Upload
kiraward
View
285
Download
1
Embed Size (px)
DESCRIPTION
dfsef
Citation preview
5
7. AMENAJRI N LUNGUL CURSURILOR DE AP
Sistemele acvatice, n special rurile, sunt supuse permanent unor tipuri
diverse de amenajare, n funcie de scopul urmrit, regimul scurgerii i debitul acestora.
n general, n sectoarele amonte ale cursurilor de ap cu pant accentuat a albiei,
lucrrile de amenajare au ca scop principal stabilizarea albiei, pe cnd n sectoarele din aval,
pe cursul mijlociu i inferior, obiectivele prioritare sunt cele de combatere a inundaiilor.
Lucrrile de amanajare ale cursurilor de ap se mpart n trei mari categorii: conservative,
modificatoare i reparatorii.
Lucrrile de amenajare conservative vizeaz meninerea unui curs de ap ntr-
o stare stabil, aproape de un echilibru stabil, urmrindu-se evitarea revenirii acestuia la
dinamica sa natural.
Lucrrile de amenajare modificatoare transform radical albia cursului de ap
(ecluze, baraje, derivaii ndiguiri i albii canalizate etc.). n cadrul acerstora se distinge tipul
modificator propriu-zis i tipul lucrativ, acesta din urm constnd n amenajarea de lacuri de
acumulare i balastiere.
Lucrrile de amenajare reparatorii au ca obiective reabilitarea ecologic a
unor cursuri de ap, refacerea i protecia malurilor, regimul de exploatare piscicol .a.
Pentru fiecare tip de intervenie prezint importan lungimea sectorului supus
amenajrilor de diverse tipuri. Interveniile punctuale, reprezentate n cele mai multe cazuri
prin protecia cilor de comunicaie, construcia de poduri, prize de ap, debueuri de
aflueni ori de canale constau, n general, n rectificri i calibrri ale albiei, asociate cu
protecie local de maluri. Dei acest tip de lacuri se realizeaz pe sectoare de albie de
lungime mic (cteva sute de metri), impactul cumulat al acestora poate fi important (fig.
204).
Fig. 204. Tipologia lucrrilor de
amenajare a cursurilor de ap (dup R. Drobot,
J. P. Charbonnel, 1999).
n cazul amenajrilor pe lungimi mari,
avnd ca scop obiective de dezvoltare agricol i
urban, poriunile afectate ale cursurilor de ap
6
sunt mult mai importante, iar impactele mult mai severe (ecologice, spaiale, climatice etc.).
Dintre amenajrile cursurilor de ap, cele mai importante ca impact teritorial,
ecologic i economic sunt cele de interes hidroenergetic.
Interesului primordial, producerea de energie hidro, i se asociaz alimentarea cu ap a
centrelor populate, irigarea terenurilor agricole, evitarea inundaiilor, prin reinerea undelor
de viitur, probleme de navigaie, turism, agrement, piscicultur i protecie antierozional a
solului (fig. 205).
Fig. 205. Model de amenajare
complex a unui bazin hidrografic,
Drgan Iad (dup Gr. Pop, 1996).
Amenajarea balastierelor se
leag de nevoia crescnd de balast, n
special pentru construcii i amenajri de
ci rutiere i feroviare. Exploatarea
balastului se realizeaz n dou moduri: din
albie i din lunc. Amenajarea unei
balastiere presupune urmtoarele condiii
prealabile:
volum mare al sedimentelor pietros-nisipoase;
proximitate n raport cu utilizatorii principali.
Exploatarea materialului grosier se realizeaz cu mijloace mecanice. De la punctele
de exploatare se transport cu mijloace auto speciale (autobasculante) la punctul de sortare
unde are loc separarea materialului grosier pe categorii dimens ionale (fraciuni nisipoase cu
cuprins ntre 0,1 0,5 mm, fraciuni intermediare, 1 5 mm, i fraciuni cu
diametrul mare, 5,1 7 mm) i foarte mare (7,1 15 mm). Pentru a utiliza i materialul
extras cu dimensiuni mai mari dect cele menionate, majoritatea balastierelor sunt dotate cu
staii de concasare. Depozitarea acestuia, n lipsa instalaiei de concasare, conduce la o
utilizare neeficient a spaiului destinat balastierei. Materialul sortat se depoziteaz
temporar, fiind livrat cu mijloace auto sau pe calea ferat. Invadarea cu ap a spaiului de
extragere a balastului are drept consecin formarea unor uniti lacustre artificiale.
7
n astfel de condiii, pentru exploatarea ntregului pachet de sedimente nisipoase se
utilizeaz mijloace de excavare plutitoare ce poart denumirea de alandre.
Balastierele sunt amenajri temporare. O dat cu epuizarea sedimentelor
nisipoase, activitatea balastierelor nceteaz. Dup resedimentarea spaiului exploatat, care
poate dura civa ani, activitatea balastierelor poate fi reluat. De regul, cele mai importante
balastiere se amenajeaz pe cursurile mijlocii i inferioare ale cursurilor de ap ori la ieirea
din unitile montane, unde rul depune pachete considerabile de aluviuni i unde depozit ele
sedimentare au o granulometrie mai mic, potrivit nevoilor de utilizare a balastului la
prepararea betoanelor de diverse tipuri.
Polderele sunt amenajri hidrotehnice uscate temporar care au menirea de a
prelua i reine undele de viitur la ape mari. Denumirea este improprie, fiind o denumire
important din limba olandez, unde cuvntul polder semnific teren uscat, rezultat n
urma procesului de ndiguire a mrii i evacuare ulterioar a apelor.
Polderele se amenajeaz n ariile de lunc dezvoltate i cu procese de
nmltinire evidente a solului, capabile a reine temporar volume mari de ap. Scopul
principal al polderelor este acela de a feri de inundaii localitile i terenurile situate n aval.
Terenul din cadrul polderelor are, de regul, o utilizare agricol extensiv (punat), dar, n
numeroase situaii, se utilizeaz i pentru culturi i fnee naturale.
Polderele se execut din pmnt tasat, care, cu timpul, devine nierbat. n aval,
scurgerea este controlat prin pori speciale i (ori) deversri. Unul dintre cele mai expresive
exemple de poldere este cel de pe Trnava Mic, amonte de Blueri, jud. Mure (fig. 206).
Fig. 206. Polder pentru
reinerea viiturilor.
n sectoarele adiacente polderelor,
nivelul freatic devine oscilant, fapt ce oblig la
evitarea plasamentului de vetre pentru aezri.
Polderele propriu-zise sunt cele
din Olanda, unde peste 1/3 din teritoriul naional este obinut prin polderizare.
8
n realizarea digurilor de separare de Marea Nordului s-a exploatat sistemul de
dune preexistent ce a fost modelat i ntrit cu pmnt, pentru a-i spori rezistena la aciunea
valurilor i a vntului. ntreaga tram de diguri a fost cultivat cu ierburi i/ori plantat.
Solul mlos submarin, obinut prin polderizare, are o bun fertilitate natural
n primii 4 5 ani, dup care se practic ngrarea pe cale artificial (fig. 207).
Fig. 207. Profil hidrogeologic n partea de nord a Olandei (dup R.H.A. van
Duin, G. Decaste, 1990).
Fig. 208. Seciune prin digul polderului (dup R.H.A. van Duin, G. Decaste,
1990).
Terenul polderelor se bucur de o geometrie perfect, fiind utilizat n scopuri
complexe: vetre de aezri, ferme, drumuri, canale, aeroporturi etc (fig. 209).
9
Fig. 209. Amenajare de tip
polder n Olanda (dup R.H.A.
van Duin, G. Decaste, 1990).
Evacuarea apelor de
pe poldere s-a efectuat n trecut cu
ajutorul morilor de vnt, acestea
fiind plasate n numr mare pe
aliniamentele de diguri.
nfiinarea i
amenajarea polderelor a reprezentat
i reprezint o politic de interes
naional n Olanda, la care ader
toate segmentele sociale. Aceste
uriae eforturi financiare i de
factur tehnic se justific prin
randamentul agricol excepional,
dublat ctigul de teren pentru
destinaii cu utilizare intensiv (vetre de aezri, aeroporturi, canale de navigaie, drumuri
magistrale). Polderele reprezint cel mai plauzibil rspuns la eliminarea efectelor inundaiilor
generate de Marea Nordului i la criza de teritoriu.
Fermele au suprafee cuprinse majoritar ntre 40 i 60 ha, fiind separate de regul de
canale de colectare i evacuare a apelor.
Acestea sunt profilate n mare msur pe creterea bovinelor pentru lapte i
carne, iar cele din apropierea oraelor pe floricultur (lalele) (fig. 210).
Fig. 210. Organizarea fermelor pe
poldere (dup R.H.A. van Duin, G. Decaste,
1990).
Productivitatea pajitilor
naturale este ntreinut pe toat durata
anului de climatul oceanic umed care nu
oblig reinerea pe termen lung a exploatrii
10
economice a animalelor n stabulaie. n paralel se asigur o ntreinere permanent a calitii
punilor prin nsmnri sistematice i ndeprtarea plantelor fr valoare furajer.
Organizarea i amenajarea polderelor se nscrie ca etalon n privina gospodririi
eficiente a unor segmente din suprafaa terestr.
Corectarea cursurilor de ap se realizeaz prin tierea meandrelor, fapt ce
asigur un regim mai bun de scurgere a apei i a aluviunilor, evitndu -se opturarea albiei n
coatele de meandre (fig. 211).
Fig. 211. Corectarea cursului de ap: a) sectoare
de colmatare; b) meandru tiat.
ndiguirile sunt lucrri hidrotehnice de anvergur
care se desfoar n lungul cursurilor de ap n scopul
aprrii mpotriva inundaiilor.
Digurile se execut din pmnt tasat, cu seciune trapezoidal.
Coronamentul acestora poate fi utilizat ca drum. nlimea i poziionarea digurilor n
raport cu albia minor se coreleaz cu nivelul apelor la debite catastrofale (fig. 212).
Fig. 212. Dig de pmnt (seciune transversal).
n zonele de cmpie, unde capacitatea de transport a rurilor se reduce considerabil,
au loc procese de ridicare a patului albiei prin colmatare, fapt ce reduce eficiena lucrrilor
de ndiguire (ex. Cmpia de Vest). De aceea, se impun lucrri sistematice de decolmatare a
11
sectoarelor ndiguite. Altfel, asistm la ridicarea patului albiei, dublat de ridicarea nivelului
freatic, cu efecte negative asupra vetrelor de aezri i a terenurilor agricole adiacente (fig.
213).
Fig. 213. Ridicarea patului albiei prin colmatare n zonele de cmpie cu sectoare
ndiguite.
n alte situaii se execut lucrri de retenie a apei rurilor n lacuri cu nivelul situat
deasupra terenului. Acestea au un triplu scop: protecie mpotriva inundaiilor, alimentare cu
ap i producia de energie electric (ex. Criul Repede).
n lungul cursului de ap se amenajaz iazuri i heletee n scopuri piscicole i pentru
nevoi de ap n caz de secet.
Iazurile sunt amenajri hidrotehnice pentru scopuri piscicole i de alt factur,
rezultate n urma barrii cursurilor de ruri cu debite mai reduse. Barajul se execut din
pmnt tasat. Asemenea amenajri s-au realizat n trecut n Cmpia Transilvaniei i Cmpia
Jijiei (fig. 214).
Fig. 214. Iazuri.
Heleteele sunt amenajri piscicole amplasate n luncile rurilor prin realizarea de
diguri de jur mprejur. Apa se prevaleaz din ru prin canale i guri de alimentare (fig. 215).
Fig. 215. Heleteu.
Prin amenajarea heleteelor se asigur
mprosptarea sistematic a apei, inclusiv oxigenarea
acesteia.
n ansambu, cursurile de ap se preteaz
la amenajri multiple, acestea implicnd costuri considerabile. Cu toate acestea orice tip de
12
amenajare este dezirabil, innd cont de efectele negative ale apelor mari, asupra teritoriul
n general, i asupra aezrilor i infrastructurilor de transport n special. n acest amenajrile
hidrotehnice se constituie ca obiective prioritare n ansamblul lucrrilor de amenajarea
teritoriului.
Reeaua hidrografic este reprezentat de totalitatea cilor de concentrare a
curenilor de ap de suprafa ntr-un bazin dat . Este una din caracteristicile cele mai
importante ale bazinului. Se definete ca fiind asamblul cursurilor de ap naturale sau
artificiale, permanente sau temporare, care particip la curgere. Reeaua temporar
(periodic) este alctuit din totalitatea vilor, vlcelelor, torenilor, rpelor, anurilor prin
care se scurg apele dup ploi sau dup topirea zpezilor.
Reeaua hidrografic poate lua diferite forme ( figura1 ). Diferenierea unei
reele hidrografice ia in considerare factorii geologici, climatici, antropici i panta terenului.
Figura 1 : Forme ale reelelor hidrografice .
Reeaua hidrografic, pe teritoriul rii noastre, este dispus radial fa de
coroana muntoas. Lungimea total a rurilor (exceptnd cursurile cu scurgere temporar)
este de circa 66.000 km, densitatea medie a reelei hidrografice fiind de 0,5 km/km2.
Densitatea reelei hidrografice prezint zonalitate vertical, variind de la 0 km/km2 n zona
de es, pn la 1,4km/km2 n zona de munte.
n limitele de 237.500 km ale teritoriului Romniei se individualizeaz mai mult
de 4000 de ruri care au suprafaa bazinului de recepie mai mare de 10 km2. Lungimea
total a acestor cursuri de ap este de peste 60.000 km. n totalitatea sa, reeaua hidrografic
13
a Romniei este tributar Mrii Negre prin intermediul Dunrii pentru cea mai mare parte a
teritoriului rii i direct pentru zona estic a Dobrogei. Dispoziia concentric a principalelor
forme de relief fa de Munii Carpai face din acetia cumpna principal a apelor,
compartimentat, datorit tectonicii, prin trei culoare importante : Some, Mure i Olt, care
dreneaz cuveta intern a bazinului Transilvaniei spre zonele exterioare ale munilor.
Referitor la elementele reelei hidrografice se constat c, n ara noastr,
predomin lungimea redus a rurilor.Predominarea rurilor scurte este consecina direct a
etajrii verticale a reliefului, a climatului, a diferenierilor petrografice evidente i,
ndeosebi, a configuraiei radiar divergente a reelei hidrografice. Astfel, pentru zonele
montane i submontane, cu energie mare de relief, roci cu permeabilitate redus i
precipitaii bogate, este caracteristic prezena unui numr mare de rulee cu bazine reduse,
spre deosebire de zonele de es unde exist condiii minime de formare a unor ruri cu
lungimi mai mari.
Dup lungimea pe teritoriul Romniei, cele mai mari cursuri de ap sunt : Prutul
i Mureul (716 km), Oltul (698 km), Siretul (592 km), Ialomia (414 km), Someul (345
km), Jiul (348 km), Argeul (339km).
Principalele tipuri de reele hidrografice
n drumul lor spre mare, rurilor li se altur afluenii. Vzute de sus, sau pe o
hart, rurile mpreun cu afluenii lor formeaz modele complicate i distincte de reele
hidrografice. n unele zone aceste modele sunt extrem de complexe, iar geomorfologii
ntmpin numeroase probleme n ncercarea de a afla cum s-au format aceste reele
hidrografice. (Geomorfologii se ocup cu studiul formrii i modificrii reliefului.) Structura
bazinelor hidrografice difer de la o zon la alta, datorit aciunii combinate a mai multor
factori. Printre acetia se numr clima, duritatea rocilor de la suprafa, nclinaia solului i
factori legai de evoluia geologic a regiunii ( cutremure i perioadele de formare a
munilor). Geomorfologia ncearc s afle de ce n unele regiuni se afl numeroase ruri, n
timp ce n zone nvecinate, caracterizate de aproximativ acelai nivel de precipitaii, exist
puine ape curgtoare de suprafa.
Exist 12 tipuri de reele hidrografice, trei dintre ele fiind mai des ntlnite -
radiare, n gratii i dentritice. Cel mai simplu tip de reea hidrografic se aseamn cu
14
coroan unui copac (figura nr.2 ) i a fost numit detritic, pornind de la cuvntul grec pentru
copac. Reelele hidrografice de tip dentritic se formeaz atunci cnd rurile tranverseaz o
regiune n care rocile, de obicei argile, sunt de acelai tip, iar micrile terestre nu au adus
reliefului modificri ( cum ar fi fisuri ale rocilor) care s influeneze semnificativ direcia de
curgere a rurilor.
Figura nr. 2
Cel de-al doilea tip de reea, numit reea n gratii, ia natere n zonele cu pante
abrupte. Acestea sunt caracteristice n special regiunilor cu iruri de dealuri formate din roci
tari i separate de vi largi n care straturile de roci moi ajung la suprafa. Aici curs urile de
ap mai mici ce curg de-a lungul vii, tind s se alture rurilor mai mari, ce curg prin
spaiile dintre dealuri, n unghi drept. Acest tip de peisaj duce la formarea unei reele
hidrografice n gratii.
Modelul radiar
Cel de-a treilea tip de reea hidrografic seamn cu spiele unei roi, deoarece
rurile curg dintr-o zon central spre exterior. Datorit formei sale, aceast reea e
denumit reea radiar sau concentric.Aceste reele iau natere n munii cu form cronic-
cum sunt vulcanii-sau n munii cu form de cupol.
Densitatea bazinului hidrografic
Densitatea reelei hidrografice e dat de suprafaa dintre apele curgtoare ce
alctuiesc aceea reea. Despre bazinele hidrografice dense se spune c au o textur fin, iar
despre cele mai puin dense c au o textur rarefiat.
15
Densitatea reelei hidrografice e influenat de o multitudine de factori, printre
care se numr i clima. De exemplu, n zonele ploioase o mare parte a apei de ploaie se
scurge la suprafaa formnd o reea dens de torente, astfel lund natere o reea cu textur
fin.
Un alt factor de influen e tipul de roc. Torentele se formeaz n principal n
zonele cu roci impermeabile - roci prin care apa se scurge cu greutate. Din contr, reelele cu
textur rarefiat apar n regiuni n care calcarul, o roc permeabil, predomin n straturile de
la suprafa. n regiunile calcaroase apele ploilor se infiltrez n pmnt prin numeroase
fisuri(crpturi) i caviti din roci, numite puuri de scurgere. Ca urmare a acestui fenomen,
solul rmne uscat, n timp ce apa i ncepe cltoria prin fisurile, pasajele i peterile
subterane.
Captarea
Rurile si erodeaz continuu albia, ncepnd de la izvor pn spre gura de
vrsare. De asemenea mpingndu-l n susul rului. Acest proces numit erodare regresiv, e
n general rezultatul creterii debitului de ap la izvor sau dizlocrii i ndeprtrii rocilor din
apropierea locului unde izvorte rul.
Aluviunile apar atunci cnd un torente subsecvent energic i taie cale de -a
lungul aflorimentelor de roci moi. Acest proces va deplasa napoi cumpna apelor dintre rul
subsecvent i sistemul hidrografic nvecinat. n cele din urm cursul de ap subsecvent poate
s strpung cumpna apelor i s intercepteze bazinul rului nvecinat, ai crui aflueni sunt
astfel captai. Ulterior apele lor sunt deviate n albia rului subsecvent. Rul separat de
izvorul su va deveni un curs de ap mort, ce ocup o vale pe care nu ar fi putut s o creeze
singur.
O modalitate de a recunoate bazinele hidrografice n care s-au produs captri
e cutarea afluenilor ce se altur rului colector n sens contrar meandrelor. Geomorfolog ii
numesc aceste reele sisteme de drenaj ghimpate.
Ramificarea
16
Cnd rul ajunge n cmpie, depune materiale transportate, formnd bancuri i
realiznd o reea de canale continuu schimbtoare. Acest proces se numete ramificare. Un
exemplu caracteristic este reeaua de canale Matanuska din Alaska. Exist multe asemenea
fuvii n zona preeriilor nord-americane ( Great Plains).
Depunerile se formeaz ntr-un mod diferit dac rul ajunge n cmpie direct din
zona montan . Aceasta se lete i depune aluviuni n forma de evantai.O asemenea
formaiune se numete depunere aluvial. Dac suprafaa evantaiului este vertiginoas
atunci vorbim despre con aluvial. Cnd rul iese din matc, depune aluviunea pe mal,
ridicnd nivelul malului, pn ce acesta ajunge pn ce acesta ajunge cu mult peste
nivelul cmpiei.Malurile formate n aceasta manier se numesc diguri naturale.
Condiiile care influeneaz curgerea apei variaz n timp, se urmrete
definirea caracteristicilor permanente care rezult dintr-un echilibru considerat la scar
geologic.
Topologia reelei hidrografice : prin topologie se nelege studiul structurii unei
reele hidrografice, care presupune numerotarea tronsoanelor cursurilor de ap. Ordinul
cursurilor de ap reprezint o clasificare care reflect ramificaia acestora. Codificarea
cursurilor de ap este utilizat pentru codificarea staiilor de msur ( staii hidrometrice),
permind astfel o prelucare automat a datelor. Exist mai multe tipuri de clasificare a
tronsoanelor cursurilor de ap i anume :
a) Clasificarea Gravelius (1935) propune determinare ordinului reelei pornind
din aval ctre amonte, astfel :
- cursul de ap principal ordinul 1 ;
- afluentul principal ordinul 2 ;
- afluentul afluentului principal ordinul 3 etc.
n Romnia conform Atlasului cadastrelor apelor din 1992, reeaua hidrografic
este grupat i codificat n 15 bazine de ordinul 1, cu considerarea afluenilor pn la
ordinul 6 inclusiv. Sunt codificate 4864 de cursuri de ap, lungimea total a acestora fiind de
78905 km. ( Mustea 2005).
b) Clasificarea Strahler (1957) : permite descrierea dezvoltrii reelei de drenaj a
unui bazin. Definete ordinul cursuilor de ap printr-o regul simpl : orice curs de ap fr
afluent este de ordinul 1 .
17
Bazinul hidrografic sau bazinul de recepie al unui curs de ap, este suprafaa de
pe care este colectat debitul de ap al acelui curs de ap. Linia care delimiteaz bazinul
hidrografic se numete cumpna apelor.
Se pot diferenia dou feluri de bazine hidrografice:
bazinul hidrografic deschis, de suprafa este acela de pe care este colectat apa
scurs din precipitaii i care e delimitat de o linie de cot maxim, astfel nct precipitaiile
care cad de o parte sau de alta a acestei linii se scurg n ruri diferite; cumpna apelor pentru
bazinul hidrografic de suprafa se determin cu ajutorul planurilor topografice ;
- bazinul hidrografic nchis, cu drenaj subteran corespunde alimentrii
subterane a cursului de ap; cumpna apelor subterane este mai greu de precizat, aa nct de
cele mai multe ori n calculele hidrologice se ia n considerare bazinul hidrografic
superficial, erorile de obicei compensndu-se n cazul bazinelor mari.
B I B L I O G R A F I E
1. Al. Popescu, A. Teodorescu - Mecanica rocilor n minerit 1982
2. Mircea N. Florea - Mecanica rocilor; Ed. Tehn. 1983
3. Al. Popescu, A. Teodorescu - Bazele mineritului i mecanica rocilor; Ed. Didactic
i Pedagogic 1983
4. T. Silion, N. Orlovschi - Calculul structurilor subterane pentru ci de
comunicaie; I.P. Iai 1978
5. M. Bala, Ghe. Popa i M. Ion - Construcii hidrotehnice suterane; Ed. Tehn. 1981
6. L. Macarevici, M. Manolovici - Mecanica rocilor i construcii hidrotehnice; I.P.
Iai 1983
7. N. Boti i alii - Tuneluri i metropolitane; I.P. Iai 1989
8. N. Ungureanu - Rezistena materialelor i teoria elasticitii; I.P. Iai 1988
9. Caquet A., Kerisel J. - Tratat de mecanica pmnturilor; Ed. Tehnic Bucureti
1968
10. S. Tot, M. Zaporojan - Exploziv i tehnica mpucrii n industrie; Ed. Tehnic
Bucureti 1985
11. St. Benea, E. Faur, M. Mnescu - Susinerea cu ancore i torcret; Ed. Tehnic
Bucureti 1967
12. L. Hobst, J. Zajie - Ancorarea n roci; Ed. Tehnic Bucureti 1981
18
AMENAJRI I CONSTRUCII PENTRU REGULARIZAREA I
NDIGUIREA
CURSURILOR DE AP
Regularizarea (corectarea) unui curs natural de ap reprezint totalitatea lucrrilor de
acumulare i ndiguire, calibrarea albiei, tieri de coturi, consolidri de maluri, plantaii de
protecie i combatere a eroziunii solului n bazinul superior. Toate acestea n scopul
amplificrii posibilitilor de folosire a cursurilor de ap prin regularizarea albiei i a
debitului, prevenirea inundaiilor, a colmatrii albiei i punerea n valoare a zonei anterior
inundabile din albia major, deci de a obine un profil stabil, cuprins ntre maluri
fixe / consolidate.
3.1. Generaliti, obiective, scheme generale ale lucrrilor de regularizare
Elementele morfologice ale albiei oricrui curs natural de ap (ru) sunt seciunea
transversal, traseul n plan i profilul longitudinal.
Seciunea transversal, compus din cele dou principale elemente ale sale, albia
minor i albia major, este puternic influenat de forma i structura vii prin care curge
rul.
Vile cu profil transversal n form de V, caracteristic formaiunilor tinere, neevoluate
(din cursul superior / montan), au profilul versanilor convex, dominnd la mare nlime
cursurile de ap. Rurile au aici o albie minor ngust, complet lipsite de albie major. n
aceeai situaie se gsesc i rurile care strbat vile adnci n form de chei, de origine
tectonico-eroziv (ex. defileul Oltului la Turnu-Rou - Cozia, sau al Jiului la Lainici) sau
epigenetic, dezvoltate n calcare (ex. Cheile Caraului, Dmbovicioarei, Bicazului etc.).
Vile mari, evoluate, cu profil n form de U, vile trapezoidale, n multe cazuri
asimetrice din cauza teraselor care nu se dezvolt egal pe ambii versani, precum i zonele de
es n care rul curge ntr-un ntins format din propriile aluviuni, permit i formarea unei
albii majore [13].
Albia minor este limitat, n principiu de nivelul debitelor medii multianuale i
supus energiei erozive a curentului de ap pe tot parcursul anului. n consecin, aceast
zon se afl ntr-o continu transformare. Peste cotele debitelor medii ncepe deversarea spre
19
albia major, cote / niveluri mult influenate de lucrrile care se execut n albia major, cu
precdere cele de ndiguiri.
Fig.3.1. Forme
caracteristice ale albiei
minore
Albia major (lunc) este zona seciunii transversale limitat de nivelurile debitelor
maxime sau extraordinare. Curgerea n albia major are loc deci, numai n timpul producerii
viiturilor (primvara, toamna). Este n general asimetric, iar transformrile morfologice
mult mai lente dect ale albiei minore.
Traseul (parcursul n plan) albiei majore este determinat de relieful nalt al vii, care
limiteaz n general i limea ei (cu excepia zonelor ndiguite, a rambleelor de cale ferat,
osele etc.). Traseul albiei minore este n general mai sinuos i mult mai instabil. Aceasta
pentru c n deplasarea n curbe, curentul de ap datorit forei cen trifuge este mpins dinspre
malul convex spre cel concav, de unde plonjeaz spre fundul albiei, erodnd taluzul acestuia.
Apoi n mersul su ascendent, cu capacitate de erodare i transport reduse depune n parte
materialul solid purtat pe malul convex (vezi fig.3.2). Astfel, se formeaz traseul divagant al
meandrelor (curbelor i contracurbelor). Paralel cu sporirea lungimii curbei, adncimile
albiei cresc. Acestea ns numai pn la o anumit dezvoltare a curbei, cnd adncimile
ncep s scad. Dac lungimea prii curbe este mai mare dect D/2, se realizeaz o
meandr (vezi fig.3.3.a). Meandrele sunt, n majoritatea cazurilor, forme instabile ale
traseului sinuos care, dac nu sunt fixate, se pot dezvolta pe o lime de teren de cca. 20 ori
limea albiei rului respectiv. Meandrele pot fi divagante (vezi fig.3.3.b, c) sau adncite
(nctuate).
20
La meandrele adncite, dezvoltarea lateral este mpiedicat n mare msur de
adncimea albiei pe loc, eventual de malurile nalte ale albiei majore. Viteza de deplasare a
acestora este nensemnat i nu poate fi nregistrat dect dac se dispune de ridicri pe
perioade ndelungate [13].
Fig.3.2.
Fig.3.3. Meandre. Traseul divagat al meandrelor
Meandrele divagante evolueaz mult mai rapid. Cele mai importante transformri se
produc n timpul apelor mari, cnd curgerea n albia major are direcie normal pe cea a
meandrelor. Ca urmare, unele ramuri ale meandrelor dispar n cteva zile prin nnisiparea
produs de apele mari (braele moarte - vezi fig.3.4), n timp ce alte ramuri pot aprea mai
departe cu un traseu complet diferit.
Fig.3.4. Formarea braelor
moarte
1- bra mort;
2- ostrov (popin)
21
Profilul longitudinal al rurilor, este determinat n mare msur de profilul n lung al
vilor n care curg i este definit de linia talvegului (linia care unete punctele cu cea mai
mare adncime ale albiei unui curs de ap). Dei n realitate profilul longitudinal este foarte
neregulat, privit n ansamblu el are o form aproximativ parabolic (vezi fig.3.5).
Fig.3.5. a) forma teoretic; b) profil longitudinal n trepte
Configuraia terenului i alctuirea geologic a patului albiei pot aduce perturbaii n
aceast form teoretic. De ademenea i construcia barajelor sau a lucrrilor de regularizare.
Panta longitudinal, deci i procesele de albie, difer sensibil n cele trei zone
distincte (I, II i III - fig.3.5.a):
- sectorul superior (I - montan / eroziune);
- sectorul mijlociu (II - echilibru temporar);
- sectorul inferior (III - de es / depuneri).
Panta longitudinal, foarte mare n sectorul superior, se micoreaz spre vrsare
(sectorul inferior). Datorit pantei foarte mari, rul exercit n cursul superior o puternic i
continu aciune eroziv asupra albiei. O modificare continu a albiei are loc i n sect orul
inferior, dar unde din cauza micorrii forei de antrenare (hidrodinamice) se produc
depuneri, deci nlarea fundului albiei. n sectorul mijlociu, profilul longitudinal considerat
n ansamblu, se gsete temporar n starea de echilibru.
Fenomenul de eroziune, transport i depunere face ca profilul n lung s evolueze n
timp ctre o form stabil, care este profilul de echilibru al rului respectiv. La rurile mari,
evoluia ctre profilul de echilibru se face lent, n decurs de secole, n timp la cele mici i
mai ales la toreni evoluia este mai rapid.
Variaii importante n profilul longitudinal al rurilor care i -au stabilit un profil de
echilibru, se produc datorit construciei barajelor. Lacurile de acumulare care iau natere n
spatele acestora i acumulrile masive de aluviuni de aici, modific att panta longitudinal a
22
rului principal, ct i a afluenilor si. Modificri importante se produc i n aval de baraj,
unde apele rului degajate de aluviuni au o for de antrenare mai mare i erodeaz albia.
Din cele prezentate pn acum rezult evident faptul c procesele naturale normale de
albie determin modificri continue ale acesteia, modificri care la rndul lor influeneaz
caracteristicile curgerii i care conduc spre un echilibru natural inevitabil.
Dar procesele de albie, mai ales n perioadele de viitur pot conduce i spre efecte
duntoare, ca de exemplu:
- erodarea, surparea / deplasarea malurilor i n consecin
atacarea / compromiterea terenurilor adiacente;
- crearea formaiunilor aluvionare care pot stnjeni funcionarea captrilor de
ape sau navigaia;
- inundarea teritoriilor adiacente albiei majore, la atingerea nivelurilor maxime
sau extraordinare.
Acestor procese de albie duntoare, dar i celor destinate realizrii unor condiii
superioare de utilizare a albiei i apei care circul n aceasta, trebuie s le gseasc soluii
tehnice corespunztoare domeniului aferent regularizrilor i ndiguirii cursurilor de ap.
Mai concret, lucrrile de regularizare i corectare a albiilor respectiv malurilor
rurilor vizeaz mbuntirea scurgerilor lichide i solide (aluviunilor) i ridicarea
capacitii de transport a albiilor n perioadele de ape mari (viituri); deci posibilitatea
evacurii debitelor maxime n intervale mai scurte de timp i fr creteri ale nivelurilor
peste cotele de inundabilitate.
Prin aceste lucrri se realizeaz:
a) corectarea traseului albiei, adic reducerea gradului de sinuozitate i scurtarea
sectorului supus amenajrii (vezi fig.3.6 - contur rectificat);
23
Fig.3.6.
b) mrirea pantei longitudinale a talvegului pn la valori care s permit sporirea
vitezei de curgere corespunztor scopului urmrit (reducerea duratei de evacuare a debitelor
maxime), dar fr accelerarea eroziunilor sau favorizarea colmatrilor; din acest motiv este
necesar ca aceast modificare s nu rup brusc echilibrul natural deja existent, adic valoarea
pantei de regularizare s fie ct mi apropiat de cea natural (i reg inat, vezi fig.3.7);
24
Fig.3.7.
c) lrgirea i adncirea albiei naturale, obinndu-se astfel seciuni transversale cu
capacitate de transport sporit, deci capabil de preluarea i evacuarea mai rapid a apelor de
viitur (vezi fig.3.8).
Lucrrile de aprare contra inundaiilor, se refer n principal la digurile de aprare.
Digurile de aprare sunt construcii (de pmnt compactat) n rambleu executate n albia
major a unui ru, pe unul sau ambele maluri (vezi fig.3.8), ale cror cote la coronament, pe
ntreg traseul, sunt superioare cotelor nivelurilor apelor mari (viiturilor). Aceste lucrri apr
de efectele dezastruoase ale inundaiilor, ntinse suprafee agricole, construcii rutiere,
industriale i civile, dar mai ales vieile oamenilor.
25
Fig.3.8.
Toate aceste scopuri anterior prezentate (a, b, c) reprezint de fapt obiectivele
generale ale lucrrilor de regularizare ale cursurilor de ap.
Lucrrile care rspund eficient acestor obiective se regsesc n schema general de
amenajare, prezentat n fig.3.6. Albia regularizat, n figura menionat, are n bun msur
un traseu modificat fa de cel iniial, n alctuirea cruia se gsesc:
- poriuni din malurile iniiale, modificate, sau numai cu rectificri locale de
trasee (1-2, 3-4, 11-12);
- poriuni din malurile iniiale consolidate cu lucrri de aprare (2 -5);
- lucrri de dirijare, amplasate n vechea albie, longitudinale (praguri, diguri
submersibile, ziduri de sprijin, 2-5, 6-8, 9-11, 10-13) sau transversale (epiuri, 4-7);
- tranee dragat / tiere de meandr (7-8-9-10);
- diguri de aprare.
Forma n plan i seciunile transversale ale traseului regularizat sunt astfel proiectate
i realizate nct s conduc spre un echilibru hidrodinamic ntre curent i albia nou creat,
cu ajutorul acestor lucrri.
Acestor lucrri clasice, concepiile moderne din domeniu mai adaug un alt set de
lucrri, care utilizeaz n ct mai mare msur energia cursului de ap pentru a crea o albie
nou, cu caracteristicile dorite (praguri deversante n perioadele de ape mari, bioprotecii
etc.).
26
Lucrrile de regularizare proiectate trebuie s in seama de cele anterior executate
(prize de ap, baraje) sau prevzute pentru amenajarea cursului de ap i, s aib n vedere
principiile care asigur conservarea, protecia mediului ambiant i nfrumusearea peisajului.
3.2. Traseul, seciunea i profilul longitudinal de regularizare
Traseul de regularizare este determinat de traseul noului talveg. n funcie de acesta,
de celelalte elemente ale curgerii i de configuraia local a terenului se determin i traseul
malurilor. Traseul de regularizare este strns legat de panta disponibil i de natura terenului.
Alegerea lor se face innd seama de posibilitatea realizrii tuturor obiectivelor regularizrii
i n special a seciunii proiectate [13].
Un traseu sinuos, cu curburi continue, care nu se deprteaz prea mult de traseul
iniial, reuete aproape ntotdeauna s realizeze o albie stabil.
Traseul regularizat trebuie s ndeplineasc urmtoarele cerine:
- s realizeze pantele i seciunile de regularizare alese;
- s fie alctuit dintr-o serie de curbe i contracurbe desprite prin puncte de
inflexiune sau scurte aliniamente (nu mai lungi de trei limi de albie); trebuie respectat n
special variaia continu a curbelor de la zero la punctele de tangent de la capete, la curbura
maxim din vrful curbei; o astfel de variaie continu asigur trecerea progresiv a seciunii
de la forma simetric i limea mai mic din aliniament, la forma disimetric i limea mai
mare din curb; raza minim din vrful curbei trebuie s fie R = (3,5 8,0) B, unde B este
limea albiei la oglinda apei pentru debitul de calcul;
- s se rezeme la ambele capete pe malurile unor sectoare stabilizate; n caz
contrar, meandrele care limiteaz sectorul se pot deplasa n aa msur nct lucrrile
executate s constituie o piedic pentru curgerea apei i pentru navigaie sau chiar s rmn
complet pe uscat;
- s fie aezat n cuprinsul albiei minore, n limitele zonelor cu depuneri minime
de aluviuni i s se sprijine pe malurile concave nalte existente; este recomandabil ca n
seciunile ntinse ale vechii albii, aezarea traseului regularizat s se fac inndu -se seama
de malurile, bancurile i insulele deja consolidate i aezate favorabil; de asemenea trebuie
luate n considerare i utilizate ct mai complet lucrrile de regularizare existente; traseul
trebuie ndeprtat de malurile nestabile (terenuri curgtoare, grohotiuri etc.);
27
- s se nscrie n sinuozitile largi ale albiei majore, fr ns a fi prea diferit de
traseul acesteia; unghiurile formate de axele hidrodinamice ale celor dou albii n punctele
lor de intersecie s fie ct mai mici posibil.
Pentru traseul regularizat forma indicat este dat de arcele de sinusoid, arce care
satisfac cel mai bine condiiile dezvoltrii progresive a curburilor i cele hidraulice optime
curgerii regularizate. Acest traseu (vezi fig.3.9) este descris de relaiile:
02
000 R2
y;R2
x2
tgtg (3.1)
i ecuaia: 0
0x2
xyy
cos (3.2)
unde: R0 (m) - este raza minim la vrful curbei;
2x0 (m) - lungimea coardei;
y0 (m) - sgeata maxim.
Fig.3.9.
n practic, traseul cel mai comod, care satisface n acelai timp condiiile unei
creteri progresive a curburii, este cel n mner de co. Acesta este alctuit, de obicei, din
trei arce de cerc, cel din mijloc avnd raza cea mai mic. Curbele traseului se mai pot realiza
din arce de cerc cu racordri parabolice, din arce de elips, parabol, lemniscat etc.
28
Realizarea traseului regularizat se asigur prin lucrri de regularizare (epiuri, diguri
longitudinale de dirijare, praguri de fund) care se pot executa pe ambele maluri sau numai pe
unul singur. Digurile longitudinale de dirijare se utilizeaz mai ales n prile concave,
epiurile fiind preferate n restul traseului.
Seciunea de regularizare trebuie s asigure curgerea debitului lichid i solid
(aluviunile) la orice nivel fr ca apele corespunztoare debitului de regularizare ales s se
reverse peste maluri i fr ca patul albiei s sufere nnisipri sau adnciri importante. n
plus, pe rurile navigabile, seciunea regularizat trebuie s asigure gabaritul (adncimea) de
navigaie. Seciunea regularizat, n special prin amenajarea corespunztoare a taluzurilor,
banchetelor i teraselor trebuie s contribuie la nfrumusearea peisajului.
Seciunea unic, (vezi fig.3.10) trebuie s asigure curgerea la orice nivel. Limea
albiei este determinat de debitele maxime, calculate cu asigurarea corespunztoare
importanei, rolului i regiunii strbtute. Formele utilizate la canalele artificiale nu au
ntrebuinare n regularizrile de ruri dect n cazuri foarte rare, cnd variaiile debitelor
sunt cu totul nensemnate. Restrngerea limii albiei dup cerinele seciunii optime,
conduce la adncimi mari i diferene de nivel importante chiar pentru variaii moderate ale
debitelor [13]. Acest lucru este contrar cerinelor unei bune regularizri, care presupune
variaii de nivel n albie n limite ct mai restrnse. n plus, sporirea adncimilor n albie are
ca urmare sporirea vitezelor de curgere ( IRCv - Chzy) la ape mari i deci afuieri i
dificulti de ntreinere.
Fig.3.10.
a, b) seciune unic n
sptur; c, d) seciune
etajat n sptur i
mixt
Dimensiunile generale ale seciunii transversale nu trebuie considerate absolute i
definitive, mai ales atunci cnd datele hidrologice pe care s-au bazat calculele sunt relativ
29
incerte. Din acest motiv, alctuirea seciunii transversale i lucrrile pentru fixarea acesteia
trebuie astfel concepute nct s admit corecii ulterioare, fr dificulti i cheltu ieli prea
mari.
Forma transversal uzual a albiilor n aliniament este cea eliptic sau parabolic.
Executarea i ntreinerea acestor forme este destul de grea i costisitoare. De aceea se
prefer contururile poligonale apropiate acestora.
n curbe, conturul seciunii este determinat de dou ramuri de parabol asimetrice,
avnd ca ax comun verticala corespunztoare adncimii maxime (talvegului). Se poate
utiliza i curba dat de relaia (vezi fig.3.11):
R
Xa1
B
x41hy
2
2
0 (3.3)
unde: R (m) - este raza malului concav;
B, h (m) - sunt limea la oglinda apei, respectiv adncimea medie de regularizare n
sectoarele rectilinii;
a - coeficient empiric, cu valorile:
a = 5,34, dac debitul maxim de calcul este transportat n albia minor (albie
unic);
a = 8,00, dac debitul maxim este transportat i n albia major;
h3
2h0
Fig.3.11.
Adncimile medii i maxime ntr-un sector curb, funcie de raportul B/R pot fi
calculate (dup Boussinesq) cu ajutorul relaiilor:
hh;hh cmax,c,med (3.4)
n care, h (m) este adncimea medie de regularizare n sectoarele rectilinii, iar i ,
coeficieni ale cror valori sunt date n tabelul nr.3.1.
Tabelul 3.1.
30
B/R 0,16 0,20 0,25 0,50
1,24 1,27 1,33 1,60
1,48 1,84 2,20 3,00
Profilul longitudinal de regularizare, este n bun msur determinat de profilul vii
n care rul curge. Pantele de curgere nu pot diferi prea mult de cele ale vii i sunt limitate
de natura terenului. Pentru un anumit traseu de regularizare ales, pantele de curgere sunt n
strns legtur cu seciunea transversal i debitul transportat prin relaiile cunoscute din
hidraulic ( IRCSQ , vezi subcapitolul 1.2). Pantele de curgere determin transportul
aluviunilor i condiioneaz stabilitatea albiei (eroziunile). Se poate lesne observa c prin
lucrrile de regularizare n curbe lungimea traseului albiei se reduce, n timp ce cotele
(nivelurile luciului) apei n seciunile amonte i aval (intrare i respectiv ieire) rmn
aceleai (vezi fig.3.6). Ca atare tierile de cot vor conduce inevitabil la mrirea pantei
longitudinale a traseului regularizat (i reg > inat - fig.3.6 i 3.7). Aceast modificare poate
conduce ns la schimbri importante ale regimului hidraulic i evident ai parametrilor
geometrici caracteristici albiei. Pentru a evita ns aceste modificri brute ale echilibrului
anterior existent este recomandabil ca i reg inat. n situaii deosebite, pentru a respecta
aceast recomandare, se poate recurge la soluia profilului longitudinal n trepte de cdere
(h - vezi fig.3.7.b).
Indicaii utile pentru proiectare aferente pantelor de curgere i profilului longitudinal
(de regularizare) se pot obine din relaiile morfometrice ale albiei stabile i de sectoarele
favorabile. Este ns necesar s se cerceteze dac pantele constatate n sectorul model
(favorabil) nu sunt cumva rezultatul unor cauze speciale locale (fixarea patului datorit unor
bancuri de pietri provenit dintr-un vechi torent sau unor construcii deja existente, de baraje,
praguri de fund nnisipate etc.). O condiie esenial ns este i aceea ca debitele lichide i
solide ale sectorului model s fie foarte apropiate sau comparabile cu cele ale sectorului care
urmeaz a fi regularizat. Trebuie de asemenea examinat, n ce msur pantele de curgere i
toate celelalte caracteristici ale sectorului model sunt datorate rului nsui sau afluenilor
si.
31
3.3. Materiale i elemente de construcie utilizate pentru regularizarea cursurilor
de ap
ntruct lucrrile de regularizri necesit volume mari de materiale, este necesar
pentru reducerea la maximum a costurilor lucrrilor, s fie folosite n proporie ct mai mare
materiale locale, care nu necesit cheltuieli de transport foarte mari. n acest scop se folosesc
prioritar materiale ca lemnul (mai ales crengile), pmntul, piatra de ru sau piatra spart,
plante (de la iarb pn la arbuti sau copaci) i cu maximum de chibzuin materiale clasice
ca betonul i betonul armat, materiale bituminoase, materiale plastice sau metalul.
Aceste materiale trebuie s fie rezistente la solicitrile caracteristice lucrrilor
hidrotehnice, cum sunt eroziunea, dizolvarea, presiunile statice i dinamice ale apei, tasri
inegale, variaii de temperatur, succesiunile nghe - dezghe, coroziunea etc.
Dintre acestea:
1. pmntul, se folosete la umpluturi n vederea corectrii malurilor i
depresiunilor, ca teren vegetal aternut pe taluzuri n vederea nierbrii acestora sau ca
materiale de baz la execuia corpului diferitelor lucrri de regularizare (cel mai frecvent
pentru diguri), sub form de nisip, argil nisipoas, nisip argilos; argila poate fi folosit la
cptuirea canalelor, ca ecran sau smbure central la digurile de aprare; trebuie evitate
pmnturile mloase, pmnturile turboase sau nisipurile fine;
2. piatra, foarte frecvent folosit pentru mbrcmini i consolidri de maluri, ca
straturi de egalizare sau filtre, ca element de lestare a construciilor realizate din lemn, la
masive din anrocamente, zidrii etc.; poate fi folosit piatra de ru (cu = 20 ... 70 mm pn
la bolovani cu > 70 mm), piatra brut de carier, spart sau cioplit.