BAZINUL HIDROGRAFIC

BAZINUL HIDROGRAFIC

1.Elemente referitoare asupra bazinului hidrografic

1.1.Calculul suprafetelor bazinelor secundare:

Se poate realiza prim metoda planimetrului, cu ajutorul hartiei milimetrice peste care se suprapune foaia de calcul a suprafetei bazinului hidrografic sau prin metoda grafica descrisa la cursul de topografie.

Am ales metoda hartiei milimetrice pe care am realizat-o in urmatoarele etape:

am scos conturul bazinelor secundare 1(MOV), 45(ROSU) si 10(VERZUI) pe foaia de calcul de pe harta bazinului hidrografic;

am asezat apoi foaia de calcul pe hartia milimetrica si am numarat mm² din interiorul curbelor inchise care reprezinta bazinele secundare alese obtinand urmatoarele rezultate:

-pentru 1(MOV) 869mm²;

-pentru 45(ROSU) 726mm²;

-pentru 10(VERZUI) 15mm².

Pentru a determina suprafetele bazinelor secundare am raportat suprafetele obtinute la scara hartii astfel:

Stiind ca scara hartii este 1:600000 atunci unui cm² de pe harta ii corespunde 36 km² in teren.

1cm²36km²↓

8,69cm².x

Deci suprafata bazinului secundar 1(MOV) in teren este de 312,84km².

Analog am calculat pentru celelate doua si am obtinut suprafetele de 261,36 pentru 45(ROSU) si 5,4 pentru 10(VERZUI).

2.Ciclul hidrologic

2.1.Definitia si componentele ciclului hidrologic

Ciclul hidrologic reprezinta un model conceptual care descrie miscarea continua a apei itre biosfera, atmosfera, litosfera si hidrosfera. Apa de pe Pamant este stocata in diferite tipuri de rezervoare: atmosfera, oceane, lacuri, rauri, sol, ghetari, apa subterana si suprafete acoperite cu zapada. Circulatia apei intre aceste rezervoare are loc prin procese de evaporare, condensare, precipitare, sublimare, topire, infiltratie, scurgere de suprafata si scurgere subterana.

Oceanele asigura cea mai mare parte din apa evaporata in atmosfera, din care apoximativ 91% se reintoarce in oceane sub forma de precipitatii, restul fiind transportat caatre masele de aer deasupra uscatului, unde factorii meteorologici declaseaza formarea precipitatiilor. Dezechilibrul dintre cantitatile de apa evaporate deasupra oceanului si continentului este corectat de scurgerea de suprafata si subterana prin care apele sunt dirijate inapoi catre ocean.Oceanele contin apoximativ 97% din intrega cantitate de apa de pe Pamant restul regasindu-se in ghetari, apa subterana, lacuri, rauri, sol, atmosfera si biosfera (tabelul 2.1)

Tabelul 2.1. Repartitia apei in natura

Circulatia apei in natura este determinata de urmatorii factori:

Energia solara, care produce circulatia aerului in atmosfera datorita incalzirii inegale a suprafetei terestre;

Forta de atractie gravitationala care determina fenomenele de precipitare, scurgere, infiltratie;

Fortele de atractie solara si lunara, care se afla la originea mareelor si curentilor marini;

Presiunea atmosferca, diferentele de presiune determina aparitia vantului prin deplasarea maselor de aer pe orizontala;

Fortele intermoleculare din sol care determina fenomenele capilare; acestea influenteaza scurgerea apei in sol;

Factorul uman, care intervine direct in procesele de miscare si transformare ale apei.

2.2.Sistemul hidrologic

Ciclul hidrologic poate fi impartit in trei sisteme distincte:

Sistemul meteorologic

Sistemul oceanologic

Sistemul hidrologic

Sistemul hidrologic (SHL) reprezinta faza terestra a ciclului hidrologic; este considerat un sistem inchis, in care diferenta dintre volumele de apa intrate si iesite dintr-un spatiu hidrografic reprezinta volumul de apa acumulat in acesta.

2.2.1.Procese fizice ale sistemului hidrologic

Precipitatiile pot cadea pe vegetatie, direct pe suprafata solului si pe corpurile de apa (ape curgatoare, lacuri). O parte din apa care cade sub forma de precipitatii se reintoarce in atmosfera prin evaporatie (E) si prin transpiratia plantelor (T). O parte din apa aflata coronamentul vegetal cade pe pamant- prin frunze sau prin prelingere pe tulpini, ramuri si trunchiurile copacilor- unde se uneste cu precipitatiile cazute direct pe sol; o parte din apa care balteste pe sol se infiltreaza, in functie de tipul de sol, tipul de acoperire al solului, umiditatea anterioara si proprietatile bazinului hidrografic (v. Cap. 3). Apa infiltrata este acumulata temporar in primele straturi ale solului, in zona numita nesaturata (aerata); de aici, o parte din apa se ridica la suprafata solului, prin ascensiune capilara, proces numit exfiltratie si o alta parte patrunde vertical in pamant, prin percolatie, pana la acviferul de apa subterana. Apa ajunsa aproape de suprafata solului se misca orizontal dand nastere scurgerii subsuperficiale numita si scurgere hipoderma (SH), ajungand in cele din urma in apa din rau. O parte din apa subterana se reintoarce in albia raului sub forma scurgerii subterane- o scurgere foarte lenta- numita si scurgere de baza (SB). Apa care nici nu balteste pe sol si nici nu se infiltreaza se scurge catre albia raului formand scurgerea de suprafata numita si scurgerea directa sau rapida (SR). Albia raului reprezinta punctul de intalnire al scurgerilor de suprafata, hipodermica si subterana si a precipitatiei care cade direct pe suprafata de apa. Prin urmare, debitul rezultant al raului reprezinta debitul de iesire din bazinul hidrografic.

2.2.2.Structura sistemului hidrologic

In figura 2.3 se prezinta schema sistemului hidrologic in care sunt cuprinse intrarile, componentele si iesirile din sistem. In figura se utilizeaza urmatoarele notatii:

P,Z -precipitatiile cazute sub forma lichida (ploi), respectiv solida (zapada);

M -totalitatea factorilor meteorologici (temperatura aerului, deficitul de umiditate, vantul, etc.);

E -evaporatia;

ET -evapotranspiratia;

F -infiltratia;

PN -precipitatia neta efectiva;

Q -debitul de apa sau de aluviuni.

Z

P

M

E    PN

Q

ET

F

Figura 2.3 Schema sistemului hidrologic

2.3.Bilantul hidric

Notiunea de ciclu hidrologic asociat unui anumit domeniu (parcela, bazin hidrografic, suprafata unei tari, suprafata globului) si unui anumit interval de timp, conduce la metoda bilantului hidric, care consta in aplicarea principiului conservarii masei (ecuatiei de continuitate) pentru resursa "apa".

Ecuatia bilantului hidric corespunzator schemei din figura 2.4. este:

Intrari - iesiri = variatia acumularii

P+SR+SB-(E+T+F)=∆A

In care: P- precipitatiile (lichide si solide);

E- evaporatia;

T- transpiratia;

SR- scurgerea de suprafata (directa);

SB- scurgerea subterana;

∆A- variatia volumului de apa acumulat (inmagazinat)in timpul perioadei considerate.

Figura 2.4. Schema ciclului hidrologic pentru o acumulare de apa

Termenii ecuatiei bilantului hidric se exprima in inatime strat de apa (de exemplu in mm).

Una din utilizarile ciclului hidrologic si a bilantului hidric consta in estimarea acumularii in rezervoare de suprafata. Stocarea si transportul apei dintr-o zona in alta reprezinta o problema permanenta a societatii, prin urmare, prezinta interes volumul de apa si variatia in timp a volumului acumulat intr-un rezervor de suprafata, cauzele care determina cresterea/diminuarea alimentarii cu apa a rezervorului. Cunoasterea debitelor scurgerii de suprafata este utila pentru definirea cotelor de inundatii, a volumului de apa pentru irigatii si a altor necesitati sociale.

3. Reteaua hidrografica

Reteaua hidrografica (RH) este reprezentata de totalitatea cailor de concentrare a curentilor de apa de suprafata dintr-un bazin dat. Este una din caracteristicile cele mai importante ale bazinului. Se defineste ca fiind ansamblul cursurilor de apa naturale sau artificiale, permanente sau temporare, care participa la curgere. Reteaua temporara (periodica) este alcatuita din totalitatea vailor, calcelelor, torentilor, rapelor, santurilor prin care se scurg apele dupa ploi sau dupa topirea zapezilor.

Reteaua hidrografica poate lua diferite forme. Diferentierea unei RH ia in considerare factorii geologici, climatici, antropici si panta terenului.

4. Hidrologie si meteorologie

Deoarece conditiile care influenteaza curgerea apei variaza in timp, se urmareste definirea caracteristicilor permanente care rezulta dintr-un echilibru considerat la scara geologica.

4.1.Topologia retelei hidrografice

Prin topologie se intelege studiul structurii unei RH, care presupune numerotarea tronsoanelor cursurilor de apa. Ordinul cursului de apa reprezinta o clasificare care reflecta ramificatia acestora. Codificarea cursurilor de apa este utilizata pentru codificarea statiilor de masura (statii hidrometrice), permitand astfel o prelucrare automata a datelor (Pidwirny, 2006). Exista mai multe tupuri de clasificare a tronsoanelor cursurilor de apa si anume:

Clasificarea Gravelius (1935) propune determinarea ordinului retelei pornind din aval catre amonte, astfel:

      cursul de apa principal- ordinul 1;

      afluentul principal- ordinul 2;

      afluentul afluentului principal- ordinul 3, etc.

In Romania, conform Atlasului cadastrelor apelor din 1992, reteaua hidrografica este grupata si codificata in 15 bazine de ordinul 1, cu considerarea afluentilor pana la ordinul 6 inclusiv. Sunt codificate 4864 de cursuri de apa, lungimea totala a acestora fiind de 78905 km (Mustatea, 2005).

Clasificarea Strahler(1975)

Permite descrierea dezvoltarii retelei de drenaj a unui bazin. Defineste ordinul cursurilor de apa printr-o regula simpla: orice curs de apa fara afluent este de ordinul 1.

5.Bazinul hidrografic

Un bazin de ordinul n a celui mai mare dintre cursurile sale de apa sau ordinul cursului de apa principal care ajunge la sectiunea de iesire a bazinului. Ordinul n ofera indicatii privind gradul de complexitate a RH si asupra formei BH.

5.1.Lungimea retelei hidrografice

Un bazin gidrografic se caracterizeaza prin doua lungimi (figura 5.1) definite astfel:

-centrul de greutate al bazinului

Figura 5.1 Lungimile caracteristice ale unui bazin hidrografic

lungimea bazinului, L_G, reprezinta dinstata masurata de-a lungul cursului de apa principal de la iesire pana in punctul reprezentand proiectia centrului de greutate al BH pe un plan (Snyder, 1938).

lungimea cursului de apa principal, L, reprezinta distanta de la iesire pana la cumpana apelor, urmand tronsonul cu ordinul cel mai mare. Atunci cand apare o confluenta, daca cele doua tronsoane la confulenta sunt de acelas ordin, se considera acela care dreneaza cea mai mare suprafata.

Lungimea unei ramificatii se masoara prin distanta desfasurata in plan orizontal, in km, numerotati de la confluenta; se determina pe harti la diferite scari, in functie de gradul de precizie urmarit. Suma lungimilor tuturor ramificatiilor formeaza lungimea RH (L_T):

Lungimea raurilor se poate determina pe harti (cu ajutorul cubimetrului sau a unui compas cu deschidere mica sau direct in natura, pentru rauri mici sau in cazuri speciale prin masuratori topometrice).

Lungimea masurata pe harta se inmulteste cu factorul de scara S_L:

L[km]=L[cm]S_L

5.2.Densitatea retelei hidrografice

Densitate de drenaj (colectare), D_d, exprima capacitatea unui RH de a colecta un anumit volum din apele de precipitatie si subterane; depinde de caracteristicile geologice, topografice si antropice ale bazinului. Se defineste ca raportul dintre lungimea totala a RH (L_T) si suprafata BH (F) care inscrie reteaua respectiva:

Densitatea hidrografica (D_h) reprezinta numarul cursurilor de apa, N, pe unitatea de surafata (F):

5.3.Perimetrul bazinului hidrografic

Cumpana apelor se defineste ca linia care sepra bazinele de receptie. Lungimea acestei linii reprezinta perimetrul BH, L_p.

Cumpana apelor reprezinta linia de intretaiere a doi versanti adiacentide la care apele se scurg in sensuri opuse; prin urmare este si linia celor mai inalte cote ale BH; se determina pe harta topografica cu ajutorul curbimetrului. Cumpana apelor este evidenta cand este formata de culmi de munti sau dealuri si mai greu de definit in regiunile de campie.

Se considera izvor al raului (i) punctul in care raul apare initial in mod clar sub forma de curent de suprafata. Varsarea (V) este de obicei un punct mai bine precizat ca pozitie geografica.

5.4.Suprafata BH

Suprafata bazinului hidrografic (F) se determina pe harta prin planimetrarea ariei delimitata de cumpana apelor; suprafata astfel obtinuta se inmulteste cu factorul de scara SF:

F[km²]=F[cm²]S

Suprafata BH creste pe masura ce profilele de inchidere se situeaza catre avalul cursului de apa.

Epura de variatie a suprafetei bazinului reprezinta variatia cumulativa a suprafetelor, considerata de la izvor spre varsare, in raport cu lungimea cursului de apa.