ELEMENTE DE HIDROLOGIE INGINEREASCĂ I

  • Upload
    gmd28

  • View
    279

  • Download
    3

Embed Size (px)

Citation preview

  • 8/7/2019 ELEMENTE DE HIDROLOGIE INGINEREASC I

    1/22

    Capitolul 2

    ELEMENTE DE HIDROLOGIEINGINEREASC

  • 8/7/2019 ELEMENTE DE HIDROLOGIE INGINEREASC I

    2/22

    2.1. GeneralitiHidrologia: tiina care se ocup cu studiul hidrosferei.Funcie de obiectul de studiu:

    -hidrologia continental:

    - studiul rurilor (potamologia)

    - studiul lacurilor (limnologia),- studiul mlatinilor (telmatologia),

    - studiul apelor subterane (hidrogeologia) i

    - studiul ghearilor i al zpezilor (glaciologia);

    - hidrologia mrilor i oceanelor(oceanografia) Hidrologia cuprinde trei ramuri principale:

    Hidrografia Hidrometria

    Prelucrarea datelor hidrologice

  • 8/7/2019 ELEMENTE DE HIDROLOGIE INGINEREASC I

    3/22

    2.2. Factorii naturali ai scurgerii

    apelor

    Condensare

    SublimareZpad

    Advecie

    Ploaie

    PloaieEvaporaie

    Evapotranspiraie

    Vegetaie

    Lac RuOcean

    Scurgere dinru

    Infiltraie Scurgere desuprafa

    Percolaie

    Ap subteran

    Ap subteran

    Sol umed

    Scurgerea apeisubterane

    Scurgereaapelor topite

    CondensareCondensare

    Advecie

    Hidrologic, scurgerea apelor la suprafaa pmntului este determinat de ciclulhidrologic

  • 8/7/2019 ELEMENTE DE HIDROLOGIE INGINEREASC I

    4/22

    Scurgerea apelor la suprafaa pmntului

    este influenat i de o serie de factorinaturali:

    factori climatici: precipitaiile, temperatura,presiunea atmosferic, vntul, evaporaia,

    transpiraia vegetaiei, etc.

    factori geomorfologici: caracteristicile

    reelei hidrografice, ale bazinuluihidrografic, i ale albiei rului;

  • 8/7/2019 ELEMENTE DE HIDROLOGIE INGINEREASC I

    5/22

    Cursurile de ap de suprafa se clasific

    dup mrimea debitului de ap scurs idup gradul de permanen a curgerii n:

    cursuri de ap mici, cu scurgerea intermitenta apei (uvoaie, toreni, praie);

    cursuri de ap mijlocii i mari, cu curgere

    continu a apei (ruri i fluvii).

  • 8/7/2019 ELEMENTE DE HIDROLOGIE INGINEREASC I

    6/22

    Izvorul rului: punctul, originea, din care rulncepe s curg ( un lac, o mlatin, o apsubteran, etc.) Dei n apropierea izvorului, rulpoate avea dimensiuni i debite foarte mici, nlungul curgerii, pe msur ce din ce n ce maimult ap se adun n acesta, dimensiunile idebitul su cresc.

    Cursurile rurilorau fost divizate n treisectoare, innd cont de diferitele caracteristicihidrologice, topografice, fizico-geografice,geologice, etc., n cursul superior (alpin), cursul

    mijlociu i cursul inferior. Vrsarea ruluieste locul n care acesta sevars de regul n alt ru mai mare.

  • 8/7/2019 ELEMENTE DE HIDROLOGIE INGINEREASC I

    7/22

    2.2.1. Reeaua hidrografic

    Reea hidrografic a unui curs de ap: sistemul devi afluente, direct sau indirect, permanent sautemporar, n cursul de ap considerat principal.

    Caracteristicile unei reele hidrografice sunt:

    lungimea rurilor din reea;

    densitatea reelei hidrografice.

  • 8/7/2019 ELEMENTE DE HIDROLOGIE INGINEREASC I

    8/22

    Lungimea cursului de ap: distana desfurat ntrepunctul de origine i punctul de vrsare.

    Punctul de

    confluen

    Km 0Km 1Km 2Km 3Km 4

    3+160 1+200

    2+400

    izvor

    Figura 2.1. Schema hidrografic a unui curs de ap

    .h.r

    t.h.r

    S

    LD !

    Densitatea reelei hidrografice: se exprim prinlungimea tuturor ramificaiilor unui curs de ap cuprinsn unitatea de suprafa (km/km )

    unde Lt = lungimea total a tuturor rurilor din reea,Sr.h. = aria teritoriului pe care se desfoar reeaua

    2

  • 8/7/2019 ELEMENTE DE HIDROLOGIE INGINEREASC I

    9/22

    2.2.2. Vile cursurilor de ap

    Vile rurilor: forme negative de reliefdeterminate n principal de apa provenit dinprecipitaii i care curge sub aciunea gravitaiei.

    Terasamaluluistng

    Terasamalului drept

    Versantuldrept

    Versantulstng

    Lunca maluluistng

    Lunca maluluidrept

    Grind

    Malulstng Malul

    dreptTalveg

    Albia minor

    Albia major

    Figura 2.2. Seciune transversal printr-un curs de ap

  • 8/7/2019 ELEMENTE DE HIDROLOGIE INGINEREASC I

    10/22

    Seciune transversal: intersecia ruluila nivel maxim cu un plan vertical,perpendicular pe direcia de curgere aapei, n punctul dat.

    Traseul n plan: o form sinuoas,

    constituit dintr-o succesiune de curbe icontracurbe, cu, sau fr poriuni rectiliniiintermediare

    Traversad

    Talveg

    Malconvex

    Malconcav

    Figura 2.3. Traseul n plan al albiei unui ru: a) dispoziie sinuoas normal; b) meandr

    a) b)

  • 8/7/2019 ELEMENTE DE HIDROLOGIE INGINEREASC I

    11/22

    Profilul n lung: este determinat de limitatalvegului i are o form apropiat de oparabol. Se modific permanent subaciunea mai multor factori, cei maiimportani fiind: panta i structura

    geologic.

    I II III

    L (km)

    H (m)

    Figura 2.4. Modificrile caracteristice ale profilului n lung al albiei

  • 8/7/2019 ELEMENTE DE HIDROLOGIE INGINEREASC I

    12/22

    Panta unui ru se definete ca fiind pantatalvegului i este dat de relaia:

    (m/km, )

    Rurile de munte au pante de 20 300m/km, iar cele de es de 0,3 0,1 m/km.

    L

    HI

    (

    (

  • 8/7/2019 ELEMENTE DE HIDROLOGIE INGINEREASC I

    13/22

    2.2.3. Bazinul hidrograficBazin hidrografic, bazin de recepie saubazin colector al cursului de ap: suprafaaterenului de pe care o reea hidrografic i

    colecteaz apele. Pot fi: bazine hidrografice de suprafa

    bazinele hidrografice subterane,

    Cumpna apelor: locul geometric al punctelorde la care apa din precipitaii atmosferice sescurge prin gravitaie spre cursul de apconsiderat.

  • 8/7/2019 ELEMENTE DE HIDROLOGIE INGINEREASC I

    14/22

    Caracteristicile bazinelor hidrografice I. Caracteristicile geometrice ale bazinelor hidrografice

    a) Suprafaa i forma bazinului hidrografic.Suprafaa: determinat prin planimetrarea teritoriului determinat de

    cumpna apelor, se noteaz cu F sau Sb.h. [km2]

    Forma: influeneaz n mod hotrtor regimul hidrologic al cursului

    de ap. Mrimi caracteristice:- lungimea bazinului hidrografic, L (km): distana de la captul

    amonte, din zona izvoarelor, pn la vrsare, msurat pe liniamedian a bazinului hidrografic;

    - limea medie a bazinului hidrografic, B (km): determinat ca raport

    ntre SBH i L:- coeficientul de form a bazinului hidrografic- coeficientul de asimetrie a bazinului;- graficul de dezvoltare a bazinului.

    L

    S

    B.h.b

    !

    2

    .h.b

    .h.b

    P

    S4 ! TN

  • 8/7/2019 ELEMENTE DE HIDROLOGIE INGINEREASC I

    15/22

    b) Altitudinea medie a bazinului hidrografic, definitca o medie ponderat n raport cu suprafaa bazinuluihidrografic:

    unde variabila independent s reprezint suprafaa nsensul dezvoltrii bazinului hidrografic, iar H estealtitudinea seciunii de nchidere a subbazinului de

    suprafa s.

    H = H(s): curba hipsometric a bazinului hidrografic

    Dup altitudinea medie, BH se clasific n:

    BH de munte: Hmed > 600mdM

    BH de deal: 200mdM < Hmed < 600mdM

    BH de cmpie: Hmed < 200mdM

    !.h.b

    0

    .h.b

    med dssHS

    1

    H

    !

    !

    1n

    0i

    i1i

    1ii

    .h.b

    med ss2

    HH

    S

    1H

  • 8/7/2019 ELEMENTE DE HIDROLOGIE INGINEREASC I

    16/22

    il

    is

    0H

    1H

    2H

    iH

    nH

    1nH

    H

    0H

    iH

    medH

    nH

    is0 .h.bSS

    ]mdM[

    Figura 2.7. Curba hipsometric a unui bazin hidrografic

    a) b)

    c) Panta medie a bazinului hidrografic(m/km, )

    !

    !1n

    0ii1i1i,i

    .h.b

    med ssIS

    1I

  • 8/7/2019 ELEMENTE DE HIDROLOGIE INGINEREASC I

    17/22

    II. Caracteristicile fizico-geografice ale bazinelor hidrografice

    Poziia geografic

    Structura geologic a scoarei terestre pe suprafaa bazinului

    Climatul

    nveliulvegetal

    Orientarea bazinului

  • 8/7/2019 ELEMENTE DE HIDROLOGIE INGINEREASC I

    18/22

    2.3. Debitele cursurilor de

    ap

    Debitele de ap reprezint principala mrimecaracteristic a scurgerilor de suprafa (a

    rurilor) din punctul de vedere hidrologic.

    Sunt importante: debitul lichid al rului i

    debitul aluvionar al rului.

    2.3.1. Definiii, componente.Debitul lichid, debitul solid

  • 8/7/2019 ELEMENTE DE HIDROLOGIE INGINEREASC I

    19/22

    Debitul lichid al rurilorD

    ebit lichidal unui ru: cantitatea de ap carese scurge printr-o seciune ntr-o unitate de timp(exprimat n [m3/s] sau [l/s]).

    Sunt alimentate n principal din precipitaii, carepot ajunge n cursurile de ap de suprafa prinmai multe ci:

    a.scurgerea la suprafa,

    b.scurgerea hipodermic,

    c.scurgerea subteran,

    d.precipitaii directe la suprafaa cursului de ap

  • 8/7/2019 ELEMENTE DE HIDROLOGIE INGINEREASC I

    20/22

    a. Scurgerea de suprafa, reprezint scurgerea de pe suprafaa solului,determinat de gravitaie. Este vorba de scurgerea apelor provenite din ploi itopirea zpezilor i care nu s-a infiltrat, evaporat sau acumulat n depresiunile desuprafa. Timp de concentrare al bazinului: timpul necesar unei picturi de apcare cade n cel mai ndeprtat punct al bazinului hidrografic s ajung nseciunea de ieireb. Scurgerea hipodermic, reprezint scurgerea unei pri din precipitaiileinfiltrate, n zone din imediata apropiere a suprafeei terenuluic. Scurgerea subteran, care provine din alimentarea straturilor freatice sau demare adncime prin infiltraie. Este sursa scurgerii n perioadele dintre precipitaiid. Precipitaiile directe la suprafaa apei

    Tcr

    Ttot

    QmaxVrful viiturii

    Curba de secare

    Q

    [m3/s]

    t [h]

    Figura 2.13. Hidrograful de viitur

    Parametri care definesc un hidrografde viitur sunt:debitul maxim, Qmax;volumul viiturii, Wmax;timpul de cretere, Tcr;

    timpul total al viiturii, Ttot.

    Viitur: creterea brusc i de scurtdurat a nivelelor i implicit a debitelorcursurilor de ap, ca urmare a curgeriisuperficiale rezultate din precipitaii,topirea zpezilor sau ca urmare a unoraccidente (ruperi de baraje naturale

    sau artificiale, supraalimentri, etc.).

  • 8/7/2019 ELEMENTE DE HIDROLOGIE INGINEREASC I

    21/22

    Cele mai importante debite ale unui curs de ap sunt:

    Debitul maxim maximorum (Qmax.max) reprezint debitul cel mai marenregistrat pn n prezent. Poate avea i caracter catastrofal (Qcat).

    Debitul extraordinar (Qmax.ex) reprezint debitul cel mai mare nregistrat ntr-o perioad de 30 ani consecutivi.

    Debitul maxim anual (Qmax.an) este debitul cel mai mare nregistrat n timp

    de un an i are o durat de o zi n cadrul acelui an.

    Debitul normal sau debitul modul (Q0) reprezint media aritmetic adebitelor anuale pe un ir ndelungat de ani (30-40)

    Debitul mediu (Qmed.anual, Qmed.lunar, Qmed.var; Qmed.decad etc.) este debitulcare se stabilete pentru o anumit perioad de timp (decad , lun,

    anotimp). Debitul minim minimorum (Qmin.min) este debitul cu cea mai mic valoare,

    produs pn n prezent.

  • 8/7/2019 ELEMENTE DE HIDROLOGIE INGINEREASC I

    22/22

    Debitul aluvionar al rurilor

    Debitul aluvionar (debitul solid) reprezintcantitatea de aluviuni (particule solide, dedimensiuni mai mari sau mai mici bolovani,

    pietri, nisip, argil- desprinse din scoaraterestr sub aciunea agenilor atmosfericisau de alt natur i antrenate de curenii de

    ap de suprafa) transportat de apele unuiru prin seciunea sa activ, n unitatea detimp.