hidrometria si hidrologia raurilor

7/25/2019 Hidrometria Si Hidrologia Raurilor

1/40

HIDROMETRIA SI HIDROLOGIA RAURILOR

Dinamica apelor raurilor

Miscarea apeieste o caracteristica fundamentala a cursurilor de apa,fara de care acestea devin unitati hidrograce cu statut diferit: lacuri, balti,

mlastini, studiate de alte ramuri ale hidrologiei. Fenomenele dinamice serefera la variatii de niveluri, debite, viteze, continut de aluviuni etc., suntdeterminate deforte externe(gravitatie, Coriolis, centrifuga)si interne(vascozitate) si se manifesta in cadrul anumitor conditiiclimaticeale zonei simorfometriceale sectoarelor de albie.

1.1. Fortele care actioneaza asupra apei din rauri

a) Miscarea apei din rauri este determinata in primul rand de panta

acestora,respectiv acceleratia gravitationala. Diferenta de altitudine dintre

un punct situat in amonte si un altul, situat in aval, reprezinta o cadere! aapei, respectiv oforta gravitationala.(Figura nr. 1).

Figura nr. 1. Deplasarea unei molecule de apa pe un plan inclinat

"nde: # $ picatura de apa

% $ greutatea picaturii de apa

&1, &'$ componente ale functiei de deplasare

n fond, prolul longitudinal al unui rau este un plan inclinat iar deplasareaapei se face conform regulilor zicii.

b)n al doilea rand, miscarea apei din rauri este influentata si de forta

Coriolis. aurile isi etaleaza cursurile pe lungimi mari, au directii de scurgere


2/40

diferite si ca urmare, miscarea de rotatie a &amantului are in*uenta asupradinamicii raurilor.

Forta Corioliseste acea forta care rezulta din rotatia &amantului si careface ca raurile cu directie meridiana sa se abata spre dreapta in emisfera

nordica si spre stanga in emisfera sudica. eprezinta in consecinta o inertie aapei din albii, care nu face corp comun cu rocile din patul si malurile acestorasi are tendinta de a ramane! in urma, actionand asupra malurilor respective(drept in emisfera nordica si stang in cea sudica). Fenomenul comporta si oanumita denivelare! a apei in prol transversal. &e ansamblu insa, situatiilesunt foarte comple+e din varii cauze: directii complicate ale cursurilor deapa, lungimile si latimile lor foarte diferite, rocile talvegului si malurilor cuduritati diferite, evolutia albiilor in plan sub impulsul pantelor locale si atransportului solid, etc.

c) Forta centrifugaactioneaza in cazul malurilor concave si este data de

formula:

unde: m masa apei

- viteza apei

raza curburii meandrului

#cest fenomen determina o anumita inaltare a nivelului apei catre malulconcav si o intensicare a actiunii de eroziune asupra acestuia. ncompensare pe malul conve+, predomina, aluvionarile cu formarea reniilor(Figura nr. ')


3/40

Figura nr. '. idicarea apei spre malul concav datorita forteicentrifuge (dupa . &isota si . uta. 1/0)

1.'. 2iscarea laminara si miscarea turbulenta

2iscarea apei in albiile raurilor, dependenta direct de panta de scurgere

(forta gravitatiei) si invers proportional de particularitatile morfometrice alealbiei (rugozitate), se poate desfasura laminarsau turbulent,in functie deraportul factorilor de control (panta si rugozitate).

Miscarea laminaraeste reprezentata prin deplasarea paralela linaasuvitelor (sectoarelor) de apa in toata masa de apa, cu o viteza mai mare lasuprafata si la mi3locul raului si mai mica spre fundul apei si spre maluri.

Miscarea turbulenta sau dezordonatase caracterizeaza

prin deplasarea haotica, instabilaa fasiilor de apa si apare la depasirea

unui anumit prag al vitezei (viteza critica), diferentiat in functie deasperitatile talvegului si neregularitatile malurilor. n miscarea turbulentamasa de apa se a*a intr4un amestec continuu, fapt ce contribuie laomogenizarea temperaturilor, turbiditatilor si a incarcaturii chimice si 5 sau apoluantilor.

6chimbarile de directie si de viteza, frecvente in cazul miscariiturbulente dau nastere vartejurilor.

2iscarea turbulenta a apei prezinta urmatoarele caracteristici:

4 vectorul viteza, in ecare punct al curentului de apa, are o directievariabila ce tinde, sub unghiuri diferite, spre directia principala a cursului deapa7 de aici deplasarea in varte3uri7

4

viteza la fund si la maluri este sensibil mai mica decat in sectoarele

centrale ale sectiunii udate7

4 miscarea apei la turbulente nu depinde de vascozitatea ei7

4

la curgerea apei in rau, rezistenta este proportionala cu patratul

vitezei curentului.

1.8. Curentii din apa raurilor

Din cele prezentate mai sus, rezulta ca deplasarea apei in albiile rauriloreste un proces comple+, dependent de panta de scurgere, de particularitatilemorfometrice ale acestora, precum si de coeziunea slaba a particulelor deapa, forta Coriolis etc. 6e poate consta faptul ca, e+ista variatii semnicative


4/40

ale vitezei de curgere a apei atat in plan orizontal (pe latimea raurilor) cat sivertical (in adancime).

ntr4un curs natural de apa se formeaza o serie de curenti superciali siinteriori, complecsi. Fara a intra in detalii de hidraulicitatea albiilor

prezentam grac modul lor de formare. Figura nr. 8

Figura 8.Curentii din

albiile raurilor

n ceea ceprivestemodul deformare si deevolutie a

curentilor dinmasa de apaa unui rau, sepot separapatru tipuri:

a)

Tipul I:curenti care se desfac la fund, de lami3loc catre maluri si formeaza douacircuite inchise. 6e formeaza la rauri

late si putin adanci, unde in*uentamalurilor este slaba. 6e numesccurenti divergenti.(Figura nr. 9 )

Fig. nr. 9 Curenti de tip $ divergenti

b)Tipul II:Curenti convergenti.#cestia converg din adancuri spre suprafatasi de la maluri catre mi3locul raului.


5/40

Caracteristic la rauri late, adanci si cuviteze mari. (Figura nr. )

Fig. nr. Curenti de tip $ convergenti

c)

Tipul III:curenti circulari cu o singura

directie, care iau nastere in zonaadanca a albiei si se indreapta de lamalul concav spre cel conve+. 6eformeaza la sectoare de raumeandrate, unde prolul transversal altalvegului este inclinat spre malulconcav. (Figura nr. )

Fig. nr. . Curenti de tip $ curenticirculari

d)

Tipul IV:Curenti de tranzitie reversibilade la tipul la (si invers), infunctie de raportul dintre latimea si adancimea albiei.

n timpul marilor viituri, cand albiile ma3ore sunt inundate, pot sa apara

diferentieri intre directiile de deplasare ale curentilor. n aceste cazuri seconsidera ca se formeaza doua cursuri de apa: unul superior, la nivelul albieima3ore, unde curentul urmareste panta generala a fundului vaii siunul inferior, specic albiei minore. #stfel de procese sunt caracteristice si incoada acumularilor unde, adesea, cursurile a*uente urmaresc traseelevechilor albii inecate, pe distante mari (fenomen numit memoria raurilor).


6/40

;vident nu trebuie pierdut niciodata din vedere gradul deosebit de mareal comple+itatii si interdependentei fenomenelor din natura.

,' h,catre fundul albiei

a3ungand pana la>.

Diagrama de variatie avitezelor, pe adancime senumeste epurasau hodogragulvitezelor.(Figura nr. 0).

n cazul aparitiei unorobstacole in albia raului (ingustari,largiri, vegetatie cu crengi la

suprafata apei etc.) formeleepurelor de viteza sunt foartediferite.

&entru urmarirea corecta a vitezelor raurilor in sectiunile statiilorhidrometrice, in practica se alege numarul de verticale de vitezain functiede latime, dar nu mai putin de 9 $ , asa cum se prezinta mai 3os.


7/40

Fig. nr. 0 ;pura (hodograful)vitezelor in albie libera (#) si cufenomene de inghet ()

a)n ceea ce priveste latimea raului,conform instructiunilor:

B (m) Sub 1 m 1 10 10 - 40 40 60 60 80 80 100 Peste 100 m

!"#e!t"" 4 - $ 8 - % 10 10 1& 10 1& 10 1& 1& 1$

b)Pe adancime,repartitia punctelor de masurare a vitezelor se face astfel:

In albiile libere4 sub >,1 m $ nu se masoara viteza sau seutilizeaza micromorist

i:4 >,1 $ >,'> m $ la >, h74 >,'1 $ >,9> m $ la supraf.7 la fund74 >,91 $ >, => m $ >,' h7 >, h7 >,= h74 peste >,=> m supraf. >,'7 >,7 >,= h, fund7

h reprezinta adancimea verticalei de viteza, in m:

4 in cazul podului de gheata si a naboiului se e+ecuta masurarea vitezeisi la adancimea de >,9 h.

&e baza rezultatelor masuratorilor asupra vitezei efectuate in punctelestandard, pe latime si adancime, se pot trasa izotahe(curbe care unescpuncte cu aceeasi viteza). 2etoda izotahelor, desi putin folosita in practica,poate utilizata pentru determinarea debitelor de apa.

'.'. 2asurarea si calcularea vitezei raurilor

n cadrul actiunii de masurare a debitelor, atunci cand nu se folosescdispozitive speciale (debitmetre, canale &arshall, deversori, oricii, prolepractice), masurarea vitezei apei este absolut necesara. &rin cunoastereavitezei si a sectiunii udate (active) se determina debitul de apa, ca produs al

acestora.

2asurarea vitezei apei se mai e+ecuta insa si in alte scopuri: determinareacurentilor, calcule hidrologice speciale, navigatie etc.

n practica hidrologica, viteza apei raurilor se masoara cu mai multe categoriide dispozitive, instrumente si aparatura:


8/40

a $ *otori sau plutitori7

b $ tahimetre $ batometre7

c $ dinamometre7

d $ tuburi hidrometrice7

e $ moristi hidrometrice.

a Flotorii sau plutitoriireprezinta corpuri simple, confectionate dinmateriale usoare, care plutesc pe suprafata apei.

&entru efectuarea masuratorii, in sectiunea data, se aleg trei prole, situatela distante cunoscute (de lansare plecare, de evidentasi de sosire) situatepe un sector rectiliniu si cu maluri simetrice. Flotorii lansati putin in amonte

de prolul de plecare (in cel de lansare) sunt urmariti cu cronometrul(declansat la atingerea prolului de plecare), pana la prolul de sosire (candse inchide cronometrul). n prolul de evidenta (de la mi3loc) seconsemneaza distanta la care trece *otorul fata de mal (de un reperprestabilit).

Cunoscand distanta ? dintre prolul de plecare si cel de sosire si durataparcurgerii acesteia de catre *otor se determina viteza pe acel aliniament:

-itezele masurate cu *otori sunt cele de la suprafata apei si, in principiu,sunt mai mari decat media pe verticala. Corectia care se aplica este de >,= $>,/ (-m >,= $ >,/ -supr..) .

6e mai folosesc otori captivi, care se recupereaza, sau otoriintegratori(recipiente care, pe masura ce se umplu cu apa, coboara inadancime, integrand in acest fel viteza apei pe verticala).

b. Tahimetre, batometre.6unt aparate mai comple+e utilizate, mai ales,

pentru recoltarea probelor de apa. Dispun insa si de curbe de etalonare,curbe prin care se determina viteza apei in functie de debitul de umplere:

c. Dinamometreledetermina viteza apei prin masurareaactiunii saledinamice.


9/40

d. Tuburile hidrometrice(tubul &it@t), masoara viteza apei printransformarea energiei hidraulice in presiune hidrostatica.

e. Moristile hidrometricesunt aparatele cele mai utilizate pentru masurareavitezei apei. n principiu o morisca hidrometricanu masoara direct viteza

apei, ci un numar de turatii ale paletei (rotorului) intr4un anumit timp (=> $1'> secunde), respectiv un numar de rotatii pe secunda.

&e baza unei ecuatii de etalonare, stabilita in atelierele de tarare, unde seimprima viteze cunoscute si se determina numarul de turatii pe secunda, secalculeaza viteza apei. Formula generala este: V = an + bunde a si b suntcoecienti numerici determinati de pe curba de tarare (ecuatia acesteicurbe).

n principiu o morisca hidrometrica se compune din:

4

corpul

moristiicu dispozitivele de contact7

4coada(ampena3ul)7

4rotorul(paleta): a+, rotor, rulmenti,distantieri, rotita cu '> dinti si stift decontact, r de argint, etc.)

4accesorii:4 sonerie electrica saudispozitiv luminos7

4

ti3a (cablu gradat)74 greutate lestara74 carabiniera, varte3 etc.4 surubelnite, baterii, becurilanterna:

;tapele masurarii vitezei cu morisca hidrometrica sunt:

4pregatirea moristiipentru lucru7

4efectuarea sondajelorsi determinarea adancimilor de scufundare7


10/40

4masurarea numarului de turatii(in => $ 1'>!) in ecare punct,dupa o prealabila asteptare de acomodare a turatiilor rotoruluicu viteza apei7 A!

4 determinarea numarului de turatii pe secundan!7

4calculul vitezelorla diferite adancimi pe baza ecuatiei moristii7

4calculul vitezei medii pe verticala(pe baza recomandarilor dininstructiuni), prin metode diferite:analitica, grafomecanica,grafoanalitica etc.

Metoda analiticaconsta in calcularea vitezei medii pe verticala prinmedierea aritmetica, ponderata, a vitezelor masurate in punctele standard.nstructiunile care se aplica in reteaua hidrometrica a omaniei elaborata deA2< ucuresti, recomanda urmatoarele formule, in functie de numarul

punctelor de masurare:

4

1 punct: Vm = V 0,64 ' puncte: Vm= (Vs + Vf)/ 24 8 puncte: Vm= (V0,2+2V0,6+V0,8)/44 puncte de masurare: Vm= (Vs+3V0,2+3V0,6+2V0,8+Vf) /10


11/40

Metoda grafomecanica, consta in urmatoarele operatiuni (Figura nr. =):

4 se deseneaza, la o scara convenabila, epura vitezelor74 se planimetreaza suprafata epurei in cm'74

se imparte aceasta suprafata la adancime si se obtine vitezamedie pe verticala.


12/40

Atentie:&entru vericare, atunci cand se traseaza cu linie verticala vitezamedie, partile din epura care raman in dreapta acestei linii trebuie sa eapro+imativ egale cu golul din stanga.

'.8. 2asurarea debitelor raurilor

Debitul de apa reprezinta volumul (cantitatea) de apa care se scurgeprintr4 o sectiune activa a unui rau, in unitatea de timp (o secunda).

Din denitie se constata ca, pentru determinarea debitului de apa,trebuie cunoscute sectiunea activa(4 m') si viteza apei(-4 m5s).

n practica hidrometrica se folosesc mai multe metode pentrumasurarea (determinarea debitelor de apa):

a. metoda sectiune $ viteza7

b. metoda volumetrica7

c. metoda amestecului (chimica)7

d. utilizarea unor constructii si instalatii hidrometrice specializate(deversori, oricii, a3uta3e, prole practice etc.).

Bermenul de determinarea debitelor!este mai potrivit decat cel demasurare! pentru ca prin nici o metoda nu se obtine direct valoareadebitului, ci elemente a3utatoare, de calcul: , -, , n etc.

Determinarea debitului prin metoda sectiune viteza

#ceasta metoda, cel mai frecvent utilizata in practica hidrologica, se refera ladeterminarea debitelor prin:

4 masurarea sectiunii de apaprin efectuarea sonda3elor cu ti3ahidrometrica sau prin ridicare topograca. Aumarul de sonda3ese alege in functie de latimea raului si de conguratia albiei.De obicei numarul verticalelor de sonda3, este de doua ori maimare decat cel pentru viteze.

- masurarea vitezei apei cu morisca hidrometrica sau cu

flotori(modul de masurare a fost prezentat mai sus).

Formula generala de calcul a debitului este: Q = V, dar pentru a seobtine o precizie cat mai buna, operatiile se fac pe parti (suprafete partialecu viteze caracteristice).


13/40

In cazul masuratorilor cu otorise e+ecuta urmatoarele operatii, care senoteaza pe un formular tip.

4

se efectueaza masuratoarea asa cum am prezentat in subcapitolulanterior7 avand gri3a ca, pe toata latimea raului, sa e cronometrati un

numar sucient de *otori7

4 se intocmeste gracul D4B, pe care se ordoneaza *otorii in functiede distantafata fata de reper (mal), pe la care au trecut in prolul deevidenta si de timpul parcurs7

4 se determina grupele de *otori, considerand ca abateri admise 1>417

4 se completeaza tabelul cu vitezele, determinate pe grupe, pe bazaformulei7

(;tapa de completare)

4 se completeaza tabelul de calcul al suprafetelor partiale intre sonda3esi intre grupele stabilite7

4 se completeaza etapa a tabelului cu viteze si debite, pe grupe de*otori7

4 se totalizeaza debitele partiale (de suprafata) si se obtine valoarea

debitului de suprafata (ctiv) 4 Es7

4 se aplica un coecient de corectie: s >,= 4 >,/ determinat pe bazaunor masuratori efectuate cu morisca hidrometrica sau prin apreciere7

4 se calculeaza tabelul centralizator cu rezultatele masuratorilor.

n cazul masurarii vitezelor cu morisca hidrometrica se folosesc deasemenea imprimate tip.

Etape:

4 se efectueaza sonda3e conform instructiunilor. 6onda3ele se efectueazade regula in puncte +e precizate prin gradatii pe un cablu, la distantecorespunzatoare, dus si intors7

4 se calculeaza adancimile de scufundare a moristii (conforminstructiunilor) la verticalele de viteza desemnate7


14/40

4 se e+ecuta masurarea impulsurilor de viteza in ecare punct 7

4 se calculeaza, pe baza ecuatiei de tarare, vitezele7

4 se calculeaza vitezele medii pe verticalele de viteza (analitic,

grafoanalitic sau grafomecanic).

De aici operatiile se diferentiaza:

In cazul calulului analitic:

4 se determina suprafetele partiale intre verticalele de sonda3 si deviteza7

4 se consemneaza vitezele medii in dreptul verticalelor de viteza7

4 se calculeaza viteze medii, intre verticalele de viteza corespunzatoaresuprafetelor partiale. ?a maluri se considera '58 din prima (ultima) verticalade viteza7

4 se calculeaza debitele partiale (G HIv), apoi, prin insumare se obtinedebitul total (E)7

4 aceleasi calcule se efectueaza luand in considerare numai vitezele desuprafata, pentru determinarea coecientului de corectie s(J) almasuratorilor efectuate numai la suprafata (in cazul viiturilor) sau a celor cu*otori:

7

4 se completeaza tabelul centralizator, cu toate elementele masuratorii:

mprimatele utilizate se vor prezenta si utiliza la ?ucrari practice.

In cazul calcului grafomecanic (grafoanalitic) al vitezelor:

Dupa determinarea epurelor (hodografelor) vitezelor si a vitezelor mediipe verticale:

4 se deseneaza prolul transversal (raportarea ridicarii topo sau dinsonda3e)7

4 se determina debitele elementare pe epurele de viteza7


15/40

4 se traseaza, pe prolul transversal, epurele debitelor elementare si avitezelor7

4

se planimetreaza epura debitelor elementare si se obtine debitul7

4 se planimetreaza prolul transversal cu toate elementele sale:suprafata totala, activa, inactiva, cu gheata, etc.

4 se calculeaza celelalte elemente ale masuratorii si se completeazatabelul cu rezultate.

;lementele de calcul ale unei masuratori de debit:

4 Aivelul apei $ atunci cand ne a*am la o statie hidrometrica: (< cm)

4

suprafata sectiunii de apa (K m') $ totala Kt(m')7

4 activa Ka(m')

4 inactiva K(m')

4 a ghetii Kgh (m')

4 naboiului, Knab(m')

4 latimea raului (m)7

4 latimea fetei inferioare a ghetei gh(m)7

4 debitul de apa E (m85s)7

4 viteza medie -m(m5s)7

4 viteza ma+ima -ma+(m5s)7

4 adancimea medie hmedL5 (m)7

4 adancimea ma+ima hma+7

4 perimetrul udat &(m) & M'hmed

& M'hmedMgh

4 raza hidraulica L5& (m)7

4 debitul ctiv Es$ debitul corespunzator vitezei de suprafata7


16/40

4 coef. de corectie ssau J E5 Es$ >,= $ >,/7

Determinarea debitelor prin metoda volumetrica

6e practica de obicei la izvoare, paraie foarte mici, conducte etc. si consta in

umplerea unui vas gradat intru4un timp cronometrat. De regula se fac miciamena3ari pentru ca apa sa nu se piarda: 3gheaburi, tuburi etc.

&entru debite mici metoda este foarte precisa si comoda (operativa).

Determinarea debitelor prin metoda amestecului (chimica, dilutiei).

n principiu, metoda consta in lansarea unei cantitati de substanta(neotravitoare) intr4o sectiune situata in amonte, recoltarea si analizaconcentratiei intr4o alta sectiune situata la o distanta bine determinata inaval.

Calculul se efectueaza cu formula: E + oMG + 1 EM Gl + '

unde:

G debitul solutiei (debit de lansare din vasul special)

1 concentratia solutiei lansate7

E debitul curentului7

> concentratia apei in stare naturala7

' concentratia probei recoltate.

2etoda este precisa, dar la debite mai mari necesita importantecantitati de solutie concentrata, de regula sare de bucatarie.

Determinarea debitelor cu instalatii hidrometrice

nstalatiile hidrometrice au o utilizare frecventa mai ales in domeniulhidrologiei tehnice, deoarece se masoara anumite elemente, iar restul se


17/40

determina dupa tabele sau prin calcule. ;+ista o literatura hidrotehnicadeosebit de bogata in acest domeniu.

ntre instalatiile de masurare mentionam:

d.1. Deversorii.Deversorii sunt deschideri practicate in anumiti peretimetalici sau de beton cu care se bareaza cursul unui parau sau canal. #pa,barata formeaza o mica acumulare in spate si curge apoi prin deschiderearespectiva. n teren se masoara inaltimea coloanei de apa care trece pestepragul deversorului, restul elementelor se calculeaza sau sunt prezentate intabele speciale. &entru a putea aplica insa formulele si coecientii tabelati,e+ista anumite reguli de constructie si de amplasare a deversorilor.

Deversorii pot functiona in regim neinundat, atunci cand apa cade directin albie, iar nivelul din aval nu are nici o in*uenta asupra celui din amonte siin regiminundat, atunci cand in aval e+ista o saltea de apa care in*uenta

asupra partii din amonte. Deversorii se clasica dupa forma si dupa grosimeaperetilor.

"upa formadeversorii sunt:

4 triunghiulari, cu unghi drept sau ascutit (8>>, 9>)7

4 trapezoidali, in forma de trapez, cu baza mica in 3os7

4 dreptunghiulari, in forma de dreptunghi.

n functie de grosimea peretelui deversorului, acestia pot :

4 cuprag subtire(lame metalice de 8 $ mm grosime)

4 cuprag lat(prol practic), cand este vorba de un bara3 de beton cuzidarie cu grosime mai mare.

&rezentam mai 3os cateva formule ale deversorilor:

1) Deversor trapezoidal cu unghi N 1>9>

E 1,= bh85'pentru viteze de apropiere O >,' m5s

E 1,/ bh85' pentru viteze de apropiere P >,' m5s

E in m85s7 b $ in m7 h $ in m7

') Deversor triunghiular cu unghi N />>


18/40

E 1,= h5'

d.2. Orificiile si ajutajele

Qriciile se practica in bara3e pentru diferite interese legate de

e+ploatarea acestora. &ot aplicate si in cazul unor barari improvizatepentru masurarea debitului. n functie de grosimea peretelui (bara3ului)oriciile pot cu pereti subtirisau cupereti grosi. ntre acestea e+ista multediferente, dar nu le discutam. Cand oriciul este prevazut cu o mica teava,aceasta se numeste a3uta3.

Formula generala de calcul este:

E RH , unde: R, H $ coeficienti7

g $ acceleratia gravitationala7

< $ inaltimea coloanei de apa din spatele bara3ului.

d.3. Tubul Pitta fost descris la subcapitolul privind masurareavitezelor. Daca se ia in considerare si suprafata sectiunii de apa, se poatecalcula debitul: E KS - (m85s)

d.4. Dispozitivul Parshalleste o constructie care ingusteaza sectiuneade apa si prezinta pante si contrapante bine determinate. &e bazadiferentelor de contrapante de nivel care e+ista intre sectiunea din amontede dispozitiv si cea din aval, se determina debitele. De regula se folosescdoua limnigrafe care functioneaza corelat.

d.5. Debitmetrelesunt dispozitive special construite care masoaradirect debitul de apa. 6e folosesc in general la conducte.

! al mirei.

Cota >! mira se alege de regula in asa fel, incat nivelul apei sa nuscada niciodata sub acesta, pentru a se evita valorile negative atunci candse prelucreaza sirurile de valori obtinute. Dar, in natura, sunt situatii candalbia este erodata si nivelul apei scade sub cota >! mira stabilita. &entru ase evita valorile negative, la prelucrari se alege un plan ctiv situat cu 14' m


19/40

mai 3os decat planul >! mira, care se numeste planul >! al gracului.Diferenta dintre cele doua planuri se numeste < (delta /. si

Figura nr. /. 2ira hidrometrica sidetaliu la partea inferioara

Figura nr. Bipuri de mire hidrometrice (inclinata, pe un singur pilot si pe maimulti piloti)

Qbservatiile la mira se efectueaza de doua ori pe zi(orele 0 si 10). nsituatia regimului relativ constant si suplimentar, in caz de variatiisemni#cative. 6e are in vedere includerea in sirul de valori observateanivelurilor maxime si minime.

Qservatiile de nivel se consemneaza in carnete tip, in care se maiinregistraza precipitatiile cazute, temperatura apei si a aerului, viteza si

directia vantului (aprecieri), starea timpului si starea raului (liber sau cufenomene de inghet, vegetatie etc.). Ca si in cazul debitelor, imprimatele tipse vor prezenta si discuta la activitatile de lucrari practice.

&relucrarea nivelurilor comporta urmatoarele operatiuni:

4 la citirile brute (fata de >!mira) se aplica adaosul (T


20/40

4 se calculeza medii zilnice:

4 aritmetic, cand sunt ' valori si cand variatiile nu sunt prea mari7

4 ponderat, cand sunt 8 sau mai multe valori diferentiate mai mult

de 1> fata de ecartul anual de variatie 7

4 se calculeaza media lunara 5 8>,817

4 se e+trag valorile e+treme.

Dupa calculul nivelurilor, pe acelasi carnet se efectueaza calculele asupratemperaturilor, fenomenelor de inghet sau vegetatiei, se intocmesc graceetc., conform instructiunilor din reteaua hidrometrica nationala.

n ceea ce priveste, nivelurile, putem vorbi, despre:

4 valori instantanee $ de la orele de observatie7

4 valori medii: zilnice, lunare7

4 valori ma+ime si minime $ din ecare luna7

4 valori medii anuale7

4 valori e+treme anuale7

4 valori multianuale7

4 ecart anual de variatie (


21/40

Figura nr. ?imnigrafe: orizontal si vertical

4 un tambur orizontal sau vertical pe care se +eaza diagramele speciceecarui tip in parte7

4 un dispozitiv de ceasornic, cu arc, care se incordeza la '9 ore, saptamanalsau lunar7

4 un sistem de inregistrare, dotat cu penita cu tus special sau cu creion7

4 un rotor, cu sistem de reducere la scara a variatiilor de nivel7

?imnigraful se instaleaza intr4o cabina (caseta) dispusa deasupra unui putcare are legatura, printr4o conducta, cu albia raului si in care nivelurilevariaza concomitent si concordant cu cele ale apei din rau, pe principiulvaselor comunicante.

#tunci cand nu se dispune delimnigrafe, pentru identicarea cel putin avalorilor e+treme se utilizeaza mire demaxima si de minima. 2ira de ma+imaeste o cutie de lemn cu usita, cu un pereteinterior vopsit in negru si gradat, care seataseaza la constructia mirei e+istente. 6eda cu creta partea innegrita, iar apa, increstere spala aceasta creta pana lanivelul ma+im. 2ira de ma+ima estedispusa cu cote corelate cu mira de baza,astfel ca nu este greu de citit, pe rigla

gradata din interior, cota ma+ima inregistrata.

2ira de minima este o constructie din rigle prevazute cu crestaturi incare alunecatorul coboara pana la cotele minime, in mod adecvat.

n ultimii ani s4au introdus si la noi in tara statii hidrometrice automatecare au senzori pentru masurarea nivelurilor, precipitatiilor si atemperaturilor (Figura nr. 1'.).


22/40

Figura nr. 1'. &luviometru automat.

8.' Cheia limnimetrica

ntre niveluri si debite, pe un curs de apa, e+ista o legatura directa.

Cresterile de nivel se concretizeaza prin cresteri corespunzatoare aledebitelor.

?egatura debitelor cu nivelurile se numeste cheie limnimetricasiprezinta o importanta deosebita pentru activitatea de hidrometrie $hidrologie. Cheialimnimetricase intocmeste pe baza masuratorilor de debiteefectuate de4a lungul anului, pe fazele de regim. #re forma unei curbe cudeschidere spre dreapta. (Figura nr. 1').


23/40

Figura nr. 1'. Cheie limnimetrica. aul 6lanic la 6lanic 2oldova

Cheile limnimetrice pot :

4 curbe unice $ in cazul albiilor stabile7

4 curbe periodice $ in cazul albiilor care se modica la viituri7

4 familii de curbe $ in cazul fenomenelor de remu7

4 curbe cu bucla $ uneori, in cazul surparii malurilor din timpul viiturilor7

&entru cheile limnimetrice se determina e+presiile lor tabelare, dupa carenivelurile se transforma in debite.

#naliza scurgerii apei

6curgerea apei (6) este un element al bilantului hidrologic general sicunoasterea acesteia este deosebit de importantanta pentru cercetareafundamentala si pentru gospodarirea cantitativa si calitativa a resurselor deapa. -ariatia in timp a scurgerii apei se numeste regimul scurgerii.

9.1. #limentarea scurgerii. 6ursele de alimentare

n alimentarea scurgerii apei, rolul factorilor climatici este determinant,dar nu singurul. 2ai contribuie la aceasta factorul geologic (structura,tectonica si litologia zonei), morfologia bazinului hidrograc, pantele descurgere, vegetatia, e+istenta lacurilor si a mlastinilor etc. Qmul, prin

lucrarile pe care le e+ecuta in bazinele hidrograce (acumulari, indiguiri,desecari, irigatii etc.) introduce modicari semnicative in regimul scurgerii(redistribuire, consumuri, transferuri de debite etc.).

n principal, cursurile de apa au o alimentare superficiala(din ploi,

topirea zapezilor si a ghetarilor) sisubterana(din resurse freatice si deadancime).

Alimentarea raurilor din ploieste caracteristica zonelor calde aleglobului si in cele temperate pe durata sezoanelor calde. egimul hidrologic

al raurilor alimentate din ploi re*ecta caracterul precipitatiilor, ind maiconstantin zonele ecuatoriale, variabil in zonele musonice, tropicale umedesi temperat oceanice si foarte variabilin zonele tropicale semiaride sitemperate continentale.

Alimentarea raurilor din topirea zapeziloreste specica regiunilortemperate si subpolare, dar se manifesta si in regiunile calde foarte inalte


24/40

(montane) unde zapezile persista perioade mai lungi din an sau suntpersistente.

Alimentarea raurilor din topirea ghetariloreste caracteristica zonelorreci si foarte inalte, unde sunt instalati ghetari de calota sau montani. ?a

aceste rauri caracteristica regimului hidrologic consta in faptul ca scurgereama+ima si debitele cele mai mari se produc vara, la topirea limbilorghetarilor. (e+. raurile din #lpii inalti $ %Unz, 2indel, VUrn, sar, nn7 6f.?aurentiu din #merica de Aord7 Ailul superior din #frica7 #ngara din 6iberiaetc.).

n functie de predominarea uneia sau a alteia din sursele de alimentaresuperciala, tipurile de alimentare se numesc: pluviala, nivala, glaciara,pluvio4nivala, nivo4pluviala etc.

Alimentarea din surse subterane freatice sau de adancimese

realizeaza prin descarcarea panzelor respective.

#tunci cand se studiaza mai in amanut procesele de formare si regimulscurgerii se procedeaza la separarea surselor de alimentare care serealizeaza prin procedee diferite (grace si analitice) asupra carora nuinsistam aici.

n functie de regimul de alimentare -oieWov separa mai multe tipuri derauri pe baze climatice:

I. auri care se alimenteaza din topirea zapezilor,din zone cuinaltimi de pana la 1>>> m.(nordul 6iberiei si al Canadei). Debitul ma+imeste vara.

II. auri care se alimenteaza din topirea zapezilorsi din ghetaridin

zona montana inalta din #sia Centrala.

III. auri cu alimentare din ploi, cu viituri vara (zona tropicala simusonica)4 #mur, Ail, %ange, #mazon7 Congo.

IV. aurile din nordul si vestul #siei cu alimentare bogata

primavara, la topirea zapezilor, viituri vara si toamna din ploi. #ici se includ siraurile din tara noastra.

V.

aurile cu alimentare din ploi, iarna (;uropa centrala si de vest).

VI. auri cu alimentare din ploi, iarnasi aproape lipsite de

precipitatiivara (zona mediteraneana)7


25/40

VII. egiunile cu climat arid, lipsite de scurgere (#sia Centrala,

6ahara, #rabia, regiunea #ralo4Caspica)7

VIII.

auri intermitente 2ongolia, azahstanul de est, Crimeea denord7

I. egiuni lipsite de rauri din cauza inghetului peren: %roenlanda,

#ntarctida7

2arile *uvii se incadreaza de regula la mai multe tipuri de alimentare.

!ent"# $%man&a, . "3vari (1//) separa 9 tipuri de alimentare.

1. $ival moderat, cu alimentare subterana moderata zp4s in muntii ceimai inalti: odna, Calimani, Fagaras, etezat7

'.

$ivo % pluvial, subteran moderat zp4s in muntii inalti7

8. &luvio nival,subteran moderat pz $s, in zona de deal si podis (9>> $1>> m)79. $ivo pluvial$ subteran bogat zp4 s $ in depresiunile intramontane.

9.'. egimul hidrologic al raurilor

6tudiul regimului hidrologic al raurilor consta in cunoasterea variatiilornivelurilor si debitelor acestora pe o anumita perioada de timp (de regula unan), in stransa dependenta de sursele de alimentare.

&entrufiecare zona climaticaeste caracteristic un anumit tip de

regim(constant si bogat in zona ecuatoriala, sezonier bogat in zonemusonice, cu variatii diferite in zonele tropicale si temperate).

&entru tara noastra, in conditiile unui climat temperat continental moderat invest si mai e+cesiv in est, de4a lungul unui an calendaristic, in regimulraurilor se constanta e+istenta a patru perioade:

1.Perioada de iarna(lunile X4) cu scurgere redusa, alimentatapredominant din resurse subterane (mai ales in partile estice ale tarii),caracterizata prin retinerea precipitatiilor pe sol sub forma de strat dezapada si prezenta fenomenelor de inghet pe cursurile de apa (naboi, gheata

la maluri, poduri de gheata, sloiuri, zapoare etc.).2.

Perioada de primavara(lunile 4-), caracterizata printr4o mare bogatiea scurgerii (8>49> si peste, din volumul anual) datorita topirii zapezii siprecipitatiilor. 6e produc viituri si ape mari cu durate mai indelungate. Ceamai bogata scurgere de primavara se intalneste in zonele montane.


26/40

3.Perioada de vara(lunile -4-). &rocenta3ele de participare la volumulanual al scurgerii sunt mai mici decat cele de primavara, dar se mentin incaridicate ('48) datorita unor viituri torentiale de amploare mare.

4.Perioada de toamna(lunile X4X). 6e caracterizeaza printr4o scurgeremai redusa (14'> din volumul anual), prin cresterea rolului alimentarii din

resurse subterane. &e acest fond de calm! hidrologic se produc insa si uneleviituri.

n prol multianual regimul scurgeriiapei urmareste indeaproape variatiileclimatice, in special repartitia temporo4spatiala a precipitatiilor. #nii medii,ploiosi sau secetosi din regimul climatic isi au corespondenta in anii cuscurgere medie, respectiv bogata (maxima)sau de#citara (minima).

&entru bazinul hidrograc 6iret regimul multianual al scurgerii se caracterizaprin ani medii(1/, 1/>, 1/, 1/0, 1/0, 1/=9), ani cu scurgerebogata(1/8', 1/, 1//, 1/0>, 1/0, 1//1) si ani cu scurgereredusa(1/>, 1/', 1/8, 1/=, 1/=, 1/=0, 1//>, 1//9, '>>>).

#cest regim multianual al scurgerii apei este caracteristic zonelor temperatecu un continentalism moderat. n zonele cu climate mai uniforme si maiumede regimul scurgerii este, de asemenea, mai uniform in timp, dupa cumin regiunile tropicale scurgerea multianuala prezinta discontinuitati si maimari. De asemenea si periodizarea anuala prezinta alte caracteristici, de la ouniformitate clara, pana la e+istenta a numai 14' sezoane cu debite bogate.

9.8. n*uenta factorilor zico4geograci asupra scurgerii raurilor

n analiza regimului scurgerii unui rau se porneste totdeauna de la ideea caacesta, intr4o sectiune data, re*ecta ansamblul conditiilor zico4geograce

din bazinul hidrograc aferent. ?a influenta factorilor naturalise adauga,

tot mai pregnant, impactul antropic.

Deoarece clima reprezinta principalul factor de control al scurgerii,elementele climatice (temperatura, precipitatiile, nebulozitatea, umiditateaaerului, evaporatia, vanturile, durata de stralucire a soarelui, radiatia solaraetc.) reprezinta factorii climatici ai scurgerii. Celelalte componente alemediului geograc (geologia, relieful, pantele de scurgere, vegetatia, solurile

si altele) reprezinta factorii neclimatici.?a randul lor, activitatile socio4economice se constituie in factorul antropic.

ntre factorii naturali ai scurgerii (climatici si neclimatici) e+ista legaturistranse de interdependenta, in sensul ca acestia actioneaza intotdeaunaintercon3ugat. #stfel temperatura aerului si radiatia solara in*uenteaza directasupraevapotranspiratiei, dupa cum umezeala aerului si nebulozitatea oin*uenteaza indirect. De asemenea diferentele termice locale, zonale sau


27/40

globale conditioneaza regimul vanturilor care, la randul lor, au in*uentaasupra evaporatiei. #supra tuturor acestor interdependentete actioneazafactorii neclimatici cum ar pozitia geogra#cace se supunezonalitatiilatitudinalesau relieful, care, prin altitudine, impunezonalitatea verticala.

Caracteristicile geologice ale bazinului hidrograc conditioneaza acumulareapanzelor de ape subterane care, la randul lor, alimenteaza scurgerea raurilor.

-egetatia si solurile au, de asemenea, un rol important in regularizareadebitelor de apa prin interceptia unei parti din precipitatii pe coronament siacumularea apei in litiera sau in orizonturile afanate ale invelisului pedologic.

;ste evident capadurile de foioasecu o litiera bogata dezvoltata pe soluri

adanci se constituie inadevarate rezervoare de apacare au efectregularizator deosebit de puternic asupra scurgerii.

#ceste procese vor intelese mai bine pe masura ce se vor acumula maimulte cunostinte de climatologie, geomorfologie, geologie, biogeograe,pedologie etc.

9.9. n*uenta factorului antropic

#ctiunile omului asupra mediului geograc, tot mai puternice si maicomple+e pe masura dezvoltarii activitatilor social economice, se e+ercita siasupra scurgerii apei. &rin amena3area cursurilor de apa si a bazinelorhidrograce (construirea unor acumulari tot mai mari, indiguiri, irigatii,desecari si prin consumurile de apa) se introduc modicari esentiale asupraregimului scurgerii.

#mplasarea lacurilor de acumulare pe cursurile de apa face ca, in aval debara3ele acestora, regimul scurgerii apei sa devina dependent de manevrelecare se e+ecuta la uvra3e. Debitele mici si medii se acumuleaza in chiuvetelelacurilor, de unde sunt valoricate in scopuri comple+e (hidroenergie,alimentari cu apa potabila, industriala si pentru agricultura, agrement etc.)iar cele ma+ime, care nu pot acumulate sunt tranzitate prin manevreprevazute de regulamente de e+ploatare precise. #mena3arile comple+e,irigatiile, desecarile, transferurile de debite si consumurile de apa reprezintaaspecte ale modi#carilor directepe care factorul antropic le introduce asupraregimului scurgerii apei. #laturi de acestea se asociaza si multe alte activitaticu impact indirectcum ar despaduririle, pasunatul intensiv, practicareaagriculturii, e+tinderea spatiul cladit si multe altele. 2odicarile indirecte sere*ecta mai mult la impactul asupra elementelor climatice si a schimbariiconditiilor de manifestare propriu4zisa a scurgerii (cresterea torentialitatii,diminuarea scurgerii, procese geomorfologice active etc.).

9.. ;lementele caracteristice ale regimului scurgerii


28/40

n practica hidrologica si in gospodarirea apelor prezinta relevanta toateaspectele scurgerii, considerate in timp si spatiu, dar cel mai mult seopereaza cu valorile medii si e+treme ale acesteia (scurgerea ma+ima siminima).

Scurgerea medieeste considerata ca ind indicele cel mai generalalresurselor de apa si sta la baza tuturor proiectelor de valoricare comple+a aacestora, de amena3are si de gospodarire a apelor.

-alorile medii ale scurgerii se obtin pe baza observatiilor si masuratorilorefectuate intr4o retea bine organizata de puncte de monitorizare si ae+tinderii rezultatelor obtinute, pe baza de corelatii si generalizarifundamente stiintic, pentru alte zone mai putin cercetate in mod direct.

&entru ca valorile obtinute direct sau prin relatii de generalizare sa e+primecat mai del realitatile din teren este necesar ca sirurile de valorisa aiba

anumite dimensiuni statistice ('48 ani si chiar mai mult). n felul acestavalorile medii care se calculeaza sustin in buna masura o fundamentarecorespunzatoare a proiectelor de valoricare a apelor.

Fiind strict dependenta de factorii mediului geograc, scurgerea sesupune legilor zonalitatii latitudinale si altitudinale, iar relatiile de e+tinderesi generalizare se spri3ina in mod deosebit pe aceste zonalitati. n cazule+istentei in*uentelor antropice, acestea se monitorizeaza prin metodologiiadecvate iar valorile reale7 masurate, se corecteaza in mod corespunzator,operatie numita in mod curent reconstituirea regimului natural.

&e teritoriul omaniei scurgerea este monitorizata la un numar de peste />>statii hidrometrice, din care peste 1' numai pentru spatiul hidrograc 6iret(bazinul hidrograc 6iret administrat de catre Directia #pelor 6iret) care nuinclude subbazinele arlad si uzau.

&ornind de la importanta marimii bazinului hidrogra#csi de la elementelecadrului naturalcare conditioneaza,in principal, marimea scurgerii, deobicei, in practica, se utilizeaza corelatii in care se re*ecta aceastaconditionare. &entru ca valorile sa e cat mai reprezentative nu se opereazadirect cu debitele de apa (E), decat in anumite cazuri.

Cel mai adesea este utilizata scurgerea speci#ca(G), rezultata din

raportul G care se e+prima in l5sec5Wm'.

6curgerea specica reprezinta volumul de apa cu care participa ecarem'dintr4un bazin hidrograc la formarea scurgerii. n felul acesta,


29/40

diferentele introduse de marimea bazinului hidrograc dispar, iar dateledevin mult mai reprezentative.

Cele mai frecvente legaturi (corelatii) cu care se opereaza sunt: G f(F)7

G f(< med) unde G debit specic $ (l5sec5Wm'

)7

F suprafata bazinului hidrograc (Wm')7


30/40

cialtitudinilemedii diferite ale bazinelor hidrograce. #ici, insa, conteazafoarte mult suprafata bazinului hidrograc.

;+presia cea mai elocventa a scurgerii ma+ime o constituie viiturile, inspecial cele generate de ploi torentiale si abundente cantitativ. n conditiile

tarii noastre, in care muntii ocupa o pozitie relativ centrala, topirea zapeziisingura, oricat de rapid s4ar realiza, nu poate produce viituri catastrofale.#tunci cand peste o topire rapida a zapezii se suprapun ploi insemnatecantitativ, viiturile produse sunt deosebit de mari. ;ste cazul viiturii de la3umatatea lunii mai 1/0>, produsa pe ma3oritatea raurilor tarii, in special pecele cu obarsia in Carpatii Qrientali (6omes, 2ures, Qlt, istrita) care aprodus pagube foarte mari, apreciate la 1> miliarde de dolari si 1 victimeomenesti.

Viiturilereprezinta cresteri importante de nivel, produse in timp scurt, caurmare a unor ploi torentiale bogate, topirii rapide a unui strat important de

zapada, accidente hidrotehnice etc.

Durata unei viituri se masoara in ore pentru raurilor mici, torentiale, zilepentru raurile mi3locii si mari si in saptamani, pe *uviile cu bazinehidrograce de dimensiuni subcontinentale.

Daca avem in vedere modul lor de formare, viiturile pot avea ca origineploile, topirea zapezilor si a ghetarilor, sau pot de provenienta mi+ta. nFigura 18. prezentam un model de viitura.


31/40

Figura nr. 18. -iitura de la %oioasa 3ud. acau

&entru analize si calcule hidrologice si pentru scurgerea ma+ima seintocmesc corelatii si generalizari avand ca suport dependenta valoriloracesteia de suprafata si de altitudinea medie a bazinelor de receptie.

Gma+ f(F)7 Gma+ f(, '>) determinate


32/40

prin prelucrari statistice aplicate unor siruri de valori. De e+emplu, seconsidera ca un debit ma+im cu probabilitatea de depasire de 1 poate atins (depasit), teoretic, odata la 1>> ani etc.

#stfel de calcule se intocmesc si pentru volume asigurate, necesare mai ales

in proiectarea acumularilor.

#lte elemente deosebit de importante care se determina prin prelucrarea

viiturilor sunt coeficientul de scurgerecare reprezinta raportul dintrevolumul scurs si cel al precipitatiilor care a generat viitura si stratul scurs,respectiv raportul dintre volumul scurs si suprafata bazinului hidrograc.Coecientul de scurgere ofera indicii asuprae#cientei ploiipentru scurgere,iar stratul scurs se utilizeaza in analizele de bilant, plecand de la faptul caprecipitatiile se masoara de regula sub forma de strat.

Brebuie mentionat faptul ca notiunile: coecient de scurgere, strat scurs,

asigurari se utilizeaza de regula si in cazulscurgerii medii sau celei minime.

Scurgerea minimaprezinta o importanta practica deosebita pentruasigurarea rezervelor de apa la sursele de alimentare. n conditiile actualescurgerea minima este cel mai mult afectata de activitatileantropiceatat cantitativ(prin consumuri) cat si calitativ(prin poluare).

6curgerea minima este dependenta de marimea bazinului hidrograc si dealtitudinea medie a acestuia. #ceste legaturi au o valabilitate zonala.

#vand in vedere importanta deosebit de mare a scurgerii minimepentrucomunitatile populate si necesitatea unei cunoasteri cat mai bune aparametrilor acesteia, in cercetarile hidrologice si in practica se determinaanumite valori etalon:

4

debitul minim minimorum(istoric) cea mai mica valoare care a fostinregistrata intr4un lung sir de observatii7

4 debitul mediu zilnic minim anual cea mai mica valoare mediezilnica din toate valorile unui an7

4 debitul mediu lunar minim anual cea mai mica valoare medielunara dintr4un an7

4

debitul mediu lunar minim din perioada VI -VIII cea mai micavaloare medie lunara din perioada de vara (de irigatii).

&e baza sirurilor de valori selectate pe categoriile de mai sus, s4auintocmit curbe statisticede asigurare. Cele mai importante valori asigurate,care se iau in calculele de proiectare, sunt de =>, />, /, /0.


33/40

Q valoare asigurata de / este teoretic un debit care se intalneste insectiunea respectiva in / din durata unui an.

Daca valoarea asigurata / se refera la debitul mediu lunarminim anual,atunci aceasta este denumita debitul de dilutiesi este cel mai frecvent luata

in calculele de specialitate.

n gospodarirea apelor sunt consacrate mai multe denumiri ale diferitelorcategorii de debite minime.

4 debitul de dilutie4 E medlunar min. an. asig. /7

4

debitul de etiaj$ poate depasit 8 zile an7

4 debitul de apa minim(lunar, sezonier, anual, multianual) sau minimminimorum7

4 debitul minim necesarpentru utilizatori7

4 debitul salubru(ecologic) debitul necesar pentru evitarea epidemiilor,bolilor legate de apa7

4 debitul de servitute$ debitul salubru M minim necesar.

n gracele si corelatiile de analiza (Gmin f(F))7 Gmin f(


34/40

ndicele > arata ca este vorba de valori medii multianuale.

;lementele bilantului se zoneaza pe teritoriile mai intinse, deoarece e+istanumeroase particularitati locale care imprima adesea valori diferite.

#lte formule considera ca scurgerea subterana o alimenteaza pe ceasuperciala, astfel ca valorile acesteia se regasesc aici. n acest conte+tecuatia bilantului devine:

0 = *0+0 unde Z> scurgerea totala7

Cunoasterea bilantului hidrologic are o mareimportanta teoreticasipractica.Din punct de vedere teoreticeste vorba de ocunoastere mai aprofundata a proceselor de formare si de regim ale scurgeriisi a variatiei acesteia in timp si spatiu, in functie de legile zonalitatii(latitudinale si altitudinale) si de in*uenta factorilor locali. &entru ecare

element al bilantului se intocmesc harti.

Din punct de vederepractic, analiza bilantului permite evaluareapotentialului hidrologic, cunoasterea evapotranspiratiei pentru programareaudarilor in irigatii si corectarea unor componente pentru care nu s4au pututefectua suciente masuratori precise, pe baza cunoasterii bune a celorlalte.

6curgerea aluviunilor

#luviunile din albiile raurilor prezinta o importanta deosebita, mai ales pentrugospodarirea apelor, din mai multe puncte de vedere:

4 tranzitul de aluviuni e+primapotentialul erozionaldin cadrul bazinuluihidrograc7

4 aluviunile pot colmata prizele de apa74 apele cu grad mai mare de turbiditate sunt mai greu de tratatpentru

consum74 viiturile cu ape foarte tulburi, produc aluvionari pe terenurile inundate74 aluviunile contribuie la diminuarea calibruluialbiilor, canalelor si

conductelor, reducand din ecienta acestora.

egimul scurgerii aluviunilor prezinta o variabilitate mult mai mare decat cel

al apei deoarece factorii locali si in special litologia, solurile si pantele detinun control mult mai pregnant in formarea acestora.

&"%met"&a a-#n&-%".

&rin albiile raurilor trec aluviuni in suspensie(in masa de apa,

reprezentand tubiditatea apei), tarate(care se rostogolesc pe fundul albiei)


35/40

si sedimentate(depuse in patul albiei, cu deplasari la viituri). &entru ecaredintre cele trei categorii de aluviuni e+ista metodologii specice demasurare. n cazul aluviunilor in suspensiese masoaraturbiditateaapei,e+primata in gr5l sau Wg5m8. Burbiditatile masurate in verticalele deviteza se inmultesc cu debitele partiale si prin insumare, se obtine debitul

de aluviuni in suspensie() masurat in Wg5s.

n principiu metodologia prevede:

a) recoltarea probelor unice. #cestea sunt probe de apa care se preleveazade la o verticala +a (la raurile mai mari se stabilesc ' verticale) si de lasuprafata (respectiv adancimea de >,>0m). &robele recoltate se ltreaza prinltre, cantarite initial in conditii de laborator. Dupa ltrare si uscare ltrele secantaresc din nou, iar diferenta reprezinta cantitatea de aluviuni. De regulaprobele de apa luate cu batometrul sau cu sticlele de ajutaj, au greutatea in1 litru, deci se obtine turbiditatea. Daca probele difera ca greutate se faccalculele respective:

(in gr5l sau g5m8).

&rin cantarire, in conditii de laborator, intelegem faptul ca ltrele goale saupline cu aluviuni se usuca mai intai in etuva, timp de ' ore la temperatura de1>>C, apoi se mai tin inca ' ore intr4un e+icator cu clorura de calciu, careeste un puternic absorbant. #stfel, diferentele care s4ar produce prinumiditatea din aer sunt inlaturate, iar valorile cantaririi, cu o precizie de 9

zecimale (de gram) sunt astfel omogene si comparabile.

Frecventa de recoltare a probelor unice este de una la 849 zile cand raul estelimpede si mai dese, in functie de evolutia turbiditatii. ?a viituri se pot recoltasi cate 14'> probe pe zi.

b) Efectuarea masuratorilor de debite de aluviuni in suspensie.#nual, infunctie de regimul raului si de posibilitatile de efectuare, se e+ecuta 1'41masuratori de debite de aluviuni in suspensie, concomitent cu masurareadebitului lichid.

4 se e+ecuta sonda3ele (dus4intors) la verticalele stabilite74 se calculeaza punctele de scufundare a moristii la verticalele de

viteza74 se e+ecuta masurarea vitezei apei cu morisca in punctele standard74 se recolteaza probe de apa pentru turbiditate din punctele de

masurare a vitezei astfel: 4 pentru 3umatate din verticalele de viteza, in


36/40

toate punctele in care s4a masurat viteza, in functie de adancime, asa cums4a mentionat la subcapitolul respectiv7

4 pentru cealalta 3umatate din verticalele de viteza se recolteazaproba de aluviuni de la >,h. n functie de situatiile din teren pot alese

verticalele cu sot sau fara sot pentru stabilirea numarului de probe.

?a efectuarea masuratorii se are in vedere ca un punct de recoltare sacoincida, pe cat posibil, ca verticala si adancime, cu locul de recoltare alprobelor unice. #ceasta proba tine loc si de proba unica. Daca nu esteposibil, atunci se recolteaza obligatoriu si probele unice.

Calculul masuratorii de debite de aluviuni in suspensie se face dupametodologia recomandata de instructiuni.

?a verticale:

4 se noteaza in carnet numarul probei de apa74 se noteaza volumul probei de apa74 se calculeaza turbiditatea [, in gr5m874 se determina debitul unitar de aluviuni N, in gr5sm'prin inmultirea

turbiditatii cu viteza din punctul de masurare.&e tabloul general al masuratorii:4 se calculeaza media pe verticala, dupa acelasi principiu ca si la viteze74 probele de la >, h se considera medii pe verticala si se inmultesc cu

viteza medie pe verticala.?a pagina cu sonda3e si calcule7

4 se consemneaza in rubrici debitele unitare pentru ecare verticala74 se calculeaza debitele partiale de aluviuni prin inmultirea debitelor

unitare medii dintre verticale cu suprafetele corespunzatoare lor74 se insumeaza si se obtine debitul de aluviuni in suspensie () la

inceput in gr5s, apoi, prin transformare, in Wg5s74se completeaza tabloul cu rezultate de pe pagina din fata a carnetului de

masuratori:4 4 Wg5s7

4 turbiditatea medie, 74 turbiditatea ma+ima (se alege din toate valorile)7

4

turbiditatea minima (se alege din toate valorile).

Calculul prezentat mai sus este efectuat prinmetoda analitica.;+ista si in

cazul masuratorilor de aluviuni in suspensii metoda grafomecanicadecalcul, in buna parte asemanatoare cu cea din cazul debitelor lichide.

&e baza unor corelatii intocmite intre turbiditatile calculate prin masuratorileefectuate si turbiditatile probelor unice de la masuratorile respective se


37/40

determina un coecient de corectie, cu care se corecteaza toate probeleunice din timpul anului. #stfel, probele unice, capata valoarea unormasuratori complete.

n cazuri deosebite, masuratorile de debite de aluviuni se efectueaza numai

la suprafata sau la >,h.

6e constata deci ca e+ista trei tipuri de masuratori de aluviuni in suspensie.

4 Masuratori simple, respectiv probele unice independente (nu cele dela masuratorile complete)7

4

Masuratori complete, la care recoltarea probelor de aluviuni se facein toate punctele standard7

4 Masuratorile simplificate, efectuate numai la suprafata sau la >,h.

2asuratorile la >,h se pot considera ca medii si nu se maicorecteaza, in schimb cele efectuate numai la suprafata! se corecteaza,dupa, calcule si corelatii prevazute de instructiuni. n speta, masuratorilecomplete! se calculeaza pe se separate luand in considerare numaiprobele de suprafata. 6e intocmeste o corelatie cu care se efectueazacorectiile respective.

&e baza masuratorilor efectuate, prin metoda corelatiilor f(E) sau f(B) sau prin alte metode (debitul limita) se determina valorile zilnice aledebitelor de aluviuni in suspensie, apoi cele lunare si anuale. 6e e+tragvalorile e+treme pentru ecare luna si anual. 6e obtine astfel sa de debite

medii de aluviuni in suspensie. #naliza unui sir de mai multi ani duce lacunoasterea regimului scurgerii de aluviuni in suspensie.

Ca si in cazul scurgerii lichide, pe durata unui an calendaristic e+ista celepatru perioade caracteristice, dar aici diferentierile se fac mai pregnantpentru doua sezoane: toamna%iarnacu debite de aluviuni reduse (aproapeine+istente iarna) siprimavara%varacu debite mari de aluviuni in suspensie.Daca intre toamna si iarna e+ista anumite diferentieri (ploile de toamna crescturbiditatea, iar prezenta fenomenelor de inghet pe sol si in albii o reducdrastic), intre primavara si vara valorile ma+ime se intrepatrund practic:primavara se e+ecuta lucrari agricole iar vegetatia inca nu este dezvoltata

fapt ce conduce la o intensicare a eroziunii areale si la turbiditati mari, insituatia unor debite ceva mai mici7 vara, in schimb, viiturile au debite foartemari, iar caracterul torential al scurgerii de pe versanti contribuie lacresterea turbiditatii si implicit a debitelor de aluviuni in suspensie.

n prol multianual se constanta, de asemenea, o variatie continua ascurgerii aluviunilor in suspensie corelata cu cea a scurgerii lichide. ;+istaastfel ani cu scurgere medie de aluviuni(media anuala este apropiata de cea


38/40

multianuala), ani cu scurgere dealuviuni in suspensie bogata(ma+ima) si anicu scurgere solida redusa.

#nalizele multianuale si corelatiile care se intocmesc cu altitudinea medie abazinului hidrograc se face pe bazascurgerii speci#ce de aluviuni in

suspensie (r), e+primate in tone pe hectar si an (t5ha5an).

Debitul mediu specic de aluviuni in suspensie se supune legilor zonalitatiiverticale, dar imprastierea punctelor in campul r f( mc5s7 > 80Wg5s7 [> 1,87 r> ',9 t5ha5an.

11.1. egimul termic si al fenomenelor de inghet

0.1. egimul termic al apei raului

Bemperatura apei raurilordifera in functie de variatiiletemperaturii aerului, dar oscilatiileacesteia sunt mai reduse datoritainertiei de incalzire si de racirea apei. n plus, fata detemperatura aerului, in cazul apeie+ista si alti factori care iiin*uenteaza regimul termic:

4 e+punerea versantilor fata deradiatia solara si de miscarea

maselor de aer7


39/40

Figura nr. 19. -ariatia comparata a temperaturii

apei si aerului la Bg. Qcna (raul Brotus)

4 marimea debitului de apa din rau7

4 aportul de apa din panza freatica74 aportul apei din carst74 in*uenta apelor uzate, evacuate de la

obiectivele industriale.

-ariatia diurna a temperaturii apei o urmareste indeaproape pe cea a aerului,dar cu o anumita intarziere si cu oscilatii mai mici. -alorile e+treme (in caz canu e+ista inghet) sunt atenuate.

?a fel se petrec lucrurile si in cazul variatiei lunare (Figura nr. 19).

#ceasta situatie este caracteristica pentru zonele temperate. &entru alteregiuni, regimul termic al apei este strans legat de cel al temperaturii aeruluipe zone climatice: ecuatoriala, tropicala, subtropicala etc.

0.'. egimul fenomenelor de inghet

&entru raurile din zonele temperate si reci, in anumite perioade ale anului,mai lungi sau mai scurte, sunt caracteristice fenomenele de inghet. #cestease instaleaza dupa ce temperatura aerului scade sub >>C la intervale detimp, mai mici sau mai mari, in functie de debitul de apa si de viteza de

scurgere. ?a paraie si raurile mai mici, instalarea fenomenelor de inghet areloc aproape imediat, deoarece debitele sunt reduse si apa preia destul derepede temperaturile negative ale aerului.

De regula fenomenele de inghet pe cursurile de apa apar atunci cand serealizeaza o anumita suma a temperaturilor negative. -iteza mare a apeiintarzie, de cele mai multe ori, aparitia formatiunilor de gheata.

ntr4o ordine logica evolutia fenomenelor de inghet se produce astfel:

4ace de gheata4 sunt primele formatiuni de gheata care apar in apa

raului. #cele de gheata se formeaza in masa de apa si curg odata cu aceasta74gheata de fund4 la raurile de munte, din cauza vitezei mari, gheata

nu se poate forma in masa de apa supraracita. ?a fund, unde vitezele suntmai mici se formeaza o gheata spongioasa prinsa de pietre7

4gheata la maluri$ la malurile raurilor, unde vitezele sunt mai miciapar fasii de gheata care se latesc incontinuu7


40/40

4naboi(zai)-reprezinta zapada care cade pe apa si se aglomereazafara sa se dezghete, sau grupari de ace de gheata. Aaboiul in*uenteaza multvariatiile de nivel, deoarece, prin acumulare in portiunile mai inguste sau subcelelalte formatiuni de gheata, reduce mult viteza raului, uneori pana lablocarea scurgerii7

4gheata la maluri evoluata$ se formeaza prin alipirea unor fasii noide gheata, catre a+ul raului, la formatiunile e+istente la maluri. 6e identicaprin aspect si culoare diferita7

4

canal dezghetat$ cand evolutia ghetii la mal continua, pana ceramane un spatiu liber spre a+ul raului, destul de ingust, ca un canal7

4pod de gheata intrerupt$ fenomenul se numeste astfel atunci candpe anumite sectoare gheata ocupa toata latimea raului, dar raman incaportiuni, destul de intinse, dezghetate7

4apa peste gheata$ de regula apare atunci cand apa de sub gheata,iese prin unele crapaturi sau ochiuri, la suprafata ghetii si o inunda, pe

anumite grosimi74maluri dezghetate apar primavara, cand malurile se incalzesc sub

razele soarelui, iar gheata se dezlipeste de acestea7

4sloiuri(mari si dese sau mici si rare)$ sunt formatiuni de primavaraformate prin distrugerea podurilor de gheata si antrenarea spre aval abucatilor rezultate7

4zapor$ o aglomeratie de sloiuri in portiuni ingustate ale albiilor saula poduri, care impiedica scurgerea si produc revarsari si inundatii. 6untfoarte periculoase, prin forta lor de distrugere7

4pod de gheata$ cand toata suprafata apei este inghetata.

Yapoarele se formeaza si atunci cand raurile se dezgheata dinamonte spre aval, datorita unor incalziri locale. ;+. raul Dorna $ cu bazindezvoltat in -, in zone cu desprimavarare timpurie. De asemenea marile*uvii care curg spre A (Qbi, ;nisei, ?ena).

hidrometria si hidrologia raurilor

Documents