AMENAJRI I CONSTRUCII PENTRU REABILITAREA, CONSERVAREA I PROTECIA CALITII SOLURILOR

Prof. dr. ing Student: Mircea Orlescu andru Mihaela

AMENAJRI I CONSTRUCII PENTRU REABILITAREA, CONSERVAREA I PROTECIA CALITII SOLURILOR

Disciplinele hidrotehnice abordate n cadrul acestui capitol, adic irigaiile, drenajul i combaterea eroziunii solurilor, au drept obiect de studiu proiectarea, execuia, exploatarea i ntreinerea lucrrilor hidroameliorative aferente reabilitrii, conservrii i proteciei calitii solurilor.Irigaiile i drenajele, nu o dat discipline complementare, studiaz condiiile care influeneaz variaiile anormale ale umiditii solurilor n profilul activ i, n consecin, stabilete metodele inginereti necesare proiectrii lucrrilor i construciilor hidroameliorative destinate reabilitrii solurilor afectate de deficit, respectiv de exces de umiditate.Coninutul de ap din profilul activ al solului din cadrul unui teritoriu, poate fi caracterizat n primul rnd prin bilanul apei zonei, definit cu relaia:

(6.1)unde:S (mm) - scurgerea la suprafaa solului;P (mm) - precipitaiile czute;E (mm) - evapotranspiraia (consumul de ap al plantelor);K > 1,atunci teritoriul este caracterizat prin exces de umiditate i necesit lucrri ameliorative de desecare - drenaj;K 1,teritoriul este caracterizat ca fiind cu umiditate instabil;K < 1,atunci teritoriul este caracterizat ca avnd deficit de umiditate, necesitnd lucrri de completarea acestui deficit, prin irigaii.Umiditatea solului, n profilul su activ (H de dezvoltare al sistemului radicular al plantelor) este caracterizat prin mai multe trepte, trepte cu semnificaie deosebit n determinarea aplicrii celor dou metode hidroameliorative n discuie (vezi fig.6.1).Capacitatea de saturaie (C.S.), limita superioar a umiditii solului, reprezint cantitatea de ap pe care o poate conine acesta atunci cnd ntreg volumul porilor este ocupat cu ap;Capacitatea de cmp (C.C.) este cantitatea de ap pe care o poate menine solul n mod durabil, n absena aportului freatic, dup ce a fost umezit n exces i scurgerea gravitaional a ncetat. Este limita superioar a umiditii solului favorabil dezvoltrii plantelor.Plafonul minim (pmin), este limita inferioar a umiditii solului la care dezvoltarea plantelor mai este optim.Combaterea eroziunii solului (C.E.S.) este disciplina prioritar hidroameliorativ pentru conservarea solurilor de pe terenurile n pant (montane i premontane), dar i de regularizarea regimului hidrologic al bazinelor hidrografice. Studiaz cauzele i stabilete metodele ameliorative aferente acestor obiective.6.1. Amenajri i construcii pentru ameliorarea solurilor afectate de deficit de umiditate

Scopul principal al irigaiei este completarea deficitului de umiditate, att al solurilor afectate de acest deficit (K < 1, relaia 6.1 sau U < pmin , vezi fig.6.1), ct al solurilor din zonele mai puin aride/secetoase, ns cu o distribuie nefavorabil a precipitaiilor n timpul perioadei de vegetaie.Completarea deficitului de umiditate const n asigurarea cantitilor de ap necesare pentru ridicarea umiditii solului pe adncimea stratului activ (H - de dezvoltare a masei principale a rdcinilor plantelor), de la cea corespunztoare plafonului minim (pmin) la cea a capacitii de cmp (C.C.), deci meninerea acesteia n intervalul dezvoltrii optime (I.D.O., n fig.6.1) pe durata sezonului de vegetaie (norma de udare, m) sau n afara acestuia (norma de aprovizionare, a, de splare, s etc.). Toate acestea pentru asigurarea unor producii agricole sigure i stabile, deci rentabile i care, completate de metode agrotehnice adecvate s menin sau chiar s amelioreze caracteristicile solurilor.Cantitatea de ap care asigur completarea deficitului de umiditate n condiiile mai sus menionate (acoperirea/asigurarea I.D.O.) pe durata sezonului de irigaie (aprilie - septembrie), ncadrat n cel de vegetaie, poart denumirea de norm de udare. Se calculeaz cu ajutorul relaiei:

(6.2)unde:m (m3/ha) - norma de udare;v (tf/m3) - greutatea volumetric a solului pe adncimea stratului radicular H (m);CC, Pmin (% gr) - umiditi specifice solului pe aceeai adncime H, anterior definite.Pe lng aspectul cantitativ (volumul necesar pe unitatea de suprafa - norma de udare), deosebit de important este aspectul calitativ, adic cel al momentelor de aplicare (optime) ale udrilor pe parcursul sezonului de vegetaie. Altfel spus, o irigaie optim trebuie s in seama de momentele critice (de maxim cerin) legate de necesitile fa de ap ale plantelor.Pe parcursul unui sezon de vegetaie sunt necesare mai multe norme de udare, conform fazelor de dezvoltare ale plantelor i momentelor critice fa de cerinele de ap, norme de udare aplicate n momente i la intervale de timp bine determinate prin calcule (intervalul dintre udri sau timpul de revenire). Durata de aplicare a acestor norme determin ceea ce numim sezon de irigaie, ncadrat sezonului de vegetaie, dup un anumit program (schema de aplicare a udrilor). nsumarea normelor de udare n cadrul unui sezon determin norma de irigaie (M=m6.2. Amenajri i construcii pentru ameliorarea solurilor afectate de exces de umiditate

Apa i aerul ocup mpreun, n diferite proporii, funcie de textura/structura solului, porii acestuia sau spaiul lacunar. n cadrul porozitii, se pot diferenia (dup Schumacher), n funcie de dimensiunile porilor, o porozitate capilar, n care se reine n mod obinuit apa i o porozitate necapilar, care permite aeraia solului. Porozitatea capilar este aceea care influeneaz n mod hotrtor permeabilitatea pentru ap a solului i care, concomitent, condiioneaz posibilitatea solului de a fi aerat.Aeraia activ a solului este necesar att pentru satisfacerea cerinelor de oxigen ale sistemului radicular i a celor de azot pentru microorganisme, ct i pentru eliminarea bioxidului de carbon rezultat n procesele biologice care au loc n sol. Porozitatea de aeraie (definit ca diferena dintre porozitatea total i volumul corespunztor capacitii de ap n cmp) are valori diferite pe profilul solului, cuprinse obinuit ntre (15 25)% la solurile cu textur lutoas, iar la cele cu textur luto-argiloas i argilo-lutoas ntre (12 20)%. Pentru dezvoltarea normal a plantelor, capacitatea de aer a solului (dup Kopecky) trebuie s fie de cel puin (610)% n cazul culturilor furajere, (10 15)% pentru cereale i (1520)% pentru rdcinoase. Regimul aerului din sol este direct dependent de regimul hidric, ntruct variaiile cantitative ale apei din sol determin variaii inverse ale volumului ocupat de aer.Se pot diferenia, din punct de vedere agricol, trei stri principale ale umezirii n exces a solului:soluri ude, care au spaiul lacunar practic plin cu ap, astfel c, lundu-le n mn, apa se scurge de la sine sau picur prin apsare;soluri umede, la care apa devine vizibil prin apsare, ns nu picur;soluri jilave, care umezesc mna prin apsare, dar apa nu este vizibil.Excesul de umiditate (K > 1 n relaia 6.1) nu duneaz plantelor prin el nsui, ci mai ales prin faptul c determin o aeraie insuficient a solului, reducnd volumul porilor ocupat cu aer sub valoarea minim admis, mpiedicnd circulaia i mprosptarea aerului din sol. Ca urmare, are loc o scdere a coninutului de oxigen i o mbogire n bioxid de carbon. Activitatea vital a rdcinilor i a microorganismelor se ncetinete, procesele de oxidare i mineralizare a resturilor organice devin insuficiente. Aceasta este, pe scurt, definirea procesului (nedorit) de gleizare, proces determinat de ctre excesul de umiditate.Excesul de umiditate poate fi cauzat de o serie de factori independeni sau corelai, ntre care cei mai importani sunt:factorii meteorologici, adic precipitaiile abundente i evaporaia insuficient n sezonul respectiv (toamna, primvara);factorii hidrologici, ca undele de viitur (inundaiile), importante ca debit i durat, ce acoper suprafee adiacente cursului de ap sau afluxuri de ap de suprafa provenite din scurgeri de pe versani, generate de precipitaii sau topirea zpezilor;factorii hidrogeologici, adic niveluri ridicate ale apelor freatice; prezena unor straturi de pmnt greu permeabile de mic adncime; existena unor pmnturi cu capacitate ridicat de reinere i concomitent cu potenialul sczut de cedare a apei, afluxuri de ape subterane provenite din terase sau versani (zona nalt);factorii geomorfologici, prin prezena unor forme joase de relief (adncite) i nchise, fr posibiliti de scurgere ctre alte zone, deci lipsite de vi sau fgae;factorii antropogeni, adic excesul de ap provenit din irigaii necontrolate (norme de udare mai mari dect cele necesare), sau datorat vecintii unui lac de acumulare sau a unui canal magistral (neimpermeabilizat sau necorespunztor impermeabilizat), corelat cu neluarea msurilor corespunztoare de colectare i evacuare ale acestor ape.n context cu cele anterior menionate, scopul principal al lucrrilor de desecare - drenaj, este eliminarea excesului de umiditate, de la suprafaa solului (desecare) i profunzimea acestuia/stratul activ (drenaj) soluri aferente terenurilor amenajate (agricole, industriale, urbane). Mai mult, pentru terenurile cu folosine agricole, eliminarea excesului de umiditate const n coborrea umiditii pe ntreg profilul activ, pn la valori care s redea normalitate porozitilor capilar i necapilar, deci condiii optime de dezvoltare a plantelor i microorganismelor (U[pmin; C.C.], vezi fig.6.1).Consecina direct a ndeprtrii excesului de umiditate o constituie creterea proporiei de aer din porii solului, intensificarea schimburilor dintre aerul solului i cel atmosferic. n aceste noi condiii se mbuntete regimul aero-hidric i odat cu el, regimul termic.n functie de variatia climatica anuala, suprafata afectata de exces de apa, are amploare diferita. n anii umezi, suprafata afectata de exces de umiditate nsumeaza 7.470.000 ha, iar n anii normali, din punct de vedere pluviometric suprafata nsumeaza 5.530.000 ha.Fata de suprafata agricola a tarii, excesul de umiditate afecteaza 42% din aceasta, cu grade de intensitate diferite.Repartizarea suprafetei cu exces de umiditate pe teritoriul tarii noastre este diferita, n functie de caracteristicile climatice regionale. Raportat la suprafata agricola, Cmpia de Vest a tarii reprezinta 65% din terenurile cu exces de umiditate. Apoi urmeaza zona de N si zona de munte cu 38%, zona de S care are 37% din terenurile cu exces de umiditate, zona de centru (Podisul Transilvaniei) 28% sufera de exces de umiditate, zona de E cu 25%, exces de umiditate si zona deS - E (Baraganul si Dobrogea) 17% cu exces de umiditate si cu tendinta de 35% din suprafata agricola sa se produca ridicarea nivelului freatic la cote care sa determine excesul de umiditate.Notiunea de exces de umiditate. Stabilirea momentului n care umiditatea din sol devine excesiva a constituit o problema n decursul stabilirii raportului: apa - sol - planta. Conceptia moderna, actuala, sustine ca excesul de umiditate ncepe atunci cndumiditatea solului depaseste capacitatea de cmp (C.C.) a solului pentru apa.Se considera ca nivelul de umiditate corespunzator capacitatii de cmp (C.C.), reprezinta limita superioara a umiditatii optime din sol. Depasirea acestei limite determina excesul de apa, manifestat prin umplerea unui volum de pori important, cu apa.Concluzii:-excesul de umiditate ncepe cnd se depaseste capacitatea de cmp pentru apa;-excesul de umiditate se manifesta cu intensitati diferite, fiind vizibil numai n faza de baltire;-variatia excesului de umiditate poate fi apreciata prin masuratori asupra umiditatii solului sau prin metode expeditive, mai putin exacte.

Cauzele excesului de umiditate.

Producerea excesului de umiditate este dependenta de clima zonei la care ne referim. Romnia, si defineste clima prin efectul combinat al asezarii sale geografice si prin distributia reliefului n trepte, concentrice, dinspre centru spre periferie.Asezarea geografica determina ca evolutia climatica sa depinda n principal de doi centri de maxima presiune numitianticiclonisi anume: anticiclonul azoric (care persista 259 zile pe an) si anticiclonul groso - siberian (care exista 130 zile pe an). Sursele excesului de umiditate.Principalele surse ale excesului de umiditate din zonele care impun lucrari de drenaj si desecare sunt urmatoarele:-precipitatiile atmosferice cazute sub forma de ploaie, zapada sau condensatie atmosferica;-scurgerile superficiale provenite din zonele adiacente suprafetelor supuse lucrarilor de desecare - drenaj;-debite provenite din pnza de apa freatica;-infiltratiile provenite si produse prin diguri sau pe sub diguri, n cazul incintelor aparate cu aceste tipuri de lucrari;-aportul izvoarelor de la baza versantilor si a vailor afluente n zonele amenajate;-debitele provenite de pe suprafetele amenajate pentru irigatii, de pe acumularile de apa sau de la amenajarile piscicole din zona;-apele provenite din revarsarea cursurilor de apa nendiguite in timpul viiturilor (inundatiior).Contributia diferitelor surse la realizarea excesului de umiditate depinde de: contributia diferitelor surse la realizarea excesului de umiditate, conditiile climatice, hidrogeologice, litologice si de formele de relief a fiecarei zone. Precipitatiile n sistemele de desecare - drenaj. Durata (minute sau ore) si intensitatea ploii sunt caracteristici determinante n procesele de eroziune si exces de umiditate.O intensitatea si durata mare a ploii determina blocarea aerului n porii solului, ceea ce face sa creasca volumul scurgerii fata de volumul apei infiltrate.Din totalul unei ploi, o parte este retinuta de catre vegetatie (valoarea maxima a retinerii n cazul padurilor fiind de 10 - 25%), iar ceea ce ramne din ploaia respectiva se mparte n:-scurgere la suprafata terenului;-infiltratie.Ploaia se poate suprapune si cu topirea zapezilor.

Apa freatica n sistemele de desecare - drenaj.

Apa freatica, este a doua cauza ca importanta a excesului de umiditate. Efectul ei se produce atunci cnd nivelul apei freatice se gaseste la adncimea critica, de unde prin capilaritate se ridica spre suprafata terenului.

Inundatiile n sistemele de desecare - drenaj.

Reprezinta o cauza a excesului de umiditate cu caracter temporar si ntmplator, deoarece toate cursurile de apa importante sunt ndiguite. Atunci cnd se depaseste asigurarea de calcul a debitelor transportate, are loc deversarea apei peste coronamentul digului, provocnd inundatii.Inundatiile se produc ntr-un complex de factori favorabili si anume:-precipitatiile abundente care cad pe versantii defrisati;-cnd solurile sunt umede si eventual se topesc si zapezile.

Infiltratiile prin dig sau pe sub dig n sistemele de desecare - drenaj.

Se produce datorita deteriorarii lucrarilor de ndiguire, sau a unor deficiente de calcul sau de executie. n mod obisnuit prin proiectare sunt luate masuri de prevenire a acestor infiltratii. Totusi prin tasarea inegala a pamntului din corpul digului, sau prin producerea de catre animalele rozatoare a unor galerii prin dig (n cazul digurilor executate din pamnt), apare posibilitatea ca pe durata viiturii, cnd nivelul apei atinge corpul digului sa se produca inundatii prin acestea.Ct timp curba de infiltratie si apa din dig este limpede, nu este nici un pericol, trebuind colectata ntr-un canal paralel cu digul. Daca apa din dig devine tulbure, nseamna ca antreneaza pamnt din corpul digului, deci se produc goluri n dig si atunci se surpa digul si permite accesul apei n incinta aparata.Infiltratiile pe sub dig au loc cnd n fundatia digului exista un strat cu permeabilitate ridicata, din nisipuri si pietrisuri, iar prin acestea se produce o infiltratie intensa cu tendinta ca apa sa apara n incinta la diverse distante de dig, sub forma degrifoanesauizbuc.

Irigatiile n sistemele de desecare - drenaj.

Desi scopul irigatiilor este sa asigure plantelor necesarul de apa pentru crestere si dezvoltare, totusi cu ocazia transportului apei pe canale si la aplicarea udarilor n cmp, se produc pierderi importante de apa.Efectul pierderilor de apa poate fi privit n diferite moduri:-ca pierdere de resursa naturala - apa fiind resursa naturala limitata, iar potentialul hidrologic al apelor de suprafata fiind deja epuizat;-ca pierdere de energie - prin treptele de pompare succesiva la care este supusa apa pentru irigatii, aceasta nmagazinnd un volum important de energie. Orice pierdere de apa nseamna si pierderea energiei folosita la pomparea acesteia;-ca efect ecologic - pierderile de apa pot determina, fie alimentarea pnzei freatice daca aceasta se afla la mica adncime sub canal, fie determina formarea unor pnze freatice sezoniere care cu timpul se pot transforma n pnze freatice permanente, modificnd n sens defavorabil regimul natural al solurilor.

Alte cauze ale excesului de umiditate n sistemele de desecare - drenaj.

Amenajarile cu caracter special (orezarii, amenajari piscicole) produc exces de umiditate prin infiltratii n subsol si cresterea nivelului freatic n zonele limitrofe. La aceste pierderi de apa se adauga debite de primenire (alimentare), pentru asigurarea calitatii apei folosita n bazinele respective. Izolarea hidrogeologica a acestor amenajari se face prin canale colectoare de centura (C.C.C.) care pot prelua debitele infiltrate n apa freatica.Un fenomen specific din amenajarile complexe l constituie, deversarea apelor uzate n canalele de drenaj de suprafata. Desfasurarea acestor actiuni este considerata ilegala si se produce din lipsa existentei unei solutii de utilizare a apelor uzate. Din aceasta cauza canalele se colmateaza n masura importanta (mai mare de 40%), producndu-se si poluarea apelor freatice si a solului din zonele respective.

Efectele eliminarii excesului de umiditate din sol, prin sistemele de desecare - drenaj.

Prin aplicarea lucrarilor de desecare - drenaj, o parte din apa cantonata in porii soluluise elimina, n locul ei patrunde aer, cresterea gradului de aerare al solului fiind principalul efect al eliminarii excesului de umiditate.Acesta determina o serie de procese favorabile pentru evolutia solurilor si a fertilitatii acestuia si anume:-mbunatatirea regimului termic - solurile se ncalzesc primavara mai devreme, se lucreaza mai usor, lucrarile fiind de calitate mai buna;-creste gradul de mineralizare a materiilor organice, nnoindu-se fondul nutritiv prin formarea humusului;-mbunatatirea structurii, a porozitatii si a permeabilitatii solului, precum si cresterea capacitatii de retinere pentru apa a solului.Aceste procese se desfasoara pe o durata de pna la 5 - 8 ani, intensitatea lor depinznd de tehnologia de utilizare a terenului si aplicarea lucrarilor secundare de drenaj. Pentru reducerea duratei de reabilitare a solurilor se propun lucrari de fertilizare cu materie organica (gunoi de grajd). Efectul vizibil al mbunatatirii calitatii solurilor se manifesta prin disparitia buruienilor specifice terenurilor cu exces de umiditate (coada calului, pipirig, piciorul cocosului, trestie, stuf, etc.), precum si unor boli specifice (fainare, taciune, etc.).

6.2.1.Desecarea i drenajul, elemente introductive, scheme generale de amenajare ale sistemelor de desecare drenajn limbaj international, drenajul prezinta doua subdiviziuni: a).Drenaj de suprafata, care se ocupa cu evacuarea excesului de umiditate de la suprafata terenului si in stratul superficial de sol, folosind canale deschise. Pentru aceasta categorie de lucrari, n tehnologia romneasca s-a folosit termenul dedesecare;b).Drenaj subteran,care cuprinde lucrari avnd drept scop controlul nivelului apei freatice sau excesul de apa din profilul de sol, folosind cu precadere tuburi perforate, ngropate, numitedrenuri.Drenajul,ca lucrare hidroameliorativa -si propune urmatoarele obiective:pe terenurile cu regim hidrologic normal, sa previna producerea excesului de umiditate, cauzat de irigatii si inundatii;pe terenurile cu regim hidrologic excedentar, sa asigure colectarea si evacuarea umiditatii excesive din sol si terenul respectiv sa poata fi utilizat cu randament agricol maxim;pe terenurile neproductive din zonele joase (luncile rurilor, cmpii intramontane, etc.), sa colecteze umiditatea stagnanta la suprafata solului si n sol, determinnd astfel introducerea terenului respectiv n circuitul agricol.n afara rolului hidroameliorativ, lucrarile de drenaj au si un pronuntat rol ecologic prin protectia calitatii solurilor mpotriva degradarii prin salinizare sau nmlastinire secundara.n cazul terenurilor neproductive de lunca, lucrarile de drenaj intervin brutal n mediul ambiant prin modificarea radicala a biotopului si biocenozelor caracteristice acestor zone. Scopul acestor interventii, nsa, este strict economic si de aceea lucrarile trebuie aplicate cu discernamnt, pentru a mbina efectul lor economic favorabil cu pastrarea unor ecosisteme tipice sau rare.

Desecarea i drenajul sunt msuri hidroameliorative indispensabile n aciunea de tehnicizare i modernizare (deci rentabilizare) a agriculturii oricrei ri de pe glob. Aceasta, fie c este vorba de terenuri situate n zonele aride (secetoase), unde aplicarea irigaiilor poate genera salinizri (secundare) sau tasri (pe terenurile macroporice), fie pe terenurile cu exces de umiditate sau cu exces de umiditate i salinitate. n zonele irigabile, drenajul trebuie s realizeze un echilibru corespunztor ntre coninutul de ap, aer, sruri minerale i temperatura din sol, pentru a se crea astfel condiii optime de dezvoltare plantelor (culturilor agricole n special). n zonele cu exces de umiditate sau cu soluri greu permeabile afectate de precipitaii abundente, desecarea i drenajul trebuiesc ct mai rapid realizare, altfel produciile agricole sunt progresiv diminuate cu durata de bltire a apelor. Aceasta pentru c durata de toleran a plantelor fa de excesul de umiditate este, n general, foarte scurt (de la 5...6 ore pn la 3...5 zile), durat dependent de tipul culturii i de fazele de dezvoltare a acesteia.n consecin, cu acestea i cu cele precizate la nceput acestui subcapitol, prin lucrrile de desecare - drenaj trebuie s se asigure:

1.regularizarea i accelerarea scurgerii:-apelor de suprafa (desecare), prin lucrri de nivelare i modelare a suprafeei terenului dintre dou canale de desecare; se asigur astfel o scurgere mai bun a apelor ctre reeaua de canale (vezi fig.6.23 i 6.24);-apelor freatice, prin lucrri de mbuntire a permeabilitii solurilor (afnarea prin artur adnc sau scarificare), i/sau colectare i evacuare (drenaj) pn la realizarea normei de drenaj (vezi paragraful 6.2.2. i fig.6.23); se nltur n acest mod pericolul nmltinirii i salinizrii;2.oprirea ptrunderii n interiorul sistemului a scurgerilor de suprafa i/sau freatice din zonele nalte, adiacente (reele de canale i drenuri de intercepie de coast, vezi fig.6.22.a);3.trecerea apelor din starea de exces de umiditate, n stare de curent, trecere asigurat de lucrrile de nivelare - modelare, afnare etc.;4.colectarea i transportarea n avalul sistemului a apelor n stare de curent (transport asigurat de panta longitudinal a reelelor de drenuri absorbante i canale deschise) i evacuarea acestora n emisar (ru), cu ajutorul centrului de evacuare gravitaional, SP + EG n fig.22.a, b).Prin amenajri de desecare - drenaj, se nelege complexul de lucrri hidro-ameliorative, construcii hidrotehnice, echipamente i instalaii, a cror aciune concentrat formeaz un sistem care realizeaz ameliorarea terenurilor (solurilor) afectate de exces de umiditate.Un sistem de desecare - drenaj, ntr-o schem general (vezi fig.6.22.a, b) cuprinde:1.reeaua de drenuri absorbante, cu rol de absorbie i transport a apelor n exces din porii solului, de a le transporta gravitaional i descrca n canale de desecare (CD sau C.IV);2.reeaua de canale, cu rol de preluare i transport gravitaional a apelor provenite din scurgerile de suprafa i drenaj pn la centrul de evacuare n emisar; dup rol i importan, canalele pot fi:-canale de centur/intercepie de coast (rol: preluare i transport gravitaional ale apelor n exces provenite din precipitaii de pe versanii zonelor nalte, adiacente sistemelor de drenaj);-canale de desecare (C.D. sau C.IV; rol: preluarea i transportul gravitaional a apelor n exces provenite din scurgerile de pe suprafaa terenului modelat cu panta it, vezi fig.6.23, seciunea A-A i a celor colectate de reeaua de drenuri absorbante);-canale secundare (C.S. sau C.E.III), evacuare principale de ordinul II i I (rol: transport gravitaional pn la centrul de evacuare al apelor n exces colectate de lucrrile hidrotehnice din amonte);

Fig.6.22.3.centrul de evacuare n emisar, SP + EG, avnd rolul evacurii n emisar a apelor colectate din sistem de reeaua de canale deschise (gravitaional, EG, sau prin pompare, SP);4.construcii hidrotehnice anexe, cu rolul asigurrii unei funcionri coerente i eficiente a sistemului (drenaje verticale de intercepie, podee, stvilare etc.);5.digurile de aprare ale sistemului cu rolul de a opri inundarea sistemului n perioadele de viitur (ape mari).

6.2.2. Reeaua de canale a sistemelor de desecare - drenajDin punct de vedere funcional, reeaua de canale a sistemului de desecare - drenaj, trebuie s realizeze:1.oprirea ptrunderii apelor exterioare n perimetrul sistemului, fie prin dirijarea lor n exterior, fie prin captarea i transportul lor pe anumite trasee (canale de intercepie de coast, vezi fig.6.22.a);2.colectarea apelor din scurgerile de suprafa de pe teritoriul sistemului; dirijarea acestor scurgeri este asigurat de lucrrile de nivelare - modelare a suprafeei terenului dintre canalele de desecare (CD sau C IV n fig.6.22.a, b), cu pante ctre acestea; n plus, nu este deloc neglijabil i efectul drenant al canalelor de desecare asupra interspaiului dintre acestea (fig.6.24);3.transportul gravitaional n avalul sistemului, pn la centrul de evacuare n emisar, att al apelor rezultate din desecare, ct i ale celor colectate i descrcate n acestea de ctre reeaua de drenaj (canale secundare - CS, de evacuare CE, i principale de evacuare - CPE, vezi fig.6.22. a, b).Traseul reelei de canale trebuie s parcurg, cu precdere, zonele cu cotele cele mai joase, iar direcia lor s fie (pe ct posibil) paralel cu curbele de nivel, astfel ca efectele de colectare i drenaj s fie maxime.Forma i dimensiunile seciunii transversale ale canalelor difer funcie de importana acestora n cadrul sistemului. Reeaua de canale, creat artificial, folosete forme geometrice simple i regulate, cel mai adesea trapezoidal i/sau triunghiular. Regimul variabil al nivelurilor i debitelor n aceste canale favorizeaz mpotmolirea (colmatarea) i creterea vegetaiei. Pentru combaterea n oarecare msur a acestor neajunsuri se poate recurge la soluia constructiv prezentat n fig.6.25.b (adncirea radierului canalului).Seciunile transversale ale canalelor colectoare i de evacuare (C.S., C.P., C.P.E.) au forme trapezoidale simple sau compuse (vezi fig.6.25.c, d).Capacitatea de transport gravitaional a reelelor de canale este asigurat de panta longitudinal a acestora. n plus, valoric, panta longitudinal trebuie s asigure transportul apei cu viteze cuprinse ntre v = (0,4 ... 0,8) m/s, pentru a prentmpina mpotmolirea (v > 0,4 m/s) i eroziunea malurilor (v < 0,8 m/s).Dimensionarea seciunii transversale (determinarea dimensiunilor necesare acesteia) a canalelor de orice ordin, se efectueaz n regim hidraulic permanent i uniform, cu ajutorul relaiei lui Chzy i a ecuaiei de continuitate (relaiile 1.23 i 1.24, particularizate dup forma geometric adoptat i vezi subcapitolul 7.1), avnd la baz urmtoarele date:debitul maxim de evacuat, debitul provenit din scurgerile de suprafa de pe terenurile nvecinate (ape externe din zona nalt, dac este cazul), din precipitaiile czute direct pe teritoriul amenajat, prelevri din diverse folosine (irigaii, amenajri piscicole etc.), din aportul freatic al teritoriilor nvecinate (eventual), din precipitaiile atmosferice locale (din teritoriul sistemului) i din infiltraiile prin i sub digurile de aprare;

Fig.6.23. NFI (NHS) - nivel freatic iniial (hidrostatic); NHD - nivel hidrodinamic; NFS - nivel freatic stabilizat; 1- tub dren absorbant; 2- filtru; 3- tranee de pozare a drenului; 4- gur de vrsare a drenuluidurata maxim admis pentru inundare a culturilor sau pentru exces de umiditate, n profilul activ de sol;suprafaa bazinului de recepie (colectare a apelor) aferent tronsonului dimensionat, cruia i corespunde un debit maxim i un timp de concentrare a apelor de evacuat din bazinul de recepie:orografia teritoriului (pante ale teritoriului), date geotehnice (stabilitatea taluzelor), date hidrologice (adncimi ale stratului freatic) etc.

Fig.6.24. Funcii ale canalelor de desecare (C.D.)1- panta terenului (nivelare); 2- scurgeri (colectare) de suprafa;3- infiltraie (efectul drenant); NHS - nivel hidrostatic; NHD - nivel hidrodinamic;

Fig.6.25. Forme ale seciunii transversale a canalelora) seciune trapezoidal; b) cu radier n unghi; c) seciune compus;d) seciune dublu trapezoidalDatele bazei de calcul se stabilesc prin cercetarea fenomenelor statistice pentru o perioad ndelungat de timp (15...20 de ani) a evoluiei precipitaiilor i nivelurilor stratului freatic. Dimensionarea este considerat ca fiind corespunztoare dac viteza de curgere a apei pe tronsonul rezolvat este cuprins n intervalul valoric menionat (0,4 ... 0,8 m/s). Ca i pentru reelele de canale de irigaii, buna i coerenta funcionare a reelelor de canale aferente sistemelor de desecare - drenaj, este asigurat de aceleai construcii hidrotehnice (stvilare, podee cderi, subtraversri etc.) fa de care este diferit doar regimul de funcionare i exploatare.

6.2.3. Reeaua de drenaj orizontal nchis, subteranAa cum am mai menionat, coborrea nivelului apelor freatice fa de suprafaa terenului, n interspaiul dintre canalele de desecare, pn la realizarea normei de drenaj z (adncimea la care umiditatea solului este meninut n I.D.O., adncime dependent de tipul culturii, faza de dezvoltare a acesteia i textura solului, adncime cuprins valoric n intervalul z = 0,4 ... 1,25 m) este obinut cu ajutorul reelei de drenaj orizontal nchis, sau, mai pe scurt, al reelei de drenuri absorbante.Acelai efect poate fi obinut i cu ajutorul drenajului vertical (fntni forate, fntni cu diametru mare, n cheson i drenuri radiale, din care apa este evacuat prin pompare).n prezent, se utilizeaz cu preponderen drenajul orizontal nchis, pentru c este mai ieftin, mai puin pretenios n execuie i exploatare i fr consum mare energetic.Drenurile absorbante sunt tuburi cu structur permeabil (cu perei perforai - orificii/fante - la cele din policlorur de vinil, sau prin fanta de la capetele de mbinare ale tuburilor, la cele de ceramic, vezi fig.6.26) destinate colectrii i evacurii apelor freatice n exces. Din raiuni legate de exploatare i ntreinere, drenurile absorbante nu pot avea lungimi mai mari de LB = 200 m. Drenurile de policlorur de vinil fabricate (standardizate) n ara noastr, au diametre (interioare) de 50 mm, 65 mm i 80 mm, iar cele de ceramic de 70 mm, 90 mm, 110 mm i lungimea B = 0,30 m. Alte detalii constructive ale tuburilor de drenaj sunt prezentate n fig.6.26.Apa colectat de drenurile absorbante este evacuat direct n canalele de desecare, sau n acestea prin intermediul unui dren colector, conform schemelor de amenajare prezentate n fig.6.27. Chiar dac schema cu dren colector prezint dezavantajul unei investiii mai mari, a unei tehnologii de execuie i ntreinere mai complicat, faptul c reduce densitatea canalelor de desecare (cam de 3,75 ori), o recomand de la sine (reducerea eliminrii din circuitul agricol a unei suprafee de loc neglijabile).Prelungirea duratei de funcionare (exploatare) i mbuntirea condiiilor de acces ale apei ctre dren, sunt obinute dac acesta este protejat pe ntreaga sa lungime (LB) cu un material filtrant (filtru de grosime ). Prelungirea duratei de funcionare este obinut datorit faptului c materialul filtrant, prin prezena sa n jurul drenului, reduce efectul colmatrii (umplerea orificiilor i a seciunii interioare

Fig.6.26. Elementele geometrice ale tubului de drenaj cu filtrua) orificii longitudinale: >> b; B (comp.) ; b) orificii transversale dese: < b; B