raport 3 - copy

7/22/2019 Raport 3 - Copy

1/114

1

UNIVERSITATEA BABES-BOLYAI CLUJ NAPOCA

F A C U L T A T E A D E G E O G R A F I E

CATEDRA DE GEOGRAFIE FIZIC I TEHNIC

BAZINUL NIRAJULUISTUDIU DE GEOMORFOLOGIE APLICATA Raportul numrul 2

Coordonator tiinific:

Prof. Univ. Dr. Petrea Dnu Doctorand:

Roca Sanda Maria

Cluj Napoca2013


2/114

2

CuprinsINTRODUCERE ............................................................................................................................................... 4

STRUCTURA TEZEI DE DOCTORAT ................................................................................................................. 6

Activitatea tiinific ..................................................................................................................................... 8

Articole tiinifice ...................................................................................................................................... 8

Participri la conferine ............................................................................................................................ 8

Stagii de pregtire/cursuri ........................................................................................................................ 9

1. FACTORII FIZICO-GEOGRAFICI DETERMINANI AI RELIEFULUI ACTUAL.............................................. 10

1.1. Factorul climato-hidrologic ............................................................................................................. 10

1.1.1. Precipitaiile .............................................................................................................................. 11

1.1.1.1. Tendina cantitatii medii anuale de precipitaii atmosferice............................................ 12

1.1.1.2. Caracteristicile perioadelor excedentare i deficitare sub aspect pluviometric................ 15

1.1.1.3. Cantitile maxime de precipitaii n 24 de ore ................................................................. 23

1.1.1.4. Identificarea perioadelor de revenire a precipitaiilor maxime ........................................ 24

1.1.2. Temperatura aerului ................................................................................................................. 26

1.1.3. Scurgerea i regimul hidric ........................................................................................................ 28

1.1.3.1. Tendine i variaii ale scurgerii medii ............................................................................... 28

1.1.3.2. Identificarea perioadelor de revenire a debitelor medii ................................................... 30

1.1.3.3. Scurgerea maxima (analiza viiturilor) ............................................................................... 33

1.1.3.4. Frecventa pe anotimpuri a viiturilor din perioada 1950-2012 .......................................... 44

1.1.3.5. Identificarea perioadelor de revenire a debitelor maxime................................................ 46

1.1.4. Debitul formativ al albiilor actuale ........................................................................................... 47

1.1.4.1. Realizarea profilelor transversale ...................................................................................... 49

1.1.4.2. Determinarea debitului la maluri pline .............................................................................. 511.1.4.3. Granulometria depozitelor de albie ................................................................................... 52

1.1.4.4. Identificarea perioadelor de revenire a debitelor la maluri pline ..................................... 59

1.1.4.5. Calcularea puterii fluviale .................................................................................................. 60

1.1.4.6. Efectele scurgerii maxime ................................................................................................. 63

1.1.5. Variaia debitului solid .............................................................................................................. 64


3/114

3

1.1.6. Tendine viitoare ....................................................................................................................... 66

1.2. Factorii biogeografici. Vegetaia i solul ......................................................................................... 68

1.2.1. Acoperirea terenului ................................................................................................................. 68

1.2.2. Dinamica pdurilor din bazinul Nirajului n perioada 1970 2012 .......................................... 69

1.2.3.Caracterizarea nveliului de sol ................................................................................................ 73

1.2.4. Textura solului ........................................................................................................................... 75

1.3. Factorul antropic ............................................................................................................................. 81

2. EROZIUNEA SOLULUI PRIN MODELUL U.S.L.E. ....................................................................................... 85

3. DELIMITAREA ZONEI DE MEANDRARE .................................................................................................... 95

3.1. Zona Istoric de Meandrare (HMZ)................................................................................................. 97

3.2. Bufferul de eroziune ........................................................................................................................ 98

3.3. Zona cu restrictivitate pentru meandrare (RMA) ............................................................................ 99

4. APLICAREA MODELULUI PROBABILISTIC DE DETERMINARE A INSTABILITII ALBIEI......................... 102

5. CONCLUZII ............................................................................................................................................. 109

6. BIBLIOGRAFIE ........................................................................................................................................ 113


4/114

4

INTRODUCERE

Bazinul Nirajului reprezint un bazin morfohidrografic complex cu numeroase schimbri

morfologice i morfometrice, pe alocuri fiind caracterizat prin instabilitate, ceea ce conduce la

necesitatea identificrii relaiilor de interconexiune i interdependen ntre factorii cauzali

bazate pe msurtori reale ale schimbrilor.

Scopul studiului l reprezint aprofundarea cunotinelor i aducerea la zi a informaiilor de

natur geomorfologic avnd n vedere influena deosebit a proceselor geomorfologice asupra

comunitilor umane cu implicaii directe n economia teritoriului.

Pentru atingerea acestui scop se va urmri realizarea unor obiective generale i specifice.

Identificarea proceselor i fenomenelor ca surse generatoare derisc n ecuaia teritorial;

Identificarea interdependenelor dintre procesele geomorfologice definitorii ce opereazla nivelul bazinului Nirajului i modul n care acestea afecteaz vetrele de aezri i cile

de comunicaie;

Evaluarea spaio-temporal a susceptibilitii la procesele geomorfologice inductoare derisc;

Realizarea unui model aplicativ de amenajare a bazinului Nirajului n raport cu factoriide risc.

Deoarece premisele cercetrii i conceptele metodologice, precum i caracteristicilor calitative i

cantitative ale bazinului hidrografic, al sistemului versanilor i a alibiilor de ru care confer

specificitate arealului analizat au fost prezentate anterior, pentru raportul de fa s-au urmrit

urmtoarele aspecte:

Identificarea factorilor naturali i antropici care influeneaz apariia i evoluiaproceselor geomorfologice ;

Identificarea debitului formativ al albiilor actuale, a debitului la maluri pline, precum i aperioadelor de depire i nedepire a acestora i a perioadelor de retur, etap necesarn cuantificarea a parametrilor hidraulici care vor suplini estimrile calitative i vor oferi

o imagine apreciabil la nivelul mediilor morfogenetice ale sectoarelor cu energie mare,

medie i joas n corelaie cu zonele bazinului dedrenaj.


5/114

5

Evaluarea susceptibilitii le eroziunea solului i la migrrile de albie prin metodeanalitice;

Utiliznd zona istoric de meandrare i buffer-ul de eroziune determinat prin metodaprobabilistic s-a identificat zona liber de meandrare (engl. Channel Migration Area) a

rului pentru un pas de timp de 102 ani, perioad considerate semnificativ ca urmare a

implicaiilor geomorfologice, economice i nu n ultimul rnd ecologice

Delimitarea zonei libere de meandrare ne-a permis apoi identificarea arealelor cupotenial de meandrare (engl. Migration Potential Area) deci a zonelor cu potenial de

meandrare sczut, moderat i ridicat innd cont de rata maxim i medie de eroziune, de

prezena cursurilor abandonate i de proximitatea sectoarelor geologice cu rezisten

ridicat la eroziune.

Precizm astfel faptul c aplicnd aceast metodologie se va o obine o imagine la scarmedie a dinamicii albiei rului, identificarea zonelor cu risc moderat spre ridicat de

producere a migrrilor de albie n urmtorii 50 de ani cu implicaii de ordin practic ca

urmare al efectelor negative manifestate prin pierderi ale terenului agricol i afectarea

elementelor de infrastructur (poduri i drumuri).


6/114

6

STRUCTURA TEZEI DE DOCTORAT

1. INTRODUCERE

1.1. Geomorfologia Aplicat coninut, semnificaii i contribuii de referin1.2. Retrospectiv privind cercetarea anterioar a bazinnului Nirajului1.3. Metodologia

2. BAZINUL NIRAJULUI - AEZARE GEOGRAFIC, LIMITE I ELEMENTE DEINTEGRARE TERITORIAL

2.1. Poziia geografic i limite

2.2. Elemente de individualitate i subordonare geografic2.3. Consideraii generale asupra originii i evoluiei reliefului

2.3.1. Evoluia paleogeografic2.3.2. Particulariti geologice ale substratului

3. CARACTERISTICI MORFOLOGICE I MORFOMETRICE ALE TERITORIULUIANALIZAT

3.1. Caracteristicile morfometrice ale albiilor de ru3.1. 1. Profile longitudinale3.1.2. Profile transversale

3.1.3. Tipologia albiei minore3.1.4. SPI (Stream Power Index)3.1.5. Morfometria meandrelor rului Niraj3.1.6. Indicele de sinuozitate3.1.7. Granulometria depozitelor de albie

3.2. Caracteristici morfometrice i morfografice ale versanilor3.2.1. Hipsometria3.2.2. Geodeclivitatea3.2.3. Adncimea fragmentrii3.2.4. Densitatea fragmentrii

3.2.5. Curbura n plan3.2.6. Curbura n profil3.2.7. Curbura total3.2.5. Orientarea versanilor

4. FACTORII FIZICO-GEOGRAFICI DETERMINANI AI RELIEFULUI ACTUAL

4.1. Factorul climatic4.1.1. Precipitaiile


7/114

7

4.1.2. Temperatura aerului4.1.3. Vntul

4.2. Factorul hidrologic4.2.1. Structura i compoziia reelei hidrografice4.2.2. Scurgerea i regimul hidric

4.2.3. Viiturile4.3. Factorii biogeografici. Vegetaia i solul4.4. Factorul antropic

5. MORFODINAMICA BAZINULUI NIRAJULUI

5.1. Concepte definitorii privind sistemele morfohidrografice

5.2. Sistemul albiilor de rufuncionalitate, evoluie recent i consecine5.2.2. Evoluia recent a rului Niraj migrrile de albie5.2.3. Variabilitatea fenomenului n spaiu i timp5.2.3. Delimitarea spaiului de libertate al rului/a canalului de meandrare

5.3. Sistemul versanilor5.4.1. Procese geomorfologice actuale ce acioneaz la nivelul versanilor5.4.2. Inventarierea alunecrilor de teren

5.4. Raporturi morfodinamice n sistemul vale-versant5.5. Rata medie de denudare a subbazinelor hidrografice

6. PREDICIA SPAIO-TEMPORAR A ZONELOR VULNERABILE RISCURILORGEOMORFOLOGICE

6.1. Eroziunea solului prin Modelul U.S.L.E.

6.2. Evaluarea succeptibilitii la alunecri de teren6.2.2. Evaluarea succeptibilitii la alunecri de teren conform legislaiei n vigoare6.2.3. Modelul statistic de determinare a succeptibilitii la alunecri de teren

6.3. Predicia migrrilor de albie6.3.2. Rezistena la eroziune pe baza rezistenei geologice i a proteciei vegetale

6.4. Identificarea potenialului geomorfologic

7. CERCETAREA GEOMORFOLOGIC APLICAT PENTRU PROBLEME DEAMENAJARE A TERITORIULUI

7.1. Potenialul turistic al Vii Nirajului7.2. Identificarea elementelor de favorabilitate i restrictivitate a teritoriului7.3. Propuneri de amenajare a zonelor succeptibile riscurilor geomorfologice

CONCLUZIIBIBLIOGRAFIE


8/114

8

Activitatea tiinific

Articole tiinifice

1. ROCA SANDA, 2011, The flash floods analysis, representative for Niraj river between1970-2008,n Air and Water components of the Enviroment, Cluj Napoca, ISSN: 2067-743X

2. ROCA SANDA, IACOB IONU, 2012, Flood Succeptibility Assesment in the NirajBasin, n Air and Water components of the Enviroment, Cluj Napoca, ISSN: 2067-743X

3. ROCA SANDA, IOAN RUS, PETREA DNU, 2012, Using GIS tools in Niraj riverfluvial morfodynamics,n Revista de Geomorfologie,nr. 14, Bucureti

4. ROCA SANDA, PETREA DNU, IACOB IONU, 2012, Vulnerability to channelmigration on the Niraj river, n Geographia Napocensis, nr. 2, Cluj Napoca

5. IACOB IONU, ROCA SANDA, PETREA DNU, BLGEANU ALEXANDRA,2012,Fractal dimension of urban expansion based on remote sensing images, n GeographiaNapocensis, nr. 2, Cluj Napoca

6. ROCA SANDA, PETREA DNU, IACOB IONU, 2013,Niraj Rivers channel migration:a response to hydro-climatic variability, n Air and Water components of the Enviroment,Cluj Napoca, ISSN: 2067-743X

7. ROCA SANDA, PETREA DNU, IRIMU IOAN-AUREL, Landslide SusceptibilityAssessment Using Bivariate Statistical Analysis (BSA)Case Study: The Small NirajRiver Basin (Transylvania Depression, Romania)-abstract- n Geomorfologia Slovaca etBohemica

Participri la conferineNr. Nume Conferin/Simpozion Clasificare Nume Articol

1Air and Water components of theEnviroment, Cluj Napoca, 18-19

Martie,23-24 Martie, 2012

ConferinInternaional

Flood Succeptibility Assesment in theNiraj Basin

2Simpozionului Naional de

Geomorfologie, Baru, 14-17 Iunie,2012

SimpozionNaional

Utilizarea tehnologiei GIS nmorfodinamica albiilor rului Niraj

Decembrie, 2013


9/114

9

3.International Sympozion GIS

Vulnerability and Risk Assessmentusing GIS, 9-10Noiembrie

SimpozionInternaional

Vulnerability to channel migration on theNiraj river

4.

International Sympozion GIS-

Vulnerability and Risk Assessmentusing GIS

SimpozionInternaional Fractal dimension of urban expansion

based on remote sensing images

5.Simpozionul Naional de

Geomorfologie, Suceava, 30 Mai-1Iunie

SimpozionNaional

Evaluarea cantitativ i semicantitativ asusceptibilitii la alunecri de teren.Studiu de caz: bazinul hidrografic alNirajului

6.Simpozionul Naional de

Geomorfologie, Suceava, 30 Mai-1Iunie

SimpozionNaional

Rolul reliefului n evoluia, structura ifuncionalitatea spaiului urban zluan

7.Carpatho-Balkan-Dinaric

Conference on GeomorphologyConferin

Internaional

Landslide Susceptibility AssessmentUsing Bivariate Statistical Analysis (Bsa)

Case Study: The Small Niraj RiverBasin (Transylvania Depression,Romania)

8.8thIAG International Conference

Geomorphology, Paris, 27-31August, 2013

ConferinInternaional

Methodological Comparative AssesmentOf The Landslide Susceptibility UsingGis TechnologyCase-Study: The Niraj River Basin(Transylvania Depression, Romania)

9.Sisteme Informaionale

Geografice, Iai, 11-12 OctombrieSimpozion

Internaional

ArcGis application for identifyinglandslide susceptible areas

Stagii de pregtire/cursuriNr. Cursuri/Stagii de pregtire Organizator

1Metode generale de cercetare n geografie fizic

i mediu nconjurtor, metodica elaborrii delucrri tiinifice

Facultatea de Geografie, UniversitateaBabe Bolyai

(Prof. dr. Virgil Surdeanu)

2 Morfodinamica teritoriului RomnieiFacultatea de Geografie, Universitatea

Babe Bolyai(Prof. dr. Ioan Aurel Irimu)

3Riscurile naturale i gestionarea lor n

Romnia

Facultatea de Geografie, UniversitateaBabe Bolyai

(Prof. dr. Virgil Surdeanu)

4 Metode statistico-matematice n geografieFacultatea de Geografie, Universitatea

Babe Bolyai(Prof. dr. Ionel Haidu)

5. Modele 3D din colecii raster Seminariile GEO-SPATIAL.ORG, ClujNapoca, 27-28 Aprilie, 20126. Prelucrarea datelor spaiale n GRASS GIS

7. Realizarea hrilor cu Tile MillSeminariile GEO-SPATIAL.ORG, Cluj

Napoca, 19-20 Aprilie, 2012


10/114

10

1. FACTORII FIZICO-GEOGRAFICI DETERMINANI AIRELIEFULUI ACTUAL

Din categoria factorilor care au conlucrat i conlucreaz n present la nivelul modelriireliefului i a impunerii unui anumit tip de peisaj amintim factorii: climatici, hidrologici,

pedologici, tectonici i nu n ultimul rnd factorii antropici.

Avnd la baz principiul etajrii, se difereniaz pe trepte morfogenetice, caracteristici

comune, procese i forme de relief care evolueaz sub aceleai fore, respecnd aceleai legiti.

n ceea ce privete relieful din bazinul hidrografic al Nirajului, se remarc o modelare a

acestuia dependent de petrografie, n bazinul superior este vorba despre roci dure, cu intercalaii

vulcanice, pentru ca n bazinul mijlociu i inferior s predomine rocile friabile: argile, marne,

nisipuri, pietriuri. Modelarea actual a reliefului este predominant fluvio-torenial. Cadrul

morfostructural al modelrii este imprimat de relieful de cust, formele reliefului specific cutelor

diapire, precum i de formele de relief fluvio-erozive i de acumulare. Se remarc

interconexiunea dintre factori, modificrile survenite la nivelul unuia dintre acetia impunnd o

readaptare a celorlali. Vom identifica n capitolul de fa evoluia i tendina elementelor

climatice relevante care vor influena comportamentul hidrologic al rului Niraj i al afluenilor

acesteia.

1.1. Factorul climato-hidrologic

Bazinul studiat face parte din regiunea climatic a munilor joi n cazul bazinului

superior, pn n dreptul localitii Cmpul Cetii, al regiunii dealurilor i podiurilor nalte n

bazinul mijlociu pn la nivelul localitii Dmieni i din regiunea de dealuri i podiuri joase

pn la confluena cu rul Mure (conform Atlasului climatic al Romniei, 2009). Avnd o

orientare NE-SV, ntreg bazinul hidrografic este expus influenelor oceanice cu o etajare a

elementelor climatice n funcie de altitudine.

Regimul elementelor climatice din sectorul analizat se caracterizeaz prin

neuniformitate i abateri nsemnatede la strile medii, lucru care se rsfrnge asupra controlului

pe care l exercit factorul climatic asupra proceselor actuale de albie, cu momente de accelerare

spectaculoas a cuplului eroziune acumulare, alternnd cu faze prelungi de stagnare a strii

sistemelor geomorfologice.


11/114

11

Teritoriul analizat beneficiaz de condiii climatice temperat continentale, cu un anumit

grad de moderare impus de ansamblul factorilor fizicogeografici specifici.

1.1.1. Precipitaiile

Pentru analiza variaiei cantitii de precipitaii s-au analizat datele provenite de la

posturile pluviometrice situate n bazinul hidrografic analizat dar pentru asigurarea continuitii

i ca urmare a reprezentativitii, staia Trgu Muresituat n apropiereazonei analizate a fost

adaugat(fig.1.). Analiznd iruri lungi de date se poate obine o imagine de ansamblu privind

succesiunea perioadelor excedentare i deficitare sub aspect pluviometric pentru bazinul

Nirajului, abordare ce permite identificarea unei eventuale cicliciti a episoadelor de secet i

umiditate accentuat.

Fig.1: Poziia geografic astaiilor hidrometrice i a posturilor pluviometrice utilizate n analiz

Factorii fizico-geografici reprezentai de particularitile reliefului prin altitudine,

orientare i fragmentare imprim varietate fenomenelor meteorologice, precipitaiile fiind

repartizate neuniform la nivelul bazinului hidrografic, remarcndu-se o cretere a cantitii

acestora odatcu altitudinea staiilor meteorologice. (fig. 2)


12/114

12

y = 1.9474x - 32.103

R = 0.8507

500

550

600

650

700

750

800

850

900

950

1000

290 340 390 440 490Cantitateamedieaprecipita'iilor

(mm/an)

Altitudinea (m)

Pentru a obine valoarea cantitii de precipitaii medii din bazinul Nirajului s -a utilizat

Modelul digital de elevaie i cantitile medii de precipitaii de la posturile pluviometrice situate

n bazinul Nirajului: Eremitu (490 m), Vrgata (370 m), Miercurea Nirajului (350 m), Bereni

(385), Veca (385 m), Cinta (302 m), Tirimia (310 m), i a altor staii meteorologice din

apropierea zonei analizate:

Trgu Mure (308 m), Bato

(449 m), Dumbrveni (318

m), Blaj (337 m), Trnveni

(523 m), Alba Iulia (246 m)

i Odorheiul Secuiesc (524 m)

oferite de ctre Agenia

Meteorologic Trgu Mure.

Fig. 2: Corelaia cantitii medii de precipitaii cu altitudinea

Se remarc astfel coeficientul de corelaie de 0,850 care indic astfel influena direct

a altutudinii n creterea cantitii de precipitaii. Ecuaia funciei care descrie aceast relaie a

fost utilizat pentru obinerea gridului precipitaiilor.

1.1.1.1. Tendina cantitatii medii anuale de precipitaii atmosfericeStudiile climatice care au ca i obiectiv analizarea cantitilor de precipitaii pentru

ntreaga regiune a Depresiunii Transilvaniei au scos n eviden anumite perioade ale secolului

XX de excedent dar i deficitar pluviometric precum i variaii sezoniere i anuale observabile la

nivelul tuturor staiilor pluviometrice dar cu diferenieri mai evideniate la nivel de staie.

(Croitoru, 2006)

La nivelu bazinului Nirajului, pentru ntreg intervalul temporar de studiu se observa o

variaie sinusoidal existand o varietate de situaii la a nivel anual, ns tendina genera la

nivelul celor 44 de ani este de cretereuoara cantitii de precipitaii. Analiznd cantitatea de

precipitaii ntre anii 1970-2012 se poate observa o variaie ridicat de la un an la altul cu

perioade srace n precipitaii (intervalul 1987-1997), i o variaie sinusoidal cu tendin de

scdere n intervalele 1998-2004 i 2005-2012 (fig. 4.3).


13/114

13

Fig.3: Variaia cantitii medii anuale de precipitaii n intervalul 1970-2012

Analiznd tendina cantitii de precipitaii pentru fiecare anotimp se poate observa o mai

mare variabilitate de situaii, astfel pentru cantitatea de precipitaii din sezonul de primvar s e

poate constata o tendin de uoar cretere , care se menine i la nivelul tendinei cantitii de

precipitaii de toamn. n cazul verii

tendina este de uoar scdere, pentru

ca n sezonul de iarn tendina sa fie

de staionaritate(fig.5).

Procentual se remarc

anotimpul de var cu o pondere de

40,43 % din cantitatea anual de

precipitaii, urmat de toamn cu 26 %,primvara cu 16,99 % i iarna cu cea

mai mic pondere 15,71 % (fig. 4).Fig. 4: Distribuia procentual a cantitiianotimpuale de precipitaii


14/114

14

Fig. 5 : Tendina fuctuaiilor cantitii de precipitaii pentru primvar (a), var (b), toamn (c) i iarn (d).

a b

c d


15/114

15

Ca urmare a orientrii longitudinale i a creterii altitudinii bazinului analizat, a

proceselor frontale i a conveciei termice intensificate, pe timpul verii cantitatea absolut i

relativ a precipitaiilor atinge valoarea maxim n luna iunie. Maximul pluviometric din mai-

iunie se datoreaz naintrii spre interiorul continentului european a dorsalelor Anticiclonului

Azoric, care antreneaz la periferia lor Ciclonii Atlantici.

Minimul principal al precipitaiilor din cursul anului se nregistreaz n lunile ianuarie-

februarie fenomen evident datorit prezenei dorsalelor Anticiclonului Euroasiatic i dezvoltrii

unor centrii regionali n cadrul Depresiunii Transilvane. Pe baza unei activiti ciclonice din

cadrul frontului polar i a conveciei termice directe rezult precipitaii bogate n Depresiunea

Transilvaniei de peste 110 mm.

Minimul nregistrat n februarie-martie se datoreaz frecvenei mari a aerului continental

din lunile de iarn, cantitiile variind ntre 20-40 mm. Circa 70% din cantitatea de precipitaiidin estul PodiuluiTransilvaniei cad vara datorit circulaiei Nord-Vestice.

Astfel, n semestrul cald se nregistreaz 64,80 % din cantitatea anual de precipitaii,

sezonului rece revenindu-i 35,19 %.

1.1.1.2. Caracteristicile perioadelor excedentare i deficitare sub aspect pluviometric

Analiznd pe perioade decenale (de 10 ani) se remarc o variabilitate remarcabil n

variaia cantitii de precipitaii de la o staie la alta (tabelul 4.1). Cea mai mare cantitate lunar

de precipitaii s-a nregistrat n luna august, 2005 cu o valoare de 227,7 mm. Minima lunar deprecipitaii, 0,21 mm s-a nregistrat n ianuarie 1976 i februarie 2000.

Tabelul 1: Mediile decadale ale cantitii de precipitaii i deviaia fa de media multianual

StaiaPluviometric(altitudinea)

Mediamultianual

mm/an(1970-2012)

Media decadal / Deviaia fa de media multianual (mm)

1970-1979 1980-1989 1990-1999 2000-2012

Eremitu (490) 941 980,8 - 39,8 935,5 5,5 939,7 1,3 870,9 70Vrgata (370) 766 701,1 64,9 777,9 - 11,9 749,5 16,5 853,6 - 88

Miercurea

Nirajului (350)

607 - - - - 626,1 - 19,1 581 26

Bereni (362) 671 - - 798,0 - 127 621,3 - 127 - 50Veca (385) 635 675,0 - 40 671,8 - 36,8 641,9 - 6,9 - -Cinta (302) 577 - - 577 0 577,6 - 0,6 - -

Tirimia (310) 578 565,4 12,6 601,5 - 23,5 - - - -Trgu Mure

(368)587 608,6 - 21,6 543,5 43,5 547,1 39,9 624,3 - 37


16/114

16

Compararnd cantitile medii de precipitaii, pe decade la nivelul posturilor

pluviometrice, cu media multianual se remarc decadele 1980-1989 i 1990-1999 print-o

scdere a cantitii de precipitaii la nivelul sectoruli mijlociu i inferior. n bazinul superior, la

postul Eremitu s-a nregistrat o uoar cretere a catitii medii de precipitaii, cretere care se

accentueaz dup anul 2000chiar i la nivelul sectorului mijlociu (posturile Miercurea Nirajului

i Bereni).

n studiu de fa, pentru identificarea variabilitii temporale ale precipitaiilor

atmosferice s-a determinat tendina pentru ntreaga perioad analizat (1970-2012), prin

determinarea anomaliei standardizate i ponderate de precipitaii (ASPP)precum i a gradului de

risc impus de cantitatea de precipitaii czute n zon.

Metoda curbei cumulate a anomaliei standardizate i ponderate a cantitii de precipitaii

este folosit pentru a determina fluctuaiile de termen lung ale cantitilor de precipitaii, astfelASPP ajut la determinarea perioadelor excedentare sau deficitare de precipitaii n aer dar i n

sol. n funcie de valorile ASPP-ului s-au stabilit praguri pentru atribuirea de calificative

intervalelor analizate fie ca este vorba de valori multianunale, anuale sau lunare. Aceste praguri

sunt identificate pe baza tabelului pus a dispoziie de ctre Institutul Internaional de Cercetare i

Predicitibilitate Climatic.(citri)

Tabelul 2: Clasele metodei cumulate a anomaliei standardizate i ponderate de precipitaii

(sursa: Adina, Croitoru, 2006)

ValoareASPP

Simbolulclasei

Calificativul claseipluviometrice

Domeniulpluviometric

Grupe de riscpluviometric

>3.00 P4 Extrem de ploios

PloiosRisc prin excedent2.002.99 P3 Foarte ploios

1.001.99 P2 Moderat ploios

0.510.99 P1 Putin ploiosFara risc

pluviometric-0.5+0.5 N Normal Normal

-0.51-0.99 S1 Putin secetos

Secetos-1.99-1.00 S2 Moderat secetos

Risc prin deficit-2.99-2.00 S3 Foarte secetos


17/114

17

perioadele de acumulare a deficitului de precipitaii. 1 Trecerea peste pragul 0 reprezint

atingerea schimbrii calitative.

Se poate observa faptul ca o perioad cu valoare mare a ASPP -ului fie c este de semn

pozitiv sau negativ, se produce izolat i este urmat de intervale cu anomalii de semn contrar. (ca

i exemplu se poate observa faptul c valoarea ridicat a ASPP -ului din anul 1998 de 9,43 a fost

urmat de o valoare de semn contrar (-11,34) n anul 2001 (fig.6). Astfel excesul de precipitaii

dintr-o anumit perioad nu reuete s atenueze efectul unor perioade cu deficit de precipitaii.

n continuare am analizat pentru intervalele spaio-temporale amintite valorile anomaliei

standardizate i ponderate de precipitaii pe domenii pluviometrice i pe grupe cu i fr risc

pluviometric. Perioadele excedentare pluviometric sunt acele perioade care nregistreaz valori

ale ASPP-ului peste valoarea de +1,00, iar perioadele cu deficit pluviometric apar n momentul

nregistrri unor valori sub -1,00. (tabelul 2)

Fig. 6: Variaia ASPP-ului pentru perioada 1970-2009

Dac la nceputul intervalului n primii ani de studiu a existat un interval cu deficit de

precipitaii, urmat de ani n care a existat un excedent de precipitaii se poate observa faptul ca

acest excedent nu a reusit s atenueze efectele deficitului din anii anteriori, fiind urmat din nou

1Ibidem


18/114

18

de un alt interval de timp n care a existat un deficit major de precipitaii (1986 -1999) cnd

valorile ASPP-ului rman negative. La sfritul perioadei totui se poate observa o tendin de

predominare a anilor excedeni din punct de vedere pluvimetric, ntre care sunt integrai unul-doi

ani cu deficit care produc aceast variaie sinusoidal(fig. 6).

Analiznd variaia cantitii de precipitaii pentru intervalul 1970-2012 cu ajutorul ASP-

ului se poate constata faptul c 15 ani din cei 44 sunt ani extrem de ploioi, 17 fiind an i extrem

de secetoi (tabelul 3).

Tabelul 3: ncadrarea tipologic anual conform valorii ASPP-ului

Calificativul claseipluviometrice Anii specifici Simb.

Extrem de ploios1970, 1974, 1978, 1980, 1981, 1984, 1985, 1997, 1998, 1999,

2005, 2006, 2007, 2008, 2010.P4

Foarte ploios 2004 P3Moderat ploios 1972, 1975. P2

Putin ploios - P1

Normal 1973, 2002. N

Putin secetos 2012 S1

Moderat secetos 1977, 1993, 1995, 2009. S2

Foarte secetos 1976, 1979. S3

Extrem de secetos1971, 1981, 1982, 1983, 1986, 1987, 1988, 1989, 1990, 1991,

1992, 1994, 1996, 2000, 2001, 2003, 2011.S4

Analiznd caracterul anilor din punct de vedere al precipitaiilorse remarc cu o ponderede 52,2% (23 de ani din cei 44) anii caracterizai de deficit pluviometric dar in 18 (40,9%) dintre

anii analizai s-a nregistrat un risc prin excedent de precipitaii, numrul anilor normali din

punct de vedere pluviometric fiind de doar 3 (6,8%) (fig. 7).

Analiznd variaia cantitilor de precipitaii pe anotimpuri se poate observa decalat care

este regimul precipitaiilor precum i valorile nregistrate care dau acestor anotimpuri de

primvar din perioada analizat caracteristica de anotimp ploios, normal sau secetos, i alturat

lor gradul de risc i tipul acestora precum i frecvena.Cu ajutorul abaterii standardizate de precipitaii se remarc ponderea ridicat a riscului

prin excedent toamna (44,2%), urmat de iarn cu 40,5% i primvar cu 37,2%. n ceea ce

privete riscul prin deficit se remarc o pondere ridicat a anotimpului de var cu 55,8%, urmat

de toamn cu 48,8% i iarn cu 42,9%. Primvara este anotimpul cu cea mai redus pondere fr

risc pluviometric 67,4%. (fig. 8)


19/114

19

Fig. 8: Distribuia procentual a anotimpurilordin punct de vedere pluviometric

Cunoatere variabilitii cantitii de precipitaii are un rol important n gestionarea

ntregului sistem geografic, influennd ntreg mediul nconjurtor fie ca vorbim despre resursele

Fig. 7: Caracteristica pluviometric a perioadei 1970-2009


20/114

20

de ap si regimul hidrologic al rurilor, fie c este vorba despre efectele colaterale resimite de

ctre nveliul vegetal i implicit de ctre om.

Pentru a analiza variabilitatea lunar a precipitaiilor scond n eviden perioadele de

exces pluviometric am utilizat indicele pluviometric Angot (k). Calculul indicelui const n

raportarea cantitii medii zilnice a precipitaiilor dintr-o lun la cantitatea medie zilnicanual

dup formula K =

, unde

Analiza indicelui Angot pentru perioada 1970-2012 la staia meteorologic Trgu Mure

indic valori supraunitare n lunile mai-septembrie (fig. 4.9) datorit precipitaiilor specifice

sezonului cald care sunt mai nsemnate cantitativ dect precipitaiile specifice sezonului rece.

Tabelul 4: Frecvena absolut i relativa claselorPluviometrice cf. indicativului Angot

K

lunar

Calificativ

pluviometric

Frecvena

Absolut Relativ

>2,5 Foarte ploios 30 5,9 %

2,012,49 Ploios 19 3,7 %1,501,99 Normal 57 11,2 %

1,011,49 Secetos 81 15,9 %


21/114

21

Tabelul 5: Variabilitatea regimului pluviometric n perioada 1970-2012

K lunarIARNA PRIMAVARA VARA TOAMNA

XII I II III IV V VI VII VIII IX X XI

1970

1971

1972

1973

1974

1975

1976

1977

1978

1979

1980

1981

1982

1983

1984

1985

1986

1987

1988

1989

1990

1991

1992

1993

1994

1995

1996

1997

1998

1999

2000

2001

2002

2003

2004

2005

2006

2007

2008

2009

2010

2011

2012

Regimpluviometric

Foartesecetos

Secetos Normal Ploios Foarte ploios


22/114

22

n regim anotimpual se remarc anotimpul de iarn cu un regim pluviometric extrem de

secetos i secetos ca urmare a predominanei maselor de aer continentale. n timpul verii se

remarc o uoar predominan a lunilor secetoase (6,6 %) n contrast cu lunile ploioase (4,4) i

foarte ploioase (3,3). Anotimpurile de tranziie alterneaz luni forte secetoase (martie, noiembrie)

cu luni ploioase (mai, septembrie). (fig. 10)

Fig. 10: Distribuia procentual a anotimpurilor pe clase pluviometrice

Analiznd n regim decenial variaia indicelui pluviometric Angot se remarc urmtoareleaspecte:

- frecvena ridicat a lunilor foarte secetoase, care se menine n cretere din 1970-2009;-

scderea ponderii lunilor secetoase;- variaia sinusoidal dar cu tendin de scdere a lunilor cu regim pluviometric normal; - lunile ploioase au nregistrat o cretere procentual de la valori de 3 sau 2 % n deceniul

1970-1980, 1980-1990 la 5% pentru urmtoarele dou decenii;

- aceast cretere procentual se menine i pentru categoria lunilor extrem de ploioase,dup o pondere de doar 3 i 4% n intervalul 1980-1990 i 1990-2000, n perioada 2000-

2009, ponderea lunilor foarte ploioase a ajuns la 11% ;

0

5

10

15

20

25

< 0,99 1-1,49 1,5-1,99 2-2,49 >2,5

%

IARNA PRIMVARA VARA TOAMNA


23/114

23

Fig. 11: Distribuiaprocentual-decadal a claselor pluviometrice

Dei la nivelul ntregului interval analizat predomin lunile secetoase, pentru finalulperioadei s-au intensificat evenimentele extreme. ncepnd din anul 2001 caracterul extrem de

ploios al lunilor este evident pentru sezonul cald, lunile extreme de secetoase i cele secetoase

scznd ca i pondere ca urmare a creterii numrului lunilor normale i ploioase. Intensificarea

evenimentelor pluviometrice extreme specific mai ales ultimului deceniu imprim o cretere a

frecvenei deplasrilor de teren i a inundaiilor.

1.1.1.3. Cantitile maxime de precipitaii n 24 de oreCantitatea de precipitaii maxim n 24 de ore a fost analizat ca urmare a informaiilor

asupra regimului torenial al ploilor din regiunea studiat. Datorit perioadelor diferite de

funcionare a staiilor i a datelor lips, pentru o acoperire mai bun i o recalibrare a datelor au

fost luate n considerare valorile precipitaiilor maxime n 24 de ore de la staia Trgu Mure

datorit irurilor de date complete.

La postul pluviometric Eremitu situat la o altitudine de 490 m, cea mai mare cantitate de

precipitaii n 24 de ore de 100,8 mm s-a nregistrat n 13 Mai, 1970 pe cnd la postul

pluviometric Cinta, situate la o altitudine de doar 302 m, cea mai mare cantitate de precipitaii s-

a nregistrat n 18 Iunie 1998 de doar 57,9 mm.

0

20

40

60

80

< 0,99 1-1,49 1,5-1,99 2-2,49 >2,5

52%

20% 20%

2% 6%

67%

19%

10%

2% 3%

63%

15%13%

5% 4%

69%

10%4% 6%

10%

%

1970-1980 1980-1990 1990-2000 2000-2012


24/114

24

Eremitu Veca Tirimia VrgataMiercureaNirajului

Fig. 4.12: Cantitatea maxima de precipitaii n 24 de ore

Cea mai mare cantitate de precipitaii se nregistreaz predominant vara ca urmare a

ploilor toreniale specific acestui sezon (Iunie, Iulie i August cu o pondere de 69,8 %) urmat de

lunile de toamn cu o pondere de 33%.

1.1.1.4. Identificarea perioadelor de revenire a precipitaiilormaximePentru studierea precipitaiilor generatoare de viitur se utilizeaz valorile precipitaiilor

cu intensitate maxima anual considerate acoperitoare pentru identificarea magnitudiniiextremelor. (Haidu, 2002) S-au identificat astfel perioadele de retur, probabilitile dedepire i

nedepire a acestora prin intermediul analizei de frecven i a funciilor statistice.

Ca urmare a aplicrii testului Chi ptrat s-a optat pentru utilizarea funciei Gamma

generalizat (Kriki-Menkel) de forma:

100.8

87.9 85.989.2

64

86.3

71.6

0

20

40

60

80

100

1970(13V)

1971(17VIII)

1972(2VII)

1973(24VI)

1974(12VI)

1975(6VIII)

1976(2VI)

1977(25VII)

1978(3V)

1979(13VIII)

1980(22VII)

1981(28VII)

1982(30IX)

1983(27V)

1984(15V)

1985(18VI)

1988(17VII)

1989(8V)

1991(22VII)

1992(9VI)

1993(27VIII)

1994(6VI)

1995(27VIII)

1996(8IX)

1997(5VIII)

1998(26VII)

1999(19IV)

2000(23VIII)

2001(5V)

2002(3IX)

2008(26VII)

PP (mm)


25/114

25

Fig. 13: Ajustarea seriei precipitaiilor maxime cu ajutorul funciei Gamma Generalizat

Tabelul 6: Cantitile maxime de precipitaii cu diferite probabiliti de apariie

F(x) =() 1()

,

unde = 0,0034

= 5,963

S = -0,994.

Perioadade retur

(T)

P. denedepire

q

P. de depire QuantilaPPmax

Confidenceinterval(95%)p p (%)

10000 0.9999 0.0001 0.01 414 -2000 0.9995 0.0005 0.05 304 -1000 0.999 0.001 0.1 265 -200 0.995 0.005 0.5 191 -100 0.99 0.01 1 165 -

50 0.98 0.02 2 141 76.9 - 20520 0.95 0.05 5

113 75.5 - 15010 0.9 0.1 10 93.2 69.9 - 1165 0.8 0.2 20 75 61.2 - 88.93 0.66 0.33 33 62.1 52.7 - 71.42 0.5 0.5 50 51.5 44.4 - 58.5

1.4286 0.3 0.69 69 41.6 35.7 - 47.41.25 0.2 0.8 80 36.8 31.4 - 42.2

1.1111 0.1 0.90 90 31.3 26.4 - 36.31.0526 0.05 0.95 95 27.6 23 - 32.21.0204 0.02 0.98 98 24.1 19.8 - 28.4

1.0101 0.01 0.99 99 22.1 18 - 26.21.005 0.005 0.995 99.5 20.5 16.6 - 24.41.001 0.001 0.99 99 17.6 14.1 - 21.1

1.0005 0.0005 0.9995 99.95 16.6 13.3 - 201.0001 0.0001 0.9999 99.99 14.8 11.7 - 17.9


26/114

26

Alturi de cderea unor cantiti nsemnate de precipitaii un factor declanator cu rol

important n sezonul de iarn l reprezint creterile de temperatur care duc la topirea zpezii.

Astfel prin eliberarea unor resurse de ap importante se nresistreaz creteri de nivel ale apei

care pot determina apariia viiturilor de iarn.

1.1.2. Temperatura aerului

Topoclimatele de deal i podi ntlnite n etajul altimetric cuprins ntre 300-800 metrii

prezit caractere altimetrice intermediare ntre munte i cmpie. Astfel se evideniaz zonalitatea

vertical a tuturor elementelor climatice: temperatur anual cuprins ntre 8-10 C, precipitaii

anuale de 600-850 mm, umezeal relativ mai mare de 75%, vnturi influenate de

caracteristicile impuse de relief. Depresiunile sunt caracterizate printr-un climat de adapost cu

precipitaii mai reduse i inversiuni de temperatur n sezonul rece. Pentru altitudini mai mici de

400 m verile sunt mai calde ( 20-21 C n iulie) i iernile mai blnde (-2C n ianuarie), intervalulde nghe mai scurt (100-110 zile), comparativ cu dealurile mai nalte de 400 m cu precipitaii

relativ bogate 650-850 mm/an.

Fig. 4.14: Variaia temperaturii medii lunare

In urma prelucrrii datelor din cadrul bazinului pentru perioada 1990 -2012, s-au observat

urmtoarele abateri de la mediilegenerale calculate la nivelul perioadei de referin 1960-1990:

Temperatura medie anual pentru ultimul ciclu de 22 de ani are valoarea de 8,9C,temperatura medie a lunii celei mai calde 19,8C, dar a lunii celei mai reci de -6,5C.

Temperaturile medii lunare, pentru ultimii 22 de ani cunosc urmatoarele valori, n C : -5

(Ianuarie), -1,2 (Februarie), 3,4 (Martie), 9,6 (April), 15 (Mai), 17,7 (Iunie), 19.8 (Iulie), 18,8

(August), 13,8 (Septembrie), 9,10 (Octombrie), 3,4 (Noiembrie), -0,4 (Decembrie).


27/114

27

Din datele de mai sus se observ faptul c 7 luni/an temperaturile depesc media anual,

astfel media temperaturii maxime are valoarea de 23,2C, iar media temperaturii minime de -

3,3C, de aici rezultnd caracterul de clim temperat-continental moderat.

Variaia temperaturii aerului indic scderea acesteia odat cu creterea altitudinii:

izoterma de 8 urmrete fidel limita dintre piemontul Climanilor i zona subcarpatic, doar n

SV-ul regiunii temperatura medie dep[;ind pragul de 9 C. Temperaturi sub 5C caracterizeaz

doar zona montan din bazinul superior situat aaltitudini mai mari de 1000 m.


28/114

28

1.1.3. Scurgerea i regimul hidric

1.1.3.1. Tendine i variaii ale scurgerii medii

Pentru evidenierea evoluiei n timp i spaiu a scurgerii apei din bazinul Nirajului am

utilizat valorile debitului mediu lunar din perioada 1950-2012. n variaia scurgerii anuale din

perioada analizat nu s-a evideniat o periodicitate ciclic clar ns au existat o succesiune de

perioade cu scurgere bogat urmate de perioade cu scurgere redus.

Se remarc astfel tendina de uoar cretere a debitului mediu. Variaia debitului mediu are

o form elipsoidal, astfel anii caracterizai prin valori ridicate a debitului sunt urmai de ani cu

un debit mai sczut dect media multianual.

n variaia scurgerii anuale din perioada analizat nu s-a evideniat o periodicitate ciclic

clar ns au existat o succesiune de perioade cu scurgere bogat urmate de perioade cu scurgere

redus. Perioadele 1955-1960, 1965-1985, 1998-2009 sunt perioade n care s-au nregistrat

debite ridicate, maximul fiind atins n anul 1970, an caracterizat prin cderea unei cantit i de

precipitaii bogate care au cauzat inundaii cauzatoare de pagube materiale dar i pierderi de viei

omeneti. Perioadele cu un debit sczutsunt: 1960-1964, dar i1986-1996, 2010-2012.

Fig. 15.: Curba cronologic adebitului mediu anual din perioada 1950-2012 la staia Cinta


29/114

29

Lunile cu debit ridicat sunt predominant lunile de primvari var ca urmare a

precipitaiilor convective cu caracter de averse, precum i n lunile de iarn ca urmare a eliberrii

rezervei de ap din stratul de zpad ca urmare a creterilor de temperatur.

Fig. 17: Variaia procentual anotimpual a debiului mediu

Fig. 16: Variaia debitului mediu multilunar la cele 3 statii

hidrometrice din bazinul Nirajului

Din variaia debitului lunar

multianual se pote observa o

variaie redus a debitului

mediu lunar la staia Bereni

situat pe rul Nirajul Mic,variaie care nregistreaz

amplitudini ridicate la nivelul

staiilor hidrometrice amplasate

pe cursul principal al Nirajului

(Gleti n sectorul mijlociu i

Cinta n sectorul inferior).

Debitul cel mai sczut se

nregistreaz n lunile de

toamn ca urmare a reinerii

apei n solul suprauscat ca

urmare a regimului termic

specific verii care duce la

epuizarea apei subterane pe

fondul unor precipitaiilor

sczute(fig. 17).


30/114

30

1.1.3.2. Identificarea perioadelor de revenire a debitelor medii

Debitul mediu are o influen ridicat asupra albiilor de ru, pe timp ndelungat, ca

urmare a frecvenei ridicate de apariie a acestuia.Avnd o nregistrare sistematic a evoluiei

debitului pe rul Niraj vom identifica probabilitatea de apariie a acestuia, etap necesar n

evaluarea cantitativ a riscului de producere a avenimentelor extreme.

Cu scopul definirii probabilitii de a pariie a valorilor debitului n viitor s-a recurs la

analiza de frecven pe baza unui model secvenial (ecuaie care descrie comportamentul statistic

al unui proces) utiliznd programul HYFRAN.2 Analiza de frecven permite astfel definirea

probabilitii de apariie a evenimentelor de o anumit magnitudine n viitor pe baza

evenimentelor din trecut. Odat cu constituirea seriei de valori s-a urmrit o serie de etape

precum: controlul seriei de valori, alegerea modelului frecvenial, ajustarea acestuia, analizaincertitudinilor i nu n ultimul rnd valorificarea modelului. (Musy, 20053, Haidu, 2002)

Perioada de revenire (retur) a evenimentului caracterizeaz hazardul-ntmplarea

(Haidu, )4Fiecrei valori a debitului maxim i corespunde o perioad de retur T:

T = 1/(1+q) = 1/p, pentru valori maxime (debite maxime, precipitaiile maxime n 24 de ore) [1]

T = 1/q = 1/(1-p), pentru valori minime (scurgere minima) [2], unde

q = probabilitatea de nedepireF(x)

p = 1-F(x) probabilitatea de depire

Inversul lui T (1/T) constituind probabilitatea de depire a acestui eveniment: P = 1.

n cazul de fa s-a aplicat formula 1 pentru identificarea probabilitii empirice (dedus

pe baza eantionului) aplicnd formula de probabilitate empiric Cunnane:

F = [x (k)] = (k-0,3) / (n+0,2), unde

n - dimensiunea eantionului, nr. de observaii

x(k) - valoarea de rang k al observaiei ntr-o serie descresctoare

a = 0,4.

2Bobe, B., Hach, M., Fortin, V., Perreault, L., Perron, H., (1993-1999), Logiciel HZFRAN, Chaire en hydrologiestatistique Hyfro-Qubec/CRSNG, INRS-Eau3Musy, 2005, Cours Hydrologie Gnrale, http://echo.epfl.ch/e-drologie/4Haidu, I, (2002), Analiza de frecven i evaluarea cantitativ a riscurilor, n Riscuri i Catastrofe, Vol.I, Ed. CasaCrii de tiin


31/114

31

Fig.18 : Curba probabilitii empirice de nedepire

innd cont de faptul c se analizeaz un eantion finit (perioada 1970- 2012) s-a

adoptat estimarea probabilitii teoretice prin legi teoretice care permit reflectarea

caracteristicilor statistice ale populaiei infinite din care provine. Trebuie s se in cont totui de

faptul c acestea au caracter punctual i sunt n stns dependen de volumul de date utilizat.

Dei n Romnia cele mai frecvente funcii utilizate sunt funcia Gamma generalizat

(Kriki-Menkel) i funcia Pearson tip III (Drobot, 1997, Haidu, 2002, Bilaco, 20095), n studiul

de fa s-a optat pentru aplicarea mai multor modele comparativ i alegerea celui mai bun pentru

eantionul folositpe baza comparaiei ajustrilor grafice (AIC- Criteriul Internaional a lui

Akaike) i numerice (BIC-Criteriul Internaional Bayesian).

Funciile Exponenial i Normal au fost eliminate ca urmare a nendeplinirii testului

Chi. Rezultatului testului chi ptrat (X2=8,28, p=0,141) i a comparrii grafice a permis aplicarea

funciei Pearson III de forma:

f(x) =

()(x-m)-1e-(x-m), unde = 1,011, = 2,558, m = 1,210.

Alegerea funciei statistice s-a realizat prin compararea legilor de probabilitate Gumbel i Pearson III.

5Bilaco, t., 2009, Determinarea debitelor maxime probabile calculate prin intermediul analizei de frecven, nGeografia Napocensis, anul III, nr. 1


32/114

32

Fig. 19 : Comparaia grafic i numeric a funciilor de probabilitate Gumbel i Pearson III

Fig. 20 : Ajustarea seriei debitelor medii la staia Cinta (1970-2012) cu ajutorul funciei PearsonIII


33/114

33

Tabelul 7: Cantitile maxime de precipitaii cu diferite probabiliti de apariie

Perioadade retur

(T)

P. denedepire

(q)

P. dedepire p

(%)Cuantila

QmedIntervalul de

ncredere (95%)(p)

10000 0.9999 0.0001 0.01 14.1 11.216.7

2000 0.9995 0.0005 0.05 12.3 9.7814.3

1000 0.999 0.001 0.1 11.5 9.1513.3

200 0.995 0.005 0.5 9.6 7.68 - 11

100 0.99 0.01 1 8.77 7.049.95

50 0.98 0.02 2 7.93 6.48.93

20 0.95 0.05 5 6.77 5.557.58

10 0.9 0.1 10 5.86 4.886.53

5 0.8 0.2 20 4.89 4.175.46

3 0.6 0.33 33 4.13 3.594.62

2 0.5 0.5 50 3.42 3.053.88

1.4286 0.3 0.69 69 2.74 2.453.17

1.25 0.2 0.8 80 2.41 2.11 -2.82

1.1111 0.1 0.90 90 2.04 1.67 - 2.42

1.0526 0.05 0.95 95 1.81 1.32 - 2.14

1.0204 0.02 0.98 98 1.61 0.965 - 1.86

1.0101 0.01 0.99 99 1.5 0.741 - 1.7

1.005 0.005 0.995 99.5 1.42 0.548 - 1.56

1.001 0.001 0.99 99.9 1.31 0.177 - 1.3

1.0005 0.0005 0.9995 99.95 1.27 0.0422 - 1.2

1.0001 0.00010.9999 99.99 1.22 0.23 - 1.02

1.1.3.3. Scurgerea maxima (analiza viiturilor)

Scurgerea maxim reprezint cel mai important moment al scurgerii unui ru datorit

posibilelor efecte negative care le induce. Astfel pentru activitile economice i pentru lucrrile

de gospodrile ale apelor este important s se in cont de caracteristicile cantitative i calitative

ale scurgerii, de modul de apariie al acestora precum i de factorii naturali i antropici care

concur la apariia i evoluia acestora.

Termenul de viitur este frecvent confundat cu apele mari, de aceea este necesar s serealizeze distincia dintre termeni: dup Diaconu i colab. (1994) apele mari reprezint faze ale

scurgerii unui ru,caracterizate prin valori ridicate ale debitului, care nregistreaz o cretere i o

meninere a acestora pentru o perioad ndelungat, fr a fi observate creteri spectaculoase de


34/114

34

nivel. Apariie fazei de ape mari este datorat n principal de manifestarea unor ploi de intensitate

mic dar de durat mare sau ca rmare a topirii lente a zpezilor.

Prin viitur nelegem o cretere brusc a debitului i a nivelului unui ru urmat de o

scdere lent a acestuia. (Pandi, G., 2010) Viiturile, n comparaie cu apele mari au un timp de

cretere mai redus fiind caracterizate prin atingerea unui debit de vrf urmat de o scdere a

debitului ia nivelului apei, cu un timp de scdere mai mare dect cel de cretere

Factorii care concur la apariia i propagarea viiturilor sunt reprezentai de factorii

geologici (rocile cu permeabilitate mic i stratificaie monoclinal), factorii morfologici i

morfometrici (dezvoltarea bazinului n sectorul inferior, ponderea mare a versanilor concavi cu

pant accentuat, panta ridicat a profilului longitudinal), factorii pedologici (solurile cu

permeabilitate mic, solurile umectate), gradul de acoperire cuvegetaie (lipsa pdurilor) precum

i forma reelei hidrografice (strucutra dentritic). (Pandi, G. 2010)Ca urmare a excesului de precipitaii bazinul hidrografic al Nirajului este expus

inundaiilor si viiturilor. Scurgerea maxim reprezint cel mai important moment al scurgerii

unui ru datorit posibilelor efecte negative care le induce (citari).Exist msuri de protecie

mpotriva inundaiilor precum diguri de protecie, acumularea nepermanent Valea cu o

capacitate de 5,6 mil m3 sau canalul Veca, ns ca urmare a modificrilor aprute la nivelul

echilibrului hidrologic din bazin prin defriri, modificri ale albiei, pe fondul creterii cantitii

de precipitaii i a magnitudinii viiturilor, acestea se dovedesc a fi insuficiente. Literatura de

specialitate trateaz migrrile de albie n relaie cu magnitudinea/intensitatea i frecvena

evenimentelor extreme (citari) astfel vom insista asupra eroziunii laterale a rului cu ajutorul

materialelor cartografice nc din anul 1806.

Este cunoscut strnsa dependen dintre capacitatea de erodare lateral a rului i

variaiile de debit, implicit a cantitii de precipitaii ns pentru momentul de fa n u dispunem

de valorile debitelor de viituranterior anilor 1970.

Analiznd graficul distribuiei temporale de apariie a debitelor maxime se remarc

corespondena dintre variaia cantitii de precipitaii i perioadele de apariie a debitelor

corespondente (fig. 21).


35/114

35

Fig.4.21: Debitul maxim nregistrat n timpul celor mai mari viituri la staiaCinta

Analiznd variaia debitului mediu pe perioade decadale se remarc decadele 1980-1989

i 1990-1999 cu o cretere uoar a debitului mediu, decadele 1970-1979 i 2000-2012

nregistrnd o scdere a debitului cu -0,92 respectiv0,26 m3 (tabelul 8).

Tabelul 8: Mediile decadale ale debitului mediu i deviaia fa de media multianual

Staiahidrometric

Qmed(1970-2009)

(m3/s)

Qmax(m3/s)

Qmin(m3/s)

Media decadei/Deviaia fa de media multianual (m3/s)

1970-1979 1980-1989 1990-1999 2000-2012

Gleti 2,9027,4611970

1,1401990

3,59 - 0,67 2,84 0,08 1,63 1,29

Cinta 3,6089,3971970

1,4371990

4,52 - 0,92 3,59 0,01 3,02 0,058 3,86 - 0,26

Conform prognozelor, frecvena i intensitatea viiturilor va fi ntr-o continu cretere att

n cazul viiturilor spontane specifice sezonului de var dar i n cazul viiturilor cu genez mixt

specifice primverii. (Arghiu, V., 2008) Acest lucru este observabil n cazul rului Niraj, care n

ciuda lucrrilor de amenajare continu s impun un risc la inundaii pentru localitile situate n

apropierea rului.

Elementele hidrografului de viitur sunt foarte importante avnd important caracter

practic, astfel cunoaterea ct mai exact a acestora este necesar n procesul de prevenire a

efectelor negative ale inundaiilor.

329.46

253.56

126.1

62.4 70.94100.8

31.1

70.789.2 86.3

0

50

100

150

200

250

300

350

1970(3-21III)

1970(10-28V)

1971(4-6VI)

1972(16-30XI)

1974(13-19V)

1974(4-12VII)

1975(2-6VII)

1975(1-6VII)

1976(3-8VI)

1977(11-14II)

1977(23-28IV)

1978(2-7V)

1978(12-17XI)

1981(2III-6IV)

1983(26III-9IV)

1983(16-28VII)

1985(11-21III)

1985(18VI-1VII)

1986(27III-25IV)

1988(22III-8IV)

1988(1-12VI)

1991(12-26V)

1992(10-18IV)

1995(25XII-1I)

1997(19IV-3V)

1998(14-22VI)

1999(8-28IV)

2000(8III-25IV)

2001(18-30IV)

200215-17VIII)

2008(21iV-1VI)

Q max (m3/s) PP (mm)


36/114

36

coeficientul de form al hidrografului reprezint raportul dintre volumul viiturii i volumul

dreptunghiului care circumscrie graficul viiturii:

Cu ct valoarea coeficientului de form este mai mic cu att gradul de torenialitate a viituriieste mai mare.

q(mm)stratul de ap scurs reprezint grosimea stratului de ap rezultat prin repartizarea

uniform a volumului scurgerii directe pe ntreaga suprafa a bazinului hidrografic, calculat

prin relaia: q = Vt/F, unde Vt = volumul total, F = suprafaa bazinului (km)

Un rol important n analiza hidrografelor de viitur este delimitarea acestora fa de scurgerea

de suprafa. n cazul analizei de fa delimitarea s-a realizat printr-o linie frnt ascendent.

Aceasta influeneaz parametrii cantitativi ai viituri (volumul viiturii, coeficientul de formprecum i rapoartele calculate mai jos). Linia de delimitare practic unete un punct aflat pe

ramura de cretere a viiturii de unde ncepe creterea accentuat a debitului cu un punct situat pe

ramura de descretere de unde se separ scurgerea de baz de dup viitur, care va avea valori

diferite fa de scurgerea de baz iniial viiturii. Dac alegerea primului punct nu impune

Fig. 22. Elementele hidrografului de viitur


37/114

37

probleme, pentru punctul final s-arealizat corelaia dintre timpul total al viiturii i suprafaa

bazinului hidrografic. Datele astfel obinute nu au inut cont de suprafaa hidrografului de sub

linia de tiere deoarece mrimea lor este majoritar mai mic dect a suprafeei viiturii.

Analiznd variaia lunar i anotimpual a debitelor de viitur se poate identifica

dependena amplitudinii vrfului de viitur fa de debitul de baz iniial. Astfel viiturile de

primvar i var care se suprapun peste debite iniiale mari vor atinge un debit de vrf mai

ridicat, dect cele care se suprapun peste ape mici. Deasemenea volumul de ap transportat de

ctre ru este mai mare n cazul viiturilor suprapuse apelor mari dect a celor suprapuse unui

debit iniial redus.

Avnd la baz criteriul genezei i a caracteristicilor hidrgrafului, s-a realizat tipizarea

viiturilor din perioada 1970-2012 . Cauzele de apariie a a viiturilor fiind precipitaiile abundente

cu o intensitate mare sau topirea zpezilor ca urmare a creterii brute a temperaturii aerului. n

cazul n care un singur element genetic determin apariia viiturii, apar viituri pluviale (datorit

precipitaiilor toreniale i frontale abundente) sau viituri nivale (datorit topirii zpezilor). n

cazul suprapunerii factorilor declanatori se vor manifesta viiturile complexe (pluvio-nivale sau

nivo-pluviale).

Viiturile monogeneticesunt de origine pluvial sau nival:

Viiturile nregistrate n anii: 1971 (4-6VI), 1974 (4-12VII), 1975 (2-4VII), 1976 (4VI),

1978 (2-5V), 1983 (18-24VII), 1985 (24-29VI), 1988 (2-7VI), 1991 (16-26 V), 1992 (10-13IV),1998 (15-21VI), 2002 (15-19VIII) i 2008 (21IV-27VI) sunt viituri de natur pluvial.

Viiturile de origine nivalsunt cele nregistrat n anuii 1995 (25 Xll-1I) i 1982 (2-6 I).

Viiturile mixte care caracterizeaz ntreaga zon temperat sunt de natura pluvio-nival i nivo-

pluvial.

Viiturile din anul 1970 (4-13 III i 12-20 V), 1974(14-18 V), 1977 (25-27 IV), 1978 (13-

15 XI), 1981 (3-17 III), 1983 (27 III-1 lV), 1985 (11-21 III), 1986 (19 III-24 IV), 1988 (22 III-2

IV), 1997 (19-26 IV), 1999 (8-28 IV), 2000 (9-15 III), 2001 (23-30 IV), 2009 (6-16 III), 2010

(6-14IV), 2011 (13-19IV) i din anul 2012 (5-10IV)sunt de naturpluvio-nival.

Iar cele din anul 1972 (12-26XI) , 1977 (11-14II), i 1995 (25XII-1I) sunt viituri de

natur nivo-pluvial.


38/114

38

Tipizarea viiturilor n funcie de form s-a realizat prin metoda analizei hidrografului de

viitur. Aceasta este o metod activ cu ajutorul creia se pot determina caracteristicile

cantitative ale viiturilor. Hidrograful arat variaia n funcie de timp a debitului i nivelului apei.

Dup numrul vrfurilor de viitur se remarc viiturile monoundice: 1971, 1974, 1975,

1976,1977, 1978, 1983, 199, 1995, 1999, 2009, 2010, 2011 i 2012.

2.1 Viiturile poliundicecu dou vrfuri 1970, 1974, 1983, 1988, 1992, 2002, mai multe

vrfuri secundare:1972, 1981, 1985, 1986, 1988, 1997, 1998, 2000, 2001, 2008. sunt datorate

variaiei precipitaiilor n amonte de staia pluviometric, precum i a variaiei temperaturii

aerului ce duce la topirea diferit a stratului de zpad. Aportul de ap adus de aflueni precum i

ntrzierea unui debit considerabil datorit canalului Veca ducela apariia viiturilor poliundice

nregistrate la staia Cinta.

Analiza parametrilor cantitativi ai viiturilor s-a realizat cu ajutorului programului

CAVIS. Astfel s-a determinat debitul maxim (m/s), timpul de cretere (ore), volumul de cretere

(mil. m), timpul de scdere (ore), volumul de scdere (mil. m), timpul total (ore), volumul total

(mil. m), coeficientul de form al hidrografului, stratul de ap scurs (mm) precum s-a calculat i

rapoartele dintre parametrii precum: raportul dintre volumul de cretere i volumul de scdere,

volumul de cretere i volumul total precum i dintre timpul de cretere i timpul total.

Din punct de vedere al debitului maxim se remarc viiturile din anii 1970 (325 m/s), 1976

(233,37) si 1975 (222,3), dar ca volum de ap scurs datorit viiturii se remarc cea nregistrat

Fig. 4.23: Viitur monondic (23-28IV 1977)la staia Cinta

Fig.4.24: Viitur poliundic(10-28 V 1970) la staia Cinta


39/114

39

n anul 1981(3-17III) a nregistrat 12,15 mil. m, urmat de cea din 1988(22III-2IV) cu 10, 77

mil. m de ap i de viitura din anul 1997(19-26IV) cu 10, 67 mil. m de ap.

Cunoscndu-se faptul c cu ct valoarea coeficientului de form este mai mic cu att

gradul de torenialitate a viiturii este mai mare,analiznd viiturile de pe rul Niraj se remarc

viiturile din 1981 (3-17 III) cu un coeficient de form de 0,26, viitura din 1983(27 III-1IV) cu o

valoare a coeficientului de form de 0,23. Analiznd timpii de cretere i descretere, precum i

durata total a viiturilor se poate observa o durat medie de cretere de 56 de ore, o durat medie

de scdere de 83 de ore precum i o durat medie total a viiturilor de 140 de ore.

Din viiturile analizate mai sus se remarc cea din anul 1970 cnd s -au produs viituri

deosebite pe aproape toate cursurile de ap din Romnia determinnd mari inundaii. Factorul

declanator al acestor inundaii au fost ploile abundente, toreniale aprute datorit ptrunderii

unor mase de aer de origine tropical. Pentru staia meteorologic din Trgul Mure cantitate deprecipitaii din perioada 12-15 mai a fost de 103,5 mm.

n condiiile n care perioada 1 ianuarie-10 mai a fost o perioad bogat n precipitaii

astfel albiile rului erau aproape pline i pe fondul supraumectrii solului, atenuarea undei de

viitur a fost diminuat.

S-a nregistrat astfel cel mai mare debit 329,46m/s n data de 13V la ora 5:00.

n cazul viiturilor din 1970 i 1975 raportul volumelor a nregistrat o valoare de 0,13 respectiv

0,61 deci a avut o vitez mare de naintare a undei de viitur.

Fig. 23: Hidrograful viiturii din 1970


40/114

40

Tabelul 9: Caracteristicile parametrilor cantitativi ai viiturilor nregistrate pe rul Niraj la staia Cinta

Nr. AnulQ max(m3/s)

T cr(ore)

V cr(mil. m3)

T sc(ore)

V sc(mil. m3)

T t(ore)

V t( mil. m3)

1 1970 (4-13III) 67,4 28 2,92 188 13 216 15,9

2 1970 (12-20V) 325 22 9,22 179 83 201 92,3

3 1971 (4-6VI) 56 24 2,99 34 3,98 58 6,974 1972 (21-26XI) 55,8 92 8,4 42 3,98 134 12,38

5 1974 (14-18V) 80,03 42 7,16 64 9,45 106 17,07

6 1974 (4-12VII) 24,39 65 2,9 139 6,06 204 8,98

7 1975 (2-4VII) 222,3 16 6,8 37 8,81 53 15,61

8 1976 (4-4VI) 233,37 5 1,62 3 0,5 8 2,13

9 1977 (11-14II) 11,1 14 0,27 58 1,12 72 1,410 1977 (25-27IV) 17 18 0,47 30 0,75 48 1,23

111978 (2-5V)

126,1 31 4,76 41 8,79 72 13,55

12 1978 (13-15XI) 47,6 12 0,76 40 3,83 52 4,6

13 1981 (3-17III) 89,76 216 15,62 110 12,15 326 27,7714 1983 (27III-1IV) 59,3 37 2,89 87 3,25 124 6,1415 1983 (18-24VII) 57,82 32 2,4 112 5,72 144 8,13

16 1985 (11-21III) 40,8 162 7,85 78 5,89 240 13,7417 1985 (24-29VI) 52,3 61 8,88 65 5,49 126 14,38

18 1986 (19-24IV) 25,8 39 1,55 69 2,87 108 4,4219 1988 (22III-2IV) 58,85 164 9,02 97 10,77 261 19,79

20 1988 (2-7VI) 31,02 34 1,34 80 4,59 114 5,9421

1991 (16-26V)25,4 94 2,1 146 6,76 240 8,86

22 1992 (10-13IV) 31,8 36 1,95 48 2,66 84 4,6223 1995 (25XII-1I) 34,59 77 6,12 101 5,51 178 11,64

24 1997 (19-26IV) 55,31 80 8,19 100 10,67 180 18,8725 1998 (15-21VI) 56,2 108 10,13 50 6,02 158 16,16

26 1999 (19-24IV) 66,5 23 3,82 107 11 130 14,8227 2000 (9-15III) 55,4 41 2,87 115 7,5 156 10,38

28 2001 (23-30IV) 32,6 55 2,81 112 4,26 167 7,0829 2002 (15-19VIII) 16,2 27 1,05 69 1,84 96 2,9

30 2008 (21-27V) 30,4 36 0,89 108 7,22 144 8,11

31 2009 (6-16III) 20 109 5,47 62 7,51 291 12,9932 2010 (6-14 IV) 49,1 83 3,85 72 6,46 155 10,31

33 2011 (13-19IV) 21,4 33 1,32 111 4,04 144 5,37

34 2012 (5-10IV) 25.4 33 1,56 87 1,70 120 3,27


41/114

41

Tabelul 10 : Rapoartele dintre elementele caracteristice viiturilor

Nr. Anul Vcr/Vsc Vcr/Vt Tcr/Tt q(mm)

1 1970 (4-13III) 0,22 0,30 0,18 0,13 30,2

2 1970(12-20V) 0,11 0,39 0,10 0,11 163,7

3 1971(4-6VI) 0,75 0,59 0,43 0,41 26,02

4 1972 (21-26XI) 2,11 0,46 0,68 0,69 26

5 1974(14-18V) 0,76 0,55 0,42 0,40 3,05

6 1974(4-12VII) 0,48 0,50 0,32 0,32 17,36

7 1975(2-4VII) 0,77 0,36 0,44 0,30 38,26

8 1976(4-4VI) 3,24 0,31 0,76 0,63 4,29

9 1977(11-14II) 0,24 0,48 0,19 0,19 4,63

10 1977(25-27IV) 0,63 0,41 0,38 0,38 4,34

11 1978(2-5V) 0,54 0,41 0,35 0,43 24,7

12 1978(13-15XI) 0,20 0,51 0,17 0,23 9,08

13 1981(3-17III) 1,29 0,26 0,56 0,66 51,42

14 1983(27III-1IV) 0,89 0,23 0,47 0,30 15,79

15 1983(18-24VII) 0,42 0,27 0,30 0,22 16,16

16 1985(11-21III) 1,33 0,38 0,57 0,68 52,18

17 1985(24-29VI) 1,62 0,60 0,62 0,48 29,07

18 1986(19-24IV) 0,54 0,44 0,35 0,36 11,44

19 1988(22III-2IV)0,84 0,35 0,46 0,63 37,1

20 1988(2-7VI) 0,29 0,46 0,23 0,30 11,27

21 1991(16-26V) 0,31 0,40 0,24 0,39 16,22

22 1992(10-13IV) 0,73 0,48 0,42 0,43 8,17

23 1995(25XII-1I) 1,11 0,52 0,53 0,43 20,19

24 1997(19-26IV) 0,77 0,52 0,43 0,44 33,82

25 1998(15-21VI) 1,68 0,50 0,63 0,68 35,46

26 1999(19-24IV) 0,35 0,47 0,26 0,18 31,63

27 2000(9-15III) 0,38 0,33 0,28 0,26 20,51

28 2001(23-30IV) 0,66 0,36 0,40 0,33 15,86

29 2002(15-19VIII) 0,57 0,51 0,36 0,28 12,35

30 2008(21-27V) 0,12 0,51 0,11 0,25 16,49

31 2009 (6-16III) 0,66 0,66 0,42 0,37 19,74

32 2010 (6-14 IV) 0,37 0,37 0,37 0,53 15,67

33 2011 (13-19IV) 0,48 0,48 0,24 0,22 8,16

34 2012 (5-10IV) 0,29 0,29 0,47 0,27 4,97


42/114

42

Un aspect important al scurgerii lichide din bazinul Nirajului este urmrirea propagrii

undelor de viitur un accent important cznd pe timpii caracteristici.

Astfel am urmrit patru viituri din anul 1981 (26-12 VIII), 1982 (1-11 III i 2-6 I), 1983

(18-22 IV). Limitarea studierii pentru aceast perioad este consecina disponibilitii datelor i a

frecventelor modificri a staiilor pluviometrice din bazin.

Viitura din 1981 (26-12VIII)

Factorii implicai n formarea i evoluia viiturilor: precipitaiile atmosferice anterioare

viiturii au fost nsemnate atingnd la staia Vrgata valoarea maxim de 28,5mm (19 VII).

Cantitatea de precipitaii din bazin pentru perioada 15-26VII au fost de 14,6 mm la staia

Eremitu, 35 mm la Tirimia, 15,3 mm la staia Veca i 110,8 mm la staia Vrgata. Pe fondul

acestor precipitaii anterioare viiturii solul a fost bine umectat, ceea ce a dus ca n perioadaurmtoare ca n urma precipitaiilor czute n bazin s determine apariia viiturii ntre 26VII-

12VIII.

Unda de viitur calculat de la atingerea vrfului maxim la Gleni (29 VII ora 5 AM)

pn la atingerea vrfului maxim la Cinta (29 VII ora 21 PM) a avut o durat de 16 ore. Astfel

pe o distanta de 24 de kilometrii rezult o vitez de propafare a undei de viitur de 0,41 m/s.

Viitura din 1982 (1-6 I)

Viitura nregistrat n anul 1982 are origine nival. Originea acestei viituri este imprimat

n caracteristicile cantitative ala viiturii. Dup cum se poate observa i de pe diagramele de mai

Fig. 24: Unda de viitur la staia Gleti Fig. 25: Unda de viitura la staia Cinta


43/114

43

jos volumele de cretere i descretere sunt mult diminuate fa de cele nregistrate n cazul

viiturilor de origine pluvial avnd valori de 0,44 milioane m3 la Gleni i 0,25 milioane m3 la

Cinta, pentru volumele de cretere i de 1,38 mil. m3 la Gleni i 0,94 mil. m3 la Cinta.

Aceai tendin este observabil i la nivelul debitului maxim care a atins valoarea de

30,1 m3 la Gleni i doar 14,29 m3 la Cinta.

La Gleni coeficientul de form are valoare mai mic 0,35 dect la Cinta, 0,51 ceea ce

denot un caracter de torenialitate mai puternic.

Tabelul 11: Caracteristicile parametrilor cantitativi ai viiturilor nregistrate pe rul Niraj la staii

simultane

Nr AnulQ

max(m3/s)

T cr(ore)

V cr(mil. m3)

T sc(ore)

V sc(mil.m3)

T t(ore)

V t( mil. m3)

Vcr/Vsc Vcr/Vt Tcr/Ttq

(mm)

1 1981(26VII-12VIII)Staia Cinta

73.8 72 3,9 96 5,7 168 9,6 0,69 0,21 0,41 0,23 21,05

2 1981(27VII-3VIII)Staia Galeni

92,4 18 3,9 10 0,58 28 4,4 0,25 0,42 0,88 0,64 45,9

3 1982(4-11 III)Staia Bereni

3,94 82 0,27 96 1,31 178 1,58 0,21 0,63 0,17 0,46 7,98

4 1982(1-11 III)Staia Cinta

14,37 130 2,68 120 2,33 250 5,01 1,15 0,38 0,53 0,52 8,36

5 1982(2-6I)Staia Cinta 14,29 23 0,25 74 0,94 97 1,19 0,27 0,24 0,21 0,24 2,17

6 1982(2-5I)Staia Gleni

30,1 14 0,44 65 1,38 79 1,82 0,32 0,21 0,24 0,18 9,12

7 1983(18-23IV)Staia Bereni

16,1 16 0,37 104 1,04 120 1,42 0,36 0,2 0,26 0,13 7,11

8 1983(18-22IV)Staia Cinta

54,12 10 3,26 86 0,45 96 3,72 7,24 0,19 0,88 0,10 6,77

9 1983(18-22)Staia Gleni

52,6 12 3,68 84 0,51 96 4,19 7,22 0,23 0,88 0,13 13,9

Fig. 26: Hidrograful viiturii nrgistrat la staia Gleti(a) i Cinta (b)


44/114

44

Dintre viiturile analizate la staii simultane, debitul maxim s-a nregistrat n cazul viiturii

din 1981 la staia Gleni cu 92,4 m, pe cnd aceeai und de viitur a determinat un debit

maxim de 73,8 mla staia Cinta.

Practic ntre cele dou staii hidrometrice exist 17 km lungime, lungime pe care s -a

pierdut din magnitudinea fenomenului dei volumul de ap total al viituri a fost de 4,4 mil. m la

Bereti i de 9,6 mil. m la Cinta. n acest caz important este aportul de ap primit de ru de la

ceilali aflueni n special un rol major l are primirea debitului de ap preluat de canalul Valea

care se ntoarce n ru n amonte de staia hidrometric din localitatea Cinta.

Totui la Cinta viitura a avut un caracter puternic torenial (cu un coeficient deform de

de 0,21) durata acesteia fiind deasemenea mai mare dect la postul Bereti unde durata viiturii a

fost de 28 de ore comparativ cu 168 la staia Cinta.

Aceast durat mare a viiturii este datorat de efectul de ntrziere cauzat de preluareaunui volum mare de ap de ctre canalul Valea precum i datorit aportului de ap de pe aflueni.

1.1.3.4. Frecventa pe anotimpuri a viiturilor din perioada 1950-2012

Frecvena anotimpual a viiturilor scoate n eviden predominarea viiturilor mixte de

primvar (cu o frecven de 52%) datorit combinrii factorilor precum: topirea zpezilor din

zona montan asociat cu perioada ploilor frontale de primvar, umplerea albiilor n condiiile

unei evaporaii sczute, suprasaturarea solului i gradul redus de dezvoltare a vegetaiei. Astfel

viiturile specifice acestei perioade se suprapun peste apele mari de primvar.

Fig. 27: Frecventa lunar a viiturilor


45/114

45

Viiturile de origine pluvial iau natere ca urmare a adveciei maselor de aer din sectorul

vestic care se reactiveaz dup ce depesc zona Carpailor Occidentali unde determin

precipitaii nsemnate din punct de vedere cantitativ. Pentru lunile de toamn s-au nregistrat 6%

din cazuri dar pentru lunile de var frecvena se ridic la 29% din cazuri. n cazul lunilor de var

datorit adveciei termice puternice se nregistreaz precipitaii masive cu intensitate ridicat care

nu pot fi absorbite de substrat ducnd astfel la apariia viiturilor specifice.

Viiturile cu origine mixt aprute n cazul lunilor de ian (cu o frecven de 13%) se

datoreaz influenelor mediteraneene ce duc la creteri de temperatur i a precipitaiilor lichide

abundente. Astfel prin topirea stratului de zpad datorit creterii temperaturii se nregistreaz

creteri de debit care cresc dac n perioada respectiv se nregistreaz precipitaii sub form

lichid.

Frecvena ridicat a apelor mari i a viiturilor de primvar (martie-mai) se datoreazmaximului pluviometric de primvar i suprapunerii acestuia peste perioada de cretere termic

specific. Luna cu cea mai mare pondere a viiturilor pentru primvar este luna mai (20%),

pentru var: luna iunie (20%), toamna: noiembrie (6%) iar pentru anotimpul de iarn se remarc

luna decembrie cu o pondere de 6%.

Viiturile din lunile de iarn (octombrie-decembrie) fiind datorate intercalrii unor perioade calde

nsoite de precipitaii lichide.

Fig. 28: Frecvena anotimpual a viiturilor

Din analiza anotimpual a viiturilor reiese faptul c cele mai multe apar n sezonul de

primvar, urmnd n ordine vara, toamna i anotimpul cu cele mai puine viituri iarna.

52 %

29%

6%

13%

0 10 20 30 40 50 60

Primvara

Vara

Toamna

Iarna

%


46/114

46

1.1.3.5. Identificarea perioadelor de revenire a debitelor maxime

n evaluarea cantitativ a riscului hidrologic i geomorfologic se urmrete succesiunea

logic frecven-probabilitate-risc (Haidu, ) Astfel, dup obinerea frecvenei absolute i relative

a debitelor maxime din timpul viiturilor nregistrate n perioada 1970-2012, s-a identificat

probabilitatea de depire i nedepire iintervalele de recuren asociate acestora.

Pentru calcularea debitelor maxime cu diferite probabiliti de depire am aplicat

metoda statisticLog-Pearson III. n urma acestei metode se obine riscul de depire a anumitei

valori a debitului maxim ntr-o anumit perioad de timp.

Tabelul 12: Probabilitatea de apariie a debitelor maxime cu diferite asigurri

Perioadade retur

(T)

P. denedepire

(q)

P. dedepire

p(%)

CuantilaQmed

Tipul viituriidup perioada de

revenire

10000 0.9999 0.0001 0.01 652 Cu perioad de revenirefoarte mic/extreme

2000 0.9995 0.0005 0.05 541

1000 0.999 0.001 0.1 493

200 0.995 0.005 0.5 383 T. mic

100 0.99 0.01 1 335 cuperioad de reveniremedie50 0.98 0.02 2 287

20 0.95 0.05 5 223 cu perioad de reveniremare10 0.9 0.1 10 175

5 0.8 0.2 20 127

cu perioad de revenirefoarte mare

3 0.66 0.33 33 92.3

2 0.5 0.5 50 62.21.5 0.33 0.66 66 41.6

1.42 0.3 0.69 69 38

1.25 0.2 0.8 80 28.3

1.11 0.1 0.90 90 19.5

1.05 0.05 0.95 95 15.2

1.02 0.02 0.98 98 12.6

1.01 0.01 0.99 99 11.7

1.005 0.005 0.995 99.5 11.3

1.001 0.001 0.999 99.9 11

1.0005 0.0005 0.9995 99.95 11.11.0001 0.0001 0.9999 99.99 11.4

Clasificarea viiturilor n funcie de perioada de revenire s-a realizat cf. clasificriiPropus de Loat, R., Pettrascheck, A., 1997.


47/114

47

Fig. 4.29: Curba teoretic a debitelor maxime cu diferite perioade probabiliti de depire (a) inedepire (b)

Dup importana/severitateArgiu, V., ArghiuCorina, Sorocovschi, V., 2006 clasific

viiturile n: viituri minore: care nu produc inundaii ns conduc la apariia efectelor negative lanivelul albiei (degradarea patului albiei, eroziunea lateral a malurilor, creterea puternic a

turbiditii), viituri intermediare: prin depirea cotei de inundare care conduc la inundarea

terenurilor cu grad de folosin redus, fr producerea de pagube materiale mari sau pierderi de

viei omeneti, viituri majore: prin depirea cotei de pericol i producerea de pagube materiale

mari i viituri foarte puternice: prin atingerea unor debite de vrf cu probabiliti de depire

sub 2%cauzatoare de pierderi de viei omeneti i pagube materiale foarte mari care pot duce la

ncetinirea ritmului de dezvoltare economic.Astfel se remarc faptul c efectele negative resimite la nivelul albiei rului sunt

resimite chiar i la nivelul viiturilor minore. Din punct de vedere geomorfologic nc din anul

1954, Leopold i Wolman au analizat debitul la maluri pline pentru a identifica relaia dintre

scurgere i modificrile survenite la nivelul albiei rurilor.

1.1.4. Debitul formativ al albiilor actuale

Conceptul de debit dominant (debitul de formare a albiei) este utilizat n studiile

geomorfologice de identificare a gradului de stabilitate i management a albiilor. Acesta

reprezint debitul responsabil cu forma n timp a albiilor naturale imprimnd capacitatea de a

transporta cea mai mare cantitate de sedimente, n cazul albiilor cu pat aluvial, avnd o valoare

mai ridicat dect debitul mediu anual. (Wolman i Miller, 1960).


48/114

48

Acest concept se bazeaz pe ideea c adncimea, limea i panta albiei se modific n

timp sub influena variaiilor debitului solid i lichid determinnd schimbarea tipologiei albieiminore care va avea tendina de meandrare sau despletire.

Privind debitul ca variabil independent care influeneaz elementele care descriu

morfometria albiilor (adncimea i limea albiei) i viteza de curgere a apei, Leopold i

Maddock (1953) au identificat o serie de relaii:

Tabelul 13: Relaiile stabilite ntre debit i variabilele morfometrice ale albiilor de ru

RELAIATENDINA

RULUI

Qs- D50/ Cf => S- V- y0+ W-

Meandrare

QsD50

-/ Cf => S- V y0

WQs

D50/ Cf+

=> S- V y0

WQs

-D50-/ Cf => S

- W y0W-

Qs-D50

-/ Cf+ => S- Wy0

-WQs

+ D50/ Cf => S+ V+ y0

- W+

Despletire

QsD50

+/ Cf => S+ V+ y0

- W+Qs

D50/ Cf- => S

+ W+ y0- W+

Qs+D50

+/ Cf => S+ W+ y0

- W+

Qs+

D50+

/ Cf-

=> S

+

W

+

y0-

W

+

Qs+D50

+/ Cf+ => S+ W+ y0

-W+QsDebitul solid, D50Diametrul mediu,Spanta rului, V-Viteza medie,Y0Adncimea medie,Wlimea albiei minore.

Acest concept se poate aplica

doar n cazul albiilor aluviale cu

dinamic natural. Dac albia

prezint tendine de degradare debituldominant va avea o valoare mai

sczut dect debitul la maluri pline,

iar n cazul albiilor cu tendine de

agradare relaia este invers. (Shields

i colab., 2003).

Fig. 30: Relaia dintre frecven, magnitudineadebitului lichid i solid i debitul dominant formativ al albiilor actuale

B = a Q , b = 0,5 (0,26 la staia hidrometric)

h = c Qf

, f = 0,4Vm = k Q

m , m = 0,1 (0,34 la staia

hidrometric),

unde: Blimea albiei, Q debitul,

Hadncimea albiei,

Vmviteza medie

b, f, m sunt constante care depind devariabilitatea debitelor i de poziia la care se

face msurtoarea.


49/114

49

Din punct de vedere hidrologic s-a determinat debitul la maluri pline, debit care va fi

considerat debit formativ al albiilor actuale. Acest demers implic o serie de etape care vor fi

descrise n ceea ce urmeaz.

1.1.4.1. Realizarea profilelor transversale

Pentru a determina elementele seciunii active de scurgere s-au realizat un numr de apte

profile transversale utiliznd staia NIKON. Poziionarea acestora s-a realizat innd cont de

tipologia albiei din amonte.

Fig. 31: Profilul transversal 1 amonte (stnga)Fig.32: Profilul transversal 2 (amonte de CmpulCetii) (dreapta)

Fig. 34: Profil transversal 4(aval de loc. Gruiorul)Fig. 33: Profil transversal 3 (loc. Mtrici)


50/114

50

Fig. 37: Profilul transversal 7 (n dreptul staiei hidrometrice Cinta)n cazul profilului realizat n apropierea staiei Cinta ca urmare a ndiguirii albiei relaia

este ndeprtat de cadrul natural. Aceast neconcordan dintre debitul dominant i debitul la

maluri pline se va extinde pentru cea mai mare parte din cursul inferior al Nirajului datorit

lucrrilor de regularizare.

Folosind datele preluate din teren s-au identificat o serie de parametrii caracteristici

precum:

- Suprafaa seciunii active ()prin nsumarea seciunilor pariale (IXVI) dintre verticalele de

sondaj (h1hn) folosind formulele cunoscute pentru calcularea suprafeelor triunghiulare i

trapezoidale;

= [(h1b1) /2] + [(h1+b2)b2] /2 + + [(hn-1 + hn) bn-1] / 2 + [(hnbn) / 2] (m)

Fig.35: Profil transversal 5 amonte deMiercurea Nirajului)

Fig. 36: Profil transversal 6(loc. Gleti)


51/114

51

Fig.38: Profilul transversal 7 realizat n aval de postul hidrometric Cinta

-Perimetrul udat (P) determinat pe baza formulei:

P = 1 1 ( 1) (m),Unde, b1,bn reprezint distanele dintre verticalele de sondaj

h1, hn reprezint adncimea verticalelor de sondaj

-Adncimea maxim (hmax) reprezentat de cea mai mare adncime a apei la nivelul sondajelor

efectuate; (m)

- Adncimea medie (hmed) ca raport ntre suprafaa seciunii active i limea oglinzii apei nprofilul n care s-a fcut msurtoarea.

-Raza hidraulic (R) ca raport ntre suprafaa seciunii () i perimetrul udat (P);

R = /P (m)

-Rugozitatea ()prin aprecierea tuturor asperitilor care se opun micrii apei dependent de

dimensiunea aluviunilor care contribuie la reducerea vitezei. (Zvoianu, 2006)

1.1.4.2. Determinarea debitului la maluri pline

Debitul la maluri pline, numit de Ichim i colab. (1989), debitul de umplere al albiei iar

n literatura anglosaxon bankfull discharge reprezint parametrul fundamental de estimare i

dimensionare a geometriei hidraulice de albie. Un prim pas n calcularea debitului la maluri pline

l reprezint identificarea nivelului la maluri pline att pe teren ct i la nivelul profilelor

transversale realizate la nivelul albiei. Acest demers include analiza vegetaiei ripariene

implicnd o oarecare subiectivitate.


52/114

52

Utiliznd formula ManningStrickler, Leopold, (1954) calculeaz debitul la maluri pline:

Qb= Ak(R2/3 S1/2) / n,

QbDebitul la maluri pline [m3/s]

A - Suprafaa seciunii active [m2]

kconstanta de conversie egal cu unitatea [k=1]RRaza hidraulic [m]SPanta hidraulic (panta suprafeei libere n micare uniform egal cu pantatalvegului)[]ncoeficientul de rugozitate calculat dup formula Sticklern = d50

1/6 / 21,1 [m]

Williams, (1978) analiznd 233 de profile transversale propune pentru calculul debitului

la maluri pline formula:

Qb = 4A1,21 S0,28

Ca relaie ntre suprafaa activ a apei i viteza medie se poate calcula debitul la maluripline astfel: Qb= A Vm

Precizm faptul c valorile astfel calculate exprim punctual puterea rului i debitul la

maluri pline ns ne-am propus ca aceast cuantificare a parametrilor hidraulici s suplineasc

estimrile calitative i s ofere o imagine apreciabil la nivelul mediilor morfogenetice ale

sectoarelor cu energie mare, medie i joas n corelaie cu zonele bazinului de drenaj. (cf.

Schumm, 1977).

Aplicnd formula ManningStrickler s-a calculat debitul la maluri pline i puterea rului

n apte seciuni transversale situate n sectoare cu caracteristici morfometrice i geologice

diferite. (fig.3) pentru dou dintre acestea existnd posibilitatea validrii ca urmare a proximitii

fa de staiile hidrometrice: Gleti (pentru profilul 6) i Cinta (pentru profilul 7).

Scopul este de a determina condiiile energetice specifice scurgerii maxime (prin analiza

debitului i a puterii rului la ape mari pe baza debitului la maluri pline) i a scurgerii normale

(analiznd puterea rului la debit mediu multianual).

1.1.4.3. Granulometria depozitelor de albieAnaliza depozitelor din albia minor s-a realizat pentru fiecare prob ca prob global

(pavaj i subpavaj) fiind clasificate pe 14 clase granulometrice conform scrii Wenthworth la un

interval de 1 phi: blocuri (peste -8 phi), bolovni (ntre -6 i -8 phi), pietri (ntre -1 i -6 phi),

nisip (ntre 4 i -1 phi) i silt (< 4 phi).


53/114

53

n urma prelucrrii statistice a datelor s-a urmrit identificarea spectrului granulometric al

materialului de albie n relaie cu variabilele bazinului hidrografic (suprafa, geologie, altitudine,

pant) precum i evidenierea distribuiei granulometrice n profil longitudinal.

Distribuia ideal a materialului de albie de-a lungul rului urmrete reducerea

ponderilor claselor granulometrice n direcia scurgerii (Ichim, 2002). 6n cazul de fa se pot

observa totui variaii explicate prin aportul de material adus de afluenii principali precum i

prin lucrrile de ndiguire i regularizare executate, barajul acumulrii nepermanente Valea dat n

funcionare dup anul 2006 avnd rol de prag a cror efecte nu rmn neobservabile la nivelul

albiilor de ru.

6Maria Rdoane, Nicole Rdoane, Ioni Ichim, 2002, Analiza granulometric i petrografic a faciesului de albieal rului Suceava, n Lucrile Seminarului Geografic Dimitrie Cantemir.


54/114

54

Fig. 39: Poziia geografic a seciunilor transversale reprezentative


55/114

55

n 1875, Sternberg, analiznd variaia dimensiunii materialului de albie de-a lungul

rurilor identific o reducere a dimensiunii acestora n lungul rului dup o relaie de tip

exponenial. Acest fenomen este observabil i la nivelul rului Niraj: clasa blocurilor este

dominant n bazinul superior al rului, urmat fiind de clasa bolovanilor i a pietriurilor a cror

pondere crete n sectorul median i inferior al rului. (fig. 40)

Fig. 40: Spectrul granulometric al depozitelor de albie ale rului Niraj

Acest proces de sortare al materialului din albie, realizat ntro-o perioad lung de timp s-

a realizat n concordan cu rezistena patului albiei la efectele scurgerii lichide i solide

imprimate energetic de puterea rului. Se individualizeaz astfel sectorul superior i mijlociu a

cror histograme sunt caracterizate prin unimodalitate (fig. 41.a) i sectorul

raport 3 - copy

Documents