă cu studiul lacurilor (naturale

si artificiale). Lacurile fac parte din categoria apelor stătătoare.

Formele negative de teren, reprezentate de depresiunile existente pe suprafaţa

pământului, cunoscute sub denumirea de cuvete sau loji, împreună cu apele care le

acoperă formează lacurile. Sursa de aprovizionare cu apă o constituie precipitaţiile.

Suprafaţa şi adâncimea lor diferă de la un lac la altul, iar procesele fizice, chimice şi

dinamice se deosebesc de cele ale apelor subterane ori ale apelor curgătoare. Lacurile

sunt răspândite aproape în toate regiunile climatice. Ca urmare, deosebim lacuri din

zonele cu climă umedă şi temperată şi lacuri din zonele aride şi uscate. Lacurile din

zonele cu climă umedă şi temperată sunt cele mai numeroase, au un volum mare de apă,

prezintă un regim de alimentare pluvială, pluvio-nivală, -nivo-pluvială sau nivală, sunt

dulci şi se caracterizează prin scurgere de suprafaţă. Această grupă de lacuri are legătură

cu Oceanul Planetar şi formează categoria de lacuri cu scurgere (Bucura, Zănoaga,

Capra, Bâlea, Bistreţu, Căldăruşani din Romania; Baikal, Issîk-Kul, Matana, Biwa din

Asia; Victoria, Tanganyika, Malawi din Africa; Superior, Huron, Michigan, Erie, Ontario,

Lacul Urşilor, Sclavilor, Winnipeg din America de Nord; Titicaca şi Maracaibo din America

de Sud). Lacurile din zonele aride şi uscate sunt puţine şi lipsite de scurgere, au un

volum redus de apă, sunt adesea sărate şi prezinta un regim de alimentare pluvială sau

pluvio-nivală. Nu au legătură cu Oceanul Planetar şi formează categoria de lacuri făra

scurgere. Exemple de lacuri fără scurgere sunt Ech-Chergui, El Hodna, Zahrez, Ciad din

Africa; Marea Moartă, Aral, Caspica din Asia, Techirghiol, Lacul Sărat din România. Pe

suprafaţa Pămîntului se află circa 1 000 000 lacuri, care totalizează 2,1 mil. kmp, adică

1,4% din suprafaţa uscatului sau cu ceva mai puţin decît Marea Mediterana. Ele

însumează un volum de aproximativ 700 mii km3 apă. Cele mai multe lacuri(60%) se află

răspândite în Finlanda, fosta U.R.S.S.,Suedia şi Canada. Adâncimea apelor variază de la

un lac la altul. Valorile cele mai mari se întâlnesc la lacurile de origine tectonică. Lacul

Baikal are cea mai mare adîncime, de 1 741 m.

Originea cuvetelor lacustre

Prin noţiunea de lac se înţelege legătura organică ce există între apa şi cuvetă.

Aceste două elemente formează un tot unitar şi nu pot fi studiate decat împreună. Apa

din cuveta lacurilor are o origine continentală, în sensul că provine din ploi, zăpezi sau

izvoare. Formează categoria de lacuri care n-a făcut parte niciodată din Oceanul Planetar.

In afară de acestea, se găsesc şi lacuri relicte sau resturi de mări geologice (Marea

Hidrologie

97

Caspică). La formarea cuvetelor lacustre participă fie agenţii interni, fie agenţii externi.

Factorii interni (endogeni) dau naştere la cuvete cu suprafeţe şi adâncimi mari, iar după

umplerea lor cu apă sunt considerate lacuri de origine tectonică şi vulcanică. Factorii

externi (exogeni) participă, de asemenea, activ la formarea lacurilor.

Hidrologie

98

99

100

101

102

103

Hidrologie

104

10

Hidrologie

105

Hidrologie

106

Hidrologie

107

108

Hidrologie

109

Hidrologie

110

Hidrologie

111

112

113

114

7 NOŢIUNI DE TELMATOLOGIE ∗

Consideratii generale

Mlaştinile se formează în condiţiile unui climat cu umiditate abundentă, evaporaţie

scăzută şi în prezenţa unui strat impermeabil lipsit de scurgere superficială. In această

situaţie rezultă un exces de apă care, de regulă, se acumaleaza în spaţiile terestre cu

forme negative de relief, unde se dez-voltă o vegetaţie hidrofilă şi higrofilă ce

favorizează, în ultimă instanţă, procesul de turbifiere. E. Pop (1960) consideră mlaştină

„o formaţiune biogeografică acvatică neaerisită, ale cărei plante în loc să putrezească sau

să se mineralizeze, după moarte se turbifică aglomerându-se, în cele din urmă, la fund

sub formă de zăcămînt turbos". Sub influenţa condiţiilor hidroclimatice menţionate,

mlaştinile se pot forma pe luncile râurilor, pe interfluvii, pe terenurile împădurite, la baza

versanţilor muntoşi sau deluroşi şi pe spaţiul lacurilor colmatate.

In luncile râurilor, datorită inundaţiilor şi revărsărilor, se creează un surplus de

umiditate care favorizează dezvoltarea unei vegetaţii abundente higrofile. Aceasta, cu

timpul, este înlocuită de muşchi şi rogozuri şi transformată în mlaştini de luncă sau

mlaştini comune. Pe terenurile împădurite, tot ca urmare a excesului de umiditate,

rezultat din precipitaţiile bogate, din menţinerea unei evaporaţii reduse şi a unei infiltraţii

aproape inexistente din cauza solurilor impermeabile, iau naştere tinoavele sau mlaştinile

oli-gotrofe, formate din sphagnete. Aceste mlaştini împiedică aerisirea par-terului, unde

se află rădăcinile arborilor, aşa încât pădurea este distrusă cu timpul. Tot sub influenţa

condiţiilor hidrice excedentare, mlaştinile se mai pot forma la baza versanţilor (prin

apariţia la zi a nivelului freatic), pe interfluvii etc.

O evoluţie mai complexă o au mlaştinile care iau naştere în depresiunile lacustre.

Acestea, în urma intensificării procesului de colmatare, încep să se acopere cu vegetaţie

acvatică. Acţiunea continuă până ce toată suprafaţa lacului este invadată de vegetaţia

hidrofilă (muşchi, rogoz, trestie, păpuriş) şi transformată într-o mlaştina ierboasă de

depresiune. Apoi, prin acumularea continuă a ierburilor moarte, se transformă într-un

zăcământ de turbă, unde speciile de muşchi şi rogoz sunt înlocuite cu tufişuri şi esenţe

lemnoase. în felul acesta, mlaştina ierboasă trece în stadiul de împadurire sau de

tranziţie. Cu timpul, vegetaţia lemnoasă începe să fie înlocuită cu muşchiul Sphagnum,

iar mlaştina trece în stadiul de sphagnete, avînd formă convexă, bombată.

∗ sursă: Ion Pişotă, Iuliu Bută. 1983. Hidrologie. Ed. Didactică şi pedagogică, Bucureşti, p. 311-314

Hidrologie

115

Clasificare

După modul de alimentare cu apă, după forma suprafeţei şi componenţa

vegetaţiei, mlaştinile se împart în trei grupe: eutrofe, mezotrofe şi oligotrofe.

Mlaştinile eutrofe se află răspîndite pe spaţiul lacurilor colmatate, în luncile râurilor

frecvent inundate şi în jurul izvoarelor lor. Suprafaţa lor este plană sau joasă

(concavă). Se alimentează din precipitaţiile atmosferice, din apele care se revarsă

din albia minoră a rîurilor şi din apele freatice bogate în săruri nutritive. Sub

influenţa unui substrat suprasaturat cu apă şi bogat în substanţe hrănitoare se

dezvoltă o vegetaţie de baltă, alcătuită din numeroase specii de fanerogame:

Phragmites communis, Typha latifolia, Glyceria fliiitans, Scirpus silvaticits, Carex

vulpina, C.flava, C acutiformis, Dryopteris Hrelepteris, Equisetum palustre, E.

limosum, Potentilla tormentilla, Comarum palustre, Lythrum salicaria, Angelica

silvestris, Ranunculus flammula, Lysimachia vulgaris, Prunella vulgaris, Eriophomm

latifolium etc. Pe lângă vegetaţia ierboasă, în cuprinsul mlastinilor eutrofe cresc şi

specii lemnoase (Salix repens, S. cinerea, S. fragilis, Betula pubescens, B.

verrucosa). Mlaştinile eutrofe se întâlnesc în zona climatului temperat şi a

climatului subpolar de tundră. La noi în ţară, apar în luncile unor râuri (Someş,

Mureş Crasna, Siret, Prut, Călmatui, Colentina), Delta Dunării şi în depresiunile

intramontane (Giurgeu, Ciuc, Ţara Bîrsei). Procesul de turbificare este intraacvatic

(sub nivelul apei de suprafaţă); de aceea turba este pământoasă.

Mlaştinile oligotrofe se dezvoltă în regiunile cu climat umed şi rece. La noi în ţară

sunt .numite „tinoave" şi se află situate în regiunile carpatice şi subcarpatice, între

500 şi 1500 m. Se alimentează predominant din precipitaţiile atmosferice, iar solul

şi apa unde acestea se formează sunt sărace în săruri nutritive. Din această cauză,

componenţa lor floristică este săracă. Predomină speciile de Sphagnum fuscum, S.

rubellum, S. rnedium, S. papillosum, S. molluscum. Muşchiul Sphagnum se

dezvoltă sub forma unui covor cu aspect bombat, convex. Acest covor este

împestriţat şi de alte specii de plante. Mlaştinile oligotrofe sunt răspândite în

Europa nordică, Canada şi Alaska, iar la noi în Carpaţii Orientali (Munţii Harghita,

Depresiunea Dornelor, Munţii Maramureş, Gutîi etc.) şi Munţii Apuseni (regiunea de

izvoare a Someşului Rece şi Someşul Cald).

Mlaştinile mezotrofe ocupă o poziţie intermediară sau de tranziţie între cele

oligotrofe şi eutrofe, atât prin componenţa floristică, cât şi prin gradul de

mineralizare a apelor.

Regimul hidrologic al mlaştinilor

Mlaştinile turboase ocupă 87 — 97% apa şi între 3 şi 13% substanţă uscată. în

funcţie de legătura care o are cu zăcămîntul de turbă, apa se împarte în două grupe: apa

Hidrologie

116

liberă, care circulă sub influeriţa forţei de gravitaţie şi este separată de turbă, şi apa

legată de zăcământul de turbă. Apa liberă se prezintă sub forma unor lacuri, ochiuri de

apă, canale, râuleţe etc, alimentate din ploi, zăpezi şi din revărsarea rîurilor.

Apa legată de zăcămîntul de turbă apare sub formă de apă capilară, coloidală,

osmotică şi apă de hidratare.

a)Apa capilară circulă prin golurile capilare aflate între fibrele şi particulele de turbă,

sub influenţa forţelor capilare. Poate fi îndepărtată din zăcămîntul de turbă prin

procesul de evaporare.

b) Apa coloidală face parte din amestecul coloidal şi este compusă din apă şi din

particule extrem de fine de turbă. Se poate rediice prin uscarea turbei.

c) Apa osmotica se află în interiorul celulelor vegetale nedistruse şi poate fi

îndepărtată numai prin distrugerea chimică a acestor celule.

d) Apa de hidratare intră în compoziţia turbei ca orice compus chimic. Regimul

hidiologic al mlaştinilor se caracterizează prin procesul de alimentare, prin circulaţia

apei şi prin variatiile de nivel.

Mlaştinile au mai multe surse de alimentare: precipitaţiile atmosferice, izvoarele şi

cursurile de apă care se revarsă periodic. Mlaştinile oligotrofe au ca sursă principală în

alimentarea lor precipitaţiile atmosferice. Apele de suprafaţă contribuie în procesul de

alimentare cu o cantitate foarte redusă. Aceste mlaştini se dezvoltă în condiţiile climatului

umed şi poartă numele de mlaştini ombrogene. Mlaştinile eutrofe se alimentează, fie din

apele subterane, fie din apele râurilor şi izvoarele. Atunci când se alimentează în

principal din apele subterane, alcătuiesc tipul de mlaştini topogene, iar când în

alimentarea lor predomină sursele provenite din apele râurilor sau a izvoarelor,

alcătuiesc tipul de mlaştini soligene.

Circulaţia apelor depinde de permeabilitatea zăcămintelor de turbă şi de gradul de

descompunere a acestora. Ea are loc prin infiltrarea apelor pe verticală şi prin şanţurile

de desecare. Infiltrarea apelor este în funcţie de calitatea turbei şi de grosimea acesteia.

în mlaştinile cu Sphagnum (oligotrofe), cu grosimi de 1 - 2 m, viteza de infiltrare va fi

foarte activa în orizontul superior (2 - 3 cm/s) şi extrem de redusa (0,005 cm/s) la

adîncimea de 1 m. In cazul mlaştinilor eutrofe, viteza de infiltrare a apelor este foarte

mare în stratul superior (50 - 80 cm/s) şi scade brusc la adîncimea de 0,4 - 1 m, unde

turba este bine tasată şi se află într-un grad de descompunere avansat (0,01 - 0,02

cm/s).

Nivelul apelor din mlaştini variază de la un anotimp la altul,fiind influenţat de

cantitatea de apă pe care mlaştinile o primesc prin sursele de aîimentare şi de cantitatca

de apă care sc pierde prin şanţurile şi canalele de scurgere. Primăvara şi toamna când

cad precipitaţii togate se înregistrează ape cu nivel maxim. larna şi vara cînd

temperaturile apei scad sau respectiv cresc în mlaştini se semnalează ape cu nivel minim.

Hidrologie

117

Răspândirea mlaştinilor şi importanţa lor economică

Mlaştinile şi turbăriilor sunt răspândite pe toate continentele unde ocupă o

suprafaţă de circa 350 mil. ha (după N. Katz, 1941) sau o suprafaţă de 100 mil. ha (după

E. Pop, 1960). Cea mai mare întindere o au în Europa şi Asia (zona de tundră şi taigă,

bazinul mijlociu şi inferior al fluviului Obi).Turbăriile prezintă o importanţă economică

deosebită prin faptul că turba poate fi folosită în industrie, agricultură, centrale electrice

etc. Prin prelucrarea turbei se obţin diverse produse chimice. De exemplu, prin distilarea

ei, se obţine gudronul de turbă, iar prin uscarea forţată a turbei şi impregnarea ei cu

petrol rezultă un foarte bun combustibil. Turba se utilizează ca îngrăşământ în

agricultură, iar în construcţii este folosită ca izolator termic (la geamuri, pivniţe etc), ca

aşternut absorbant sau sub formă de plăci ori cărămizi de construcţie. De asemenea,

fibrele şi praful de turbă sînt adesea utilizate la ambalajele obiectelor fragile.

Pe lângă acestea, zăcămîntul de turbă are o anumită importanţă şi în medicină. În

acest sens, turbăriile din jurul izvoarelor carbogazoase din ţara noastră prezintă o serie

de calităţi terapeutice. Turba este utilizată mai ales ca „băi de nămol din turba de

Sphagnum se fabrică surogate de vată sau cărbune medicinal. Valoarea terapeutică a

turbăriilor de la Vatra Dornei, Borsec, Malnaş este bine cunoscută şi deosebit de

apreciată.

Multe zăcăminte de turbă din ţară prezintă o mare importanţă economică. Dintre

acestea, menţionăm pe cele de la Poiana Stampei, Pilugani, Călăţele, Miercurea-Ciuc,

Topliţa etc.

Hidrologie

118

8 NOŢIUNI DE GLACIOLOGIE ∗

Consideratii generale

Apa in stare solida (zăpada, gheata) este foarte răspândita pe suprafaţa Globului,

întâlnindu-se aproape la toate latitudinile (chiar şi in zona ecuatoriala, unde apare insa

numai la altitudini mari).

Problema zăpezii si a gheţii se pune insa in mod deosebit pentru regiunile in care

aceasta capătă caracter de permanenta, in aşa-numitele regiuni ale “îngheţului peren”,

corespunzătoare latitudinilor mari. In aceste regiuni, învelişul acvatic are ca trăsătură

specifică tocmai predominarea in stare solida a apei, nu numai la suprafaţa scoarţei, ci —

până la o anumita adâncime — si in interiorul acesteia. Învelişul permanent de zăpada si

gheata ocupa in prezent cca. 20% din suprafaţa globului terestru şi cca. 11% din

suprafaţa uscatului (16 321 100 km2), repartizata astfel:

regiunile polare nordice..............................2 100 000 km2;

regiunile temperate din emisfera nordica ..... 100 000 km2;

regiunile tropicale .................................... 100 km2;

regiunile tropicale din emisfera sudica......... 21 000 km2;

regiunile polare sudice ………………………... 14 100 000 km2.

La acestea se mai adaugă si cca. 7000000 km2 de oceane acoperite cu gheata ceea ce

face ca hidrosfera permanent îngheţată să fie foarte extinsa. P. A. Sumski denumeşte

învelişul rece criosferă

Importanta gheţii in natura, ca parte integranta a hidrosferei, este foarte mare. Ea

condiţionează formarea unui peisaj specific, al îngheţurilor veşnice foarte extins in zonele

circumpolare (Arctica si Antarctica) şi cu caracter insular pe munţii înalţi. Ca un produs al

climei, calotele glaciare influenţează la rândul lor direct asupra climei, găsindu-se deci

intr-un raport de interdependenţă Deasupra calotelor glaciare iau naştere arii

anticiclonale reci, care invadează. si suprafeţele învecinate, coborând temperatura uneori

foarte brusc. Prin înaintarea lor, gheţarii modifica permanent relieful, având o puternică

acţiune de eroziune, transport, iar, in zonele de topire, de depunere a materialelor

antrenate. Relieful rezultat de pe urma activităţii gheţarilor prezintă particularităţi cu

totul specifice, pe care nu le întâlnim decât in zonele actuale ale criosferei sau in cele

unde criosfera a dominat in perioadele glaciare.

Gheţarii, în înaintarea lor, şlefuiesc rocile, distrug solurile, barează râurile, creează

excavaţii în care iau naştere lacuri, ca şi forme convexe prin depuneri de morene.

∗ sursă: Ion Pişotă, Iuliu Bută. 1983. Hidrologie. Ed. Didactică şi pedagogică, Bucureşti, p. 239-249,311-314

Hidrologie

119

Gheţarii constituie apoi o sursă permanentă de alimentare a cursurilor de apă, iar

calotele glaciare de pe suprafaţa oceanului dau, prin topire, un strat de apă mai dulce,

care contribuie şi la formarea unora dintre curenţii oceanici reci (Hudson, Groenlandei,

Oya-Şivo etc.). Gheţarii şi îngheţul peren influenţează, de asemenea, asupra distribuţiei

florei/faunei, solurilor; limitează. culturile şi creează condiţii foarte grele de viaţă omului.

Limita climatică a zăpezilor permanente (perene)

Prin limita climatică a zăpezilor perene se înţelege limita deasupra căreia zăpada

căzută în timpul unui an nu se topeşte în întregime, ci numai parţial, în anotimpul cald.

De-a lungul acestei limite, bilanţul anual al precipitaţiilor solide este egal cu zero, în

sensul că înregistrează o egalitate între precipitaţiile atmosferice solide căzute pe o

suprafaţă oarecare şi pierderea medie anuală, prin topire şi evaporare, de pe aceeaşi

suprafaţă. Deasupra limitei, bilanţul este pozitiv (cantitatea de zăpadă căzută într-un an

este mai mare decât cea care se pierde), iar sub ea bilanţul este negativ (zăpezile căzute

sunt mai reduse cantitativ decât acelea ce se pot pierde prin topire şi evaporaţie).

în mod obişnuit, această limită corespunde cu izoterma anuală de 0°C, fără ca

suprapunerea să fie exactă. Oscilaţiile se observă cu deosebire dea-supra bazinelor

oceanice, unde îngheţul peren devine un fenomen obişnuit la temperaturi mai joase de

0° C. La latitudinile mari, circumpolare, această limită înaintează pe continent şi se

retrage deasupra oceanelor. în Siberia centrală şi în Extremul Orient sovietic, limita

îngheţului peren coboară până la latitudinile mijlocii (45—50°) pe când în Europa nordică

abia atinge Cercul polar de nord (66°), fiind şi mai ridicată în bazinul nordic al

Atlanticului, unde se simt şi influenţele curenţilor marini calzi. Această limită

înregistrează variaţii sensibile şi pe verticală. La latitudinile mari începe de la nivelul

mării, putând fi chiar inferioară acestuia, şi creşte odată cu descreşterea latitudinii.

Astfel, în „Ţara lui Franz-Josef", la latitudinea de 82°, limita inferioară a zăpezilor veşnice

coboară la 50—100 m; în I-le Spitzbergen (80° latitudine)—la 160 m; în Islanda (64—

67° latitudine) — între 600 şi 1 300 m etc.

În emisfera sudică, unde predomină suprafeţele acvatice, mai propice formării

zăpezilor veşnice decât pe uscat, în funcţie de cantităţile mai mari de precipitaţii, limita

inferioară a acestora coboară la nivelul mării (0 m) încă de la latitudinea de 62°.

În regiunile temperate şi calde, limitele cresc progresiv spre ecuator, fiind foarte

mult influenţate de masivitatea reliefului şi de expoziţia versantelor, respectiv şi de

cantităţile de precipitaţii. Câteva exemple sînt foarte semnificative din acest punct de

vedere: Pirinei (42°—-43° latitudine nordică) = 2 600—2 900 m; Caucaz (40°-44°

latitudine nordica) = 2 700 m (versantul sudic) şi 3 700 m (versantul nordic); Alpi (46°—

47° latitudine nordică) = 2 700—2 900 m; Himalaya (27°—34° latitudine nordică) = = 4

900—5 000 m; Keriya şi Kilimandjaro — Africa (0—3° latitudine sudică) .= 4 400—5 200

m; Anzii Cordilieri - Argentina (29° latitudine sudică) = 6 400 m.

Hidrologie

120

Acumularea zăpezilor şi formarea gheţarilor

In condiţiile climatice specifice latitudinilor şi altitudinilor mari, respectiv în cazul

bilanţului pozitiv al precipitaţiilor solide, zăpada se acumulează cu fiecare an, formând

straturi suprapuse, care în funcţie de condiţiile meteorologice şi de presiune (greutatea

zăpezii acumulate), se transformă în gheaţă.

Acumulările de zăpadă depind, în primul rând, de cantitatea precipitaţiilor solide

şi, în al doilea rând, de formele de relief. Mai favorabile îngrămădirilor de zăpadă sunt

formele de relief plane sau chiar concave (cazul bazinelor de recepţie fluviatile, în care se

instalează, în mod obişnuit, gheţarii montani). Acumulările se fac fie pe cale directă, prin

suprapunerea normală a straturilor de zăpadă, în ordinea lor cronologică, fie indirect, prin

intermediul avalanşelor (lavinelor), proprii regiunilor muntoase.

Avalanşele sau lavinele sunt îngrămădiri de zăpadă care alunecă de pe suprafeţele

înclinate ale munţilor. Sunt răspândite în regiunile muntoase sau prearctice, unde panta

terenurilor depăşeşte 15°, iar grosimea stratului de zăpadă este mai mare de 0,5 m.

După geneza lor, sunt două categorii: uscate şi umede.

Lavinele uscate apar ca urmare a supraîncărcării versantelor cu zăpadă în timpul

viscolelor sau mai rezultă din suprapunerea unor ninsori abundente peste straturi de

zăpadă mai vechi. Deoarece între straturile noi de zăpadă prăfoasă (ca o rocă necoezivă)

şi cele vechi nu există o coeziune, zăpada nouă alunecă, dând naştere lavinelor uscate.

Când în timpul dezgheţului se aşterne un strat de apă între suprafaţa inferioară de

zăpadă, care este umezită (ca o rocă semicoezivă) sau îngheţată (ca o rocă coezivă), şi

cea superioară de zăpadă, se formează lavinele umezite sau ude.

Lavinele sunt foarte frecvente în regiunile înalte ale munţilor; ele distrug totul în

calea lor. De aceea, se iau măsuri de prevenire a lor, care constau în împădurirea

versantelor de munte, terasări artificiale, instalări de parazăpezi şi diguri directoare etc.

Transformarea zăpezii în gheaţă

Trecerea din forma de cristale fine în aceea de zăpadă grăunţoasă, denumită şi

firn se face prin intermediul apelor provenite din topirea stratului superficial de zăpadă, în

zilele calde, mai ales prin presiunea exercitată de straturile noi asupra celor de la bază

(fig. 1, a şi b). Uneori participă şi apa meteorică, sub formă de ploaie, care îngheaţă în

contact cu stratul de zăpadă, în funcţie — bineînţeles — şi de temperatura negativă a

acestui strat. Prin tasare continuă şi îndelungată, firnul îşi reduce porozitatea şi se

transformă în gheaţă. în diversele sale etape de transformare (zăpadă, firn, gheaţă),

eliminându-se treptat, prin presiune, bulele de aer, fără a le îndepărta însă definitiv, se

trece de la o culoare alburiu-lăptoasă la una gri-albăstruie şi de la starea de opacitate la

aceea de transluciditate şi apoi chiar de transparenţă (în cazuri mai rare).

Hidrologie

121

Gheaţa de gheţar se diferenţiază de cea provenită din îngheţul apei prin

stratificaţie (particularitate ce dispare numai în cazul presiunilor foarte mari) şi

plasticitate, adică îşi poate modifica forma, deplasându-se chiar, sub influenţa unei forţe

active, fără să se rupă sau să se crape. Plasticitatea creşte direct proporţional cu

presiunea straturilor acumulate şi în măsura în care temperatura masei de gheaţa se

apropie de punctul de topire. O altă trăsătură specifică a gheţii este posibilitatea sa de a

reîngheţa, respectiv de a-şi reface unitatea de bloc (în cazul că s-a compartimentat) prin

inter-mediul peliculei de apă de la suprafaţă.

Rezistenţa la tensiune a gheţii nu este prea mare. în funcţie de această

particularitate, se explică prezenţa crăpăturilor (crevaselor) în limbile de gheaţă în

momentul când diverse praguri din valea glaciară le silesc să se îndoaie.

Fig. 1. Elementele unui gheţar (după A.N. S t r a h l e r):

a — în profil transversal; b — în profil longitudinal; c — repartiţia vitezelor de

curgere în limba unui gheţar.

Mişcarea gheţarilor

Plasticitatea gheţii condiţionează curgerea sa în momentul când aceasta a depăşit

o anumită grosime (grosimea critică) proces ce se petrece mai uşor în prezenţa unei

pante.

Viteza de curgere este şi ea direct proporţională cu presiunea (respectiv cu

grosimea masivului de gheaţă) şi cu panta. S-a calculat că pentru o pantă redusă (1°),

declanşarea curgerii se produce numai în cazul când grosimea gheţii atinge 60—65 m, în

timp ce la o pantă de 45° este suficientă o grosime de numai 1,5—2 m.

Chiar şi în cazul suprafeţelor orizontale sau al unui accident, mişcarea gheţii

continuă lent, datorită plasticităţii masei sale.

Hidrologie

122

S-a constatat apoi că în masa de gheaţă, mai ales în cazul limbilor glaciare, viteza

de curgere este inegală, fiind întârziată de rezistenţa fundului şi a pereţilor văilor glaciare

(fig. 1, c). Ca şi în cazul râurilor, punctele de viteză maximă nu corespund axei

geometrice a văii glaciare, ci unei linii sinuoase, care urmăreşte curburile acesteia. Viteza

creşte dinspre amonte spre aval, fiind legată şi de profilul transversal al văii (invers

proporţional cu lărgimea ei).

în ceea ce priveşte valoarea vitezei de curgere, gheţarii din Alpi înaintează cu cca.

0,14 m/zi, cei din Himalaya cu 2—4 m/zi, iar cei de pe coastele vestice ale Groenlandei,

unde şi presiunea calotei de gheaţă este enormă, cu 10—40 m/zi. în deplasarea lor, la

trecerea peste praguri, limbile gheţarilor crapă transversal, iar la curburi, lateral şi uşor

divergent (în zonele convexe ale curburilor). Se înregistrează uneori şi crevase

longitudinale, precum şi deplasări lamelare ale straturilor de gheaţă, în funcţie de

plasticitatea sa.

Procesele de eroziune şi de transport ale gheţarilor

Ca şi râurile, gheţarii au o acţiune de eroziune, transport şi depunere, dar de un

tip specific, particular.

În locul eroziunii liniare pe verticală, caracteristică apelor curgătoare, gheţarii

erodează lateral şi pe fund. Urmarea directă este profilul transversal al văii gheţarilor în

formă de U.

Spre deosebire de râuri, gheţarii îşi amplifică forţa de eroziune în sectoarele unde

rezistenţa rocilor este mai mare şi se formează contrapante. Aşa se explică, parţial, de ce

profilul longitudinal al gheţarilor diferă de acela al râurilor, înregistrând şi contrapante

(fig.1, b).

Versantele văilor glaciare sunt şlefuite şi scrijelate, iar pe suprafeţele largi rămân,

în urma scurgerii gheţarilor, aşa-numitele «spinări de berbeci» („roches moutonees").

Materialul antrenat de gheţar în mişcarea sa nu se rostogoleşte (ca în cazul

râurilor) şi, în consecinţă, este puţin rulat, colţuros, prezentând scrijelituri provenite din

frecarea cu pereţii văilor sau cu alte fragmente de rocă. După poziţia pe câre o au în

limba gheţarilor, aceste morene pot fi (fig. 1, a şi b): frontale (împinse de capătul limbii,

căpătând o formă semilunară); laterale (antrenate prin erodarea versantelor sau

rostogolite din porţiunile libere de gheaţă ale acestora); de fund (târâte de gheţar pe

fundul văii); mediane (provenite din unirea a două limbi de gheţari); de suprafaţă (pe

spinarea gheţarilor): interioare (prinse în masa gheţarilor, în urma refacerii crevaselor, în

care au alunecat morenele de suprafaţă).

în cazul calotelor glaciare de tipul celor din Groenlanda, morenele mai frecvente

sunt cele de fund şi frontale, înlănţuite însă la periferia acestora. Alături de materialul

grosier, depozitele morenice conţin şi particule de nisip şi mâl, din care, după dispariţia

gheţarilor, se formează, prin intermediul vântului şi al apelor curgătoare, loessul.

Hidrologie

123

Topirea gheţarilor

La un gheţar se pot separa două regiuni distincte: regiunea de alimentare, situată

în zona cu bilanţ pozitiv al precipitaţiilor solide (deasupra limitei zăpezilor eterne), şi

regiunea de curgere, situată în zona bilanţului negativ. în prima regiune se produce

acumularea zăpezii şi transformarea ei în gheaţă, iar în cea de-a doua — dispariţia prin

topire. Topirea este condiţionată, pe lângă bilanţul negativ al precipitaţiilor solido, de

temperaturile mai ridicate, în funcţie de care se măreşte şi evaporaţia, precum şi de

frecvenţa ploilor.

Raportul dintre acumulare şi pierdere poate da trei cazuri de evoluţie a gheţarilor:

menţinerea la aceleaşi dimensiuni, în cazul unui raport de egalitate;

scăderea sau retragerea gheţarului, în cazul pierderilor mai accentuate decât aportul

din zona de acumulare;

creşterea şi înaintarea gheţarului, în caz invers (acumularea mai mare decât

pierderile).

Observaţiile din ultimii ani au înregistrat o accentuată tendinţă de retragere a

glaciaţiunii arctice, ca şi a celei din regiunile montane. în' cuaternar, aceste faze de

înaintare şi de retragere a gheţarilor s-au succedat de câteva ori, înregistrând variaţii de

mare amploare. Pentru Alpi se admit patru perioade glaciare (Günz, Mindel, Riss, Würm)

şi trei interglaciare. Periodicitatea lor este legată de variaţiile ciclice ale climei, cu

intervale foarte mari între fazele de încălzire şi de răcire ale acesteia.

Procesele de acumulare

Topirea gheţarilor, respectiv retragerea lor, atrage după sine depunerea

materialului transportat în timpul înaintării masei de gheaţă.

La gheţarii din regiunile montane, formele cele mai caracteristice rezultate din

procesul depunerilor sunt morenele frontale, cu aspect în general semilunar. Taluzul

exterior al acestor materiale acumulate haotic este mai prelung, iar cel inferior mai

abrupt. Uneori, în spatele morenelor frontale se poate acumula apă, creându-se lacuri de

baraj morenic. în mod obişnuit, întreaga zonă de topire a limbii gheţarului, cu depunerile

respective, formează aşa-numitul „complex fluvio-glaciar", respectiv regiunea de trecere

de la gheţar la râu. Alimentarea râurilor este foarte bogată şi constantă în aceste cazuri,

iar circulaţia subterană, prin masa materialului morenic, deosebit de activă.

Retragerea gheţarilor montani permite şi depozitarea morenelor laterale, care se

păstrează însă mai greu. în ceea ce priveşte morenele de fund, acestea sunt antrenate

ulterior de râul care ia IocuI vechiului gheţar.

în regiunea de platformă, unde predomină calotele glaciare sub formă de saltea,

depunerile rămase după retragerea acestora sunt reprezentate mai ales prin morenele de

fund, care dau naştere unui microrelief specific: drum-linuri (movile longitudinale dispuse

Hidrologie

124

în şiruri, pe direcţia de înaintare a gheţii, formate în zonele terminale ale calotelor);

camesuri (movile izolate de pietrişuri şi mâluri); őze (eskers-uri) (dealuri înguste,

longitudinale şi sinuoase, cu stratificaţii de nisip şi pietriş); câmpii de argile cu blocuri

intercalate (blouder clay), depozite glacio-lacustre, blocuri eratice (rătăcitoare), provenite

din regiuni îndepărtate; zandre (câmpii de pietrişuri şi nisipuri, cărate ulterior de râuri din

depozitele morenice etc.).

Prezenţa lor indică extensiunea vechilor glaciaţiuni ca şi intensitatea acestora.

Spaţiile depresionare dintre aceste depuneri, denumite în PoIonia pradoliny, favorizează

acumularea de lacuri, mlaştini sau formarea de turbării.

Tipurile de gheţari

în funcţie de caracterele lor comune şi de diversele particularităţi, gheţarii de pe

suprafaţa Globului au fost împărţiţi în două mari categorii: continentali şi montani.

1. Gheţarii continentali au aspect de saltele de gheaţă, de felul celor care acoperă

Antarctida sau Groenlanda. Joacă rolul esenţial în peisajul glaciar tocmai prin extensiunea

lor considerabilă. Forma generală a saltelei uriaşe de gheaţă este aproape plată, uşor

convexă şi nu mai ţine seama de relieful preexistent, care este complet acoperit.

Înaintarea se face radial dinspre centru, unde se produc mereu acumulări, spre periferie,

respectiv spre zonele de topire. Mişcarea este lentă, în afara cazurilor când în vecinătatea

ţărmului iau naştere limbi glaciare. Modelarea reliefului este, de asemenea, înceată şi

tinde spre o nivelare generală, cu aspect de platformă. Fenomenul e însă aşa de lent,

încât putem vorbi mai curând de o conservare a reliefului preexistent decât de

transformarea sa. Grosimea calotei de gheaţă este foarte mare de 1500 — 3 300 m şi

chiar mai mult. Odată ajunsa la ţărm, calota de gheaţă nu mai are bază de susţinere şi,

subminată de valuri, se rupe, dând uneori blocuri enorme, care plutesc spre regiunile mai

calde, unde se topesc (fig. 2). Acestea sunt bine cunoscutele aisberguri (iceberguri =

munţi de gheaţă) şi pot provoca uneori accidente în navigaţie (ex. naufragiul

transatlanticului Titanic), mai ales că, datorită temperaturilor scăzute, atunci când ajung

în zonele mai calde sunt înconjurate de ceaţă . Pericolul este accentuat de faptul că

mărimea lor aparentă este foarte înşelătoare, în sensul că 9/10 din corpul de gheaţă este

cufundat în apă şi numai 1/10 rămâne la suprafaţă, datorită blocurilor de rocă

încorporate în masa lor, care le măresc mult greutatea specifică.

In cazul gheţarilor continentali, se diferenţiază două tipuri:

antarctic, foarte masiv, care se extinde până în ocean, unde dă naştere unor

adevărate banchize plutitoare de gheaţă, a căror răspândire variază mult în cursul

unui an ;

groenlandez, care are cam aceleaşi trăsături, dar la periferie se canalizează pe vai,

sub formă de limbi, până la nivelul mării.

Hidrologie

125

2. Gheţarii montani (gheţarii locali) sunt mult mai reduşi ca dimensiuni,

împrăştiaţi sporadic pe suprafaţa Globului, în funcţie de masivitatea reliefului, şi au efecte

reduse în ansamblul elementelor peisajului fizico-geografic. Viteza de deplasare, legata

de pante, este însă mult mai mare, deci şi modelarea reliefului mai activă. Ocupă cca.

0,6% clin totalul suprafeţelor terestre acoperite cu gheţari. Iau naştere în condiţii diferite

de relief, astfel că variază foarte mult ca formă şi dimensiuni.

După locul de cantonare, gheţarii montani au fost divizaţi în: gheţari de vale (cei

mai răspândiţi), gheţari de circ şi gheţari de podiş (cu răspândire redusa).

a. Gheţarii de vale prezintă următoarele tipuri:

Gheţarii de tip alpin sunt caracteristici sistemului muntos alpin,unde au fost studiaţi

mai mult (fig. 3, a şi b). Au două părţi componente:firnul sau neve-ul, respectiv zona

de acumulare a zăpezilor şi de transformare în gheaţă, care corespunde circurilor

glaciare instalate, de obicei, în bazinele de recepţie ale unor văi; limba gheţarului,

respectiv zona de curgere şi de topire (sub limba zăpezilor veşnice). În Alpi, lungimea

maximă a acestor limbi se menţine în jur de 10—25 km (Aletsch = 26 km). În Caucaz

ating lungimi şi mai mari.

Gheţarii de tip himalayan, cu răspândire mai largă în Pamir, Tian-Şan, Himalaya, se

aseamănă cu cei alpini, dar sunt mai dezvoltaţi şi au sisteme ramificate. Ajung la

lungimi mult mai mari (Fedcenko = 77 km,Înilcek = 82 km etc).

Gheţarii de tip scandinav, caracteristici Alpilor Scandinavici, prezintă un corp masiv,

cu aspect de saltea (icefild în denumirea locală), ocupând platourile muntoase şi

nenumărate limbi periferice, uşor divergente, care coboară în fiorduri până la nivelul

mării.

Gheţarii de tip alaskian sunt caracteristici în munţii tineri ai Alaskăi şi se formează

iniţial, ca şi cei alpini, cu circuri şi văi glaciare. Cum limita zăpezilor eteme e foarte

coborâtă, limbile ajunse pe câmpiile litorale de la poalele munţilor nu se topesc, ci se

reunesc, alcătuind saltele considerabile de gheaţă (gheţarul Malaspina e cel mai tipic

exemplu).

b.Gheţarii de circ sunt reduşi ca dimensiuni, prezentând numai firnul mai bine

dezvoltat, pe când limbile sunt scurte şi se rup de îndată ce depăşesc pragurile

(«verrou»-rile) circurilor. Se distinge un tip pirenean, cu trăsăturile de mai sus, şi unul

Fig. 2. Formarea gheţurilor plutitoare.

Hidrologie

126

turkestan, cantonat, de obicei, în depresiuni tectonice, fără scurgere, în care alimentarea

din zăpezi se face prin intermediul avalanşelor sau al vântului.

Fig.3. Părţile componente ale unui gheţar alpin: a — în plan; b —- în profil.

c. Gheţarii de podiş sunt mai rari, apar în Pamir şi pe alte platouri înalte. Au

aspecte mici de saltele de gheaţă, fără scurgere, de unde şi caracterul de suspendare.

Importanţa gheţarilor de munte constă în special în faptul că majoritatea lor

alimentează, cu un debit permanent crescut în anotimpul cald, râurile care se continuă de

la periferiile lor.

Glaciaţiunea pe teritoriul României

În condiţiile climatului actual, Carpaţii, cu altitudini maxime de 2000—2 544 m, nu

intră în zona zăpezilor veşnice, deşi acumularea în timpul iernii este masivă, dar vara

zăpada se topeşte complet, alimentând din abundentă reţeaua hidrografică montană.

În cuaternar, situaţia climatică a fost însă diferită, astfel că masivele mai înalte

intrau în sfera de acţiune a zăpezilor eterne, a căror limită inferioară era la cca. 1800 m

în Carpaţii Meridionali şi 1700 m în Carpaţii Orientali. Limbile gheţarilor coborau însă, în

mod excepţional, până la 1100—1200 m.

Hidrologie

127

Glaciaţiumea cuaternară, cu gheţari de tip alpin pe versantele nordice şi vestice şi

de tip pirenean (gheţari de circ) pe cele sudice a cuprins masivele: Retezat (dezvoltare

excepţională), Parîng, Şurianu, Făgaraş, Bucegi, Călimani, Rodna, Maramureş.

Fenomenele de nivaţie au fost şi mai extinse, lăsînd urme evidente în masivele

Bihor, Vlădeasa, Siriu etc.

Circurile glaciare, cunoscute la noi şi sub denumirea de căldări sau zănoage,

simple sau conjugate, lacurile glaciare, văile, cu profil transversal în formă de U, custurile

(crestele ascuţite dintre circuri), depozitele locale de morene etc. constituie formele

reziduale cele mai caracteristice ale glaciaţiunii cuaternare de la noi.

Insemnătatea hidrologică a gheţarilor

Rezervele mari de apă în stare solidă acumulate în masa gheţarilor, uneori un

timp îndelungat (majoritatea gheţarilor fosili dateaza din pleistocen) constituie surse

permanente de alimentare a râurilor, odată cu pătrunderea lor în regiunile de topire (cu

bilanţ negativ al precipitaţiilor solide).

In mod obişnuit, apele provenite din topirea gheţarilor se infiltrează în depozitele

morenice sau în masele de grohotişuri, de unde reapar sub formă de izvoare care

alimentează apoi râurile. In acest caz, gheţarii participă cu un procentaj mai redus, în

general sub 50%, la formarea debitului râului respectiv.

Nenumărate râuri vin însă în contact mai strîns cu gheţarii, în sensul că se

alimentează direct din aceştia, existînd o circulaţie de apă permanentă chiar sub limba

gheţarilor. In acest caz, apele provenite din masa de gheaţă depăşesc 50% din debitul

anual al rîurilor.

Raportul dintre gheţari şi râuri apare şi mai strîns dacă se urmăresc variaţiile

zilnice, sezoniere şi anuale ale nivelurilor şi debitelor. Râurile alimentate din gheţari se

caracterizează prin creşteri substanţiale ale nivelului şi debitului în timpul verii, cănd

fenomenul topirii înregistrează maximum de intensitate. Apele mari de vară, la râurile

alpine, sunt de lungă durată (cca 2—3 luni la latitudini mijlocii) şi au oscilaţii zilnice de

nivel şi debit neînsemnate. Este şi mai importantă contribuţie a gheţarilor la alimentarea

râurilor în anii secetoşi, când aportul precipitaţiilor este foarte redus, cea mai mare parte

a debitului pe râurile respective provenind din gheţari şi din apele subterane.

Sub aspect practic, râurile alimentate de gheţari sunt foarte potrivite pentru

irigaţii şi amenajări hidrotehnice, datorita rolului regularizator al masei de gheaţă, care

acumuleazâ apă. în stare solidă şi o reda circuitului

In stare lichidă, asigurând debite considerabile tocmai în anotimpul secetos. Acest rol se

accentuează atunci când râurile alimentate de gheţari străbat ulterior regiui uscate,

deşertice sau semideşertice (cazul lui Amudaria, alimentat din 356 de gheţari, şi al lui

Sirdaria, alimentat din 282 de gheţari).

Hidrologie

128

9 NOŢIUNI DE OCEANOLOGIE

Una din ramurile importante ale hidrologiei este reprezentată de oceanologie,

domeniu foarte important care se ocupă de mările şi oceanele existente pe globul

pământesc.

Studiul oceanului planetar este consecinţa directă a importanţei pe care o joacă oceanul

în viaţa planetei noastre.

Deşi oceanul reprezintă un mediu ostil şi mai greu accesibil omului, el a reprezentat şi

prezintă un interes deosebit deoarece:

- domină prin suprafaţă globul pământesc, ocupând prin cele 36147259 km2 cât

înglobează suprafaţa oceanului planetar, 70,8 % din suprafaţa totală a planetei;

- răspunde unor însemnate probleme referitoare la naşterea şi evoluţia vieţii pe

pământ precum şi a altor probleme de ordin ştiinţific;

- oceanul reprezintă pentru om un rezervor bogat de resurse minerale şi de hrană

care trebuie cunoscute, cercetate şi apoi exploatate raţional;

- reprezintă mijlocul de comunicare cel mai simplu între diferite continente sau

insule şi asigură schimburile dintre oameni din diferite puncte ale globului;

Studiul oceanografic având ca obiect principal oceanul planetar, urmăreşte printre

altele:

- cunoaşterea componentelor acestui domeniu, adică oceanele şi mările existente în

lume;

- studierea configuraţiei ţărmurilor şi a reliefului marin;

- proprietăţile fizice şi chimice ale apelor marine;

- dinamica apelor oceanului planetar şi principiile de guvernare a mişcării apelor

oceanice;

- studierea proceselor calorice şi biologice care se dezvoltă în apele oceanice sau

marine;

Evident că în oceanologie se folosesc pentru cercetare metodele clasice si anume:

- metoda staţionară, în staţii sau posturi fixe care urmăresc un ansamblu de

caracteristice prin observaţii şi măsurători permanente;

- metoda expediţionară, pe diverse trasee stabilite în care se folosesc vase de

cercetare echipate cu aparatură de specialitate şi încadrate cu personal ştiinţific;

- metoda experimentală, folosită în laboratoare în care se simulează, la scară,

diverse fenomene sau manifestări marine.

Este clar că toate aceste metode, aplicat şi în hidrologie în general, prezintă unele

caracteristici specifice mediului marin. Istoricul cercetărilor marine se pierde în negura

vremurilor, cercetători renumiţi atestând asemenea activităţi încă din timpuri preistorice.

Hidrologie

129

Nici antichitatea nu a ocolit acest domeniu şi date şi scrieri precum cele ale lui Herodot,

Aristotel, Lucretius Carus, Strabo, Ptolemeu şi Pliniu cel Bătrân atestă aceste lucruri.

A urmat epoca marilor călătorii şi descoperiri geografice, epoca Renaşterii şi a

culminat cu expediţiile moderne şi contemporane care au întregit patrimoniul cunoaşterii

oceanului planetar cu numeroase date importante.

Privind în ansamblu globul pământesc, se poate observa că uscatul reprezentat de

continentele mari şi insulele mai mici nu reprezintă decât nişte arhipelaguri răspândite la

diferite latitudini în oceanul planetar care este dominant. Orice studiu efectuat în

ansamblul globului sau pe emisfere scoate în evidenţă dominaţia oceanului planetar.

Comparând însă volumele ocupate de uscat şi apa oceanică apare însă dominaţia netă a

Pământului. Considerând adâncimea medie a oceanului planetar ca fiind de cca. 3800 m

ea apare ca o valoare neînsemnată cu raza Pământului care este de 6379 km. De

asemenea, greutatea hidrosferei, evaluată la cca. 14 x 108 tone reprezintă sub 7 % din

greutatea geoidului, iar volumul oceanului planetar estimat la 1370 milioane km3

reprezintă 1/800 din volumul total al Pământului care reprezintă 1096 miliarde km3 .

Oceanul planetar, constituit din mări şi oceane, prezintă o serie de caracteristici

proprii, care-l deosebesc de restul hidrosferei, şi anume:

- continuitatea – caracteristică materializată prin faptul că din orice punct al

oceanului planetar se poate ajunge în oricare alt punct sau în punctul de plecare

mergând numai pe apă, fără a traversa uscatul;

- independenţa – element ce atestă faptul că oceanul planetar se află într-o totală

independenţă faţă de uscat, influenţa dominantă fiind a oceanului asupra

uscatului;

- coincidenţa – suprafaţa oceanului planetar coincide aproximativ cu suprafaţa

geoidului terestru.

Unităţile cele mai mari ale oceanului planetar sunt reprezentate de mările primare

denumite oceane.

Se cunosc 4 unităţi oceanice principale:

- Oceanul Atlantic

- Oceanul Indian;

- Oceanul Pacific;

- Oceanul Arctic.

OCEANELE LUMII

Suprafaţa (mii km2) Adâncimea (m) Denumirea oceanului Suprafaţa totală

cu mările adiacente

Suprafaţa fără mările

adiacente

medie maximă

Atlantic 92020 73540 3700 8428 Indian 76160 62950 3900 7450 Pacific 179240 146440 4100 11034 Arctic 14910 4500 1500 5449

Hidrologie

130

În multe lucrări de specialitate este specificată şi o a cincea unitate oceanică,

Oceanul Antarctic sau Austral, situat la limita sudică a celor 3 mari oceane Atlantic,

Indian şi Pacific cu ale căror ape se confundă în jurul continentului Antarctic. Limitele

acestui ocean sunt foarte greu de stabilit ele urmând pe de o parte linia de coastă a

Antarcticii iar pe de altă parte o linie imaginară situată undeva la sud de Africa, Australia

şi America de Sud.

Oceanul planetar cuprinde, alături de mările primare, în special la bordura

acestora, o serie de unităţi mai mici denumite mări.

Mările se prezintă ca nişte unităţi de forme, mărime şi aşezare foarte diferite. În

funcţie de anumite criterii geografice, hidrologice, poziţia faţă de uscat, etc. S-au încercat

diferite clasificări. Una din clasificări de ordin geografic şi al legăturilor cu oceanul

planetar împarte mările în:

- mări independente – fără nici o legătură cu oceanul planetar, ca de exemplu: M.

Caspică, M. Aral;

- mări dependente – marea majoritate a mărilor care au legătură cu oceanul

planetar şi care se subdivid în:

a. mări continentale sau mediterane, înconjurate în cea mai mare parte de

mase continentale şi care pot fi:

- mări interioare: M. Neagră sau M. Mediterană;

- mări închise, înconjurate de uscat, cum sunt: M. Caraibelor,

M. Celebes, M. Sulu, M. Banda etc.

b. mări de bordură sau mărginaşe, situate la bordura cuvetelor oceanice şi

care, la rândul lor, se împart în:

- mări interioare, situate la marginea continentelor, bine

individualizate, fiind înconjurate de uscat, ca de exemplu: M.

Roşie, M. Baltică, M. Californiei şi M. Albă;

- mări închise, situate de regulă la bordura continentelor dar

delimitate de oceanul planetar de şiruri de insule, cum sunt:

M. Japoniei, M. Chinei, M. Nordului, M. Irică şi M. Mânecii.

Pornind de la criterii geografice, poziţia faţă de uscat şi oceanul planetar, caracteristici

oceanografice sau fizice, geograful francez C. Vallaux împarte mările în 4 grupe:

- mări mediterane – situate la limita continentelor şi delimitate de uscatul

continental;

- mările ghirlandelor insulare – delimitate de şiruri de insule care prin poziţia lor

individualizează o serie de mări;

- mări de mică adâncime - aşezate în marea lor majoritate pe platforma

continentală cu adâncimi mici, cu praguri, apropiate coastelor continentale,

presărate cu insule etc.

Hidrologie

131

- mări care îngheaţă - situate la mari altitudini şi care o mare parte a anului sunt

acoperite cu gheaţă.

O altă clasificareîmparte mările în:

- mări interioare – mările înconjurate în cea mai mare parte de uscat şi care

comunică cu celelalte mări sau cu oceanul prin strâmtori, ca de exemplu M. Azov,

M. Neagră, M. Baltică, M. Albă;

- mări semiînchise – mărginite de o parte de continente şi separate de oceanul

planetar prin grupuri sau lanţuri de insule sau peninsule care pătrund adânc în

ocean, ca de exemplu: M. Nordului, M. Ohoţk, M. Caraibelor, M. Behring, M.

Japoniei etc.;

- mări deschise – aşezate la marginea cuvetelor oceanice şi care se află în directă

legătură cu oceanul pe o porţiune largă, cum sunt: M. Barents, M. Arabiei, M.

Norvegiei, Marea Ross etc;

- mări interinsulare – sunt mările înconjurate în totalitate de insule care prin

aşezarea lor izolează marea de restul oceanului, diferenţiind-o chiar şi prin unele

caracteristici de ocean. Asemenea mări sunt: M. Sulu, M. Banda, M. Djawei.

Relieful Oceanului planetar

La fel ca suprafaţa uscatului, relieful submarin este foarte frământat ca consecinţă

directă a influenţelor factorilor interni şi externi care acţionează continuu asupra sa.

Constituţia şi forma reliefului oceanului planetar a stat în atenţia cercetătorilor, care,

pornind de la anumite criterii, fiecare din ele justificat, au propus o serie de clasificări.

Realizând o secţiune transversală prin ocean (fig. 1) se poate constata că referitor la

relief se pot distinge două regiuni: treapta continentală şi regiunea abisală.

Fiecare din aceste două regiuni prezintă o serie de subdiviziuni. Astfel, treapta

continentală are în componenţa sa: zona de ţărm, platforma continentală şi taluzul iar

regiunea abisală: bazinul sau câmpia oceanică, uneori întreruptă de prezenţa unor

dorsale sau praguri şi fosele oceanice, din care cea mai adâncă este groapa Marianelor cu

o adâncime de 11022 m.

Ţărmul cunoscut şi sub denumirea de coastă sau litoral, reprezintă zona în care apa

mărilor şi oceanelor intră direct în contact cu uscatul ce le înconjoară. Este zona în care,

datorită valurilor, curenţilor şi mareelor, întâlnim o luptă continuă între mare şi uscat,

luptă care, uneori, ia forme violente şi cu urmări însemnate.

Întâlnim ţărmuri primare formate din uscatul continental precum şi ţărmuri

secundare, realizate de depunerile marine, sub formă de cordoane litorale sau formate de

acţiunile agenţilor biologici ca de exemplu recifele de corali.

Sigur că ţărmul se poate prezenta sub forme diferite şi anume:

Hidrologie

132

- ţărmuri înalte, ca urmare a prezenţei unor blocuri continentale la linia de contact a

uscatului cu marea sau oceanul. Uneori aceste ţărmuri înalte lovite permanent de valuri

sau curenţi marini suferă o serie de surpări succesive, în special la masivele calcaroase,

formând aşa numitele faleze.

Fig. 1 Componente ale reliefului oceanului planetar

Tot în rândul ţărmurilor înalte întâlnim şi fiordurile, care reprezintă căldările unor

vechi gheţari topiţi şi migraţi spre ocean. Acum se prezintă ca nişte golfuri interioare în

nişte regiuni muntoase, cu adâncimi apreciabile.

Asemenea fiorduri le întâlnim la coasta Scandinavă, Scoţia, Groenlanda, America de

Sus, Insulele Maldive sau Noua Zeelandă.

În zona Mării Adriatice, la coasta Dalmaţiei întâlnim ţărmul de tip dalmatic, care

prezintă o serie de insule paralele cu ţărmul şi care închid nişte văi longitudinale,

invadate de apa mării, care se constituie în canale închise între pereţi înalţi, adăposturi

sigure în caz de furtună.

Ţărmuri cu riass, reprezintă o serie de văi vechi continentale care, datorită mişcărilor

oscilatorii negative ale uscatului, au fost acoperite de apele mării. Asemenea ţărmuri se

întâlnesc în Bretania şi Galicia. Ţărmurile înalte, datorită formei lor şi a adâncimilor mai

200 m

1500 m

6000 m

11020 m

BAZINUL SAU CAMPIA OCEANICA

TREA

PTA

CO

NTI

NEN

TALA

ZONA DE TARM

0 m

REG

IUN

EA A

BIS

ALA

PLATFORMA CONTINENTALA

TALUZUL CONTINENTAL

FOSE (GROPI) OCEANICE

Hidrologie

133

mari ale apelor marine prezintă unele avantaje pentru instalarea porturilor şi acostarea

navelor.

- ţărmurile joase se întâlnesc acolo unde oceanul sau marea se intersectează cu zone

de câmpie continentală. Zona litorală are o extensie apreciabilă iar linia ţărmului se

deplasează în funcţie de nivelul apei marine, de valuri, curenţi sau maree.

Se disting:

- ţărmuri de acumulare, rezultate din acumulările de nisip aduse de valurile sau

curenţii marini şi depuse în timp;

- ţărmuri drepte, rezultate tot ca urmare a acţiunii valurilor şi curenţilor care dislocă

particule de nisip sau bucăţi de uscat, le transportă şi apoi le depun în zone mai

liniştite, formând un nou ţărm;

- ţărmuri cu lagună, o zonă de golf marin, de regulă cu adâncimi mai mici, care prin

depuneri repetate de aluviuni care formează cordoane litorale este despărţit de

mare aproape complet, formând o lagună;

- limanurile, constituite din văi largi situate la vărsarea unor râuri în mare, văi

invadate uneori de apele marine, purtate de valuri sau la furtuni şi care

construiesc praguri prin depuneri succesive de aluviuni la gura râului sau în zona

de contact cu marea şi care formează, în timp, o unitate hidrologică distinctă.

- deltele, formaţiuni construite în zonele de vărsare în mare a unor fluvii;

- baia, o sinuozitate a liniei ţărmului mai puţin închisă decât golful şi care prin

depuneri succesive de aluviuni tinde să devină un golf;

- promontoriul, proeminenţe ale liniei de coastă care pătrund în interiorul mării,

terminat de regulă cu un cap.

La nivelul ţărmului în zona de contact cu apa marină se înregistrează multiple şi

continui transformări datorită unor forţe şi procese ce acţionează şi care conduc la

modificări ale coastei marine. Printre procesele ce au loc se pot enumera: abraziunea,

mişcările oscilatorii ale uscatului, activităţile vulcanice, mişcările seismice, acţiunile

organismelor vii din mediul marin sau ale omului.

Abraziunea, reprezintă consecinţa proceselor de eroziune a coastei datorită

valurilor, curenţilor sau mareelor şi care conduc la modificarea litoralului.

Efectele valului depind de înălţimea, lungimea sa de deplasare. Un val obişnuit,

întâlnit şi în Marea Neagră cu o înălţime de 4 m şi o lungime de undă de 60 m,

rezerva de energie este de 360000 kgf pentru fiecare metru linear. Forţa de izbire a

valurilor, în timpul furtunilor creşte considerabil şi poate atinge valori de 15 t/m2 la

ţărmul mărilor sau 30 t/m2 la ocean.

În decursul timpului masele continentale efectuează mişcări oscilatorii lente de

scufundări sau ridicări. Aceste mişcări au loc şi la ţărmul mărilor şi a oceanelor

antrenând atât zona de ţărm cât şi platforma continentală adiacentă.

Hidrologie

134

Zonele cu activităţi vulcanice provoacă importante modificări ale zonelor de costă

influenţând, prin asemenea activităţi, forma şi poziţia sa. La fel şi activităţile seismice

pot provoca modificări ale poziţiei şi formei ţărmurilor dacă aceste activităţi au

epicentrul în apropierea coastelor.

Organismele din mări şi oceane, prin depunerea excrementelor sau a resturilor lor

după moarte şi acumularea acestor depuneri, precum şi omul care poate interveni direct

modelând litoralul după interesele sale, contribuie la modificarea ţărmului.

O zonă de mare interes pentru om este platforma continentală (fig. 2), zonă ce

urmează liniei ţărmului cu o extensie mai mare sau mai mică, cunoscută şi sub

denumirea de regiune periferică a mării sau şelf.

Limita şelfului este

stabilită la adâncimea de

200 m şi cuprinde 3 zone

distincte:

- zona prelitorală, până

la cota 0 m;

- zona litorală, cuprinsă între izobatele de 0 m şi 100 m;

- zona sublitorală, cuprinsă între izobatele de 100 m şi 200 m.

Platforma continentală a fost prima parte a solului marin studiată de om, în special

pentru nevoile de navigaţie sau de exploatare a resurselor din această zonă (peşte, alge,

nisip etc.).

Are o înclinare mică a pantei terenului şi prezintă lăţimi variabile. În Oceanul

Îngheţat de Nord, la coasta Siberiei, platforma continentală atinge extinderi până la 140

km. O asemenea platformă continentală extinsă întâlnim şi în partea de Nord –Vest a

Mării Negre.

Limita corespunzătoare a adâncimii de 200 m aleasă convenţional, reprezintă

limita pentru navigaţia costieră şi pentru pescuit.

Printr-un raport al organizaţiei Naţiunilor Unite din 1957, întocmit de un grup de

geologi şi hidrologi, limita şelfului a fost stabilit la adâncimea de 300 fathomi, adică

548,40 m, un fathom fiind egal cu 1,828 m.

Platforma continentală cu limita de adâncimea de 200 m, ocupă 7,5 % din

suprafaţa oceanului planetar dar trebuie notat faptul că ea reprezintă 18 % din suprafaţa

totală a uscatului.

Limita platformei continentale care are o pantă medie de 0o07’ este marcată de o

schimbare de pantă, care poate creşte între 4o7’ şi care formează trecerea la taluzul

continental.

Panta medie a taluzului oscilează între 4o şi 7o dar poate ajunge uneori şi la 20o

(Platoul Blake din Sud-Estul Peninsulei Florida).

Fig. 2 Diviziunile platformei continentale

Hidrologie

135

Panta taluzului scade pe măsură ce se înaintează spre adânc, zona aceasta fiind

cunoscută sub denumirea de piemont oceanic (fig 3).

Piemontul oceanic are o lărgime care variază între 100 şi 1000 km şi care se

constituie din două porţiuni, una

superioară şi alta inferioară.

Taluzul continental, în totalitatea

sa, ocupă o suprafaţă estimată la

nivelul a 31,6 milioane km2,

reprezentând 12,1 % din suprafaţa

oceanului planetar.

Zona abisală este zona cuprinsă după izobata de 1500 m, adâncime aleasă ca fiind

corespunzătoare limitei maxime de pătrundere a razelor ultraviolete mergând până la

6000 m şi constituind albia oceanului planetar. Are o suprafaţă de 201,5 milioane km2 şi

ocupă 77,2 % din suprafaţa oceanului planetar.

În anumite zone, abisul oceanic prezintă fracturi sau fose oceanice, cu adâncimi mari,

unele de peste 10000 m (groapa Marianelor – 11022 m) sau poate prezenta creşteri de

altitudine care se pot constitui în dorsale, praguri sau uneori depăşind nivelul oceanelor

se constituie în insule.

Mişcarea apelor marine

Privită de la mare înălţime, suprafaţa mărilor şi oceanelor apare ca un plan

orizontal, neted, dar cu cât ne apropiem de ea se observă că toate corpurile care plutesc

se află într-o permanentă mişcare şi în plus o observaţie continuă la malul mării denotă şi

faptul că nici nivelul apei nu este acelaşi ceea ce denotă că apele marine se află într-o

permanentă mişcare.

Pentru că se ştie că mişcare produce energie, se poate afirma că oceanul planetar

este un imens generator de forţe dinamice.

Cauzele care provoacă mişcarea în masa lichidă a oceanelor sunt de ordin extern

şi mod direct sau indirect îşi au originea în aştrii care ne înconjoară, şi anume, Soarele şi

Luna.

Mişcările apelor marine se pot defini în trei mari categorii:

- valurile – mişcări ondulatorii de scurtă perioadă;

- mareele – unde de mare amplitudine, legate intim de acţiunile aştrilor cereşti;

- curenţii – mişcări de translaţie ale apelor marin, care pot avea origini diferite.

Valurile sunt mişcări ondulatorii pe verticală şi de scurtă perioadă a apelor marine

constituind, de fapt, o stare naturală a oceanului planetar.

Această mişcare este produsă de factori exteriori şi în funcţie de aceştia deosebim:

- valuri de provenienţă eoliană;

Fig. 3 Subdiviziunile piemontului oceanic

Hidrologie

136

- valuri catastrofice, produse de seisme, alunecări de terenuri, furtuni puternice;

- valuri rezultate din acţiunea altor factori ca de exemplu fluctuaţiile de presiune

atmosferică;

Elementele valului, modul de determinare al acestora şi determinarea consecinţelor

acestora au fost prezentate anterior. Este de remarcat faptul că un element important ce

interesează omul şi ştiinţa este energia valurilor (potenţială şi cinetică), evaluarea şi

utilizarea sa.

Mareea, reprezintă fenomenul marin care se manifestă prin oscilaţii periodice ale

nivelului hidrosferei, exprimată de mişcarea de ridicare şi coborâre a nivelului apei

oceanice, mişcare vizibilă, în mod deosebit, în apropierea ţărmurilor.

Fenomenul de înălţare a nivelului apelor şi de înaintare pe ţărmurilor joase poartă

denumirea de flux iar retragerea apelor poartă denumirea de reflux. Obişnuit, în timpul

fluxului, valul mareic atinge diferenţe de nivel cuprinse între 1 şi 5 m, mai ales în

regiunile larg deschise spre ocean, în schimb, în unele regiuni de golfuri, băi sau

strâmtori, datorită poziţiei geografice şi a configuraţiei ţărmurilor, înălţimea valului

mareic poate atinge înălţimi apreciabile, până la 15-20 m. Asemenea fenomene se pot

întâlni în Baia Fundy- Canada, Peninsula Noua Scoţie, Baia Frobisher – Canada, Ţara lui

Baffin, Baia Mont St. Michel – Normandia, Severn sau Canalul Bristol din Anglia.

Cele mai frecvente sunt mareele diurne, formate dintr-o maree înaltă şi una joasă în

fiecare zi.

Se întâlnesc în anumite zone ale Oceanului Atlantic şi ale Oceanului Indian şi maree

semidiurne, constituite din două maree înalte şi două joase în decursul unei zile.

De regulă mareele înalte sau joase consecutive au amplitudini diferite.

În mările închise amplitudinea valului mareic este foarte redusă, în Marea Mediterană

oscilând între 20 şi 40 cm iar în Marea Neagră, amplitudinea este de ordinul

centimetrilor.

Datorită influenţei majore pe care o exercită Luna în producerea mareelor acestea au

loc la intervale de 12 ore şi 25 minute echivalentul unei jumătăţi de zi lunare, deci două

maree înalte consecutive apar cu o întârziere zilnică de 50 minute.

Dacă influenţa majoră ar fi fost din partea Soarelui, intervalul de timp dintre două

maree înalte ar fi fost de 24 ore, ziua solară având această durată.

Cauza principală o constituie forţele de atracţie pe care cei doi aştrii, Soarele şi Luna,

le exercită asupra planetei noastre. Forţa de atracţie se exercită egal asupra uscatului şi

hidrosferă, dar cum hidrosfera este alcătuite din particule fluide, mai mobile, deformaţiile

se resimt în special asupra ei.

Datorită faptului că Luna este satelitul Pământului şi cum între aceste planete se

formează un sistem de atracţie reciprocă, echilibrat prin forţa centrifugă, influenţa Lunii

este majoră în raport cu Soarele, care se află la o distanţă mult mai mare de Pământ.

Hidrologie

137

Este logic ca atracţia Lunii asupra Pământului să se exercite mai pronunţat în partea

situată cu partea spre Lună. Am arătat că atât Soarele cât şi Luna exercită atracţie

asupra Pământului, dar cum Luna se află mai aproape de Pământ distanţa fiind de 400 de

ori mai mică decât distanţa până la Soare, atracţia sa este mai mare.

În acelaşi timp se ştie că atât Luna cât şi Pământul realizează mişcări de rotaţie şi

revoluţie şi din această cauză, în decursul timpului, se găsesc în poziţii diferite în raport

cu Soarele, determinând variaţii în timp a intensităţii mareelor.

Pe parcursul a 4 intervale de câte 7 zile, timp în care Luna execută o mişcare de

revoluţie în jurul Pământului, poziţiile diferite ale Pământului în raport cu Soarele şi Luna

determină intensităţi diferite ale mareelor .

În timpul sizigiilor, adică în momentul aflării în linia dreaptă a Lunii, Soarelui şi

Pământului, la conjuncţie sau opoziţie, atracţia gravitaţională a celor 2 aştri este

combinată, producând maree foarte mari, cunoscute sub denumirea de maree de sizigii

sau ape vii şi care se produc primăvara. După trecerea poziţiilor de conjuncţie sau

opoziţie Luna se deplasează în poziţii care o îndepărtează treptat de Soare, ajungând

după 7 zile în poziţie de primul sau al treilea pătrar, când direcţiile Pământ-Lună şi

Pământ-Soare, formează unghiuri de 90o împărţind forţele de atracţie gravitaţională pe

direcţii diferite, fapt ce determină o amplitudine mai scăzută a mareelor denumite maree

de cvadratură.

Studiile şi observaţiile efectuate asupra mareelor în diferite puncte ale oceanului

planetar au scos în evidenţă că perioadele de oscilaţii ale undelor de maree se grupează

în trei mari categorii:

- oscilaţii care se produc de două ori în timpul zilei lunare, care au o durată totală

de 24 ore şi 50 minute, producându-se un flux şi un reflux la un interval de 12 ore

şi 25 minute, mareea de tip semidiurn specifică Oceanului Atlantic;

- maree diurnă, cu o singură oscilaţie în timpul unei zile solare, care durează 24

ore, specifice nordului Pacificului şi în Golful Tonkin din Oceanul Indian;

- maree mixte, care presupune existenţa a două maree înalte şi două joase în

timpul unei zile lunare.

Fenomenul de maree este de foarte mult timp cunoscut dar prima explicaţie ştiinţifică

l-a dat Issac Newton (1687). Studiile au fost continuate de Laplace (sec. 18), Kelvin,

(sec.19) ş.a.

Prezenţa mareelor, a fluxului şi refluxului, atrage după sine formarea curenţilor de

maree, în special în zonele litorale de câmpie sau la gurile râurilor afluente.

Curenţii de maree pot fi: giratorii, micşti sau alternativi.

Dacă se trasează roza curenţilor de maree pe o perioadă completă se obţine o elipsă.

În condiţiile în care elipsa este aplatizată se trece la un curent mixt sau alternativ dacă

curenţii se apropie de o dreaptă.

Hidrologie

138

Viteza de deplasare a curenţilor de maree este destul de mare. În multe zone de

coastă, viteza atinge 8 sau 10 noduri, mai ales în timpul mareelor echinocţiale.

Efectele curenţilor de maree sunt apreciabile în special în zonele de câmpie. Variaţiile

de nivel provocate de flux şi reflux au importanţă capitală pentru navigaţie, orariile

activităţii portuare pentru navele mari, în Hamburg, Roterdam, Londra bazându-se pe

maree.

În zonele litorale de câmpie, perioadele de reflux sunt folosite de populaţie pentru

capturarea vieţuitoarelor acvatice aduse la mal în timpul fluxului.

Fenomene interesante se petrec la gurile râurilor care se varsă în ocean sau mare şi

în estuare, unde la debutul fluxului se petrece o frământare şi înălţare a valurilor şi apoi

imediat o înaintare puternică spre interior, uneori producând inundarea malurilor.

Fenomenul este cunoscut sub denumirile de neascaret în franceză, macareo în spaniolă

sau pororroca în zona Americii de Sud.

Evident că activitatea mareelor, prin mişcările pe verticală, ritmice este purtătoare de

valori apreciabile de energie care în foarte multe locuri este folosită de oameni.

Curenţii marini

Această categorie de mişcare a maselor de apă marină exprimă o translare a

apelor marine de la un punct la altul al oceanului.

Pornind de la diverse criterii, curenţii oceanici se pot clasifica după cum urmează:

- după direcţie şi formă:

o curenţi orizontali de fund şi de suprafaţă;

o curenţi verticali, provocaţi de mişcările de convecţie liberă sau impusă şi

pot fi: ascendenţi şi descendenţi;

o curenţi liniari care se deplasează uniform pe o linie aproximativ dreaptă;

o curenţi circulari.

- după geneză:

o curenţi de fricţiune sau impulsiune, generaşi de acţiunea vânturilor

regulate şi periodice;

o curenţi de densitate, provocaţi de diferenţa de temperatură şi salinitate,

deci de densitate, care se întâlneşte între două puncte ale oceanului situate

la o anumită distanţă;

o curenţi datoraţi diferenţei de nivel a apelor oceanice, produs de bilanţurile

hidrologice diferite;

o curenţi de pantă, datoraţi vânturilor de larg cu direcţia către coastă, care în

timp, provoacă o acumulare de apă şi creştere a nivelului la coastă şi care,

după încetarea vântului, începe să se scurgă în sens invers. La adâncimi

mai mari direcţia de scurgere formează un unghi de 90 o cu direcţia de

Hidrologie

139

pantă, care este perpendiculară pe litoral astfel că noul curent devine

paralel cu litoralul.

În această acţiune descrisă mai sus intervine şi diferenţa de presiune, între

diferite puncte, după acumularea apei la coaste şi creşterea nivelului precum şi

intervenţia forţelor lui Coriolis în deplasarea curentului, care-l abate spre dreapta în

emisfera nordică şi spre stânga în emisfera sudică.

Dacă forţele Coriolis ajung repede în echilibru cu gradientul de presiune, se

creează un curent care poartă numele de curent geostrofic.

Cea mai mare parte a curenţilor oceanici de suprafaţă sunt geostrofici sau în parte

geostrofici.

Există şi categoria curenţilor submarini de adâncime care au o direcţie de

deplasare contrară curenţilor de suprafaţă.

Acţiunea vântului asupra suprafeţei mării provoacă nu numai deplasarea pe

orizontală a apelor ci şi deplasarea lor pe verticală. Dacă vântul dominant este paralel cu

linia ţărmului, datorită acţiunii forţelor lui Coriolis, apele de suprafaţă se vor deplasa pe

larg, locul lor fiind luate de apele de adâncime, mai reci şi de regulă mai bogate în

substanţe nutritive, element ce dezvoltă productivitatea biologică a zonei, precum şi

bogăţia în peşte. Această deplasare ascendentă a apelor de fund este cunoscută sub

denumirea de „upwelling”.

Când apa se deplasează din larg spre uscat, din aceleaşi motive, se produce o

deplasare a apelor de suprafaţă către zonele de adâncime.

o curenţii de maree produşi de fluxul şi refluxul mareic;

o curenţii verticali datoraţi mişcărilor de convecţie liberă (diferenţa de

densitate între diferitele straturi de apă) sau convecţie impusă (valuri etc.).

- după temperatură:

o curenţi calzi, cu temperaturi ridicate situate în zonele calde ale globului;

o curenţi reci, situaţi la latitudini ridicate.

Curenţii calzi sau reci, influenţează mult viaţa oceanică, precum şi a zonelor

limitrofe oceanului. Curenţii reci transportă iceberguri care pun în pericol navigaţia. În

zonele de strâmtori, datorită violenţei lor pun în pericol navele, iar în alte locuri provoacă

puternice vârtejuri şi ele temute de navigatori. De asemenea, marii curenţi oceanici, calzi

sau reci, transportând mase mari de apă influenţează hotărâtor climatul zonelor limitrofe.

Prezenţa curenţilor golfului (curent cald) şi a curentului Labrador (curent rece) de

la coasta estică a Americii de Nord face ca între New-York şi Lisabona, situate la aceeaşi

latitudine să existe diferenţe notabile ale temperaturilor medii lunare, calculate pe o

perioadă de 30 ani, cu un climat mult mai acceptabil pentru Lisabona.

Cele mai mari formaţiuni de curenţi oceanici sunt întâlnite aproape în toate

oceanele lumii şi în special în Atlantic, Pacific şi Indian. Ele aparţin, de regulă, categoriei

curenţilor de densitate dar la naşterea lor o contribuţie însemnată o au vânturile

Hidrologie

140

permanente şi cele periodice. În general, aceşti curenţi sunt lenţi dar dacă ne vom referi

la dimensiunile lor, cât şi la permanenţa lor vom constata că ei se transformă în

principalii agenţi de transport ai căldurii de la Ecuator spre latitudinile înalte sau ai

frigului de la Pol către zonele mai calde.

În tabelul alăturat, sumar prezentat al principalilor curenţi oceanici în care sunt

înscrise debitul şi viteza de deplasare, se pot vedea dimensiunile acestora.

Curentul Debit (m3/s) Viteza maximă (cm/sec)

Gulfstream 100x106 200-300

Ecuatorial de N în Pacific 45x106 20

Kuro-Shivo 50x106 200

Submarin Ecuatorial 40x106 100-150

Brazilian 10x106 -

Peru sau Humbold 20x106 -

Circum polar antarctic 100x106 -

Din acest tabel se văd dimensiunile apreciabile pe care le au Curentul Golfului sau

Gulfstream şi Curentul Circum Polar Antarctic care depăşesc debitul tuturor apelor

continentale luate la un loc.

Studiul curenţilor oceanici reprezintă un capitol important al oceanografiei,

deoarece ei condiţionează într-o mare măsură climatologia, întreţin viaţa economică,

ajută la prognozarea migraţiei bancurilor de peşte şi, în sfârşit, deriva icebergurilor sau a

vaselor naufragiate.

S-au realizat hărţi şi scheme în care este prezentată sintetic circulaţia apelor

oceanice.

Circulaţiile în acest ocean schematic se împarte în mai multe inele

corespunzătoare unor centuri de vânturi a căror mişcare este contrară mersului acelor

ceasornicul, în regiunea subpolară şi în acelaşi sens cu acele ceasornicului în zona

subtropicală în emisfera nordică.

În emisfera australă, zona subtropicală, sensul circuitului subtropical este invers

acelor ceasornicului. De o parte şi de alta a Ecuatorului se întâlnesc două inele care se

rotesc pe o zonă îngustă, dar cu sensuri diferite în N şi S.

În zona Antarcticii se interferează şi se suprapun doi curenţi. Un curent transportă

ape rotindu-se de la Vest spre Est în jurul continentului cunoscut sub denumirea de

curentul circumpolar antarctic sau marele curent de derivă a vânturilor de Vest. În jurul

litoralului aceluiaşi continent există cel de-al doilea curent, un contracurent superficial

care se deplasează de la Est spre Vest.

Hidrologie

141

Principalul curent, cel circumpolar, traversează zona sudică a celor trei oceane:

Atlantic, Pacific şi Indian. Măsurătorile efectuate în trei secţiuni principale au condus la o

serie de valori remarcabile, fluxurile de ape de la un ocean la altul fiind diferit şi creând

bilanţuri hidrologice diferite pentru cele trei unităţi oceanice principale. Aceste valori se

prezintă astfel:

- între Antarctica şi Africa (Capul Bunei Speranţe): 190x106 m3/sec.

- între Antarctica şi Tasmania: 180x106 m3/sec.

- între Antarctica şi Capul Horn (America de Sus): 150x106 m3/sec.

Marele curent circumpolar Antarctic, datorat şi diferenţelor de densitate este totuşi şi

consecinţa directă a acţiunii vânturilor de vest, reprezentând cel mai mare exemplu de

curent de derivă creat de vânt. Din acest curent se desprind o serie de ramificaţii, ca de

exemplu: curentul Agulhaş, curentul coastei de Vest sau cel al Noii Zeelande.

S-au mai constat unele particularităţi ale curenţilor din zona imediată a coastelor

Antarcticii unde s-a constatat o circulaţie transversală suprapusă pe circulaţia

longitudinală. Apa rece şi de salinitate redusă, datorită prezenţei gheţarilor şi a

precipitaţiilor mari, ajunsă la coastele Antarcticii coboară spre adânc prelungindu-se apoi,

ca o limbă rece către nord, depăşind în drumul lor Ecuatorul şi atingând chiar latitudinea

de 40 o N.

În zona sub-antarctică se produc alte tipuri de circulaţii transversale.

Curenţii din Oceanul Arctic sunt condiţionaţi de particularităţile acestui ocean şi

anume: suprafaţa sa mică, situarea la latitudini ridicate precum şi încorsetarea sa de

zone continentale.

O ramură principală îşi are originea în Marea Laptev şi Marea Siberiei orientale

urmând un drum lung (A) până în zona Groenlandei.

Din acest curent principal se despart două bucle, una cu un sens ciclonic, contrar

mersului acelor ceasornicului, care înconjoară Marea Laptev şi o a doua buclă care se

roteşte în sens anticiclonic, în jurul arhipelagului Frantz Josef.

Cel de-al doilea sistem (B) se află în faţa Strâmtorii Behring, sistem cunoscut sub

denumirea de curent anticiclonic, cu o circulaţie inelară şi care descrie o curbă închisă pe

suprafaţa Mării Beaufort.

Al treilea sistem (C) se formează tot în zona Siberie Orientale şi Ciukotsk şi care

traversează direct Oceanul Arctic pe deasupra Polului Nord, unindu-se cu primul curent.

In afara acestor curenţi, proprii Oceanului Arctic, trebuie amintite ramurile extreme

ale curenţilor Gulfstream şi Kuro-Shivo, care pătrund din Atlantic şi Pacific.

Oceanul Atlantic prezintă, în cele două emisfere, doi curenţi principali inelari care îşi

au originea la Nord şi Sud de Ecuator şi care traversează oceanul de la Est spre Vest şi

invers.

În emisfera de Nord din dreptul Insulei Capul Verde se formează Curentul Ecuatorial

de Nord şi care traversează oceanul de la Est spre Vest, la latitudini cuprinse între 10o-

Hidrologie

142

20o N, până în dreptul insulelor Antilele Mici şi Mari, unde se împarte în două ramuri

pătrunde în Marea Caraibelor, sub aceeaşi denumire de Curentul Caraibilor iar cealaltă

ramură se îndreaptă spre NN-V sub denumirea de Curentul Antilelor. Curentul Caraibilor

pătrunde în Golful Mexic se uneşte cu Curentul Guianei, ce provine din Curentul

Ecuatorial de Sud, ocoleşte acest golf, este alimentat puternic de apele fluviului

Mississppi, pătrunde din nou în Atlantic, sub denumirea de Curentul Floridei, se uneşte cu

apele Curentului Antilelor şi se îndreaptă spre Nord sub denumirea de Curentul Golfului,

un fluviu puternic, cu o lăţime de cca. 500 km şi o adâncime de 800 m şi un debit

apreciabil. Apele acestui curent au o salinitate ridicată (36,5 ‰), sunt foarte limpezi,

albastre şi au o temperatură ridicată, în jur de 25o sau 26o C. Se îndreaptă spre Nord

până la latitudinile de 40o şi chiar 50o, unde, datorită vânturilor de Vest şi a forţelor lui

Coriolis, suferă o deviaţie spre dreapta, îndreptându-se spre coastele Occidentale ale

Europei. În dreptul longitudinii de 35 o Est apele acestui puternic curent se împart în mai

multe ramuri, formând aşa numita Deltă a Gulf Stream-ului. Aceste ramuri pornesc în

evantai, una spre Groenlanda sub denumirea de Curent al Groenlandei de Vest, una spre

coastele Scandinaviei sub denumirea de Curent al Atlanticului de Nord care pătrunde în

Oceanul Îngheţat de Nord şi o altă ramură cu direcţia Sud-Est sub forma unui curent de

pantă cunoscut în faza finală sub denumirea de Curentul Canarelor şi care închide inelul,

intrând în Curentul Ecuatorial de Nord.

În compensarea curentului cald, Gulf Stream din zonele nordice, Baia Baffin şi de a

lungul coastelor vestice ale Groenlandei, coboară curentul rece al Labradorului, purtător

de iceberguri şi care ajunge până la Terra Nova.

În emisfera de Sud există un inel similar şi anume: un Curent Ecuatorial de Sud cu

acelaşi traseu dar la coastele Americii de Sud acesta se bifurcă în Curentul Guianei, care

se uneşte cu Curentul Ecuatorial de Nord şi o ramură ce se deplasează spre Sud sub

denumirea de Curentul Braziliei. Din dreptul Golfului La Plata, acest curent suferă, din

aceleaşi motive ca şi Curentul Golfului (vânturile de vest şi forţele lui Coriolis), o abatere

spre stânga şi împreună cu curentul rece Falkland intră în marele Curent al Vânturilor de

Vest.

În toate mările de bordură ale Oceanului Atlantic apar o serie de curenţi secundari,

printre aceştia numărându-se Marea Mediterană şi bun înţeles Marea Neagră.

In Marea Neagra, datorita diferenţei de densitate dintre Nord si Sud, apare un curent

superficial de apa mai dulce care trece prin Bosfor în Marea Egee. În strâmtoare, pe sub

curentul de suprafaţa se scurge un curent mult mai sărat din Marea Egee spre Marea

Neagra. O parte din curentul mai dulce, provenit din Nord, datorită aportului însemnat

adus de afluenţi ( Dunăre, Nistru, Bug, Nipru) nu intra in Bosfor ci îşi continua drumul in

lungul coastelor Anatoliei, constituind un lob, cel estic, al curenţilor din Marea Neagră

având un sens anticiclonic. În afara acestui lob estic, exista un alt curent tot circular

situat in lobul vestic, aceşti lobi formându-se datorita zonei centrale mai strâmte a Marii

Hidrologie

143

Negre. In partea vestica circulaţia este in sens ciclonic. Ca si in Atlantic, în regiunea

ecuatoriala, Oceanul Pacific este traversat de doi curenţi ecuatoriali, de Nord si de Sud cu

aceleaşi direcţii Est-Vest. In emisfera nordica, Curentul Ecuatorial de Nord cu ape având

salinitatea de cca. 35 ‰ şi temperaturi variind între 25° si 27°, după ce traversează

oceanul, ajuns in fata Arhipelagului Filipinelor, la coasta Asiei de Vest, se împarte în trei

ramuri, una dintre acestea pătrunde printre insule si ajunge in Marea Banda, cea dea

doua se îndreaptă spre sud şi după ce se uneşte cu apele Curentului Ecuatorial de Sud se

îndreaptă spre Est, în sens invers, formând Contracurentul Ecuatorial şi în sfârşit cea de a

treia ramura şi cea mai importanta capătă o direcţie Nord-Vest, de-a lungul insulei

Taiwan şi a celor japoneze sub denumirea de Kuro-Shiwo (curentul cald ). Ca şi Curentul

Golfului şi acesta are dimensiuni apreciabile, o lărgime de cca. 100 Mm, cu caracter de

curent de debit iar la paralela 41° sau 42° Nord, datorita vanturilor de Vest si a forţelor

Coriolis se deplasează spre Est – Nord Est, traversând Pacificul in sens invers sub

denumirea de Curentul Pacificului de Nord. Ajuns in dreptul coastelor Americii de Nord,

se bifurca, o ramura pornind spre Nord către insulele Alentine, sub denumirea de

Curentul Alaskai, iar cea mai mare parte se îndreaptă spre Sud-Est, scăldând coastele

Americii de Nord si ale Mexicului, sub denumirea de Curentul Californiei. In sudul

Californiei apele acestui curent se depărtează de coastă şi închid inelul, intrând în

Curentul Ecuatorial de Nord. La fel ca şi în Atlantic, din Pacificul de Nord se formează un

curent rece, numit Oya-Shiwo (curentul rece) care curge slab scăldând coastele Nord-

Estice ale Asiei.

Pacificul de Sud este dominat, în zona Ecuatorului, de prezenţa Curentului Ecuatorial

de Sud, cu aceeaşi direcţie, Est-Vest. Apele acestui curent sunt la început mai reci, fiind

alimentat, la origini, de apele reci ale Curentului Perului. Ajuns in dreptul insulei Noua

Guinee, Curentul Ecuatorial de Sud îşi abate cursul sud, scaldă coastele Australiei de Est

şi apoi intra sub influenţa vânturilor de Vest, intrând în marele curent de derivă,

traversând oceanul în sens invers. Ajuns la coastele Americii de Sud, o partea a sa

traversează pe sub Capul Horn şi intră in Atlantic, iar alta parte se ridica spre Nord, cu

caracteristici de curent rece, sub denumirea de Curentul Humbold şi apoi curentul Peru şi

închide curentul de sud.

Ultimele cercetări oceanografice au descoperit în zona pacificului oriental, la

adâncimea de 100 m, existenta unui puternic curent în sens invers, care circulă de la Est

la Vest, pe sub Curentul Ecuatorial. Acest curent, denumit Curentul Cromwell, are o

lăţime de cca. 400 Km, o înălţime de cca. 200 m şi se deplasează cu o viteza de 1,5 m/s,

dublul vitezei Curentului Ecuatorial şi are o lungime de cca. 4500 km iar în dreptul

insulelor Galapagos dispare.

Curenţii din Oceanul Indian se deosebesc, într-o oarecare măsură, de curenţii

existenţi în Atlantic şi Pacific şi aceasta îşi găseşte explicaţia în poziţia şi aşezarea acestui

ocean, în special datorită încorsetării sale de uscat în partea nordică.

Hidrologie

144

In emisfera sudică, partea mai deschisa a oceanului, la fel ca în celelalte oceane

amintite, întâlnim Curentul Ecuatorial de Sud, care se deplasează pe direcţia Est-Vest,

sub Ecuator, până la paralela 27° latitudine sudica .

După traversarea oceanului, Curentul Ecuatorial de sud, întâlneşte blocul Insulei

Madagascar unde are loc o prima bifurcare. O ramura din acest curent se îndreaptă spre

Nord, spre coastele Nord-Estice ale Africii, unde vara întâlneşte

apele curentului musonului de Sud-Vest, deplasându-se pe lângă coastele Somaliei, cu

viteze de trei noduri si purtând numele de Curentul Somaliei. In timpul iernii, când

curentul musonic nu mai este prezent, acest curent cedează apele Contracurentului

Ecuatorial. Cea dea doua ramură se îndreaptă spre Sud, sub denumirea de Curentul

Mozambicului şi care scaldă coastele Sud-Estice ale Africii. In golfurile dintre Mozambic şi

Corientes se formează contracurenţi puternici.

In zona insulei Madagascar, din Curentul Ecuatorial se desprinde o ramură ce se

îndreaptă spre sud, de-a lungul coastelor estice ale insulei şi după ce depăşeşte insula se

uneşte cu Curentul Mozambicului dând naştere unui curent de debit, care înaintează spre

sud, pe lângă coastele Africii de Sud-Est sub denumirea de curentul Acelor sau Agulhas.

Acest curent, de origine ecuatoriala, deci cald, se deplasează cu viteze mari şi determina

o intensa circulaţie a apei si produc numeroase vârtejuri. La extremitatea sudică a Africii,

Capul Bunei Speranţe, se împarte. O parte trece in Atlantic iar cea mai mare parte intră

în curentul de derivă al vânturilor de Vest care traversează în sens invers oceanul, atinge

Australia şi aici se bifurca. O parte din curent urca pe coasta de Vest a Australiei iar alta

trece pe sub Australia intrând în circuitul antarctic.

Ramura curentului ce scalda coasta vestica a Australiei este cunoscuta sub

denumirea de Curentul Rece al Australiei de Vest închide inelul sudic al curentului.

Zona boreala este mult influenţată de prezenta musonilor, care în funcţie de

anotimp, determină direcţii diferite curenţilor.

Iarna, în timpul musonului de iarna, care bate dinspre uscat spre mare, porneşte

din zona Insulei Sumatra şi bate de la Nord-Est spre coastele estice ale Africii, angajând

şi masele de apa pe aceeaşi direcţie. Curentul format poartă numele de Curentul

Somaliei.

În perioada de vara, timpul musonului care bate dinspre mare spre uscat, deplasează

si apele oceanului de la Sud-Vest către Nord-Est, sub denumirea de Curentul musonului

de vara.

OCEANELE SI MARILE COMPONENTE

Oceanul Atlantic (fig. 1)

Ocupă o vale lungă şi îngustă situată între coastele orientale ale celor 2 Americi

cea de Nord şi de Sud şi coastele occidentale ale Europei şi Africii.

Hidrologie

145

Are ca limită de nord linia pragurilor submarine dintre Capul Walsingham-Taralui Baffin şi

Capul Stedland (Norvegia), linie care

trece prin sudul Groenlandei. Limita de

sud este reprezentată de ţărmul

Antarcticii.

Linia pragurilor de nord care marchează

adâncimi reduse de cca. 500 m sau mai

mici reprezintă linia de demarcaţie în

raport cu Oceanul Îngheţat de Nord,

linie ce delimitează cele două oceane

prin diferenţe de ordin hidrologic

esenţiale. Spre est, linia de demarcaţie

faţă de Oceanul Indian se poate

considera de-a lungul meridianului de

20o longitudine estică, care trece pe la

Capul Acelor din sudul Africii şi ajunge

pe continentul Antarctic.

La vest, linia de demarcaţie faţă de Oceanul Pacific o putem considera linia

meridianului de 68 o longitudine vestică care uneşte capul Horn situat în extremitate

sudică a Americii de Sud, cu acelaşi continent Antarctic.

Între limitele prezentate mai sus Oceanul Atlantic ocupă o suprafaţă de 92,02

milioane km2 incluzând mările componente. Fără aceste mări suprafaţa sa este de 73,54

milioane km2. Cuveta Atlanticului cuprinde un volum de 337,7 milioane km3 de apă.

Relieful submarin al Oceanului Atlantic prezintă în zona sa mediană pe direcţia nord-sud

o dorsală, de forma literei S, cu o lungime de cca. 11000 km şi care se prelungeşte în

oceanele Indian şi Pacific, însumând o lungime de cca. 55000 km.

Dorsala medio-atlantică delimitează la nord de ecuator, două mari bazine: cel nor-

american şi bazinul euro-african, iar la sud de ecuator aceeaşi dorsală delimitează

bazinele Braziliei şi Argentinei, iar în partea estică bazinele Angolei, a Capului Verde şi

bazinul Acelor. Toate aceste bazine se constituie din alte subbazine delimitate de

subramuri ale dorsalei.

Această dorsală medio atlantică trece la sud de capul Acelor spre Oceanul Indian,

Fig. 1 - Oceanul Atlantic

Fig. 2 Profil transversal prin Oceanul Atlantic

Hidrologie

146

delimitând spre continentul Antarctic bazinul africano-antarctic.

Un profil transversal executat prin Oceanul Atlantic la latitudinea de 5 o N (fig. 2),

între coasta estică a Americii de Sud şi coasta vestică a Africii scoate în evidenţă prezenţa

dorsalei medio-atlantice şi delimitare unor bazine.

O privire de ansamblu asupra uscatului ce înconjoară Oceanul Atlantic, arată

dominaţia ţărmurilor joase şi, în consecinţă, existenţa în ocean a unor platforme

continentale întinse. De asemenea, aceeaşi analiză demonstrează numărul mare de fluvii

care se varsă în ocean, putând enumera printre acestea Dvina, Vistula, Elba, Rin, Sena,

Loire, Tajo din Europa, Niger, Congo, Orange în Africa sau Sf. Laurentiu Mississippi,

Amazon şi Parana din America.

Caracteristic pentru Oceanul Atlantic este prezenţa unui număr redus de insule

comparativ cu celelalte oceane, concentrate în anumite zone ale oceanului (zona central

vestică, la limita sud-vestică, în partea nordică şi nord-estică). În rest apar unele insule

mici, dispuse solitar pe suprafaţa sa.

În Oceanul Atlantic se întâlnesc mai multe gropi printre care se pot aminti:

Meteor-Insulele Sandwich de Sud (8428 m), Puerto-Rico (8385 m), Romanche (7758 m),

Capul Verde (7292 m), Sargaselor (6995 m), Est-Brazilia (6557 m), Iberică (6325 m).

La bordura Oceanului Atlantic de-a lungul uscatului continental, se delimitează o

serie de mări componente şi pornind din nordul Europei se disting:

- Marea Baltică;

- Marea Nordului;

- Marea Hebridelor (M. Irică);

- Marea sau Canalul Mânecii;

- Marea Cantabrică (Golful Gasconiei sau Golful Biscaya);

- Marea Mediterană cu prelungirile sale Marea Neagră şi Marea Azov;

- Golful Guineii;

- Marea Sf. Laurentiu;

- Marea Bahamelor;

- Marea sau Golful Mexic;

- Marea Caraibelor;

- Marea Scoţiei (M. Antilelor meridionale);

- M. Weddell.

Oceanul Pacific (fig. 3) este încadrat de coastele estice ale Asiei şi Australiei şi

coasta vestică a celor două Americi de Nord şi de Sud.

Hidrologie

147

Fig. 3 Oceanul Pacific

Este cel mai mare

ocean al lumii, pe acest

ocean întâlnindu-se

cele mai mari distanţe

şi cea mai mare

adâncime măsurate –

Groapa Marianelor de

11022 m (mai mare

decât orice înălţime

măsurată la suprafaţa

Pământului - Everest).

Oceanul Pacific se

prezintă sub formă

eliptică, aproape închis

la limita sa nordică şi

larg deschisă spre Antarctica.

Pornind de la Strâmtoarea Behring în Nord şi până la Cap Adan – în Sud, distanţa

măsurată este de 15500 km (8350 Mm). Din Panama până în Golful Thailandei sunt

24000 km (10500 Mm).

Limita nordică o reprezintă Strâmtoarea Behring situată pe cercul Arctic, iar cea

sudică o reprezintă coastele continentului Antarctic.

Suprafaţa totală a Oceanului Pacific este de 179,24 milioane km2 incluzând mările

componente iar fără acestea suprafaţa se reduce la 146,44 milioane km2. Adâncimea

medie este de 4028 m iar cuveta oceanului cuprinde un volum de 723,7 x 106 km2 de

apă.

Relieful submarin al oceanului Pacific este la fel de frământat ca cel al Atlanticului. Din

Oceanul Indian pătrunde, în Sud, Dorsala Australo-Antartică, se continuă prin Dorsala

Pacificului de Sud, continuată cu Dorsala Pacificului de Est care atinge insula California.

Se mai disting pragul Noii Zeelande care se continuă spre Nord cu Dorsala Lord Howe,

Dorsala Malaeziei, Melaneziei şi Microneziei toate populate cu numeroase insule.

Toate aceste dorsale delimitează în cadrul Pacificului o suită de bazine ca de ex.:

Bazinul Pacifico-Antartic, bazinul Peruvian, bazinul Pacificului de Nord, cel de Nord-Vest,

bazinul Filipinelor, cel al Marianelor, bazinul Melaneziei etc.

Comparativ cu celelalte oceane, Oceanul Pacific are un număr important de insule.

Dacă insulele Noua Zeelandă, Noua Guinee, Calimantan, Honda, Djawa, Sumatra şi

Celebes au suprafeţe mai mari, ce depăşesc 100000 km2, celelalte insule, destul de

numeroase, au suprafeţe mici.

Hidrologie

148

Insulele sunt răspândite pe toată suprafaţa oceanului, dar există o zonă tropicală

cuprinsă între 10 o latitudine Nord şi 25 o latitudine Sud unde sunt concentrate un număr

mare de insule, grupate în:

- Polinezia;

- Melanezia;

- Micronezia.

Caracteristic pentru Oceanul Pacific este şi numărul mare de gropi cu adâncimi mari.

Se cunosc un număr de nouă gropi cu adâncimi mai mari de 9000 m şi dintre acestea

amintim, în afara gropii Marianelor, groapa Tonga (Fiji) 10882 m, groapa Japoniei

(Ramapo) 10554 m, groapa Kurilelor 10542 m, groapa Filipinelor 10497 m, Kermadek

10047 m, Bonin 9985 şi altele.

Analizând topografia fundului oceanului putem delimita două zone distincte:

- bazinul Pacificului Central;

- mările marginale

Relieful fundului bazinului central se prezintă sub forma unei câmpii abisale, plană pe

sute de km, aflată la o adâncime de cca. 5000 km, întreruptă din loc în loc de dorsala

care se ridică până la 2000-3000 m deasupra fundului oceanului uneori depăşind nivelul

apei, constituindu-se în insule.

În zona Pacificului de Vest şi Central se întâlnesc numeroase insule vulcanice, atoli

aşezaţi în benzi rectilinii paralele, arhipelaguri acoperind 13,7 % din suprafaţa bazinului

central.

Bordura bazinului central este dominată de o zonă de şanţuri adânci în partea

continentală, urmând o serie de arcuri de insule asociate cu creste submarine care

delimitează numeroase mări, în special la coasta Asiei.

Pornind de la Nord, din partea vestică se disting o serie de mări ca de exemplu:

- Marea Behring;

- Marea Ohotk

- Marea Japoniei;

- Marea Chinei de Est;

- Marea Galbenă;

- Marea Filipinelor;

- Mediterana austral-asiatică cu:

- Marea Chinei de Sud;

- Marea Sulu;

- Marea Sulawesi;

- Marea Makasar;

- Marea Molucelor (Maluku);

- Marea Halmanera;

- Marea Saram;

Hidrologie

149

- Marea Banda;

- Marea Djawa;

- Marea Bali;

- Marea Flores;

- Marea Sawn;

- Marea Bismark (Noua Guinee);

- Marea Solomon;

- Marea Coralilor;

- Marea Tasmania;

- Marea Fiji.

În extremitatea estică a Oceanului Pacific, la coastele Americii se delimitează:

- Golful Alaska;

- Golful Californiei;

- Golful Panama;

- Marea Ross situată la coastele continentului Antartic

Oceanul Indian (fig. 4), cu o suprafaţă mai mică şi deosebit de oceanele Pacific

şi Atlantic.

Limita sa nordică o reprezintă continentul asiatic cu dominaţia Podişului Tibet şi al

Munţilor Himalaya, cu acoperişul Pământului Everest (8848 m). La vest se mărgineşte cu

coasta răsăriteană a Africii până în dreptul Capului Acelor, de unde graniţa cu Oceanul

Atlantic, se continuă pe o linie imaginară reprezentată de linia meridianului de 20o

longitudine estică care se continuă până în Antartica. Limita estică este reprezentată de

puntea de legătură dintre Asia şi Australia constituită din Peninsula Malacca şi lanţul

insulelor Sumatra, Djawa, Sondele mici (?), Noua Guinee până la Peninsula York,

continuându-se pe coastele estică şi sudică a Australiei până la Insula Tasmania unde se

uneşte cu apele Pacificului, limita sa fiind considerată pe linia meridianului de 147 o

longitudine estică până la coastele Antarcticii. Relieful fundului este brăzdat de o serie de

dorsale care delimitează o serie de bazine cum sunt: bazinul Arabiei, bazinul Somaliei,

bazinul Madagascarului, bazinul Mozambic, bazinul Crozet, bazinul central-indian, cel

Australian de vest şi de sud precum şi bazinul Australo-Antarctic.

Oceanul Indian prezintă anumite caracteristici care-i conferă unele particularităţi

care-l deosebesc de Atlantic şi Pacific şi anume:

- este un bazin uriaş de apă situat aproape în întregime în zona caldă;

- prezenţa centurii continentale care-l înconjoară din trei părţi: Nord, Est şi Vest.

Aceste particularităţi în aşezare determină mari schimbări termice între uscat şi ocean

şi provoacă existenţa unor vânturi periodice cunoscute sub numele de musoni. Aceste

vânturi cu sensuri diferite de drum între cele două sezoane: cald şi rece, provoacă

modificări şi în circulaţia curenţilor marini. La începutul sezonului cald, masa continentală

Hidrologie

150

se încălzeşte mai uşor şi puternic şi provoacă centre de presiune scăzută în raport cu

masa oceanică, mai rece, în care apar centre de presiune maximă. Este perioada când

vânturile bat de la ocean spre uscat şi sunt purtătoare de ploi puternice cu tente de ploi

torenţiale. Spre toamnă-iarnă, uscatul se răceşte puternic, formează centre de presiune

înaltă, în timp ce temperatura apei oceanice mult mai caldă formează centre de presiune

joasă. Este sezonul în care vânturile bat de la uscat spre ocean şi este clar că ne situăm

într-un sezon uscat.

Suprafaţa Oceanului Indian

este de 76,16 milioane km2 cu

mările componente iar fără

acestea suprafaţa se reduce la

62,95 milioane km2.

Adâncimea medie este de

3900 m iar cele mai mari sunt

de 7450 m – groapa Sondelor

(Djawa), vest Australia – 7001

m, groapa Afro-Antarctică –

6848 m, groapa Maldivelor –

5875 m, groapa Somaliei –

5824 m.

Insulele sunt rare şi în general mici, cu excepţia Madagascarului, care domină ca

mărime şi suprafaţă, reprezentând resturile unui vechi continent scufundat.

Marile componente sunt:

- Marea Roşie; - Marea Azaniană (Zanzibar);

- Golful Piersic;

- Marea Arabiei;

- Golful Bengal;

- Marea Andaman;

- Marea Timor;

- Marea Arafura;

- Marele Golf al Australiei de Sud.

Oceanul Arctic (fig. 5) este situat în

extremitatea nordică a globului pământesc,

prezentându-se ca o cuvetă mediteraneană şi

având dispus aproape central polul nord.

Reprezintă cea mai mare întindere de apă

îngheţată de pe suprafaţa Pământului.

Fig. 4 Oceanul Indian

Fig. 5 Oceanul Arctic

Hidrologie

151

Privit de sus, Oceanul Îngheţat de Nord se apropie de forma unui triunghi delimitat de

Groenlanda, arhipelagul insulelor arctice ale Americii, ţărmul nordic al Peninsulei Alaska,

coasta nordică a Siberiei şi a zonei europene a Rusiei, de coasta nordică şi vestică a

Norvegiei şi de pragurile şi insulele aflate pe direcţia Groenlanda – sudul Peninsulei

Scandinave.

Legătura cu Oceanul Pacific se face prin Strâmtoarea Behring. Lăţimea acestei

strâmtori în raport cu dimensiunile oceanelor de 35-86 km, lungimea ei de 60 km, dar

mai ales adâncimile mici fac ca această legătură să nu reprezinte un mijloc activ de

comunicare a apelor între aceste două oceane.

O deschidere mai largă leagă Oceanul Îngheţat de Nord cu Atlanticul, dar şi aici

pragurile submarine separă cele două oceane.

Regiunea Oceanului Îngheţat de Nord nu este încă stabilizată, uscatul înregistrând

repetate mişcări, uneori separând Oceanul Arctic de Pacific sau Atlantic iar insulele

arctice s-au unit în repetate rânduri cu continentul.

Configuraţia fundului oceanului prezintă anumite caracteristici, printre care amintim:

- prezenţa unei platforme continentale cu o largă extindere la coasta nordică a Asiei

şi Europei;

- prezenţa unor dorsale care traversează oceanul din Groenlanda până în dreptul

insulelor Siberiei care trece peste polul nord (Dorsala Lomonosov);

- existenţa unui şir de praguri care traversează oceanul în mai multe direcţii;

- între Insula Jan Mayen şi insulele Spitzbergen se întinde dorsala Mohna;

Suprafaţa Oceanului Arctic este de 14,91 milioane km2, adâncimea medie este de

1500 m, iar cea maximă de 5449 m.

Pe suprafaţa Oceanului Îngheţat de Nord sunt răspândite un număr însemnat de

insule, unele cu suprafeţe apreciabile ca de exemplu: Groenlanda cu suprafaţa de 2,13

milioane km2, Islanda cu suprafaţa de 102,68 mii km2, precum şi alte insule mai mici ca

de exemplu: arhipelagul Spitzbergen, Jan Mayen, arhipeleagul Frantz Josef, Usakov,

Novaia Zemlea, Severnaia Zemlea, Noua Siberie, Vranghel şi Harald.

Marile componente sunt:

- Marea Norbegiei;

- Marea Barents;

- Marea Albă;

- Marea sau Golful Peciora;

- Marea Kara;

- Marea Laptev;

- Marea Siberiei de Est;

- Marea Ciukotka;

- Marea Beaufort;

Hidrologie

152

- Marea Baffin;

- Mrea Hudson;

- Marea Groenlanda;

MAREA NEAGRĂ (fig. 6), ocupă partea de Sud-Est a ţării iar litoralul românesc se

întinde de la Gurile Dunării la sud de Mangalia, la Vama Veche.

Este limitată la Nord de paralela 46o32’,

la Sud de paralela 40o55’, la Est de

meridianul de 41o42’ longitudine estică şi la

Vest de meridianul de 27o27’ longitudine

estică şi este încadrată de teritoriile Ucrainei,

Rusiei, Georgiei, Turciei, Bulgariei şi

României.

Suprafaţa Mării Negre este de 412 mii

km2, adâncimea medie de 1197 m, cea

maximă de 2245 m iar volumul de apă cuprins în cuveta mării este de 530 mii m3.

Marea Neagră drenează un bazin hidrografic (fig. 7) cu o suprafaţă de 2,405 milioane

km2, din care 1,975 milioane km2 sunt în Europa şi 430 mii km2 în Asia.

În raport cu cuveta

Mării Negre, bazinul

său hidrografic are o

poziţie asimetrică.

Principalele ape

curgătoare situate în

acest bazin sunt:

Dunărea, Nipru, Don,

Bug, Nistru, Cuban şi

Rion care aduc anual

un aport mediu al

scurgerii de cca. 309

km3 de apă.

Deşi constituie două

unităţi diferite, Marea

Neagră şi Marea Azov formează un singur bazin ce trebuie analizat hidrologic împreună.

Fig. 6 Marea Neagră

Fig. 7 Bazinul hidrografic al Mării Negre

Hidrologie

153

Analizând forma şi aspectul ţărmului, constituţia fundului şi aspectul general de

prezentare se poate vedea clar că bazinul Mării Negre se poate împărţi în două loburi

printr-o axă care trece de-a lungul meridianului de 34o30’ longitudine estică, axă care

traversează marea în zona cea mai îngustă, dar cu cele mai mari adâncimi.

În figura 8 sunt prezentate o serie de detalii privind morfologia şi morfometria Mării

Negre.

În majoritatea sa,

ţărmul Mării Negre

prezintă altitudini mici, în

unele porţiuni fiind

submersibil. În partea

nordică este foarte

crestat, unde se întâlnesc

numeroase forme de

ţărm, ca de exemplu:

golfuri, limanuri, limbi de

nisip, capuri etc. partea

estică, în special şi cea

sudică, prezintă ţărmuri

mai înalte şi mai puţin crestate.

Referitor la distribuţia adâncimilor se constată două zone destinate: cea nordică şi

Nord-Vestică, inclusiv Marea Azov cu adâncimi mici, cu o platformă continentală extinsă,

izobata de 200 m situându-se la 150-200 km de mal. Această platformă este consecinţa

prelungirii câmpiei continentale din Estul României şi Sudul Ucrainei dar şi aportului de

aluviuni adus în mare de Dunăre, Nistru, Bug, Nipru, cursuri de apă cu un aport însemnat

de debite care alimentează Marea Neagră.

O influenţă deosebită oceanografică din punctul de vedere al distribuţiei curenţilor o

joacă prezenţa Peninsulei Crimeea situată în nordul Mării Negre şi a curburii ţărmului

spre interior în zona Anatoliei în zona situată între meridianele de 31o şi 37o longitudine

estică. Aceste intrânduri separă cuveta mării în două loburi determinând existenţa a două

ramuri de curenţi anticiclonici, una în partea estică şi cealaltă în partea vestică (fig. 9).

Legătura Mării Negre cu Marea Azov se face prin Strâmtoarea Kerci al cărui şenal

navigabil are adâncimea de 7 m, iar în afara lui adâncimi mai mici de această cifră.

Fig. 8 Detalii privind morfologia şi morfometria Mării Negre

Hidrologie

154

Cu Marea Marmara legătura se

realizează prin Strâmtoarea

Bosfor, cu o lungime de 33 km,

lăţimea variind între 3,7 km în

zona nordică şi de 2,7 km spre

sud. Cea mai îngustă porţiune se

află în dreptul portului Rumel,

unde pe o lungime de cca. 4 km,

lăţimea se reduce la 550-600 m.

Măsurând distanţa dintre

punctele extreme Est-Vest,

rezultă că Marea Neagră are o

lungime de 1167 km (632 Mm). În timp ce pe direcţia Nord-Sud distanţa este doar 624

km (338 Mm).

Lungimea ţărmului Mării Negre este de 4020 km (2170 Mm).

Ţărmul românesc al Mării Negre este situat în partea sa Nord-Vestică. Limita nordică

a ţărmului este reprezentat de gârla Mosura a braţului Chilia în timp ce limita sudică se

află undeva la sud de Vama Veche

Orientarea generală a ţărmului românesc este de cea de Nord-Sud, exceptând zona

centrală Ciotic-Midia, care se prezintă ca un arc ce pătrunde spre interior. Morfologia

ţărmului indică două sectoare distincte având ca punct de delimitare Capul Midia.

Zona nordică, cu o extindere de 143 km de la gârla Mosura la Cap Midia, reprezintă

un ţărm de acumulare format în mod deosebit din depuneri de aluviuni de nisip sau

loess, după cum aceste depuneri sunt de origini marine sau aduse de apele continentale.

Acest sector este constituit în cea mai mare parte din cordoane litorale, unele definite iar

altele încă submersibile.

La sud de Capul Midia, pe o lungime de 67 km, ţărmul se prezintă sub formă de

faleză înaltă, linia ţărmului fiind distinctă, dar supusă unui proces lent dar continuu de

eroziune

Reţeaua hidrografică din zona de litoral, cu excepţia Dunării este foarte slab

reprezentată, numărul râurilor care se varsă în mare sau al văilor cu scurgere

intermitentă fiind foarte mic. Cauza majoră care explică această situaţie rezidă în faptul

că zona adiacentă a ţărmului Mării Negre are un regim deficitar de umiditate,

precipitaţiile anuale situându-se la cca. 300 mm, în timp ce evapotranspiraţia anuală se

ridică la 700 mm.

Enumerăm unele din aceste râuri sau văi, de regulă cu debite mici, şi cu perioade

anuale de secare şi anume: Teliţa, Tăiţa, Casimcea, Valea Corbului şi Valea Arsă.

Majoritatea acestor văi sau râuri nu se varsă direct în mare ci prin intermediu unor

lacuri litorale.

Fig. 9 Harta curenţilor ciclonici din Marea Neagră

Hidrologie

155

Lacurile litorale situate la ţărmul

Mării Negre (fig. 10) sunt constituite

din limanuri fluvio-marine şi lagune.

Altitudinea la care se află aceste lacuri

este, în general, în jurul cotei de 0 m

sau în apropiere de această cotă.

La nord de Capul Midia un

important complex de lacuri este

reprezentat de complexul Razelm-

Sinoe, cu o suprafaţă de cca. 750 km2.

Lacuri mai importante mai sunt:

- Lacul Gargalâc;

- Lacul Taşaul;

- Siutghiol;

- Tăbăcărie;

- Lacul Agigea;

- Lacul Techirghiol;

- Lacul Belona;

- Lacul Costineşti;

- Lacul Tatlageac;

- Lacul Mangalia

Fig. 10 Lacurile litorale de la ţărmul

românesc al Mării Negre

Hidrologie

156

BIBLIOGRAFIE RECOMANDATĂ

1. Bras, R. L.. 1989. Hydrology – an introduction to hydrologic science. In: Addison-

Wesley Publishing Company, 660 p.

2. Chiriac, V. Filotti, A., Teodorescu, I. 1976. Lacuri de acumulare. Erd. Ceres,

Bucureşti, 213 p.

3. Diaconu, C., Şerban, P., 1994. Sinteze şi regionalizări hidrologice. Ed. Tehnică,

Bucureşti, pp. 59-70, 90-97.

4. Gîştescu, P. 1971. Lacurile din România. Editura R.S.R., Bucureşti.

5. Llamas, J. 1993. Hydrologie generale. Principes et applications. In: Gaetan Morin

(Ed.), 527 p.

6. Pişotă, I. şi Buţă, I., 1983. Hidrologie. Ed. Didactică şi Pedagogică, Bucureşti,

316 p.

7. Pîrvulescu, C. 1978. Economisirea şi valorificarea intensivă a apelor. Ed. Ceres,

Bucureşti,196 p.

8. Preda, I., Maroşi, P., 1971. Hidrogeologie. Ed. Didactică şi Pedagogică, Bucureşti.

9. Răuţă, M., Cristea, V. şi Oprea. L., 1992. Hidrologie - partea I, Universitatea

Galaţi, 348 p.

10. Răuţă, M., Cristea, V. şi Oprea. L., 1992. Hidrologie -partea a II-a,

Universitatea Galaţi, 170 p.

11. Shaw, E.M., 1994. Hydrology in practice. In: Chapman and Hall, London , Spon Press,

588 p.

12. Yoo, K.H., Boyd, C.E. 1994. Hydrology and water supply for pond aquaculture. In:

Chapman and Hall, London 483 p.