UNIVERSAITATEA DE TIINE AGRONOMICE I MEDICIN VETERINAR BUCURETIDepartamentul de nvmnt la Distan Conf.dr.ing.ELENA CONSTANTIN

MBUNTIRI FUNCIARE

- BUCURETI -2011

43CUPRINS

UNITATEA DE NVARE - IOBIECTUL DISCIPLINEI DE MBUNTIRI FUNCIARE4

1.1.Scopul i rolul lucrrilor de mbuntiri funciare n dezvoltareadurabil a spaiului rural4

1.1.1. Fondul funciar al Romniei4

1.1.2. Scopul lucrrilor de mbuntiri funciare5

1.1.3. Caracterizarea lucrrilor de mbuntiri funciare5

1.2.Istoricul lucrrilor de mbuntiri funciare7

1.2.1. Istoricul lucrrilor de mbuntiri funciare pe plan mondial7

1.2.2. Istoricul lucrrilor de mbuntiri funciare n Romnia8

1.3.Categorii de lucrri de mbuntiri funciare9

1.4.Potenialul, evoloia i situaia lucrrilor de mbuntiri funciare11

1.4.1. Terenuri interesate pentru irigaii11

1.4.2. Terenuri interesate pentru lucrri de ndiguire i combaterea excesuluide umiditate13

1.4.3. Terenuri interesate pentru lucrpri de combaterea eroziunii solului16

UNITATEA DE NVARE - IINOIUNI DE HIDRAULIC, HIDROLOGIE I HIDROGEOLOGIE19

2.1.Noiuni de hidraulic19

2.1.1. Noiuni de hidrostatic20

2.1.2. Noiuni de hidrodinamic24

2.2.Noiuni de hidrologie30

2.2.1. Definiie. Generaliti30

2.2.2. Circuitul apei n natur31

2.3.Noiuni de hidrografie44

2.3.1. Bazinul hidrografic44

2.3.2. Reeaua hidrografic46

2.4.Noiuni de hidrometrie48

2.4.1. Elemente de hidrologia rurilor48

2.4.2. Staii hidrometrice51

2.5.Noiuni de hidrogeologie53

2.5.1. Definiie. Generaliti53

2.5.2. Clasificarea i distribuia pe vertical a apelor subterane54

2.5.3. Regimul apelor freatice56

2.5.4. Circulaia apelor subterane57

2.5.5. Hidrometria apelor subterane58

2.5.6. Prognoza nivelului apei freatice62

UNITATEA DE NVARE - IIICOMBATEREA EROZIUNII SOLULUI65

3.1.Aspecte generale privind eroziunea solului65

3.1.1. Consecinele eroziunii solului66

3.1.2. Mecanismul procesului de eroziune69

3.1.3. Definirea procesului de eroziune71

3.1.4. Clasificarea eroziunii solului72

3.1.5. Factorii favorizani ai eroziunii solului73

3.1.6. Estimarea cantitativ a eroziunii solului . Ecuaia universal a eroziunii80

3.1.7. Eroziunea admisibil (tolerabil)87

3.2.Prevenirea i combaterea eroziunii solului pe terenurile cu folosin agricol87

3.2.1. Criterii privind alegerea lucrrilor de combaterea eroziunii solului87

3.2.2. Clasificarea lucrrilor antierozionale88

3.3.Prevenirea i combaterea eroziunii solului pe terenurile arabile90

3.3.1. Organizarea antierozional a terenurilor arabile90

3.3.2. Principii privind organizarea interioar a terenului arabil91

3.3.3. Msuri agrofitotehnice pe terenurile n pant94

3.3.4. Sisteme antierozionale de amplasarea culturilor pe versani94

3.3.5. Lucrri hidrotehnice n amenajarea antierozional a terenurilor arabile97

3.4.Prevenirea i combaterea eroziunii solului n plantaiile de vi de vie101

3.4.1. Organizarea teritoriului n plantaiile viticole101

3.4.2. Lucrri antierozionale n plantaia viticol104

3.5.Prevenirea i combaterea eroziunii solului n plantaiile pomicole112

3.5.1.Organizarea teritoriului n plantaiile pomicole112

3.5.2.Lucrri antierozionale n plantaiile pomicole 113

3.6.Prevenirea i combaterea eroziunii solului pe puni114

3.6.1. Organizarea teritoriului115

3.6.2. Msuri pentru muntirea covorului vegetal115

3.6.3. Lucrri speciale pentru reinerea apei115

3.7.Combaterea eroziunii n adncime116

3.7.1. Formaiunile eroziunii n adncime i dezvoltarea lor116

3.7.2. Prile componente ale formaiunilor toreniale117

3.7.3. Lucrri transversale de reducerea pantei formaiunilor toreniale118

UNITATEA DE NVARE - IVAMENAJAREA TERENURILOR AGRICOLE CU LUCRRI DE IRIGAII125

4.1.Sistemul sol-apa-plant-atmosfer125

4.1.1. Aprovizionarea plantelor cu ap126

4.1.2. Accesibilitatea apei pentru plante126

4.1.3. Consumul de ap al plantelor irigate127

4.2.Regimul de irigaie128

4.2.1. Bilanul apei n sol128

4.2.2. Norma de irigaie130

4.2.3. Norma de udare130

4.2.4. Momentul udrii i intervalul dintre udri131

4.2.5. Debitul specific de udare131

4.2.6. Debitul de dimensionare a reelei. Hidromodulul de irigaie132

4.2.7. Graficul necoordonat i coordonat al udrilor133

4.3.Sistemul de irigaie134

4.3.1. Componentele sistemului de irigaie135

4.3.2. Clasificarea sistemelor de irigaie136

4.3.3. Studii i cercetri necesare amenajrilor pentru irigaii137

4.4.Surse de ap i calitatea apei de irigaii139

4.4.1. Surse de ap pentru irigaii139

4.4.2. Calitatea apei pentru irigaii140

4.5.Prize de ap pentru irigaii146

4.6.Metode de udare147

4.6.1. Clasificarea metodelor de udare147

4.6.2. Criterii pentru alegerea metodei de udare149

4.7.Tehnica irigaiei prin aspersiune151

4.7.1. Avantajele i dezavantajele metodei de udare prin aspersiune151

4.7.2. Descrierea instalaiei de udare prin aspersiune151

4.7.3. Clasificarea i descrierea echipamentelor de udare prin aspersiune153

4.7.4. Elemente tehnice i indicii de calitate ai udrii prin aspersiune159

4.8.Udarea localizat prin picurare163

4.8.1. Generaliti privind irigaia localizat163

4.8.2. Avantaje i dezavantaje ale metodei de udare prin picurare165

4.8.3. Componena unei instalaii de irigare prin picurare166

4.8.4. Alegarea tipului de picurtoare168

4.8.5. Determinarea consumului i stabilirea necesarului de ap la udarea prinpicurare168

4.8.6. Calculul elementelor regimului de irigare prin picurare171

4.8.7. Elemente tehnice ale metodei de udare prin picurare172

4.8.8. Calitatea udrii prin picurare . Uniformitatea udrii174

4.8.9. Tipuri de amenajri pentru metode de udare prin picurare175

4.9.Reele de conducte sub presiune n sistemele de irigaii175

4.9.1. Tipuri de reele de conducte subterane175

UNITATEA DE NVARE - VAMENAJRI PENTRU COMBATEREA EXCESULUI DE AP179

5.1.Necesitatea i oportunitatea lucrrilor de drenaj179

5.1.1. Cauzele excesului de umiditate180

5.1.2. Factorii favorizani ai excesului de umiditate184

5.1.3. Definirea strii de exces de umiditate a solului185

5.1.4. Efectele excesului de ap asupra solului, plantelor i tehnologiilor decultur186

5.1.5. Efectul eliminrii excesului de ap de pe terrenurile agricole188

5.1.6. Zonarea teritoriului agricol n funcie de excesul de ap i sruri din sol188

5.2.Studii necesare proiectrii amenajrilor de drenaj189

5.2.1. Studii climatice189

5.2.2. Studii topografice190

5.2.3. Studii hidrologice i hidraulice191

5.2.4. Studii hidrogeologice191

5.2.5. Studii pedologige192

5.2.6. Studii geotehnice194

5.2.7. Studii agro-economice194

5.2.8. Studiul resurselor locale de materiale de construcie194

5.2.9. Alte studii194

5.3.Proiectarea lucrrilor principale de drenaj195

5.3.1. Drenajul de suprafa196

5.3.1.1. Trasarea reelei de canale196

5.3.1.2. Calculul debitelor i volumelor de ap de evacuat200

5.3.1.3. Dimensionarea canalelor de drenaj217

5.3.2. Drenajul subteran223

5.3.2.1. Ptrunderea apei n drenurile tubulare subterane223

5.3.2.2. Adncimea de pozare a drenurilor orizontale226

5.3.2.3. Calculul distanei dintre drenuri - regim de curgere permanent ...227

5.3.2.4. Stabilirea distanei dintre drenuri pe cale experimantal229

5.3.2.5. Reele de drenuri subterane orizontale230

5.2.3.6. Dimensionarea hidraulic a drenurilor tubulare subterane231

5.2.3.7. Materiale utilizate n drenajul subteran233

5.3.2.8. Filtre pentru drenuri235

UNITATEA DE NVARE - I OBIECTUL DISCIPLINEI DE MBUNTIRI FUNCIARE

Cuvinte cheie: lucrri de mbuntiri funciare, spaiu rural, fond funciar, dezvoltare durabil

Rezumat:mbuntirile funciare cuprind un ansamblu de lucrri tehnice i agropedoameliorative care urmresc valorificarea agricol a unor terenuri neproductive sau slab productive, crearea i meninerea unui raport favorabil ntre ap i aer. Pe terenurile agricole, conservarea solului i prevenirea eroziunii hidrice i eoliene, etc.Principalele amenajri de mbuntiri funciare sunt: de irigaii, de desecare i drenaj, de combatere a eroziunii solului i ameliorarea terenurilor alunecate, nfiguiri i regularizri ale cursurilor de ap, amenajri pedoameliorative, silvice.

1.1. SCOPUL I ROLUL LUCRRILOR DE MBUNTIRI FUNCIARE N DEZVOLTAREA DURABIL A SPAIULUI RURAL

Practicarea unei agriculturi moderne de nalt randament este legat de asigurarea unei umiditi optime n sol.n acest sens trebuie aplicat un ansamblu de lucrri tehnice, ndeosebi de mbuntiri funciare dar i organizatorice, sociale i de alt natur prin care s mbunteasc condiiile pedologice, hidrologice, hidrogeologice, etc.Ca ramur a agriculturii, mbuntirile funciare se ocup cu: diversele procedee tehnice i biologice folosite n scopul valorificrii agricole a unor terenuri neproductice sau slab productive; crearea i meninerea unui raport favorabil ntre ap i aer pe terenurile cu deficit sau exces de umiditate, al conservrii i prevenirii erodrii solului prin ap i vnt, etc.

1.1.1. Fondul funciar al Romniei

Terenurile de orice fel, indiferent de destinaie, de titlurile n baza crora sunt deinute sau de domeniu (public sau privat) de care aparin, constituie fondul funciar al Romniei.Fondul funciar, dup modul de folosin, se mparte n urmtoarele categorii:Suprafaa total a fondului funciar:23.839,1 mii ha

1- suprafaa agricol: din care: arabil: puni: fnee: vi de vie i pepiniere viticole: livezi i pepiniere pomicole:2- pduri i alte terenuri cu vegetaie forestier:din care pduri:3 - construcii:4 - drumuri i ci ferate:5 - ape i bli: 6- alte suprafee:

14.856,8 mii ha

9.381,1 mii ha 3.441,7 mii ha 1.507,1 mii ha272,3 mii ha 254,6 mii ha 6.457,3 mii ha6.223,1 mii ha 632,9 mii ha 388,2 mii ha 867,8 mii ha636,1 mii ha

45Suprafaa agricol a Romniei reprezint 62,3 % (din suprafaa total a rii), iar pe circa 2/3 din aceasta se manifest aciunea separat sau cumulat a secetei, excesului de ap i eroziunii solului. Acest lucru se datoreaz n mare parte condiiilor de clim, relief, pedologice, hidrologice i hidrogeologice, etc.Datorit aciunii simultane sau seprate a acestor fenomene, a dificultilor economice care se suprapun cu fenomenul de nclzire global, an de an se produc pagube importante n agricultur, i nu numai, ceea ce determin scderea nivelului de trai din Romnia.

1.1.2.Scopul lucrrilor de mbuntiri funciare

Amenajrile de mbuntiri funciare sunt lucrri de construcii hidrotehnice complexe i pedoameliorative, de prevenire i nlturare a aciunii factorilor de risc -secet, exces de ap, eroziunea solului i inundaiile - pe terenurile cu destinaie agricol sau silvic avnd ca scop obinerea unor recolte mari i stabile prin regularizarea regimului apei din sol, n condiiile unor tehnici de cultur moderne, precum i introducerea n circuitul economic a terenurilor neproductive.n sensul Legii 138/28.04.2004 - Legea mbuntirilor funciare - sunt cuprinse urmtoarele categorii de lucrri: ndiguiri i regularitri ale cursurilor de ap de interes local; amenajri de irigaii i orezrii care cuprind lucrri de captare, pompare, transport, distribuie i evacuare a apei i, dup caz, lucrri de nivelare a terenului; amenajri de desecri i drenaje care cuprind lucrri de colectare, de transport i evacuare n emisar a apei n exces; lucrri de combatere a eroziunii solului, i de ameliorare a terenurilor afectate de alunecri, care cuprind: lucrri pentru protecia solului, regularizarea apei pe versani, stingerea formaiunilor toreniale, stabilizarea nisipurilor mictoare; amenajri pedoameliorative pe terenurile srturate, acide, pe nisipuri, pe terenurile poluate, inclusive cu reziduuri petroliere, cu halde de la exploatrile miniere, pe alte terenuri neproductive cuprinznd: lucrri de nivelare-modelare, de scarificare, de afnare adnc, rigole i anuri de scurgere a apei, arturi n benzi cu coame, udri de splare a srurilor, aplicarea de amendamente i ngrminte n scopul valorificrii pentru agricultur, i dup caz pentru silvicultur; perdele forestiere de protecie a terenurilor agricole i plantaii pentru combaterea eroziunii solului; alte soluii tehnice i lucrri noi rezultate din activitatea de cercetare.

1.1.3.Caracterizarea lucrrilor de mbuntiri funciare

Prin amenajrile de mbuntiri funciare se asigur, dup caz, surse de ap pentru irigarea culturilor agricole i alimentarea cu ap a unor localiti, amenajri piscicole, incinte agricole i industriale, precum i protecia localitilor i cilor de comunicaii mpotriva efectelor alunecrilor de teren i inundaiilor i protecia lacurilor de acumulare mpotriva colmatrii. Aceste amenajri contribuie, prin efectul lor, la protecia i ameliorarea mediului.

Prin amenajri de mbuntiri funciare, se neleg urmtoarele lucrri de construcii, instalaii i dotri aferente:a) Amenajri de irigaii, orezrii, prin care se asigur aprovizionarea controlat a solului i a plantelor cu cantiti de ap necesare dezvoltrii culturilor i creterii produciei agricole. Aceste amenajri cuprind lucrri de captare, pompare, transport, distribuie i evacuare a apei i, dup caz, lucrri de nivelare a terenului.b) Amenajri de desecare i drenaj care su drept scop prevenirea i nlturarea excesului de umiditate de la suprafaa terenului i din sol, n vederea asigurrii condiiilor favorabile de utilizare a terenurilor. Aceste amenajri cuprind lucrri de colectare, transport i evacuare n emisari a apei n exces.c) Amenajri de combatere a eroziunii i de ameliorare a terenurilor afectate de alunecri, prin care se previn, diminueaz sau opresc procesele de degradare a terenurilor. Aceste amenajri cuprind lucrri pentru protecia solului, regularizarea scurgerii apei pe versani, stingerea formaiunilor toreniale, stabilizarea nisipurilor.d) ndiguiri i regularizri ale cursurilor de ap prin care se asigur, n principal, protecia terenurilor, bunurilor precum i a drumurilor agricole mpotriva inundaiilor, surse locale de ap i emisari pentru scurgerea apelor.e) Amenajri pedoameliorative pe terenurile srturate, acide i pe nisipuri, pe terenurile poluate, cu reziduuri petroliere, cu halde de la exploataiile miniere, pe alte terenuri neproductive, cuprinznd i lucrrile de nivelare-modelare, de scarificare, rigole i anuri de scurgere a apei, arturi n benzi cu coame, udri de splare a srurilor, aplicarea amenadamentelor, precum i fertilizarea ameliorativ n scopul valorificrii pentru agricultur i, dup caz, silvicultur.f) Amenajri silvice de nfiinare a perdelelor forestiere de protecie a terenurilor agricole i a plantaiilor antierozionale.

Avnd un caracter complex, cu implicaii de mediu deosebite, proiectarea, executarea i exploatarea amenajrilor de mbuntiri funciare se face n corelare cu lucrrile de gospodrire a apelor, hidroenergetice, silvice, ci de comunicaii, n acord cu interesele proprietarilor de terenuri i cu documentaiile de urbanism i de amenajare a teritoriului, innd seama de cerinele de protecie a mediului.Prin construcia lor aceste lucrri determin ocuparea definitiv a terenurilor aflate n circuitul agricol i silvic, dezafectarea i demolarea de construcii, precum i exproprierea pentru cauz de utilitate public.Ele sunt amenajri cu durat ndelungat de funcionare supuse efectului direct al factorilor naturali. Din acest motiv protejarea caracteristicilor funcionale necesit activiti complexe de exploatare i ntreinere precum i conservarea unor elemente n perioada de nefuncionare a amenajrii, de regul n afara perioadei de vegetaie.Prin amenajarea teritoriului cu lucrri de mbuntiri funciare se asigur un nivel ridicat i stabil al recoltelor dac i factorii de vegetaie controlai prin tehnologiile de cultur sunt aplicai la un nivel corespunztor.Deasemenea, este favorizat mbuntirea structurii planurilor de cultur prin creterea diversitii, practicarea de culturi duble i succesive etc.Construcia amenajrilor de mbuntiri funciare necesit o investiie specific ridicat i de aceea se realizeaz din fonduri centralizate sau regionale i doar parial prin contribuia proprietarilor de terenuri. Contribuia statului la realizarea acestor amenajri este hotrtoare.Funcionarea amenajrilor de mbuntiri funciare are implicaii sociale deosebit de favorabile pentru spaiul rural, crend condiii pentru: diversificarea pregtirii forei de munc locale, creterea nivelului profesional al personalului necalificat, stabilizarea la nivel local a populaiei prin activiti directe n amenajri sau legate de acestea etc.Lucrrile de mbuntiri funciare intervin radical n ecosistemele naturale pe care le modific n sens economic favorabil chiar dac din punct de vedere biologic determin reducerea biodiversitii naturale. Ele pot avea efecte secundare dafavorabile cum ar fi: modificarea regimului hidrogeologic, degradarea unor nsuiri ale solului etc.Putem afirma c lucrrile de mbuntiri funciare sunt acele lucrri de tehnic agricol (I.M.Georghiu, 1964) care au drept scop punerea n valoare, pe o durat de timp ndelungat, a terenurilor neproductive sau slab productive, precum i creterea capacitii de producie a solurilor n condiiile proteciei lor.Construcia i ntreinerea acestor amenajri necesit personal de specialitate care pe lng pregtirea tehnic trebuie s aib i o bun pregtire agronomic general pentru a putea asigura corelarea exploatrii hidroameliorative a amenajrilor cu exploatarea agricol a terenului.

1.2. ISTORICUL LUCRRILOR DE MBUNTIRI FUNCIARE

1.2.1. Istoricul lucrrilor de mbuntiri funciare pe plan mondial

Aplicarea lucrrilor de mbuntiri funciare cu scopul de a spori i a asigura producia agricol a fost cunoscut din timpuri ndeprtate.Astfel, se poate aprecia c lucrrile de irigaii se practicau nc din anii 5000 .e.n. n Mesopotamia i China, ca mai trziu s ia amploare n Egipt, India i Asia Central.Cele mai vechi civilizaii au aprut pe seama dezvoltrii agriculturii n luncile unor cursuri de ap cum ar fi: Nilul, Tigru i Eufrat, Gange, Fluviul Galben. Dei fertile, aceste suprafee de teren erau expuse permanent inundaiilor sau secetei, ceea ce a impus efectuarea de lucrri de aprare mpotrica inundaiilor dar i a unor lucrri de irigaii pentru combaterea secetei.n secolul al XV-lea, n America de Nord, imperiul Aztec, (pe teritoriul Mexicului de azi) echipeaz teritoriul cu sisteme mari de irigaii, ceea ce a determinat o nflorire a civilizaiei de pe acel teritoriu. Ulterior, aceste sisteme au fost distruse sau prsite de cotropitorii spanioli.Dezvoltarea i inflorirea civilizaiilor babilonian, egiptean, indian, aztec, inca, cartezian, etc. s-a datorat extinderii lucrrilor de mbuntiri funciare, n special de irigaii. Ins, lipsa cunotinelor pedologice, hidrogeologice i a relaiilor sol-plant-atmosfer, s-a produs degradarea terenurilor irigate prin srturare i nmltinire a solurilor, fapt ce a condus n final la decderea acestor civilizaii.n Europa, primele lucrri dateaz din secolul al XIII cnd n Olanda, n Delta Rinului s-au executat primele lucrri de ndiguiri i desecri.n perioada feudalismului agricultura decade i o data cu ea i dezvoltarea lucrrilor de mbuntiri funciare.Prin apariia capitalismului, prin dezvoltarea tiinei i a tehnicii n secolul al XVIII au fost create condiii favorabile pentru extinderea lucrrilor de mbuntiri funciare. Astfel, n Italia se ndiguiete Padul i Adigele, se pun bazele ndiguirilor de la Dunre i Tisa, se asaneaz sute de mii de hectare de teren cu exces de umiditate.De la sfritul secolului al XVIII-lea suprafaa amenajat pentru irigaii a crescut rapid, astfel c pe glob dinamica amenajrilor de irigaii se prezint astfel: la sfritul secolului al XVIII -lea existau 8.000.000 ha la sfritul secolului al XIX-lea s se ajung la 40.000.000 ha la sfritul anului 1989 : 265.000.000 ha n anul 2000 : aproximativ 300.000.000 ha

Datorit creterii rapide a populaiei globului, irigaia reprezint un mijloc important pentru ca ca producia agricol s in ritmul cu explozia demografic.1.2.2. Istoricul lucrrilor de mbuntiri funciare n Romnia

Istoria lucrrilor de mbuntiri funciare pe teritoriul Romniei se pierde n negura veacurilor. n condiiile climatului temperat se apreciaz c agricultura irigat dirijat pe suprafee relativ mari este posterioar cu cteva milenii agriculturii fr irigaii care s-a practricat n liman i n regim uscat. Ins, pe suprafee mici, lng locuin, cum de fapt era pe luncile mici, agricultura irigat a aprut odat cu agricultura n liman i n regim uscat, iar n unele situaii rare, ea a aprut ab initio n acest mod.Evoluia lucrrilor n mbuntiri funciare este strns legat de perfecionarea uneltelor rezultate din prelucrarea metalului. Prelucrarea bronzului i apoi a fierului a oferit unelte mai fiabile pentru executarea lucrrilor de terasamente impuse de amenajrile de mbuntiri funciare.Printre cele mai vechi lucrri de mbuntiri funciare se numr i construciile hidrotehnice din munii Ortiei (captri de izvoare, apeducte) precum i terasele agricole i eleteele din Cmpia Transilvaniei de dinaintea cuceririi romane, roile hidraulice (sec.I..e.n.) ca i iazurile din Moldova (sec.XV) cu scopuri multiple (regularizarea scurgerii, piscicultur, irigaii).n ara noastr, primele lucrri de drenaj de suprafa s-au executat n ara Brsei n 1211 de ctre cavalerii teuroni colonizai pe aceste meleaguri, amenajarea constnd dintr-o reea de canale care a funcionat pn n secolul al XVIII-lea.Lucrrile de prevenire a inundaiilor ca surs de exces de umiditate sunt cunoscute n Moldova din secolul al XIV-lea cnd amenajarea de iazuri i eletee a cunoscut o extindere deosebit. Aceste amenajri au un rol complex: regularizarea scurgerii apelor, piscicultur i irigaii.n 1728 a nceput amenajarea sistemului hidrotehnic Timi-Bega constnd n lucrri de asanare a mlainilor i regularizri de cursuri de ap, amenajrile extinzndu-se n toat Cmpia Banatului, luncile rurilor Cri, Some, Valea Ierului.n jurul anului 1780 s-a executat canalul Ipsilanti pentru aprarea Bucuretiului de inundaii, prin descrcarea apelor mari ale Dmboviei n Ciorogrla.La sfritul secolului al XIX-lea (1896-1900) s-au executat primele lucrri intense de drenaj subteran cu tuburi din ceramic (1300 ha) la herghelia de stat din Rdui.Dar, despre amenajri cu un anumit grad de tehnicitate, proiectate i executate pe baz de proiecte se poate vorbi ncepnd cu secolul XX.ntre 1904-1906 se execut ndiguirea Dunrii la Chirnogi, Mnstirea i Giurgeni. Limitarea amenajrii numai la ndiguire a fcut ca la Giurgeni terenul s se deterioreze rapid prin salinizare, ceea ce a pus sub semnul ntrebrii eficiena lucrrilor de ndiguire.n aceeai perioad, n NV rii se execut amenajarea Some-Crasna pe baza principiilor fundamentale ale hidroamelioraiilor.n anul 1910 se adopt legea cu privire la punerea n valoare a pmntului din zona de inundaie a Dunrii (modificat n 1914 i 1925) pentru aplicarea creia s-a creat un Serviciu de mbuntiri Funciare n cadrul Ministerului Agriculturii i Domeniilor. n 1911, eful acestui serviciu era ing. Anghel Saligny.n anul 1912, ing.A.Davidescu a ntocmit anteproiectul pentru irigarea a 1.300.000 ha n zona Arge - Siret, iar n anul 1914 ing.L.Villoresi (Italia) propune pentru irigarea 180.000 ha teren n Brganul de nord.Dup primul rzboi mondial se reiau ndiguirile de la Spanov i Mnstirea, dar ritmul desfurrii lucrrilor rmne lent.n 1953 se nfiineaz Intreprinderea de Stat pentru Gospodrirea Apelor n Agricultur, cu sarcini de proiectare, execuie i exploatare, constituind punctul de plecare a unor structuri organizatorice mai complexe.tiina romneasc a acordat o atenie deosebit lucrrilor de mbuntiri funciare, numeroi oameni de tiin contribuind la formarea unei concepii naintate n raportul mbuntiri funciare - agricultur: Ion Ionescu de la Brad (1818-1891), personalitate de rang universal comemorat de UNESCO. Arat ordinea n care trebuie executate lucrrile de mbuntiri funciare pentru valorificarea unui teritoriu agricol: ndiguire, drenaj, irigaii. Radianu P. Stefan (1854-1921). n lucrarea "Studii de economie rural" (1882) se ocup cu probleme de irigaii i drenaj, preconiznd amenajarea complex n cadrul bazinelor hidrografice. n lucrarea "Lucrri chestionar agricol pentru rani i coli rurale" (1916) d indicaii privind drenajul terenurilor plane i amenajarea crovurilor. Gheorghe Maior (1855-1926) agronom, profesor la coala de Agricultur de la Herstru, s-a ocupat cu "secarea blilor i nsntoirea terenurilor jilave". Gheorghe Ionescu Siseti (1885-1967), agronom s-a ocupat de punerea n valoare a Luncii Dunrii, a studiat fertilitatea solurilor, combaterea eroziunii solului, etc.. I. M. Gheorghiu (1899-1966) profesor de mbuntiri funciare la IANB, primul organizator al Direciei de mbuntiri funciare. Cezar Nicolau (1925-1981) personalitate de seam a sectorului de mbuntiri funciare, care s-a ocupat cu proiectarea i execuia marilor amenajri, profesor de mbuntiri funciare la IANB, primul decan al Facultii de Imbuntiri Funciare din Bucureti.

1.3. CATEGORII DE LUCRRI DE MBUNTIRI FUNCIARE

n funcie de scopul urmrit lucrrile de mbuntiri funciare pot fi grupate astfel:A.Lucrri pentru combaterea eroziunii solului care au drept scop aprareasolurilor mpotriva eroziunii prin ap i vnt, ageni naturali cu agresivitateimportant. Deosebim: eroziune natural n care agenii nu pot fi controlai cinumai descrii n limitele de incertitudine proprii fenomenelor naturale (MoocM. i col., 1975) i eroziune antropic produs de activitatea omului n cadrulcreia agentul de eroziune poate fi dirijat n sensul dorit.Apa ca agent de eroziune acioneaz sub trei moduri : picturi de ploaie, cureni bidimensionali sau dispersai pe versani i cureni unidimensionali concentrai pe albii.B.Lucrri pentru combaterea excesului de ap n care se includ: regularizarea cursurilor de ap, ndiguirea cursurilor de ap, drenaj de suprafa, drenaj subteranRegularizarea i ndiguirea cursurilor de ap constituie lucrri de amploare care determin deplasarea unor volume mari de terasamente i modificarea hidraulicii albiilor respective.Lucrrile de drenaj urmresc evacuarea excesului de ap de pe sol i din profilul acestuia, amploarea lor fiind dependent de mrimea suprafeelor afectate i intensitatea de manifestare a excesului de ap. Ele se difereniaz n:> lucrri principale de drenaj a cror aplicare necesit studii aprofundate ale cadrului natural pe baza crora se fundamenteaz necesitatea lucrrilor i determinarea tipurilor de lucrri; lucrri secundare de drenaj caracterizate prin tehnicitate mai redus a cror aplicare nu necesit proiecte tehnice ci numai precizarea elementelor tehnologice n funcie de caracteristicile terenului; lucrri agroameliorative care constau n folosirea unor elemente de tehnologie agricol pentru prevenirea excesului de ap: stabilirea sortimentului i rotaiei culturilor, sensul de execuie a lucrrilor agrotehnice, densitatea culturii, fertilizarea etc.; lucrri cu caracter organizatoric - gospodresc care constau din msuri simple aplicabile de orice "bun gospodar" fr alte intervenii: rigole locale sau sistematice pentru evacuarea apelor stagnate la suprafaa terenului, anuri marginale la drumuri, etc.O categorie special de lucrri o constituie utilizarea simultan a lucrrilor principale i secundare de drenaj, asigurndu-se astfel sporirea efectului hidroameliorativ i creterea fiabilitii amenajrii.n funcie de specificul zonal, sursele care produc exces de ap i formele de manifestare ale acestuia, lucrrile principale de drenaj se grupeaz n: amenajri pentru drenaj de suprafa amenajri pentru drenaj subteran orizontal amenajri cu drenuri verticale (colectoare, absorbante)Dintre lucrrile secundare de drenaj care pot fi aplicate individual sau n complex cu lucrrile principale (tehnici asociate) menionm: nivelarea n pant, afnarea adnc (scarificarea), modelarea n benzi cu coame, drenajul crti.C. Lucrri pentru combaterea deficitului de ap i conservarea apei n sol.n aceast categorie se includ: amenajri pentru irigaii lucrri agroameliorativeAmenajrile pentru irigaii reprezint un ansamblu de lucrri hidroameliorative care asigur captarea apei necesare din surs, transportul i distribuia ei la plante. In cadrul acestora se deosebete tipul de amenajare care reflect soluia constructiv pentru transportul apei de la surs pn la sectoarele de udare i metoda de udare care arat modul de distribuie a apei la plante.n funcie de mrimea suprafeelor amenajate, de complexitatea metodelor de udare i de gradul de tehnicitate a acestora se deosebesc:>amenajri locale care deservesc suprafee mici de pe teritoriul unei exploatri agricole, necesarul de ap fiind asigurat din surse locale (foraje, acumulri micietc.);>amenajri n sisteme mari pretabile n zone cu terenuri ntinse, puin frmntate care include numerose exploatri agricole.Tipurile de amenajare pentru irigaii se difereniaz astfel: amenajri cu canale din pmnt, necptuite sau cptuite; amenajri cu jgheaburi; amenajri cu conducte ngropate de nalt presiune, de joas presiune sau bivalente; amenajri combinate (canale-conducte, canale-jgheaburi etc.). Metodele de udare care pot fi utilizate n amenajrile de irigaii sunt:

udare prin scurgere la suprafa: pe brazde, pe fii, pe corugate; udare prin aspersiune; udare localizat (picurare, rampe perforate etc.); udare prin submersie (continu sau intermitent); udare subteran.Cea mai modern concepie de aplicare a lucrrilor de mbuntiri funciare o constituie utilizarea amenajrilor mixte sau complexe prin care se urmrete regularizarea regimului hidrosalin al solului, protecia calitii solurilor i a apei freatice etc.Lucrrile hidroameliorative utilizate pentru conservarea apei nmagazinat n sol, se asigur prin: lucrri agrotehnice de afnare a stratului superficial (3-7 cm) de sol pentru ntreruperea continuitii capilarelor care ajung la suprafaa terenului: tehnica mulch prin utilizarea resturilor vegetale ale culturii care acoper terenul sau prin ngrminte verzi etc.1.4. POTENIALUL, EVOLUIA I SITUAIA LUCRRILOR DE MBUNTIRI FUNCIARE

Diversitatea condiiilor de relief, clim i sol din ara noastr, determin ca pe aproximativ 2/3 din suprafaa agricol a rii, s se manifeste aciunea negativ a unor factori naturali, cum ar fi: seceta, inundaiile, excesul de umiditate i eroziunea solului, care an de an produc pagube importante agricuturii. nlturarea efectelor negative ale acestori factori constituie rezerva cea mai important a fondului funciar de care dispune ra noastr n vederea creterii produciei agricole.

1.4.1. Terenuri interesate pentru irigaii

n Romnia, terenurile afectate de secet apar n zonele de cmpie, n Dobrogea, Muntenia, Oltenia i Moldova, iar n unii ani chiar i n Transilvania. Statisticile arat c o secet de mari proporii se nregistreaz o dat la 14 ani, iar frecvena anilor cu recolte slabe i foarte slabe n condiii de neirigare este de 52% n Dobrogea, 43% n Brgan i ntre 36-39% n Cmpia Olteniei i sud estul Moldovei. (I.F. IP -SC, 2001).Necesitatea irigaiilor pe o mare parte a zonelor agricole ale rii a fost fundamentat tiinific nc de la nceputul secolului al XX-lea, iar amplele programe de amenajare desfurate n ultimile decenii nu au fcut dect s materializeze vechile proiecte a cror oportunitate nu mai era contestat de nimeni. ntrzierea de peste o jumtate de veac, cu care s-au realizat, este i ea justificat dac inem seama fie i numai de cele dou conflagraii mondiale, ambele clcnd ara de la un capt la altul i sectuindu-i resursele umane i materiale.Este de reinut faptul c pe la mijlocul deceniului ase, Romnia era ara cu cea mai mic pondere a terenurilor amenajate pentru irigat din Europa, circa 2%, fa de media european de aproape 7 % i aproape 10 % media mondial.Comasarea terenurilor n uniti agricole de mari dimensiuni, de ordinul miilor de hectare, a creat premise tehnice i organizatorice pentru proiectarea i construirea n sisteme hidrotehnice mari i foarte mari, folosind un numr relativ redus de prize de ap, n cea mai mare parte din Dunre. Dispariia agriculturii private i concentrarea puterii economice n mna statului a permis acestuia din urm s susin financiar cvasitotalitatea costurilor investiionale pentru realizarea sistemelor hidrotehnice de proporii, ceea ce a constituit premisa economic a dezvoltrii agriculturii irigate la scar mare (tabelul nr.1.1.).Tabelul nr.1.1.Dezvoltarea irigaiilor n Romnia din perioada 1938-1990

PerioadaSuprafaa amenajat (mii ha)Ponderea suprafeelor amenajate din arabil,vi de vie, livezi, (%)

TotalAgricolArabil

193815,415,415,40,1

195593,193,192,10,9

1965229,9229,9220,42,2

19751474,21437,31369,814,0

19852956,32873,92723,227,1

19903215,83109,02931,931,0

n perioada 1990-2000 s-au amenajat suprafee foarte mici pentru irigaii fiind nesemnificative procentual.Pe suprafeele cu lucrri funcionale, n perioada 1992-2000, irigaii s-au aplicat efectiv ntre 8 - 27%, ceea ce a determinat pierderi mari de recolt, iar Romnia a devenit, din exportator de produse agroalimentare un importator important.Potenialul teoretic irigabil al Romniei este de circa 7,4 mil.ha, aprox. 50% din suprafaa agricol. Trebuie reinut ns faptul c pe circa 2 mil.ha amenajarea terenurilor ar necesita investiii foarte ridicate, nejustificabile din punct de vedere economic, potenialul practic irigabil este de circa 5,4 mil.ha aflate predominant n zona semiarid, respectiv n zona de sud i sud-est a Romniei.Dup ultimile estimri, potenialul irigabil, n condiii de eficien economic, este de aproximativ 3 mil.ha.La nivelul anului 2006, infrastructura cu lucrri de irigaii, (fig. 1.1.) administrate de ANIF (Administraia Naional de mbuntiri Funciare) se prezint astfel:Suprafaa amenajat cu lucrri de irigaii:3.001.617 haMetode de udare: udare prin aspersiune2.761.206 ha udare prin brazde281.292 ha udare prin inundare55.920 ha Sursa de ap asigurat pentru amenajri de irigaii: Dunrea (85%)2.555.000 ha ruri interioare i lacuri de acumulare (15%)543.425 ha Construcii principale n amenajrile de irigaii: canale de aduciune i distribuie:10.996 Km reele de conducte ngropate:33.550 Km staii de pompare plutitoare i fixe:3.862 buc construcii hidrotehnice(stvilare, podee, sifoane, dispozitive antioc):4.290 buc

Fig.1.1. Amplasarea amenajrilor de irigaii

1.4.2. Terenuri interesate pentru lucrri de ndiguire i combatere a excesului de umiditate

Suprafaa afectat de exces de umiditate depinde de caracteristica climatic general a anului respectiv.Astfel, n anii ploioi, 7.270.000 ha de teren agricol sufer de exces de ap, iar n anii secetoi, 5.530.000 ha.Se consider c 37% din suprafaa agricol a rii sufer de exces de umiditate; pe categorii de folosin situaia se prezint astfel:-31% - din suprafaa ocupat de puni i fnee;-42% - din suprafaa arabil sufer de exces de umiditate.

Nr. crt.Sursa de excesSuprafaa%ha1.Precipitaii311.714.3002.Inundaii+, apa freatic, precipitaii261.437.8003.Precipitaii i ap freatic15829.5004.Precipitaii i ap freatic pe soluri saline i alcalice8442.4005.Ap freatic16884.8006.Izvoare de coast pe pante4221.200TOTAL1005.530.000Tabelul nr.1.2.Suprafee cu exces de umiditate n Romnia+ terenuri inundabile i nendiguiteDup cauzele care produc excesul de umiditate, situaia se prezint astfel: (tabelul nr.1.2.):Pe zone geografice, terenurile cu exces de umiditate sunt repartizate astfel: zona de sud-est - predomin sursele de exces, inundaiile (mai ales n est), apa freatic i terenurile saline i alcalice; excesul de umiditate din precipitaii este slab reprezentat. Aici 17% din suprafa sufer de exces de umiditate i 35% prezint pericol de ridicare a nivelului freatic. zona de est - ponderea inundaiilor ca surs de exces de ap crete n defavoarea apei freatice i a precipitaiilor. Terenurile cu exces de umiditate reprezint 25% iar cele cu pericol de ridicare a nivelului freatic 6%. zona de sud - principala surs a excesului de umiditate o constituie precipitaiile (pe 49% din terenuri), apoi inundaiile (23%) i apa freatic (15%). Terenurile cu exces reprezint 37% iar cu pericol de ridicare a apeifreatice 14%.-zona de centru - cauzele excesului de umiditate sunt: inundaiile (26%), izvoarele de coast (21%), precipitaiile i apa freatic (17%), precipitaiile(16%).Din totalul terenurilor, 28% sufer de exces de umiditate iar 6% prezint pericol de ridicare a nivelului freatic. zona subcarpatic - inundaiile reprezint cauza principal a excesului de ap (48%), precipitaiile (21%), izvoarele de coast (8%); 33% din terenuri sufer de exces de umiditate, 12% cu pericol de ridicare a nivelului freatic. zona de nord i de munte - principalele cauze ale excesului de umiditate sunt precipitaiile (34%), precipitaii i apa freatic (25%) i inundaiile (22%). 38% din terenuri sufer de exces de umiditate, 2% cu pericol de ridicare a nivelului freatic. zona de vest - cea mai ridicat pondere a terenurilor cu exces de umiditate (65%), pe 13% din suprafa fiind posibil ridicarea nivelului freatic.Principalele cauze ale excesului de umiditate sunt: precipitaiile (32%), precipitaii i ap freatic (26%), apa freatic (17%), inundaiile (10%). Un procent important (6%) l ocup terenurile cu soluri saline i alcalice cu exces de umiditate.

Dinamica amenajrilor de drenajEvoluia concepiilor tiinifice cu privire la influena drenajului asupra mediului nconjurtor a determinat intensitatea de realizare a amenajrilor sistematice de drenaj, acestea fiind constituite mai ales n zonele cu exces prelungit de umiditate.n anul 1944, era amenajat pentru drenaj o suprafa de 358.000 ha care a crescut progresiv astfel: n 1955 - 588.000; n 1965 - 789.000 ha; n 1975 - 1.966.000 ha; n 1984 - 2.539.300 ha.Ritmul de amenajare a lucrrilor de drenaj n perioada 1984 - 1990 rezult din tabelul nr.1.3.Tabelul nr.1.3.Situaia amenajrii terenurilor cu exces de umiditateCategoria de lucrriPotenial (mii ha)Ritm de amenajare (mii ha/an)Suprafaa amenajat la 31.12.1989 (mii ha)

19851986198719881989

Drenaj de suprafa5500118142116.7136.3123.13018.2

Drenaj de adncime150016.724.118.727.625.1206.4

Total7000134.7166.1135.4163.9148.23224.6

Rezult c mai mult de jumtate din suprafeele cu exces de umiditate nc nu sunt amenajate. La aceasta se adaug nc 500.000 ha de teren care necesit drenaj crti.Suprafeele amenajate cu lucrri de drenaj subteran sunt localizate n umrtoarelezone:

1211 Cmpia Romn i Dobrogea: Transilvania: Moldova:Cmpia de Vest i Banat:

66.503 ha; 58.610 ha; 53.390 ha; 27.840 ha.

1515

La nivelul anului 2006, infrastructura lucrrilor de drenaj, (fig.1.2.) administrate de ANIF (Administraia Naional de mbuntiri Funciare) se prezint astfel: suprafaa amenajat cu lucrri de drenaj:3.085.245 ha Metode de evacuare a apelor n exces:

evacuarea apei prin pompare:1.463.807 ha evacuarea apei gravitaional:1.621.438 ha

Numr de amenajri de drenaj:443 sucursale ANIF care au amenajri de drenaj:12 construcii principale n amenajri de drenaj:56.565 Km

canale de evacuare:25.695 Km staii de pompare de evacuare:713 buc poduri i podee:33.477 buc stvilare:976 buc

Fig.1.2. Amplasarea amenajrilor de combatere a excesului de ap-drenuri colectoare i absorbante:39.645 Km

14131.4.3. Terenuri interesate pentru lucrri de combaterea eroziunii solului

ntre factorii care concur la degradarea capacitii de producie a terenurilor agricole la scar planetar, eroziunea solului deine detaat primul loc. Exploatarea neraional a terenurilor situate n pant determin pierderi de sol prin eroziune cuprinse ntre 5-10 t/ha n Africa, Australia i Europa, 10-20 t/ha n America de Sud, Central i de Nord i de pn la 30 t/ha n Asia. Avnd n vedere capacitatea de refacere a solului prin procese de pedogenez se poate aprecia c n doar cteva decenii, ca urmare a interveniei agresive a factorului antropic n cadrul natural, a fost irosit o bogie rezultat prin acumulri continue n decursul mileniilor. Consecina direct a degradrii terenurilor n pant o constituie reducerea serioas a nivelului recoltelor de pe circa 1/3 din terenurile cultivate n ntreaga lume.Pierderea anual de sol la nivelul rii este n medie de 3,16 t/ha.an pe terenurile cu pant mai mare de 5 % (Ene Alexandru, 2000).Gradul de eroziune a terenurilor agricole este diferit pe teritoriul rii. Se constat c n podiul Moldovei eroziunea afecteaz peste 70 % din suprafaa agricol, n podiul Transilvaniei, aproape 68 %, iar n podiul Dobrogei, 66 % (Ene Alexandru, 2000).

La nivelul anului 2006, infrastructura cu lucrri de combatere a eroziunii solului(fig.1.3.), administrate de ANIF (Administraia Naional dembuntiri Funciare) seprezint astfel: suprafaa amenajat cu lucrri de CES:2.213.079 ha numr de amenajri de CES:650 sucursale ANIF care au amenajri de CES:12 construcii principale n amenajrile de CES: canale de evacuare de coast:

13.116

Km

1616drumuri antierozionale:

27.863

Km

amenajri ravene i toreni: baraje i praguri:

7.89816.084

KmKm

cderi:

40.922

buc

- ziduri de sprijin i traverse: plantaii silvice antierozionale: drenuri colectoare i absorbante:

20.826 m23.535 ha67.927 Km

1616

Fig. 1.3. Amplasarea amenajrilor de combatere a eroziunii solului

n Europa 12% din suprafa (circa 115 milioane ha) este afectat de diverse grade de eroziunea hidric. Amploarea fr precedent a acestui fenomen a determinat adoptarea Conveniei de la Paris, semnat n iunie 1994 de 87 ri, n ideea eliminrii degradrii solurilor - cauzate de punatul abuziv, exploatarea necorespunztoare a terenurilor agricole, defriri, irigaii aplicate inadecvat i accentuat de variabilitatea condiiilor climatice - care amenin securitatea alimenatar a cel puin 900 milioane de oameni din aproximativ 100 de state ale lumii.Combaterea eroziunii solului rmne o problem de strict actualitate, fcnd obiectul a numeroase studii i cercetri. Acest interes crescnd se datoreaz att consecinelor acestui fenomen asupra fertilitii solului ct i proceselor asociate: diminuarea capacitii de transport a reelei hidrografice, colmatarea lacurilor, poluarea solurilor i a apei. ntre posibilitile de reducere a proceselor de eroziune se numr efectuarea corespunztoare a lucrrilor solului. Referitor la direcia de arat, efectuarea arturii pe direcia general a curbelor de nivel permite reducerea pierderilor de ap cu pn la 75 % iar a pierderilor de sol de 2-9 ori comparativ cu valorile nregistrate n situaia arturii efectuat din deal n vale. Un efect deosebit se nregistreaz n urma renunrii la efectuarea arturii, bibliorgafia american recomandnd aceast soluie ca pe una dintre cele mai eficace n lupta cu eroziunea solului, ca urmare a efectului mulciului natural rezultat din meninerea la suprafaa terenului a resturilor vegetale, concretizat n interceptarea picturilor de ploaie i disiparea energiei cinetice a acestora dar i n dispersarea scurgerilor i reducerea vitezei acestora. Cercetri efectuate n 1986, arat c n situaia semnatului direct, procentul de acoperire al solului de ctre resturile vegetale ale unei culturi de gru este de numai 18 ori i respectiv de 30 ori mai mare n cazul unei culturi de soia, comparativ cu cel nregistrat dup efectuarea arturii. Pe suprafeele nearate, scurgerile s-au redus cu 57 % iar pierderile de sol cu 93 %.Cercetri efectuate n condiii variate, au permis s se stabileasc proporia optim a pritoarelor n structura culturilor pentru ca pierderile de sol prin eroziune s rmn n limite acceptabile. Astfel, pe terenurile arabile cu pante de 10-12 % i soluri luto-argiloase din nord-vestul Cmpiei Moldovei, pierderile anuale de sol (valori medii pe 8 ani) s-au meninut sub 6 t/ha la o participare a pritoarelor n sortimentul plantelor cultivate de cel mult 62 %.Referitor la eficiena sistemelor antierozionale, rezultatele cercetrilor efectuate la S.C.C.C.E.S. Perieni evideniaz faptul c, indiferent de mrimea pantei, eroziunea solului se reduce de 2-8 ori n cazul aplicrii sistemului de cultur n fii, comparativ cu situaia cultivrii versantului numai cu porumb.

1617Rezultatele obinute ntr-o perioad de 10 ani n Podiul Central Moldovenesc, reliefeaz influena benzilor nierbate asupra eroziunii, pe terenurile protejate nregistrndu-se pierderi de sol sub limita admis, mai mici de 3-4 ori dect pe terenurile far benzi.Fertilizarea terenurilor arabile n pant contribuie indirect la diminuarea pierderilor de sol prin eroziune. S-a constatat c pierderile medii de sol i humus la cerealele de primvar i cartof au fost de 3-4 ori mai mari pe terenul nefertilizat, comparativ cu variantele fertilizate.Cercetri efectuate cu privire la efectul diverselor ngrminte verzi asupra eroziunii arat c n urma ncorporrii unei cantiti de 4,7 t/ha mas verde, n condiiile aplicrii la o cultur de gru de toamn a unei ploi simulate care a dezvoltat o energie cinetic de 500 J/m2, scugerile lichide s-au redus cu 46 % iar pierderile de sol cu 80 %.n ceea ce privete poluarea apelor de suprafa, materialul aflat n suspensie n scurgerile lichide determin diminuarea capacitii de transport a cursurilor de ap i colmatarea lacurilor de acumulare. Studiile privind colmatarea unor acumulri din bazinul hidrografic Berheci, arat c rata anual de colmatare este foarte mare (4,12 %) comparativ cu aceea prevzut n proiecte, estimndu-se scoaterea lor din folosin dup circa 20-25 ani. Concomitent apele de suprafa sunt poluate cu nitrai i mai ales cu fosfor, elemente care produc eutrofizarea acestora.Referitor la poluarea solurilor i n special ale celor situate la baza versanilor pe care se nfiineaz culturi superintensive, acumularea azotului i mai ales a pesticidelor minerale sau organice, determin repercursiuni asupra microflorei solului.Aceste consecine ale fenomenului de eroziune a solului impun adoptarea unor msuri corespunztoare, capabile s asigure stvilirea proceselor de impact negativ asupra mediului. n condiiile proprietii private din agricultur, este necesar sensibilizarea deintorilor de terenuri nclinate n legtur cu pericolele poteniale ale eroziunii, astfel nct s integreze aceste preocupri n practicile lor agricole.

ntrebri:1. Care este scopul lucrrilor de mbuntiri funciare ?2. Caracterizai lucrrile de mbuntiri funciare.3. Precizai principalele momente din evoluia preocuprilor de mbuntiri funciare.4. Prezentai categoriile de lucrri de mbuntiri funciare.5. Precizai suprafeele necesare pentru aplicarea diverselor categorii de lucrri de mbuntiri funciare.

Planificarea de mediu i gestiunea resurselor naturale, Ed.Ceres, Bucureti, 2006 Amenajri de irigaii i drenaje, Ed.Interprint,Bucureti, 1997 Dezvoltare rural, Ed.Bren, Bucureti, 2006 Rolul mbuntirilor funciare n dezvoltarea rural durabil, Ed.Cartea Universitar, Bucureti, 2005 mbuntiri funciare, E.D.P., Bucureti, 1976BIBLIOGRAFIE1 Berca M.2 Blidaru V. i col.3 Constantin E.4 Constantin E., Mrcineanu Fl.5 Ceauu N. i col.UNITATEA DE NVARE - II NOIUNI DE HIDRAULIC, HIDROLOGIE I HIDROGEOLOGIE

Cuvinte cheie: hidraulic, hidrostatic, hidrodinamic, hidrologie, hidrografie, hidrogeologie

Rezumat:Funcionarea amenajrilor de mbuntiri funciare se bazeaz pe controlul distribuiei, circulaiei, nmagazinrii i evacurii apei de la suprafaa terenului, din sol i pe reeaua hidrografic. n vederea descrierii i cunoaterii acestor procese terbuie cunoscute legile generale de repaus i de micare a apei n diverse medii, formarea i regimul apelor de suprafa i subterane, prognoza evoluiei debitelor i nivelurilor.

Amenajrile de mbuntiri funciare sunt lucrri de construcii hidrotehnice complexe, iar activitatea lor constituie un cmp larg cu aplicabilitate a problemelor de hidraulic, hidrologie i hidrogeologie.Hidraulica, hidrologia i hidrogeologia se ocup cu studiul legilor generale de repaus i de micare a lichidelor n diverse medii (hidraulica i hidrogeologia) i cu geneza i regimul apelor de suprafa i subterane (hidrologia i hidrogeologia) n scopul rezolvrii problemelor practice inginereti.

2.1. NOIUNI DE HIDRAULIC

Hidraulica - este tiina care se ocup cu studiul legilor de echilibru i de micare a lichidelor, cu aplicarea legilor generale de micare i repaos a lichidelor care au un cmp larg de aplicaie n domeniul lucrrilor de mbuntiri funciare.Lucrrile de mbuntiri funciare se execut cu scopul de regularizare a regimului de ap de la suprafaa terenului i din profilul solului prin: completarea deficitului de ap (amenajri de irigaii); prevenirea i combaterea excesului de umiditate (amenajri de drenaj de suprafa i subteran); prevenirea i combaterea eroziunii solului; de ameliorare a terenurilor afectate de alunecri; aplicarea diverselor procedee tehnice i biologice folosite pentru valorificarea agricol a unor terenuri neproductice sau slab productive; etc.Proiectarea, executarea i exploatarea acestor lucrri de mbuntiri funciare implic cunoaterea modului de circulaie a apei la suprafaa terenului i n profilul solului, a legilor micrii apei, cu scopul dirijrii acesteia pentru creterea fertilitii solului i sporirea produciei agricole, n condiii de protecie ecologic a mediului.Calculul i dimensionarea canalelor, a drenurilor i conductelor, a lucrrilor de art, a diverselor construcii pentru msurarea debitelor au la baz cunosine de hidraulic.

Hidraulica se mparte n dou pari distincte i anume: hidrostatica, care studiaz legile de echilibru ale lichidelor n repaos; hidrodinamica care se ocup cu studiul micrii lichidelor.2.1.1. Noiuni de hidrostatic

Hidrostatica are ca obiect studiul lichidelor care se gsesc n stare de repaus n vederea deducerii legilor fundamentale crora se supun aceste lichide, indicndu-se n acelai timp aplicaiile practice ale acestor legi.n lucrrile de mbuntiri funciare aplicaiile hidrostaticii sunt numeroase. La baza calculelor de dimensionare st cunoaterea presiunilor care acioneaz asupra diverselor construcii hidrotehnice cum ar fi: stvilare, baraje, diguri, etc.Prin studierea legilor fundamentale ale hidrostaticii este necesar s se precizeze n primul rnd forele care acioneaz asupra lichidului n repaus. Aceste fore sunt: fore de suprafa care acioneaz pe suprafeele exterioare ale lichidului (presiunea atmosferic i alte presiuni exterioare); fore interioare, care acioneaz n fiecare punct al masei lichidului i care au o aciune reciproc ntre particulele lichidului (forele din greutatea particulelor lichidului i forele de presiune interioar).Forele interioare care acioneaz asupra unui lichid pe unitatea de suprafa se numesc presiuni hidrostatice.Presiunea hidrostatic. In cazul lichidelor n interiorul acestora, n fiecare punct se exercit o for, care este rezultanta forelor exterioare ce acioneaz la suprafaa liber a lichidului i greutatea lichidului respectiv.Forele interioare care acionez asupra unui lichid sunt determinate de marime, direcia, sensul i punctul lor de aplicaie.Forele elementare care acioneaz n interiorul unui lichid pe unitatea de suprafa se numesc presiuni hidrostatice (p).Fora total, rezultat din nsumarea tuturor presiunilor hidrostatice ce acioneaz pe o anumit suprafa (S) numit i suprafa de aciune poart numele de for hidrostatic (P).Presiunea hidrostatic reprezint deci raportul ntre modulul forei (AF) i suprafaa (AS) pe care se exercit aceast for,:FP =(2.1.)SPresiunea hidrostatic ntr-un punct (p) este limita ctre care tinde acest raport cnd suprafaa de aciune tinde ctre zero:

dFFp = um\L = _(2.2.)^ S dS Din formula dimensional a presiunii:[p] = F = FL2 = ML2 = ML-lT 2(2.3.)LDe unde rezult urmtoarele uniti de msur: n sistemul MKfS, presiunea se msoar n kgf/cm2 sau tf/m2 n sistemul SI, N/m2 = Pa (pascal)

n afar de aceste uniti, n practic se mai folosesc i:-atmosfera tehnic care se noteaz cu at i are valoarea:1 at = 1 Kgf/cm2 = 10000 Kgf/m2-atmosfera fizic care se noteaz cu atm i are valoarea:1 atm = 1,033 Kgf/cm2-barul = 105 Pa = 1,02 at

1820Cnd se folosete scara presiunilor barometrice se scrie atb, iar cnd se folosete scara manometric se scrie atm.Deseori, n locul unitilor de msur artate, se folosete pentru exprimarea presiunilor coloana de lichid sau nlimea piezometric corespunztoare; n aceste cazuri trebuie indicat lichidul respectiv i eventual temperatura:-presiunea egal cu o atmosfer tehnic este dat de o coloan de ap de 10 m nlime la +4 oC :1 at = 10 m.C.A.-1 Kgf/m2 este presiunea corespunztoare unei coloane de ap de 1 mm la +4 oC

Proprietile presiunii hidrostatice:1. Presiunea hidrostatic acioneaz totdeauna perpendicular pe suprafaa de aciune i este un efort unitar de compresiune;2. Presiunea hidrostatic este aceeai indiferent de direcia pe care acioneaz (nu depinde de direcie).Msurarea presiunilor. Pentru msurarea presiunilor se folosesc manometre. Manometrele se mpart n trei categorii: manometre cu lichid, manometre difereniale i manometre metalice.Legea fundamental a hidrostaticiiDin interiorul unui lichid se separ un volum elementar de lichid de form paralelipipedic cu laturile dup direcia axelor de coordonate dx, dy, dz, pe care-l considerm ntr-un sistem rectangular de coordonate.Pentru a nlocui efectul lichidului ndeprtat se introduc forele care in n echilibru volumul elementar respectiv (fig.2.1.):

2121y

Fig.2.1. Componentele ecuaiei fundamentale a hidrostaticii

2121

Avnd n vedere c forele de presiune hidrostatic pe feele paralelipipedului reprezint produsul dintre presiuni i suprafeele respective pe care acioneaz, iar rezultatele acestor fore pe cele trei direcii trebuie s fie nule, deoarece elementul de volum este nechilibru, rezult c:px1 Sx - px2 Sx = 0(2.4.)py1 Sy - py2 Sy = 0(2.5.)pz1 Sz - pz2 Sz -G = 0(2.6.)Din ecuaiile (2.4.) i (2.5.) rezult:px1 = px2(2.7.)py1 = py2(2.8.)Iar din ecuaia (2.5.) rezult:(pz1 - pz2)Sz - ySz Z = 0(2.9.)saupz1 - pz2 - y Z = 0(2.10.)Cnd volumul de lichid are faa superioar la suprafaa liber a lichidului din care a fost izolat, presiunea pz2 reprezint chiar presiunea exterioar (p0), iar pz1 este presiunea (p)ntr-un punct din interiorul lichidului, situat la distana Z (egal cu h) de suprafaa libern acest caz, ecuaia 2.10. devine:p - p0 - y Z = 0(2.11.)saup = p0 + y h(2.12.)n ecuaia (2.12.) termenul p0 reprezint presiunea pe suprafaa lia lichidului, iar y h presiunea exercitat de coloana de lichid de nlime h. Suma acestor presiuni reprezint presiunea absolut (p).Ecuaia (2.12.) reprezint ecuaia fundamental a hidrostaticii i ea are numeroase aplicaii practice n diverse probleme privind determinarea presiunilor n interiorul lichidelor.n practic intereseaz n special presiunea hidrostatic ntr-un punct oarecare din masa lichidului, fr a lua n considerare presiunea atmosferic. Aceasta poart numele de presiune relativ (pr) i e dat de relaia:Ppr = y h sau h = (2.13.)YPRaportul poart numele de nlime piezometric i reprezint nlimea uneiYcoloane de lichid care prin greutatea sa d o presiune egal cu P, sau altfel spus - nlimea coloanei de lichid corespunztoare presiunii hidrostatice se numete nlime piezometric.Linia piezometric este linia care unete nlimile piezometrice (relative sau totale) ntr-un lichid de-a lungul traseului fa de acelai plan de referin.Msurarea presiunilor. Pentru msurarea presiunilor se folosesc tuburi piezometrice sau manometre (cu mercur, difereniale, metalice). Presiunile sub o atmosfer se msoar cu ajutorul vacuumetrelor.Tuburile piezometrice sunt tuburi gradate n centimetri, deschise la ambele capete. Presiunea hidrostatic este indicat prin nivelul la care se ridic lichidul n tubul piezometric care comunic cu tubul respectiv. Cunoscnd presiunea specific a lichidului i nlimea lichidului citit n piezometru se poate calcula presiunea n centrul seciunii de racordare a tubului n vas.Suprafeele ale cror puncte sunt caracterizate prin aceeai mrime a presiunii hidrostatice se numesc suprafee echipoteniale.Ecuaia fundamental a hidrostaticii se mai poate prezenta i sub forma:Pz + = const.(2.14.)Ypentru care se poate da i o interpretare energetic. Dac se nmulesc termenii ecuaiei cu mg (greutatea unei particule de mas), se obine:Pmgz + mg = const.(2.15.)Yn care, primul termen (mgz) reprezint energia potenial specific de poziie, iar al doileaPtermen ( mg ) reprezint energia potenial specific de presiune, suma lor reprezentndYenergia potenial specific total.Relaia 2.15. exprim principiul conservrii energiei pentru lichidele n stare de repaus n cmp gravitaional.

Aplicaii practice ale hidrostaticiin lucrrile de mbuntiri funciare hidrostatica i gsete numeroase aplicaii practice n special n calculul i dimesionarea diferitelor construcii hidrotehnice, ca de exemplu baraje, diguri, stvilare, etc., asupra crora se exercit fora hidrostatic a apei.Fora hidrostatic a apei (P) reprezint rezultanta tuturor forelor elementare de presiune care acioneaz pe o suprafa. n cazul pereilor plani, presiunile care apas asupra

2019lor sunt paralele ntre ele i perpendiculare pe suprafaa de aciune, ele crescnd proporional cu adncimea.Reprezentnd grafic presiunile care acioneaz pe o suprafa ab se obine volumul presiunilor, care este egal, ca mrime, cu fora hidrostatic, fig.2.2.

NJ4

Fig.2.2. Volumul presiunilor

2222

Prin intersecia acestui volum de presiuni cu un plan perpendicular pe suprafaa ab se obine diagrama presiunilor, fig.2.3.

2221Fig.2.3. Distribuia presiunilor hidrostatice

Mrimea suprafeei diagramei de presiune este egal cu fora hidrostatic specific (kgf/m2).Punctul de aplicaie al forei hidrostatice este punctul de intersecie dintre normala dus prin centrul de greutate al volumului presiunilor la suprafaa considerat i aceast suprafa. Acest punct poart denumirea de centru de presiune C.Presiunea lichidelor se poate manifesta n 3 variante, n funcie de poziia suprafeei respective:a) Suprafee plane orizontalen acest caz, presiunile sunt egale pe ntreaga suprafa. Fora hidrostatic este dat de relaia:P = y h S(2.16.)Volumul presiunilor are forma unei prisme sau a unui cilindru cu baza de forma suprafeei considerate (fig.2.4.), centrul de presiune fiind situat n locul n care verticala centrului de greutate al volumului presiunilor intersecteaz suprafaa S. El coincide cu centrul de greutate al suprafeei S.

NHFig.2.4. Volumul presiunilor pe suprafee orizontale

b) Suprafee plane verticale. n lucrrile de mbuntiri funciare, aceste suprafee sunt frecvent ntlnite n cazul pereilor verticali ai stvilarelor, rezervoarelor, barajelor, etc.n cazul unei suprafee vertucale dreptunghiulare, de nlime H i laime b, diagrama presiunii apei este un triunghi dreptunghic isoscel (fig.2.5.a) deoarece la suprafa presiunea este nul (h = 0), iar la fund este egal cu y h, ea crescnd de la suprafa spre fund proporional cu adncimea.Volumul presiunilor are forma unei prisme triunghiulare. n acest caz fora hidrostatic, care apas asupra peretelui vertical, este dat de relaia:P = V2 y H2 b(2.17.)Centrul de presiune se afl la 2/3 H fa de suprafaa liber a lichidului.n cazul suprafeelor verticale dreptunghiulare, ale cror margini superioare se afl la o anumit adncime fa de suprafaa liber a lichidului (cum este cazul vanelor de fund) (fig.2.5.b.) fora hidrostatic de apsare este dat de relaia:P=_ Hj b(2.18.)Fig.2.5. Presiunea hidrostatic a apei pe suprafee planesau:

c) Suprafee plane nclinate. Astfel de suprafee se ntlnesc frecvent n cazul digurilor, barajelor din pmnt, taluzurile canalelor, etc.n aceast situaie, suprafaa respectiv este nclinat cu un anumit unghi, a fa de planul orizontal (fig.2.5.c.), iar presiunea total a apei se determin cu relaia:P =1 yH2 b(2.17.)2sin a

Rezultanta P trece prin centrul de greutate al diagramei presiunilor(zp = j1)n cazul suprafeelor plane nclinate, cu marginea superioar la o anumit adncime fa de suprafaa liber a lichidului (fig.2.5.d.), formula cu care se calculeaz presiunea liber a apei va fi:Py{H\ - H2 )b(2.18.)2sina

Rezultanta P trece prin centrul de greutate al diagramei presiunilor.

2.1.2. Noiuni de hidrodinamic

Hidrodinamica se ocup cu studiul legilor de micare a lichidelor innd seama de forele care acioneaz asupra lor. Pentru a caracteriza micarea unui lichid este necesar cunoaterea presiunii i vitezei n toate punctele masei de lichid n micare, elemente care difer de la un punct la altul.Legile de micare a lichidelor stabilesc relaiile care exist ntre presiunile i vitezele lichidului n diferite condiii de micare a acestuia.La aciunea unor fore exterioare asupra lichidului, forelor de coeziune din interiorul acestuia sunt reduse, ceea ce face ca lichidul s capete micri relative ntre diversele straturi determinnd astfel curgerea lichidului. ns n timpul curgerii, apar fore de frecare interioare ntre straturile lichidului, fore de vscozitate care se opun scurgerii i care ngreuneaz studiul micrii lichidelor. De aceea, pentru studiul micrii lichidelor se fac unele simplificri, n sensul c lichidul se consider perfect", adic incompresibil i fr vscozitate, iar regimul de curgere este permanent.

Clasificarea micrii lichidelor

Micarea apei n albii deschise (canale), precum i cea a micrii apei n conducte sunt capitole importante din hidrodinamic cu vaste aplicaii practice.a) n funcie de cauza care produce micarea, acesata poate fi liber sau sub presiune.Micarea liber a apei - are loc cnd cauza deplasrii lichidului o constituie fora gravitaional. Micarea liber reprezint categoria tipic a micrii apei n albii deschise, n care caz lichidul prezint o suprafa liber pe care acionaez numai presiunea atmosferic, iar deplasarea se datoreaz numai gravitaiei.Micarea sub presiune se produce cnd deplasarea se datoreaz unei presiuni, diferit de presiunea atmosferic. Micarea sub presiune nu prezint o szprafa liber, lichidul micndu-se ncorsetat" ntr-un spaiu rigid. De exemplu n conducte cu seciunea plin, deplasarea efectundu-se sub impulsul unei presiuni produs de o pompo, colan de ap, piston, etc.b)Din punct de vedere al variaiei n timp, micrile lichidelor pot fi: permanentei nepermanente.Micarea permanent este micarea n care viteza n orice punct al curentului nu variaz n timp ca direcie i mrime.n acest caz, vitezele sunt constante n timp, liniile de curent nu se modific, iar debitul este constant de-a lungul unui tub de curent.Micarea permanent poate fi uniform i neuniform.Micarea nepermanent (variat) este micarea n care viteza ntr-un punct oarecare determinat n spaiu, varaiaz de la un moment la altul. n acest caz, se va modifica i curbura liniilor de curent. n conducte, trecerea de la micarea permanent la cea nepermanent se face cnd se modific debitul prin nchiderea vanelor, cnd presiunea scade, etc.c)In funcie de variaiile seciunii transversale i a pantei de-a lungul albiilor,micarea poate fi uniform sau neuniform.Micarea uniform reprezint micarea la care liniile de curent sunt drepte, paralele i ca urmare seciunea vie este plin.Micarea uniform este acea micare la care vitezele de scurgere n dou seciuni nvecinate (puncte omoloage) sunt egale ntre ele. O astfel de micare se nregistreaz pe canalele sau albiile rectilinii care nu-i modific seciunea vie, rugozitatea, debitul i nici panta de-a lungul liniei de curent i prin urmare viteza ramane constant. n aceast situaie pantele suprafeei libere a apei (piezometric), hidraulic i a fundului sunt egale (fig.2.6.).

29-hi1Zit-r_ _

L

Fig.2.6. Micarea uniform a apei n canale deschise

(Z + h )-(Z2 + k)Z - ZPanta fundului : I - 1 2LPanta suprafeei libere =Lf V 2 \ f2 gZj + hl +Panta hiraulic : JL

v2 ^2g

L

(2.19.) (2.20.)

(2.21.)

2525

n micarea uniform, repartiia presiunilor se face dup legea fundamental a hidrostaticii.Micarea neuniform sau variat, se produce cnd canalele sau albiile prezint cotiri brute, cnd seciunea udat, rugozitatea sau panta se modific de-a lungul liniei de curent, cnd apar obstacole sau cderi, elemente care modific viteza apei ca mrime sau direcie. n aceast situaie panta hidraulic, panta piezometric i panta fundului canalului au valori diferite. Ca urmare, liniile de curent nu mai sunt paralele ntre ele, sunt curbe divergente sau convergente.n micarea neuniform, distribuia presiunilor nu se mai face dup legea fundamental a hidrostaticii, ci dup legi proprii micrii turbulente, legi complicate care nu pot fi exprimate n relaii matematice. Din acest motiv s-a definit o nou clas de micare a apei, ntre cea uniform i cea neuniform - numit micare gradual variat. La aceast micare a apei elementele seciunii transversale i cele hidraulice se modific lent sau gradat de la o seciune la alta. Liniile de curent au o curbur mult mai mic, fiind aproape plane i paralele; de aceea se presupune c distribuia presiunilor n seciune transversal are loc dup legea fundamental a hidrostaticii (fig.2.7.).

Fig.2.7. Micarea apei gradual variat n canale deschise

d) n funcie de structura fizic a micrii (structura intern) aceasta poate fi de tip laminar sau turbulent.n cazul micrii laminare, liniile de curent sunt rectilinii i paralele ntre ele, curgere fcndu-se n straturi paralele, particulele de fluid nu trec dintr-un strat n altul (lamina - n latin- nseamn strat) (fig.2.8.a).Micarea turbulent are structur aparent dezordonat, iar vitezele locale au aspect pulsatoriu n jurul unor valori medii temporale, ceea ce conduce la un amestec ntre straturi (fig.2.8.b).

Fig.2.8. Traiectoriiile liniilor de curent n micarea laminar (a) i turbulent (b)

Reynolds a demonstrat pe cale experiment c n conducte, natura regimului de micare laminar sau turbulent, depinde de trei parametrii: viteza medie a lichidului diametrul conductei vscozitatea lichiduluin funcie de cei trei parametrii, Reynolds a stabilit un numr criterial adimensional care-i poart numele:Re = (2.22.)vn care: V - viteza medie ntr-o conduct circular d - diametrul interior v - coeficient de vscozitate cinematicCnd numrul Reynolds depete valoarea critic Re cr. 2320, micarea trece din laminare n turbulent. n practic o importan deosebit o reprezint micarea turbulent.

Ecuaiile de baz ale hidrodinamicii

1. Ecuaia de continuitate - este prima ecuaie de baz a hidrodinamicii i ea rezult din aplicarea principiului conservrii masei, n cazul micrii lichidelor:Q = g> v(2.23.)

n care: Q - debitul curentului lichid v - viteza medie a curentului co - suprafaa seciunii transversale a curentului Conform acestei ecuaii, n micarea permanent, indiferent dac vitezele seciunile de scurgere vor varia de-a lungul curentului, debitul de lichid n diverse rmne constant, adic:ro1 v1 = co2 v2 = co3 v3 = Q = constant(2.24.)

Din relaia (2.24.) rezult c:* = ^(2.25.)adic vitezele medii sunt invers proporionale suprafeele seciunilor de scurgere corespunztoare.2. Ecuaia lui Bernoulli - este a doua ecuaie fundamental a hidrodinamicii, care rezult din aplicarea principiului conservrii energiei n cazul micrii lichidelor. Aceast ecuaie poate fi enunat astfel: suma celo r trei nlimi, de poziie, de presiune i cinetic este constant pentru toate particulele unui fir de curent.Aceast constant se noteaz cu H i se numete sarcin hidrodinamic.Aceast ecuaie are o importan deosebit deoarece ea stabilete legtura dintre vitezele i presiunile din diferite seciuni ale unui fir de curent.

Expresia ecuaiei lui Bernoulli n cazul unui lichid ideal (lipsit de vscozitate i compresibilitate) este:22Zx + p + A. = z2 + 2l. +(2.26.)sau n form generalizat:p v 2Z + + = H = constant(2.27.)n care:Z - energia specific de poziie (nlimea de poziie), are dimensiunea unei lungimi i reprezint poziia diferitelor puncte ale firului de curent deasupra planului de referinP - energia specific de presiune (nlimea piezometric) i reprezint presiunearn punctul respectiv, exprimat prin nlimea unei coloane de lichidSuma termenilor Z + reprezint energia specific potenial, adic energiarpotenial a unei particule de lichid care are greutatea egal cu unitatea; - energia cinetic a particulei (nlimea cinetic) adic energia cinetic 2 graportat la unitatea de greutate:mv2 mv2v2:G=mg =(2.28.)

Constanta H din relaia (2.27.) se numete sarcin hidrodinamic.

n sens energetic, ecuaia lui Bernoulli poate fi enunat astfel: n cazul micrii permanente a unui lichid perfect, energia specific total, format din energia specific potenial i energia specific cinetic, este constant de-a lungul unui fir de curent.n sens geometric, ecuaia lui Bernoulii poate fi interpretat astfel: dac deasupra planului orizontal de referin se ridic verticale (fig.2.9.) pe care se reprezint, la scara2p vnlimilor, segmente proporionale cu valorile Z, i se obine linia presiunilor,y 2gnumit linie piezometric i linia sarcinii hidrodinamice, numit i linie de energie.Linia de energie

Fig. 2.9. Interpretarea geometric a ecuaiei lui Bernoulli n cazul lichidelor ideale

Expresia ecuaiei lui Bernoulli n cazul micrii lichidelor reale

n cazul micrii lichidelor reale (compresibile i cu viscozitate) apar fore tangeniale care se opun micrii lichidului. In acest caz sarcina hidrodinamic (H) nu mai este constant, ea se reduce ca mrime de-a lungul unui fir de curent. Aceast reducere, nregistrat ntre dou seciuni succesive (1, 2), se numete pierdere de sarcin (hr).Astfel, expresia matematic a ecuaiei lui Bernoulli n cazul micrii permanente a lichidelor reale, va fi:22Z1 + Pl + Zl_ = Z2 + Zi +Zl. + hr(2.29.)y 2gy 2gReperezentnd grafic ecuaia lui Bernoulli pentru un lichid real (fig.2.10.) linia de energie nu mai este orizontal, ci o curb cu o anumit nclinare n sensul de scurgere a lichidului. Apare ns n plus un segment care reprezint pierderea de sarcin, hr.Pierderea de sarcin apare deoarece micarea fluidelor este ntotdeauna nsoit de transformarea unei pri din energia hidraulic n energie caloric, i nu poate fi recuperabil din punct de vedere hidraulic.Raportul ntre pierderea de sarcin ntre dou seciuni i distana dintre cele dou seciuni se numete pant hidraulic a curentului (J). n micarea uniform, panta hidrulic este dat de relaia:

2425

J

H - H

2

V

r 2g

j

VL

p2 + VZ 2 2 2r 2g

kL

(2.30.)

2 ^

2629

2 ^

2829

n cazul micrii uniforme a apei n canale deschise (fig.2.11.) ecuaia lui Bernoulliva fi:

2 ^

2829

n care:

hr = Ic L

Z - energia specific de poziie;h - energia specific de presiune sau nlimea coloanei de ap, h

(2.31.)(2.32.)

_ p .

r2energia cinetic specific a masei (nlimea cinetic);2 gIc - panta canalului; L - lungimea canalului.

2 ^

2829Fig.2.10. Interpretarea ecuaiei luiFig.2.11. Reprezentarea energetic aBernoulli pentru un fir de lichid real ecuaiei lui Bernoulli aplicat canalelorEcuaia lui Bernoulli aplicat la conducte (fig.2.12.) are urmtoarea expresie:Z, + + - = Z2 + p^ + ^ + hr(2.33.)(2.34.)(2.35.) (2.36.)r 2g r 2gK = hf + hrl = hr1 + hf 1 + hr 2 + hf 2 + hf 3

f d 2g

hrl = P1 2 g

n care:

hr - pirderile de sarcin totale ; hf - pirderile de sarcin liniare ;hrl - pirderile de sarcin locale, care se produc n zonele de scurgere cu neuniformitate pronunat (coturi, ramificaii, mriri sau ngustri de seciuni, robinete, vane, etc.), (hr1 - pierderi de sarcin prin expansiune; hr2 - pierderi de sarcin prin contracie); v - viteza apei ; L - lungimea conductei ; d - diametrul conductei ;

X - coeficientul de rezisten (ales n funcie de rugozitatea conductei i regimul de scurgere);^ - coeficientul de pierderi de sarcin local (cu variaii ntre 0,5 i 10).

Fig.2.12. Reprezentarea energetic a ecuaiei lui Bernoulli aplicat conductelor

Din ecuaia (2.35.) rezult c pierderile de sarcin sunt direct proporionale cu lungimea curentului de ap i ptratul vitezei medii i invers proporionale cu diametrul conductei. Pierderile de sarcin mai sunt influenate de asemenea de natura lichidului i a materialului din care sunt confecionate conductele - respectiv de coeficientul de vscozitate i de rugozitate.Cele dou ecuaii fundamentale ale hidrodinamicii (ecuaia de continuitate i ecuaia lui Bernoulli) au numeroase aplicaii n tehnic, cum ar fi: calculul hidraulic al canalelor i conductelor, al scurgerii lichidelor prin orificii i ajutaje, peste deversoare, etc.

2.2. NOIUNI DE HIDROLOGIE

2.2.1. Definiie. Generaliti

Hidrologia - este tiina care se ocup cu studierea resurselor de ap de la suprafaa scoartei terestre a globului pmntesc. Ea studiaz proprietile i dinamica apelor, legile care dirijeaz distribuia lor, modificrile variaiilor cantitative i calitative, n timp i spaiu, precum i influena reciproc cu ceilali factori naturali.Cuvntul hidrologie, este de origine greac i nseamn tiina despre ap (hydro -ap i logos - tiin).Prin metodele de observaie, de msurare i prognoz a evoluiei parametrilor hidrologici, hidrologia are n vedere folosirea economic a resurse de ap.Hidrologia se mparte n trei pri principale: hidrologia general, care studiaz caracteristicile i legile generale ale apelor de la suprafaa scoarei terestre, hidrografia, studiaz i descrie factorii geomorfologici ai cursurilor de ap i lacurilor dintr-un anumit amplasament (bazine hidrgrafice, vi, albii ale unor cursuri de ap, etc.), hidrometria care se ocup cu studiul i descrierea metodelor de masurare, nregistrarea i prelucrarea datelor hidrologice.

n vederea stabilirii elementelor de proiectare i exploatare a lucrrilor de mbuntiri funciare, hidrologia furnizeaz date care cuprind modificrile regimului hidrologic, precum i a fenomenelor hidologice cu caracter general deoarece aceste lucrri hidroameliorative trebuie s determine o folosire ct mai raional a apei i a teritoriului.Una din noiunile hidrologiei care intereseaz n lucrrile de mbuntiri funciare este circuitul apei n natur.2.2.2. Circuitul apei n natur

Circuitul apei este un proces complex prin care apele din natur trec succesiv prin diverse stadii: de evaporaie, de nori, de precipitaii, de infiltaie i de scurgere. Acest proces se repet la nesfrit sub influena direct a energiei solare, a curenilor de aer i a gravitaiei. Astfel, apele existente la suprafaa uscatului, mrilor i oceanelor se afl ntr-un echilibru relativ, datorit faptului c se gasesc ntr-un circuit continuu: hidrosfer, atmosfer, hidrosfer, denumit circuitul apei n natur. Ca aspect general, pe suprafaa uscatului, mrilor i oceanelor cad precipitaii foarte variabile n timp i spaiu, dar cu anumite periodiciti pentru diferite zone. Aceste ape ajunse la suprafaa solului determin o serie de fenomene specifice i anume: o parte se scurge la suprafaa solului, iar alta se infiltreaz n adncime. n paralel apar i alte fenomene cum ar fi umezirea solului, scurgeri subterane, evaporaie, condensare etc.n principiu, circulaia apei n natur poate fi difereniat n dou circuite: unul la suprafaa mrilor i oceanelor i altul la suprafaa uscatului (fig. 2.13.).

Fig.nr.2.13. Circuitul apei n natur 1 - precipitaii; 2 - scurgeri de suprafa; 3 - infiltraii; 4 - evaporaie; 5 - capilaritate; 6 - ruri, bli, lacuri; 7 - ap freatic; 8 - izvoare; 9 - puuri hidrogeologice; 10 - foraje de mare adncime; 11 - ape subterane captive; 12 - straturi impermeabile

n primul caz are loc un proces de evaporare la suprafaa apei, iar vaporii de ap rezultai se ridic n atmosfer sub form de nori apoi prin condensare s revin napoi sub form de precipitaii. n al doilea caz vaporii de ap rezult din fenomenele de evaporaie i transpiraie de la suprafaa solului, apelor de suprafa i vegetaiei, prin condensare revin la suprafaa uscatului prin precipitaii. O parte din aceste ape revenite la suprafaa uscatului ajung napoi n mri i oceane prin fenomenele de scurgere de suprafa i subteran.Acesta este circuitul apei n natur sub aspect general, ns exist mari diferene n ceea ce privete distribuia fenomenelor n timp i spaiu, din care cauz apar zone foarte umede, umede i aride.Lucrrile de mbuntiri funciare mpreun cu msurile agro-pedoameliorative, organizarea teritoriului, etc. tind s modifice, ntr-o anumit msur, unele caractere naturale ale acestor fenomene n funcie de cerinele plantelor, de necesitile omului, de protecia mediului i a vieii pe pmnt.ntre circuitului apei n natur i lucrrile de mbuntiri funciare exist o legtur direct, aceasta fiind determinat de principalii factori, cum sunt: precipitaiile atmosferice, infiltraia, evaporaia i transpiraia, scurgerea.

1. Precipitaiile atmosferice. n atmosfer se gsesc vapori de ap, rezultai din evaporaie la suprafaa apei i na solului precum i din fenomenele de transpiraie, care condensndu-se formeaz apa cade sub form de precipitaii. O parte din vaporii de ap se condenseaz chiar la suprafaa solului sub form de rou, brum, chiciur. Precipitaiile pot cadea sub form de ploaie, zpad, grindin. Ele influeneaz n mod diferit asupra solului, vegetaiei, scurgerii i infiltraiei.Dintre acestea ploaia are o influen direct i imediat asupra acestor factori, n schimb influena zpezii se manifest prin durata acoperirii, grosimea stratului de zapad i prin intensitatea topirii zpezii.Precipitaiile atmosferice reprezint sursa natural de aprovizionare cu ap a solului. Repartiia neuniform a lor asociat i cu caracteristicile altor factori naturali (temperatura, nsuirile solului etc.), fac ca s existe zone cu cantiti de precipitaii suficiente n raport cu nevoile plantelor i a vieii pe pamnt, precum i zone cu cantiti de precipitaii excesive sau foarte reduse.O ploaie se caracterizeaz prin: cantitate, durat i intensitate.Cantitatea de ap se exprimat n mm iar durata (perioada de timp n care s-au produs precipitaiile) se exprim n unitai de timp, de obicei minute.Analiza cantitativ a precipitaiilor czute ntr-o anumit zon iau n calcul media multianual a unor observaii de peste 100 de ani. Din aceast analiz s-a constatat c precipitaiile medii anuale au o variaie mare de la un an la altul n jurul unei valori medii. n acest sens, n calculele hidrologige se folosete media multianual a precipitaiilor nregistrate la o staie meteorologic pe o perioad ct mai ndelungat i ct mai recent. Precipitaiile medii multianuale pe ntreaga ar se ridic la 630 mm/an.n Romnia repartiia precipitaiilor este foarte variabila att n timp ct i n spaiu. Astfel, cantitatea cea mai mare de precipitaii cade la sfaritul primverii -nceputul verii i n timpul iernii, iar cantitatea cea mai redus de la mijlocul lunii iunie pn n octombrie-noiembrie.Repartiia precipitaiilor din punct de vedere geografic prezint valori mai mici de 500 mm/an la altitudini < 100 m (Dobrogea, sudul i sud-estul Moldovei, Cmpia Dunrii), 600 mm/an la altitudini cuprinse ntre 100-200m, 700- 800 mm/an la 200300 m altitudine i 700-900 mm/an la 300 - 700m altitudine. Astfel, se constat c relieful are un rol hotrtor n repartiia precipitaiilor, care cresc n funcie de altitudine cu aproximativ 22 mm la 100 m.Cunoterea repartiiei anuale, lunare i decadale a precipitaiilor, permite s se fac aprecieri asupra necesitii irigaiei sau drenajului pentru o anumit zon, s se determine perioadele cu exces sau deficit de umiditate.Anii cei mai ploioi au fost anii 1897, 1912, 1970, 1975, 2005 i 2006 iar cei mai secetoi 1896, 1906, 1947, 1985-1988, 2000.Raportul ntre cantitatea de precipitaii czute i durat se numete intensitatea ploii, care are un rol important n formarea scurgerii i infiltraiei i n acelai timp n evoluia unor forme de degradare a solului.Intensitatea ploii se poate exprima n mm/minut sau n 1/s.ha i este dat de relaiile:

i=Pt

Is =166,7 P

(2.37.)

3232n care:I - intensitatea precipitaiilor, mm/minut

4443P - cantitatea de precipitaii, mmt - durata ploii, minuteIs - intensitatea ploii, l/s ha

Paralel cu intensitatea i durata precipitaiilor trebuie studiat i frecvena cu care se repet anumite ploi.Din punct de vedere al intensitii, ploile pot fi de durat i sub form de averse. Primele se caracterizeaz prin intensitate mic, durata mare si acopera de obicei suprafete mari, iar aversele prin: cantiti mari n perioade de timp scurte i acoper suprafee de teren relativ mici.Ploile care depaesc o anumit intensitate medie ntr-un interval de timp dat sunt numite ploi toreniale. Se consider ploi toreniale cele care la anumite durate depesc intensitile din tabelul nr.2.1.

Tabelul nr.2.1.Caracterizarea torenialitii ploii n funcie de durat i intensitate

Durata, minuteIntansitatea, mm/min

1 - 51,0

6 - 150,8

16 - 300,6

31 - 450,5

46 - 600,4

61 - 1200,3

121 - 1800,2

> 1800,1

Studiul intensitii ploilor are o importan deosebit n proiectarea lucrrilor de regularizare a scurgerii i de combatere a eroziunii solului,S-a constatat c o strns legtur exist ntre durata, intensitatea i suprafaa acoperit de o ploaie torenial: cu ct ploaia torenial are o intensitate mai mare cu att cade pe o suprafa mai mic i are o durat mai mic. Astfel de ploi produc scurgeri mari i constituie o cauz a eroziunii solului.Cea mai mare ploaie torenial, a patra n seria celor mai mari ploi toreniale din lume (Linsley i colab., 1958) a czut la Curtea de Arge, la 9 iulie 1889, cnd timp de 20 de minute au cazut 209 mm precipitaii, determinnd o intensitate a ploii de 10,25 mm/minut. Se consider ploi toreniale care produc eroziune, ploile care au de regul o intensitate mai mare de 0,5 mm/minut i o cantitate total de peste 10 mm.Tipul ploilor toreniale se stabilete n funcie de poziia nucleului de intensitate maxim. Astfel, se pot ntlni urmtoarele 5 tipuri de ploi, (fig.2.14.): cu intensitate uniform pe toat durata, (a) cu intensitate mare la nceput, (b) cu intensitate mare la mijloc, (c) cu intensitate mare la sfrit, (d) cu mai multe nuclee toreniale, (e)

&

Fig.2.14. Tipuri de ploi toreniale

Scurgerea apei pe versani este influenat de tipul ploilor toreniale; astfel, scurgerile cele mai mari le produc ploile cu intensitate maxim la mijloc, la sfrit sau cu mai multe nuclee, deoarece la aceste tipuri de ploi toreniale intensitatea maxim se nregistreaz cnd solul este deja saturat i nu mai poate nmagazina apa.Cantitile maxime czute ntr-o anumit perioad.Precipitaiile maxime zilnice, reprezint cantitatea cea mai mare de ap czut ntr-o anumit zon n 24 ore, valori care se iau n considerare la calculul debitelor maxime pe cale indirect.Precipitaiile ajung la suprafaa terenului sub form de picturi (cu diametrul de 0,5 - 2,0 mm, i o vitez la cdere de 2-8 m/s).Cantitile maxime czute n 24 de ore constituie o caracteristic de care trebuie s se in seama la proiectarea lucrrilor de mbuntiri funciare, dar mai ales la lucrrile de combatere a eroziunii solului.Precipitaiile maxime n 24 de ore, nregistrate la Bucureti au fost de 136,6 mm, la Deva de 262 mm, Constana - 111,6 mm i Vrful Omu de 115 mm. Cantitatea cea mai mare de ap cazut n 24 ore a fost nregistrat la 24 august 1924, la Letea din Delta Dunrii, cnd au cazut 691 mm, depind cantitatea de precipitaii care cade ntr-un an. Este una din cele mai mari ploii din lume.Cauza principal a formrii norilor, plecnd de la umiditatea coninut n aer i transformarea norilor n ploaie, este rcirea masei de aer, proces de origine dinamic. De fapt, norul este o mas de aer coninnd n suspensie un mare numr de mici picturi cu 0 = 1 - 20 p, distanate la cca. 1 mm ntre ele. Ploaia este format din picturi cu 0 de 0,5 -2,0 mm, deci de cca. un milion de ori mai mare.Prin concentrarea micilor picturi de ap n jurul unor nuclee solide (particule de ghea, nuclee higroscopice de NaCl, CaSO4, MgCl existente n suspensie n aer) se formeaz pictura de ploaie care cade spre suprafaa terenului.Viteza de cdere i mrimea picturilor au o influen deosebit asupra fenomenelor de tasare, infiltrare, scurgere i eroziune.In ceea ce privete frecvena ploilor, se calculeaz valorile cu o anumit asigurare n funcie de necesitatea lucrrilor de mbuntiri funciare.Asigurarea de calcul (exprimat n procente) poate fi definit ca probabilitatea de repetare a unui fenomen ntr-un interval de timp dat: precipitaii, niveluri, debite, etc. De exemplu, o anumit valoare a precipitaiilor ce corespunde unei asigurri de 10%, arat ca la 100 de ani, numai n 10 ani se poate obine sau se depete valoarea considerat. Pentru calculul curbei teoretice de asigurare se folosete metoda statistic, prin urmtorii parametrii: media irului de date analizate (Q0), coeficientul de variaie (Cv) i coeficientul de asimetrie (Cs).In cazul curbei empirice de asigurare se folosete relaia:P = 100 (%)(2.38.)n +1n care :P - asigurarea de calcul, n % ;i - numrul de ordine din irul de valori analizat i ordonat in sens descrescator ;n - numrul de termeni din irul de valori analizate.n lucrrile de mbuntiri funciare se iau n considerare diferite asigurri n funcie de tipul lucrrilor hidrotehnice. Astfel, n lucrri de combaterea eroziunii solului se folosesc n calcule, ploile toreniale cu asigurri ntre 5 - 10 % , pentru irigaii, ploile toreniale cu asigurarea de 80%, iar n lucrrile de drenaje - desecri, ploile toreniale cu asigurarea de 5 %.2. Infiltraia este procesul prin care apa ptrunde prin suprafaa solului n profilul de sol. Procesul de infiltrate al apei n sol este rezultatul aciunii combinate al forelor gravitaionale, capilare, de adsorbie i al presiunii hidrostatice.Infiltraia este una din fazele ciclului hidrologic asupra careia se poate interveni n mare masur, n scopul mririi vitezei de infiltraie a apei n sol. Prin mrirea infiltraiei apei n sol se asigur, n regiunile secetoase, nmagazinarea unei mai mari cantiti de ap n sol, apa care va asigura recoltele, n timp ce pe terenurile n pant infiltraia mai ridicat reduce scurgerile de suprafa i n felul acesta se diminueaz eroziunea solului. n plus, se asigur aprovizionarea apelor subterane, cursurilor de ap, a lacurilor etc.Infiltraia se exprim n nalime coloan de ap infiltrat n sol n unitatea de timp, de exemplu mm/or sau cm/or. Infiltratia este influenat de: proprietile fizice i chimice ale solului, acoperirea terenului i starea suprafeei solului nainte de nceperea ploii, umiditatea iniial a solului, intensitatea i durata ploii, temperatura solului i a apei i panta terenului.a.Proprietile solului. Viteza de infiltraie a apei depinde n mare masur detextura solului, de gradul de agregare sau structura solului i de modul de aranjare aparticulelor i agregatelor. Toi aceti factori influeneaz porozitatea solului. Aceastareprezint un alt indice n funcie de care se poate aprecia viteza de infiltraie.In general, infiltraia crete odat cu diametrul porilor de la su-prafaa solului, deci viteza de infiltraie cea mai mare se obine pe solurile cu textur grosier i scade ctre solurile cu textur fin. Solurile argiloase prin umezire i mresc volumul prin fenomenul de gomflare, reducndu-se astfel porozitatea i viteza de infiltraie a apei n sol.Meninerea unei poroziti ridicate, mai ales pe solurile argiloase, se poate realiza prin lucrri agricole raionale - aplicarea unui numr mare de lucrri agricole, punatul neraional, contribuie la compactarea solului i deci la reducere vitezei de infiltraie.Infiltraia mai depinde i de coninutul n materie organic a stratului superior al solului ca i de prezena unor orizonturi impermeabile.b.Acoperirea terenului i starea suprafeei solului nainte de nceperea ploii auo influen deosebit asupra infiltraiei apei n sol.Pentru a scoate n eviden efectul negativ al stratului de crust este suficient s se prezinte rezultatele unei experiene intreprinse de Duley citat de Schwab O. G. i colab., 1966. Astfel, ntr-o experien solul a fost acoperit cu un strat de mulci din paie, i ca urmare infiltraia s-a meninut constant. S-a observat c dup ndeprtarea stratului de mulci dup 40 de minute, infiltraia s-a redus foarte rapid, la 1/6 din valoarea iniial. Dup aceea, s-a nlturat stratul compact de la suprafa, sa acoperit solul cu pnz de sac i ca urmare infiltraia a crescut foarte mult depaind chiar valoarea iniial, pentru ca prin ndepartarea mulciului s se reduc iarai, chiar mai evident dect n primul caz.Lucrrile solului, prin modificarea rugozitii suprafeei, influeneaz infiltraia apei n sol, n special nainte de formarea crustei.Infiltraia, nainte de nceperea scurgerii, a fost de dou ori mai mare pe terenurile proaspt arate fa de terenurile proaspt arate, discuite i grpate.Mulcirea executat toamna (2,4 t/ha paie nainte de artur i 1,2 t/ha dup artur) a asigurat o infiltaie de 7 ori mai mare nainte de nceperea scurgerii i de 4 ori mai mare dup nceperea scurgerii n primvara urmtoare, n comparaie cu aratul, discuitul i grpatul n primvar i de 3 ori mai mare fa de terenurile arate n primvar (Burwell i colab. 1968).Aceste experiene scot n eviden necesitatea alegerii lucrrilor solului pe terenurile n pant i rolul deosebit de important al mulcirii suprafeei terenului n scopul mririi vitezei de infiltraie i reducerii eroziunii solului.Infiltraia este puternic influenat de gradul de acoperire cu vegeta-ie i tipul de vegetaie, n sensul c un teren acoperit cu vegetaie protejeaz solul de picturile ploii, ca urmare, nu se mai formeaz crusta i astfel infiltraia se menine ridicat.Infiltaia este foarte mult redus i de grindina cazut pe un sol umed.c.Umiditatea iniial a solului. Cercetrile au evideniat faptul c infiltraiaeste mult mai mic pe solurile cu un coninut ridicat de umiditate. Reducerea sedatoreaz n mare masur faptului c umiditatea iniial ridicat duce la gonflareacoloizilor din sol i astfel se reduce porozitatea i viteza de micare a apei. Ca urmare,determinarea vitezei de infiltraie a apei n sol trebuie s se fac att pe solul uscat ct ipe cel umed, fiind folosite valorile minime n lucrrile de proiectare. Concluzia acestorcercetari, pe plan naional i internaional este c cele mai mari scurgeri de suprafa(eroziuni) au loc n perioadele cu ploi toreniale care cad n intervale scurte de timp.d.Intensitatea i durata ploii. Viteza de infiltraie a apei crete odat cuintensitatea ploii pna la o anumit mrime a picturilor, de la care efectul distructivasupra solului duce la