1 bazinul hidrografic (bh)-reteaua hidrografica.doc

Embed Size (px)

Citation preview

1. BAZINUL HIDROGRAFIC (B.H.) IREEAUA HIDROGRAFIC (R.H.)1.1. Elementele definitorii ale bazinului hidrograficBazinul hidrografic, bazinul de recepie sau bazinul colector, al unei reelehidrografice, reprezint suprafaa teritoriului de pe care apele rezultate din precipitaiii cele subterane se scurg i ptrund n ramificaiile reelei.n spaiul bazinului hidrografic au loc toate procesele fizice, care determinscurgerile hidrologice, de aici decurgnd i importana sa n studiile hidrologice.Suprafaa i subteranul bazinului hidrografic sunt elementele care influeneazdistribuia precipitaiilor atmosferice n parametrii caracteristici ciclului hidrologic.Limita bazinului hidrografic se traseaz pe planurile de situaie n funcie derelieful reprezentat prin curbele de nivel i este determinat de cumpna apelor sauperimetrul bazinului hidrografic; acesta se poate defini ca locul geometric al punctelorde pe care apa rezultat din precipitaiile atmosferice se scurge gravitaional sprereeaua hidrografic a bazinului.Cumpna apelor unui bazin hidrografic trecnd prin punctele cele mai nalte(culmi de muni, coline, dealuri) aparine i bazinelor nvecinate.La un curs de ap se poate stabili bazinul hidrografic corespunztor profiluluide nchidere (seciunea de vrsare), ct i cel corespunztor unui profil oarecare de pecursul respectiv, n care poate exista un post hidrometric, o confluen, o captare deap, o derivaie, un lac de acumulare etc. [Giurma I., .a., 1980].1.1.1. Delimitarea subbazinelor i a zonelor interbazinaleLinia cumpenei apelor delimiteaz prin proiecia orizontal suprafaabazinului hidrografic.Dup modul cum se realizeaz transportul apelor de scurgere dintr-un bazinhidrografic n albia cursului principal, se stabilesc dou categorii de zone i anume:subbazine hidrografice, de pe care scurgerea este transportat concentratprin intermediul unei reele secundare de scurgere (aflueni) n cursul principal;, de pe care transportul scurgerii se realizeaz pe ntreagazone interbazinalelungime a frontului de contact dintre zone i cursul principal de ap.n figura 1.1 este redat planul de situaie al unui bazin hidrografic la scara1:100 000, divizat n subbazine hidrografice i zone interbazinale. BAZINUL HIDROGRAFIC (B.H.) I REE U HIDROGR FIC (R.H.)Figura 1 .1 Delimitarea pentru un bazin hidrografic a subbazinelor i a zonelor interbazinale1.1.2. Stabilirea epurei bazinului hidrograficEpura bazinului hidrografic este o reprezentare grafic prin intermediul creiaeste redat variaia mrimii suprafeei bazinului n raport cu lungimea cursului de apprincipal.n bazinul hidrografic din figura 1.1 se observ c suprafaa total a bazinului(F [km]) este mprit de cursul principal ABCDE n dou:2F- suprafaa bazinului aflat pe dreapta cursului principal;dF- suprafaa bazinului aflat pe stnga cursului principal.s8 BAZINUL HIDROGRAFIC (B.H.) I REE U HIDROGR FIC (R.H.)Pornind de la izvorulAal cursului principal pn la confluena dinB, sedetermin suprafeele pariale:pe dreapta ipe stnga.FF1d1sSuprafaa bazinului hidrografic aferent profilului situat imediat amonte deconfluena dinBeste:F+ F.1s1d, cu suprafaanB, intervine pe dreapta cursului principal, afluentulFBsubbazinului corespunztorF.2Suprafaa bazinului hidrografic aferent profilului situat imediat aval deconfluena dinBesteF+F+Fi este repartizat astfel:1s1d2pe dreapta:F+ F;1d2pe stnga:F.1sContinund astfel se obin valorile suprafeelor pe dreapta i pe stnga,corespunztoare diferitelor profile caracteristice de pe traseul cursului principal,precum i lungimea acestuia (l[km]).n profilul de nchidere al bazinului hidrografic rezult:F= F+ F+ F+ F+ Fd1d23d5d7dF= F+ F+ F+ F+ F+ F(1.1)s1s3s45s67sl = l+ l+ l+ lABBCCDDEF = F+ FsdPentru trasarea epurei bazinului se ia un sistem de axe rectangular n care sereprezint la scri convenabile, pe ordonat, lungimea cursului principal, pe abscisapozitiv,Fi pe abscisa negativF.sdPentru bazinul hidrografic din figura 1.1 s-a ntocmit epura reprezentat nfigura 1.2. Suprafeele au fost determinate cu ajutorul planimetrului polar, iarlungimile cu ajutorul curbimetrului.9 BAZINUL HIDROGRAFIC (B.H.) I REE U HIDROGR FIC (R.H.)Figura 1.2 Epura bazinului hidrograficAu rezultat urmtoarele valori pentru bazinul hidrografic din figura 1.1:F=12,61 km2; F= 26,52 km2; F= 20,22 km2; F= 4,90 km2; F=5,34 km2;1d23d5d7dF= 69,59 km2.dF=15,31 km; F=19,31 km; F=35,43 km; F=1,90 km; F=10,51 km;222221s3s45s6F=5,91 km; F= 88,37 km.227ssl= 4,7 km; l= 8 km; l= 1,8 km ; l= 2,9 km; l =17,4 kmABBCCDDEF= F+ F= 69,59 + 88,37 = 157,96 km2sd1.1.3. Lungimea bazinului hidrograficLungimea bazinului hidrograficLse definete ca fiind distana msuratde la vrsarea cursului principal pn la cumpna apelor (obria cursului). n cazulunor bazine asimetrice sau cu aspect curbat, lungimea bazinului hidrografic este datde linia median a bazinului (locul geometric al punctelor aflate la mijloculdistanei dintre versanii opui).n cazul bazinului hidrografic din figura 1.1 lungimea este L = 22 km.1.1.4. Limea medie a bazinului hidrograficLimea medie a bazinului hidrograficBse determin prin calcul, ca fiindraportul dintre suprafaa i lungimea bazinului.FBL(1.2)unde:Feste suprafaa bazinului hidrografic (km2);L, lungimea liniei mediane abazinului hidrografic (km).Pentru bazinul hidrografic din figura 1.1 obinem: B = 57,96/22 = 7,18 km.10 BAZINUL HIDROGRAFIC (B.H.) I REE U HIDROGR FIC (R.H.)1.1.5.Forma bazinului hidrograficGeometria suprafeelor bazinului hidrografic este extrem de variat i numaicu abateri ar putea fi asimilat cu figuri geometrice cunoscute.a. Coeficientul de dezvoltare al cumpenei bazinului hidrograficValoarea coeficientuluidse obine ca raportul dintre lungimea cumpeneiapelor bazinului dat i perimetrul unui cerc avnd o suprafa egal cu a bazinului.LcLc51,0d1,145lc2F23,14157,96(1.3)unde:Lceste lungimea cumpenei bazinului hidrografic [ km];lc, perimetrul cercului cu osuprafa egal cu suprafaa bazinului [km].b. Coeficientul de dezvoltare al bazinului hidrograficCoeficientuleste dat de raportul dintre limea medie i lungimeabazinului sau de raportul dintre suprafaa bazinului i suprafaa ptratului avnd laturaegal cu lungimea bazinului.BFLL2(1.4)F157,960,326L2222c. Abaterea de la forma circularRelaia care d aceast abatere de la forma circulareste:4FLc(1.5)11 BAZINUL HIDROGRAFIC (B.H.) I REE U HIDROGR FIC (R.H.)43,14157,9638,90151d. Coeficientul de asimetrie al bazinului hidrograficModul n care suprafaa total a bazinului hidrografic este distribuit pestnga sau pe dreapta cursului principal determin asimetria. Acest coeficientaestedat de relaia:FF2(FF)asdsdFFFsd2(1.6)2(FF)2(88,3769,59)a0,238sdF157,96Deci pentru bazinul din figura 1.1 se constat o asimetrie de stnga, adicpe stnga este dispus cu 23,8% mai mult din suprafaa de drenaj dect pe dreaptacursului principal.e. Idograma bazinului hidrograficIdograma este o reprezentare grafic prin intermediul creia este redat variaialimii bazinului n raport cu lungimea cursului principal de ap[Vladimirescu I., 1984].Referindu-ne la bazinul hidrografic din figura 1.1 se calculeaz limile mediiale zonelor direct aferente cursului principal:B= F/l= (F+ F)/ l= F/l= 27,92 /4,7 = 5,94 kmBABABA1d1sBA1BAB= F/l= (F+ F)/ l= F/l= 39,53 /8,0 = 4,94 km (1.7)CBCBCB3d3sCB3CBB= F/l= (F+ F)/ l= F/l= 6,8 /1,8 = 3,78 kmDCDCDC5d5sDC5DCB= F/l= (F+ F)/ l= F/l= 12,25 /2,9 = 3,88 kmEDEDED7d7sED7EDntr-un sistem de axe rectangular se reprezint la scri convenabile,lungimea cursului de ap principal pe abscis i limile medii pe ordonat. Origineasistemului de axe coincide cu vrsarea cursului principal (E).n B, C i D intervin afluenii FB, GC i HD cu subbazinele hidrograficecorespunztoare.Limile medii ale acestor subbazine se determin cu relaiile:12 BAZINUL HIDROGRAFIC (B.H.) I REE U HIDROGR FIC (R.H.)B= F/l= F/l= 26,52/3,0 = 8,84 kmBFBFBF2BFB= F/l= F/l= 35,43/6,2 = 5,71 kmCGCGCG4CGB= F/l= F/l= 10,51/4,0 = 2,63 kmDHDHDH6DHn acelai sistem de axe, reprezentnd grafic n mod adiional, limilesubbazinelor pe lungimile afluenilor respectivi, rezult forma idogramei dinfigura 1.3.Figura 1.3 Idograma bazinului hidrografic1.1.6. Curba hipsometric i altitudinea medie a bazinului hidrograficCurba hipsometric este o reprezentare grafic a repartiiei suprafeeibazinului hidrografic pe zone de altitudine cu ajutorul creia se determin ce procentdin suprafaa bazinului are altitudini superioare acesteia.13 BAZINUL HIDROGRAFIC (B.H.) I REE U HIDROGR FIC (R.H.)Pentru determinarea curbei hipsometrice se ia un sistem de axe rectangular, ncare se reprezint altitudinile pe ordonat i suprafeele parialefdintre curbele deinivel, pe abscis [Giurma I., .a., 1980].Notaiile folosite n figura 1.1 i figura 1.4 au urmtoarea semnificaie:Heste cota curbei de nivel de cea mai nalt altitudine [m];H,echidistana1curbelor de nivel [m] ;C1iC0sunt cotele de pe cumpna apelor, cea mai nalt,respectiv cea mai joas [m];f, suprafeele pariale cuprinse ntre curbele de nivel deiordinul , i = 1,2,...,n [kmi2].Figura 1.4 Curba hipsometric a bazinului hidro graficConstruirea curbei se realizeaz prin reprezentarea perechilor de valorin(H,).fiii114 BAZINUL HIDROGRAFIC (B.H.) I REE U HIDROGR FIC (R.H.)Altitudinea medie a bazinului hidrografic se calculeaz dup planul desituaie cu curbe de nivel, considernd c suprafaa parial, cuprins ntre curbele defiHHnivelHiHare altitudinea medie.i1ii-1i2Altitudinea medie a bazinului se obine ca o medie ponderat cu formula:nfHii[m] (1.8)Hi1FmedPentru bazinul din figura 1.1 se poate calcula:1H(50022,9245021,3240022,6235013,8130016,51157,96med25017,4120016,6115013,0510010,51503,2)321,167mDac egalm aria cuprins ntre curba hipsometric i axele de coordonate,cu aria unui dreptunghi avnd ca baz suprafaa bazinului hidrografic, rezultaltitudinea medie a bazinului egal ca nlimea dreptunghiului.1.1.7. Panta medie a bazinului hidrograficPanta medie a bazinului hidrografic se determin dup planul de situaiecu curbe de nivel, cu ajutorul relaiei:nHlcn i v,i[%] (1.9)IiFmedunde:neste lungimea total a celorncurbe de nivel din bazinul hidrograficlcniv,iiconsiderat.15 BAZINUL HIDROGRAFIC (B.H.) I REE U HIDROGR FIC (R.H.)1I0,100(9,52418,52124,518,0136)0,10157,96med1.2. Elementele caracteristice ale reelei hidrografice (R.H.) aferentebazinului hidrografic studiat1.2.1. Lungimea reelei hidrograficeLungimea total a unei reele hidrografice este format din lungimeacursului principalLi lungimea afluenilorl.pin[km] (1.10)LLltotalapii1Lungimea unui curs de ap (principal sau afluent) reprezint distanaexprimat n km, msurat n plan orizontal de la confluen spre izvor (figura 1.5).13 +700km 4km 17,4km 8km 12km 16km 0izv or2+9004+700Figura 1.5 Schema hidrografic a unui curs de ap16 BAZINUL HIDROGRAFIC (B.H.) I REE U HIDROGR FIC (R.H.)Msurarea i kilometrarea se face pe teren i pe hri la scrile: 1/10.000,1/25.000, 1/50.000 etc. n funcie de gradul de precizie dorit. Kilometrul"0"seconsider intersecia liniei rmului cu linia talvegului (dac rul se vars n zonalitoral).Msurarea pe hri se face cu ajutorul curbimetrului sau a compasului cudeschideri egale [Giurma I., .a., 1987].1.2.2. Coeficientul de sinuozitateAcest coeficient notatKsreprezint raportul dintre lungimea ruluiLrmsurat dup toate sinuozitaile lui i lungimea drepteilcare-i unete extremitile.L(1.11)Ks1,0rlLa msurarea pe hart a lungimilor apar erori datorit faptului c deschidereacompasului influeneaz exactitatea msurtorii. n cazul n care msurtorile se faccu acelai compas, dar cu dou deschideri diferite se poate folosi urmtoarea relaiepentru calculul lungimii rului :dLl( (1.12)ll)N1ddr11221unde:este lungimea rului;, lungimea rezultat din prima msurare;Lll, lungimear12rezultat din a doua msurare;d, valoarea deschiderii de compas la prima msurare;1, scara hrii folosite.d,valoarea deschiderii de compas din a doua msurare;N21.2.3. Coeficientul de ramificareAcest coeficientKrreprezint raportul dintre lungimea tuturor ramificaiilor(l, l, ,l) ale unei reele hidrografice inclusiv cursul principal (L) i lungimea12npcursului principal i este dat de relaia:17 BAZINUL HIDROGRAFIC (B.H.) I REE U HIDROGR FIC (R.H.)ll...lL(1.13)Kr12npLpiValorile luiKsKrsunt necesare pentru studii privitoare la evoluia albiei,calculul volumului lucrrilor de dragare, a lucrrilor de regularizare a cursurilor nvederea mririi capacitii de transport a acestora, atenuarea undelor de viitur etc.[Giurma I., .a., 1987].1.2.4. Densitatea reelei hidrograficeO reea hidrografic va colecta un volum de ap mai important cu ct va aveamai multe ramificaii i cu ct acestea vor fi mai lungi.Densitatea reelei se stabilete prin msurtori efectuate pe hart i reprezintraportul dintre lungimea tuturor ramificaiilor (l, l,,l) inclusiv lungimea cursului12nprincipal (L) i suprafaa care nscrie reeaua hidrografic respectiv (F).pll...lLD[km/km]12np2F(1.14)1.2.5. Profilul longitudinal al reelei hidrograficeProfilul longitudinal este o reprezentare grafic a reelei hidrografice n planvertical, ntocmit dup hri cu curbe de nivel sau pe baza unor msurtori hidro-topografice i exprim succesiunea cotelor terenului de pe fundul vilor.Profilul conine pe abscis lungimea n km, iar pe ordonat altitudinea n m, adiferitelor puncte caracteristice (deasupra nivelului mrii) (figura 1.6).18 BAZINUL HIDROGRAFIC (B.H.) I REE U HIDROGR FIC (R.H.)Figura 1.6 Schema profilului longitudinal al unui ruSe remarc faptul c valea de ordinul cel mai mare are cote mai mici dectvile adiacente, ceea ce permite alimentarea gravitaional prin afluxul de ap alacestora. Pantele cursurilor de ap cresc de asemenea, odat cu creterea altitudinilor.1.2.6. Profile transversaleProfilul transversal reprezint intersecia unui ru cu un plan verticalperpendicular pe direcia de curgere a apelor.Din punct de vedere hidrologic acest profil prezint o importan deosebit,deoarece n funcie de caracteristicile lui se stabilete capacitatea de curgere, repartiiavitezelor, direcia curenilor longitudinali i transversali ai rurilor etc.Profilul transversal poate fi asimilat cu un dreptunghi, trapez, parabol saucombinaii ale acestor figuri geometrice. El este variabil i difer att de la un ru laaltul ct i n lungul aceluiai ru, fiind influenat de forma i structura vii.Vile cu un profil transversal n form de "V" sunt caracteristiceformaiunilor tinere, neevoluate aflate la nlimi mari ale cursurilor de ap precum ila rurile care strbat vile adnci n form de chei de origine tectonic i eroziv sauepigenetic dezvoltate n calcare. n acest caz rurile au doar albie minor ngust isunt lipsite complet de albie major.Vile mari, evoluate, cu profil transversal n form de "U", vile trapezoidale,precum i zonele de es, permit i formarea unor albii majore.19 BAZINUL HIDROGRAFIC (B.H.) I REE U HIDROGR FIC (R.H.)Albia minor caracterizat prin scurgeri permanente, este aceea prin care sescurg apele mici i mijlocii (limitat la nivelul debitelor medii multianuale).ntre albia minor i curentul de ap exist o interaciune puternic tot timpuli drept urmare apar afuieri i depuneri.Albia major n care se scurg apele mari n timpul viiturilor este format dinalbia minor i prile laterale (luncile). Zonele mai ridicate, aflate deasupra niveluluiapelor mari, formeaz terasele.Limile albiilor minore i majore variaz foarte mult de la un curs la altul,precum i de la un sector la altul pe acelai ru [Vladimirescu I., 1984].1.3. Concluziia)n cadrul unui bazin hidrografic are loc un proces complex de transformare a uneipri din precipitaiile atmosferice n cantiti de ap care sunt colectate de ctrereeaua hidrografic. Zonarea bazinului hidrografic n subbazine i zone interbazinaleajut la nelegerea acestor procese, i st la baza ntocmirii schemelor de amenajarecomplexe a bazinelor hidrografice.b)Epura bazinului hidrografic permite determinarea suprafeei de bazin hidr ograficaferent oricrui profil de nchidere situat ntre izvor i vrsare, profil n care poateexista un post hidrometric sau se proiecteaz o lucrare hidrotehnic. Din aceast epurse observ c suprafaa drenat a bazinului hidrografic crete pe msur ce profilele denchidere se situeaz ctre avalul cursului de ap. Mrimea suprafeei bazinuluihidrografic prezint importan n stabilirea volumului de ap al rului i are oinfluen direct asupra formrii scurgerii, determinnd diferenieri calitative icantitative n structura regimului, astfel:la formarea debitelor maxime provenite din scurgeri, odat cu creterea suprafeeibazinului hidrografic, scade probabilitatea acoperirii integrale cu precipitaii;la scurgerea minim, alimentarea subteran crete cu suprafaa bazinului.Suprafaa unui bazin hidrografic se manifest ca un regulator al scurgerii i anume:odata cu creterea suprafeei bazinului se produce o regularizare a repartiiei scurgeriianuale.c)Lungimea i limea medie a unui bazin hidrografic reprezint doucaracteristici foarte importante a cror cunoatere este necesar la prevedereavolumului i a amplitudinilor viiturilor.Cu ct limea medie a bazinului este maimic i lungimea mai mare (bazin de form alungit), cu att amplitudinea viiturilorva fi mai redus. Idograma bazinului hidrografic ne permite stabilirea limii medii abazinului n orice punct situat n lungul cursului principal de ap.d)Amplitudinea i desfurarea viiturilor este influenat i de forma bazinuluihidrografic. Cu ct valoarea coeficientului de dezvoltare a bazinului hidrograficeste mai mare, cu att viiturile vor avea amplitudini mai accentuate.20 BAZINUL HIDROGRAFIC (B.H.) I REE U HIDROGR FIC (R.H.)e)Altitudinea medie a bazinului hidrografic, indic tipul de relief n care se aflacesta, dup cum rezult din urmtoarea clasificare convenional:bazine de munte (H> 600 m );medbazine de deal (200 m < H600 m );medbazine de cmpie ( H200 m );medmixte, formate din mai multe uniti de relief.Un bazin hidrografic sau o zon din acesta situat la o altitudine mare primete ocantitate mai mare de precipitaii, are o evaporaie mai sczut i va avea oscurgere mai bogat. De obicei bazinul hidrografic al unui ru este situat n zone cunlimi diferite. Repartiia suprafeelor bazinului pe zone de altitudini, dat de curbahipsometric, influeneaz n mare msur regimul hidrologic.f)Panta medie a bazinului hidrografic este o caracteristic cu influen mare asuprascurgerii, ea determinnd o anumit vitez de deplasare a apei pe versanii bazinului,n funcie de care va rezulta intensitatea proceselor de eroziune, transport idepunerea particulelor solide din bazin.g)O reea hidrografic va colecta un volum de ap mai important cu ct va avea maimulte ramificaii i cu ct acestea vor fi mai lungi.h)O caracteristic a profilului longitudinal al unui curs de ap const n aceea c nmajoritatea cazurilor are forma unei curbe cu concavitatea n sus, explicabil prinfaptul c afluxul de ap crete din amonte spre aval i odat cu acesta se dezvoltseciunile transversale ale vilor care ofer la afluxuri specifice, pierderi hidraulicemai mici. Pentru transportul afluxurilor specifice, pierderile hidraulice micorateimpun pante descresctoare.21