1

Cuvnt nainte

n ultimele decenii s-au fcut simite importante schimbri climatice. Se manifest perioade secetoase de unu sau mai muli ani urmate de ani foarte ploioi sau normali din punct de vedere hidrologoc. Att lipsa ct i excesul de ap sunt de natur a provoca fenomene catastrofice. Din acest motiv, amenajarea bazinelor hidrografice cu lucrri antierozionale i amenajarea rurilor se impun n mod evident. Amenajarea bazinelor hidrografice nseamn executarea unor lucrri care vor combate eroziunea solului, cu rol favorabil n meninerea fertilitii sale dar i n mpiedicarea ajungerii materialului erodat n albiile rurilor, unde va colmata seciunea de scurgere i va genera inundaii. De asemenea, materialul erodat de pe versani va colmata lacurile de acumulare construite pe ruri sau va bloca prizele de ap, etc. Amenajarea rurilor privete urmtoarele aspecte : asigurarea stabilitii albiei i protejarea zonelor, cilor de comunicaii sau construciilor din apropierea rurilor, meninerea seciunii de scurgere a albiilor, executarea de lucrri de regularizare a debitelor (acumulri de ap), satisfacerea consumatorilor de ap, navigaia, etc.

Prin amenajarea regularizarea rurilor sunt de asemenea protejate prizele de ap, podurile i alte lucrri de traversare. O alt categorie de lucrri extrem de importante executate la amenajarea rurilor sunt cele destinate aprrii mpotriva inundaiilor. Lucrarea de fa trateaz aceste probleme i este destinat studenilor facultilor de construcii, agricultur i ecologie i tuturor celor interesai de domeniile amintite.

Autorul

2

Corneliu Dan Hncu

REGULARIZRI DE RURI I

COMBATEREA INUNDAIILOR

2008

3

CAP. 1 INTRODUCERE

1.1 Obiectul disciplinei

Regularizri de ruri este o ramur a construciilor hidrotehnice care se ocup cu studiul i influenarea n sensul dorit, prin lucrri inginereti, a proceselor de albie. Scopul final al lucrrilor de regularizri este crearea echilibrului ntre curent i albie fr a ntrerupe procesele de albie. Procesele de albie sunt acele fenomene care se produc n mod natural datorit curgerii debitului lichid, a celui solid i a gheurilor, dup cum urmeaz: - eroziunea malurilor i a patului albiei, n cazul n care viteza are valori mari rezult aluviuni,

- depunerile de aluviuni n zonele unde viteza apei n albie scade sub anumite valori,

- ca urmare a eroziunilor i depunerilor se produce evoluia n timp a traseului n plan i a profilului longitudinal al rului. Pentru c am vorbit de rolul vitezei de curgere a apei n albie, trebuie artat c ea este guvernat de legea lui Chezy:

RiCv 1.1

Se poate constata foarte uor dependena care apare ntre viteza de curgere a apei i panta rului :

- dac panta e mare rezult o vitez mare de curgere a apei i se produc eroziuni ale patului albiei,

- dac scade panta atunci scade i viteza de curgere a apei i sunt favorizate procesele de depunere a aluviunilor.

Repartiia vitezei de curgere n albie se face ca n desenele urmtoare:

a n plan b pe vertical

Fig. 1.1

Principalele obiective ale lucrrilor de regularizri sunt: - aprarea malurilor i protecia construciilor, terenurilor agricole i a altor bunuri materiale,

- aprarea construciilor de traversare (poduri, conducte aeriene,etc.),

- realizarea condiiilor necesare pentru funcionarea diferitelor lucrri hidrotehnice proiectate pe ru (prize de ap,acumulri, etc.), - sporirea capacitii de transport a albiei (mpotriva inundaiilor), - controlul nivelului apelor subterane din lunc n scopul desecrii acesteia,

- amenajarea confluenelor i ramificaiilor de ruri, - aprarea contra inundaiilor, - amenajarea albiilor pentru navigaie,

v B

MS

MDR

v

hmasevh /*1.0

i

4

- amenajarea albiilor n zonele unde s-au fcut modificri artificiale ale albiei, sau chiar albii noi.

1.2 Scurt istoric

Ca i construciile n general, activitatea oamenilor de a mbuntii i a folosi ct mai deplin rurile are o mare vechime. Cteva exemple gritoare sunt urmtoarele:

- pe Nil, cu aproximativ 4400 . e. n. se realizau lucrri de irigaii, - n Olanda cu aproximativ 2000 . e. n. erau utilizate ndiguirile, - n Mesopotamia s-au realizat lucrri de regularizare a fluviilor Tigru i Eufrat cu circa 500 . e. n.

Pe teritoriul rii noastre s-a executat, dup anul 106 (n vremea mpratului Traian) un canal pentru navigaie n zona Porile de Fier, pe Dunre, cu lungimea de 3225 m i limea de 57 m. Acesta reprezenta o albie nou, paralel cu albia natural a Dunrii. n secolul 15 s-au amenajat iazuri pe Jijila, Jijioaia, Bahluie (Moldova), n scopul atenurii viiturilor i altor folosine locale (piscicultur, morrit). n vremea lui Radu Negru i a lui tefan cel Mare s-au executat cteva baraje cu scopul devierii unor cursuri de ap. n secolele 17-19 lucrrile de regularizri au fost foarte mult frnate de proprietatea privat asupra terenurilor i de nenelegerea clar a utilitii lor. n urma unor inundaii repetate i a existenei terenurilor mltinoase, n zona Timioarei s-au efectuat lucrri de desecri i ndiguiri n secolul 18. Dup marile inundaii din 1757 este chemat inginerul olandez Maximilian Frymanth, care propune pentru

regularizarea rurilor Bega i Timi o lucrare unic prin faptul c leag prin dou canale cele dou ruri. Pe aceste dou canale apa curge gravitaional datorit situaiei din profilele longitudinale ale celor dou ruri (vezi figura 1.2).

La ape mari pe Bega, se produc evacuri de debite pe canalul 2 spre Timi(acesta este ndiguit), protejndu-se de inundare Timioara.

La ape mici pe Bega, pentru asigurarea debitului minim de scurgere salubr, se suplimenteaz debitele cu ap din Timi, pe canalul 1.

n 1757 ncepe i canalizarea(regularizarea i amenajarea pentru navigaie) rului Bega de la Timioara pn la Klec (Serbia) pe circa 70 km i se regularizeaz Bega spre amonte pn la Fget.

5

Fig. 1.2

n 1740 se realizeaz desecarea blii Eced (40.000 ha), n bazinul hidrografic Crasna.

n 1749 se fac lucrri de desecri n cmpiile Criurilor i Someului.

ntre anii 1835 i 1894 se execut regularizarea Criurilor prin tieri de meandre i mari ndiguiri (Criul Alb este redus cu 65% din lungime, Criul Negru cu 62% i Criul Repede cu 50%).

ncepnd din 1859 se realizeaz, n urma unor mari inundaii, ndiguiri pe Timi, Bega, Mure, Aranca, Brzava i Moravia.

ntre anii 1875 i 1877 se face dirijarea viiturilor Dmboviei (pentru protejarea Bucuretiului) spre afluenii Argeului: Sabarul, Rstoaca i Ciorogrla, prin realizarea unor canale de legtur (canalele au avut pante mici i de aceea s-au mpotmolit cu timpul). n anul 1850 rul Ilfov a fost dirijat n Colentina (iniial se vrsa n Dmbovia).

ncepnd din anul 1881 se face regularizarea Dmboviei pn la podul Vitan (rectificarea i adncirea albiei - 6m - i acoperirea ei cu scnduri de stejar btute pe grinzi i piloi de lemn).

Din 1889 se trece la amenajarea Dmboviei de la podul Vitan pn la satul Tnganu n aval, iar n amonte pn la Ciurel.

ncepnd cu anul 1936 se trece la realizarea salbei de lacuri de pe rul Colentina:

Buftea, Bneasa, Herstru, Floreasca i Tei. Lacul Cernica se va realiza mai trziu. ntre 1957 i 1959 se face canalizarea Dmboviei pn la vrsarea n Arge. ncepnd din 1842 se fac lucrri de regularizri pentru navigaie pe Dunre. ntre 1875 1881 se fac cheuri n porturile Giurgiu, Brila, i Galai. Dup 1881 se

fac cheuri i n porturile Calafat, Bechet, Corabia, Trgu Mgurele, Zimnicea, Oltenia i Clrai.

n 1856 se nfiineaz Comisia European a Dunrii (format din Anglia, Frana, Italia i Romnia; sediul a fost stabilit la la Galai).

S

S

TIMISOARA

TOPOLOVAT

HITIAS D

D

CHIZATAUBEGA

TIMIS

2

- PRAG DEVERSOR

BARAJ

COSTEI

... ... .. ..... ... .

..

..

2.60

S - STAVILAR

D - DIG

ANROCAMENTE

6

ntre 1897 i 1902 se canalizeaz braul Sulina iar n 1906 se nfiineaz serviciul de dragaj pentru ntreinerea adncimii navigabile datorit constatrii c adncimea navigabil nu se meninea la valoarea de minim 7m, conform hotrrilor Comisiei Dunrii.

n 1895 se ndiguiesc 500 ha n delta Dunrii (la Mahmudia) dar n 1897 o viitur a distrus lucrarea.

n 1904 se execut pentru prima dat n Romnia o ndiguire tip polder (submersibil), la Chirnogi, lng Oltenia.

n 1906 se realizeaz ndiguirea moiei Spanov 1500 ha . n 1910 se nfiineaz serviciul de mbuntiri funciare, condus de Anghel Saligny

pn n 1918. ntre anii 1898 i 1924 se elaboreaz Legea Apelor, care stabilete c apele sunt

bunuri publice, sub autoritatea i controlul statului. Aceast lege deschide calea amenajrii complexe a rurilor n Romnia.

ntre anii 1932 i 1933 se produc mari inundaii : 5 poduri pe Siret sunt ocolite de ape, 21poduri i 34 ci ferate sunt distruse iar oraele Iai, Brlad i Arad au fost grav afectate.

ntre anii 1941 i 1942 au loc mari inundaii n toate zonele rii. Rezult clar necesitatea lucrrilor generale de amenajare a rurilor (n special pe toreni, n bazinele hidrografice) i ndiguiri. S-a pus n eviden i amplasarea greit a podurilor mpreun cu lipsa lucrrilor specifice de regularizare local.

ncepnd cu 1948 se realizeaz urmtoarele lucrri mai importante : - ndiguiri la lacul Brate i acumularea Folteti (n judeul Galai), - regularizarea Siretului pe 8 km n zona podului de osea i cale ferat de la

Cosmeti, - regularizri pe Olt, Moldova, Arge, Arie, Some i Jiu, - ndiguiri pe Dunre (circa 1000km), Mure i Some, - se prefigureaz viitoarele canale Dunre - Marea Neagr i Bucureti - Dunre

(realizat, pn n prezent, doar parial).

1.3 Rezolvarea problemei apelor n Romnia

n ara noastr sunt peste 4000 ruri cu bazin hidrografic de peste 10 km2, lungimea total a acestora depind 60.000 km. Acesta este o reea de ape interioare destul de deas, la care se adaug i circa 300 lacuri naturale i artificiale cu suprafa de peste 1 km2. O prim lege a apelor a fost dat n 1898 i prevedea ca principalele cursuri de ap precum i apele mrii, pn la distana de o btaie de tun de la rm, aparin domeniului public. Aceast lege se referea ns numai la problemele de navigaie i numai n expunerea de motive a ei se menionau i efectele economice ale apelor, n legtur cu irigaiile i cu fora motrice. Legi similare existau i n Transilvania, n Bucovina i n fostul Imperiu Austro-Ungar.

Dup rentregirea Romniei, problema ntocmirii unei noi legi a apelor, mai cuprinztoare, a fost pus de o comisie a parlamentului i de un grup de ingineri de specialitate dintre care amintesc pe Elie Radu, Dimitrie Leonida i A. Davidescu. A fost ntocmit un proiect de lege care, dup aprobare, a fost publicat n Monitorul Oficial din 4 august 1921.

Aceast lege prevedea c toate apele de pe teritoriul Romniei sunt bunuri publice, sub autoritatea i controlul statului. ntrebuinarea apelor i orice lucrri referitoare la ape se pot face numai pe baza unei autorizaii. Lucrrile de amenajare ca regularizri, aprri contra

7

inundaiilor, irigaii, amenajri pentru instalarea de for motrice i altele, puteau fi executate de stat sau de particulari care au primit concesiuni de la stat. Legea prevedea ntocmirea unui

program de utilizare integral a apelor. Legea nu a fost aplicat efectiv dect ncepnd din 1924, cnd, cu unele modificri, a fost adoptat Legea regimurilor apelor (Monitorul Oficial din 27 iunie 1924).

Tot n 1924 apare i Legea energiei (Monitorul Oficial din 4 iulie 1924), care prevedea printre altele:

- folosirea raional a resurselor de energie prin amenajarea cderilor de ap, economisindu-se sursele epuizabile,

- acordarea de permise persoanelor competente, pentru studiul unor cursuri de ap n vederea amenajrii lor,

- acordarea de concesiuni de stat pentru construirea de instalaii hidraulice, - ajutorul statului pentru construirea de lacuri egalizatoare. Ca urmare a acestor legi, ntre 1925 i 1927 s-au acordat concesiuni pentru 390 de

instalaii hidroelectrice cu o putere total de circa 145 MW. [27] Apele Romniei, care pn n 1944 au fost, totui, foarte puin studiate, amenajate i folosite, capt n anii notri o amenajare complex (din amonte spre aval) pentru hidroenergie, navigaie, alimentri cu ap, irigaii, piscicultur etc. Pentru studii i proiectarea lucrrilor hidrotehnice s-a creat o vast reea de staii hidrometrice pe apele interioare.

nvtmntul superior de construcii hidrotehnice s-a dezvoltat forte mult i de asemenea i unitile de cercetare, proiectare i laboratoarele hidrotehnice (primul din ar s-a fondat n 1929 la Timioara). Institutul de Cercetri i Ingineria Mediului din Bucureti are cel mai mare laborator din ar.

De asemenea se remarc laboratorul de hidraulic de la Mogooaia al I.S.P.H. Bucureti i cele din centrele universitare care pregtesc specialiti n construcii hidrotehnice : Timioara, Bucureti, Constana i Iai. n 1956 s-a nfiinat Comitetul de Stat al Apelor i Institutul de Planuri de Amenajare i Construcii Hidrotehnice, care a ntocmit Planul de amenajare integral a apelor din Romnia. Execuia planului se propunea n dou etape: etapa 1 pn n 1980, amenajri generale cu timp de recuperare n mai puin de 10 ani; etapa 2 dup 1980, pn la realizarea tuturor amenajrilor apelor interioare care prezint eficien economic. Amenajarea complex a apelor din Romnia, pentru energetic, mbuntiri funciare, navigaie i alte folosine, este n desfurare.

1.4 Inundaiile din mai iunie 1970 i problemele care au fost ridicate pentru gospodrirea apelor n Romnia

Rurile din Romnia au un caracter torenial. Repartiia n timp i spaiu a debitelor este neuniform. Volumul de ap transportat n timpul viiturilor reprezint circa 80% din volumul scurgerii anuale.

n 1970, 2,9 milioane ha de teren arabil erau n pericol de inundare iar eroziunea se

fcea simit pe 9,046 milioane ha . n acel an s-au suprapus topirea zpezilor cu ploile toreniale i au aprut numeroase blocaje de gheuri i plutitori pe ruri (zpoare). Coeficientul de scurgere (definit ca raport ntre stratul de ap czut din precipitaii i stratul de ap scurs la suprafaa terenului) a fost mare datorit terenurilor mbibate cu ap. n aprilie precipitaiile au atins valori de 40-128 l/m2 iar n prima decad a lui mai, 40-50 l/m2. Ca urmare solul a fost saturat cu ap.

8

Luna mai a avut un record de precipitaii (200 l/m2 fa de recordul anterior de 160 l/m

2) iar evaporaia a fost redus din cauza temperaturilor relativ sczute. Ca urmare, au aprut viituri simultane pe aflueni i pe cursurile principale i de aceea cotele de inundaie pe Mure i Some, au fost depite cu 3 5 m!

Debitele medii au fost depite de aproximativ 20 de ori (Some : n 1941 2250

m3/s; n 1970 3200 m3/s ; Mure: n 1932 2160 m3/s; n 1970 2200 m3/s).

Pe Dunre prima und de viitur a sosit la 20 aprilie i a depit nivelurile istorice msurate ncepnd din 1838. A doua und de viitur, la nceputul lui iunie (dup viiturile pe aflueni) a dus la depirea cu 80 cm a nivelurilor istorice. Dunrea a avut debitul de 15.000 m

3/s la Bazia fa de valorile obinuite de circa 7000 m3/s.

n 1970 existau ndiguiri pentru 1,3 milioane ha i acumulri pentru atenuarea viiturilor pentru protecia a 20 mii ha. Aceste lucrri au fost n mod clar insuficiente iar unele au fost subdimensionate.

Barajele mari au lucrat bine i nu au fost semnalate avarii semnificative. Pagubele au depit 10 miliarde lei la caare s-au adugat pagubele indirecte care nu au putut fi estimate (n valori 1970 ; circa 2040 milioane$). n perioada viiturilor au acionat peste 200 mii civili i 10 mii militari cu 1000 utilaje terasiere mari. S-au folosit peste 5 milioane saci cu pmnt i s-au efectuat 1 milion m3 terasamente. Au fost reamenajati aproape 500 km din cei circa 1000 km de diguri la Dunre (malul romnesc e jos iar cel bulgresc mai nalt). Pagubele din inundaii au crescut ntre anii 1960 i 1970 de la 150 milioane lei/an la 1130 milioane lei/an (circa 230 milioane $).

S-a adoptat un plan de msuri pentru completarea Programului naional de gospodrire a apelor, ndiguiri, irigaii i combaterea eroziunii solului. Programul suplimentar cuprindea 1.500 milioane m

3 acumulri, extinderea ndiguirilor, mbuntirea

metodelor de calcul a asigurrilor, folosirea unor metode moderne de calcul i de prelucrare a datelor, proiectarea de amenajri complexe (acumulri i ndiguiri, fr strangularea exagerat a apei). S-a hotrt s se fac o bun i permanent ntreinere a lucrrilor existente dar se pare c acest lucru a fost uitat mai trziu. Comportarea lucrrilor hidrotehnice la inundaiile din 1970 a fost destul de bun. Acumulrile au evideniat un grad de amenajare redus i acumulri insuficiente n zona inundat.

La baraje nu s-au produs avarii sau alunecri periculoase de teren. Aluviunile au depit previziunile, de unde rezult c se impun msuri antierozionale n bazinele hidrografice. De exemplu, Dunrea a avut un debit solid n suspensie de 1100 2100 kg/s.

Procesul de eroziune n aval de unele baraje a fost foarte intens (Doiceti). La barajul Strmtori (de pe Firiza, lng Baia Mare) nu au funcionat golirile de fund.

A rezultat necesitatea funcionrii mai eficiente i mai bine coordonate a Dispeceratului Naional. Au fost rupte diguri de aprare mpotrivas inundaiilor n zonele Vdeni, Brila i Latinu.

A rezultat, de asemenea, c trebuie extinse i calculate cu asigurri corespunztoare acumulrile mici. Zona ndiguit a fost inundat doar n proporie de 3% ! Au fost distruse 4425 de poduri i podee. Cu toate msurile ntreprinse, n anii care au urmat s-au produs i alte valuri de inundaii.

9

n anul 2004 situaia acumulrilor din Romnia, mult mbuntit fa de 1970, se prezenta ca mai jos:

- circa 1400 de acumulri permanente i nepermanente, - cele mai mari 220 dintre ele aveau volume de peste 1 mil. m3, - 217 dintre ele, cu un volum total de 8110 mil. m3 sunt situate pe rurilr interioare

i au aproximativ 62 % din volumul util al acumulrilor din Romnia, - 3 mari acumulri sunt situate pe frontier (Porile de Fier I i II pe Dunre i

Stnca - Costeti pe Prut, - circa 65 % din volumul util al acumulrilor este utilizat preponderent pentru

hidroenergetic. Anii 2004, 2005 i 2006 au fost foarte ploioi. A remarca recordul de ploaie din localitatea Agigea din judeul Constana : 300 l/m2 n 24 de ore. Inundaiile din 2005 au venit n ase valuri succesive, ntre aprilie i septembrie. Dunrea a avut la Bazia ntre 15100 i 15400 m3/s. Siretul a atins debitul de 4600 m3/s (dup unii autori chiar 5000 6000 m3/s). Numeroase poduri, osele, ci ferate i case (circa 4000) au fost distruse iar pierderile de viei omeneti au fost foarte mari (circa 80 de persoane). Pgubele au depit 2 miliarde de euro. n prima parte a anului 2006, pn la sfritul lunii aprilie, s-au produs noi inundaii, dintre urmrile crora a meniona: 15834 de persoane evacuate, 12 judee cu 152 de localiti afectate, 2100 de case inundate i/sau distruse, 144 de poduri i podee distruse, 510 km de drumuri afectate i peste 21000 ha de teren arabil inundate controlat(prin tierea digurilor, n ncercarea de a proteja unele localiti). n mod paradoxal a urmat o perioad extrem de secetoas n a doua parte a anului 2006 i n 2007. n vara anului 2008 au avut loc noi inundaii nsoite de pagube semnificative n judeele din nordul Moldovei. O concluzie important n urma acestei ultime perioade cu inundaii este c dup 1990 ritmul de realizare a unor lucrri de amenajare a rurilor a sczut dramatic i, de asemenea, ntreinerea i repararea lucrrilor deja existente au fost foarte mult neglijate. CAP. 2 AMENAJAREA BAZINELOR HIDROGRAFICE

2.1 Generaliti asupra cursurilor de ap

Cursurile naturale de ap pot fi permanente sau temporare. Ele sunt alimentate din scurgerile de suprafa (dup precipitaiile toreniale) i din straturile de ap subterane. Prurile, rurile i fluviile se vars n alte ape curgtoare, n lacuri, mri sau oceane. Alctuirea unui curs de ap: bazin hidrografic, izvor, albie (depresiune natural sau fga spat de ru).

10

Fig. 2.1

Rurile alimentate preponderent subteran au debite relativ uniforme iar cele

alimentate majoritar din ape de suprafa au debite neuniforme. Confluena este locul de unire a dou cursuri de ap: cel mai scurt este afluent, cellalt, curs principal sau emisar.

Kilometrarea rurilor se face de la vrsare ctre izvoare.

n profilul longitudinal al rului, gura de vrsare joac rolul de baz de eroziune (este cota limit pn la care ar putea s se produc eroziunea n adncime a albiei). La vrsarea n mare fluviile pot avea delt (n mrile fr maree) sau estuar (dac exist flux reflux, adic maree, aceast micare periodic a apei va spla aluviunile care s-ar putea depune n zona de vrsare).

Fig. 2.2

Dunrea are o delt de aproximativ 5600 km2 (n 2004; 4420 km2 n Romnia). n anii 1924-1960 erau transportate aproximativ 67,5 milioane tone

aluviuni pe an ceea ce ducea la o avansare de 25 m/100 ani. Delta secundar a braului Chilia avansa cu circa 100 ha/an. n anii 1982-2006 transportul de aluviuni a sczut la 21,4 milioane tone pe an, fenomen urmat de scderea transportului n lungul litoralului i la stricarea echilibrului relativ al plajelor i cordoanelor litorale. Prin scderea aportului de aluviuni (nisip fin) pelitoral predomin la ora actual eroziunile date de valuri

BAZIN HIDROGRAFIC DE SUPRAFATA

BAZIN HIDROGRAFIC SUBTERAN

APA FREATICA

CUMPANA APELOR

SUBTERANE

STRAT IMPERMEABIL

RAU

CUMPANA APELOR

HiHs

H

PRECIPITATIICOEFICIENT DE SCURGERE

H

Hsk

11

Apariia barei de la Sulina (o depunere de nisip paralel cu rmul, datorat disiprii energiei curentului de ap al Dunrii la vrsarea n Marea Neagr) mpiedica accesul navelor pe Dunre. Datorit acestui fenomen se ajunsese la un moment dat la adncimi care depeau doar cu puin 3 m. Conform tratatului semnat de Romnia ca membr n Comisia Dunrii, adncimea la gura braului Sulina trebuie meninut la circa 7,30 m. Din acest motiv, pornind de pe cele dou laturi ale gurii de vrsare s-au construit dou jetele, pstrnd ntre ele limea enalului navigabil al Dunrii. Curentul de ap vrsat prin aceast gur artificial a splat bara dar aceasta s-a format din nou n faa noii guri de vrsare. Prin urmare jetelele au fost prelungite permanent pentru splarea depunerilor. Jetelele (diguri uoare de protecie a enalului navigabil de acces n Dunre) au ajuns la lungimea de circa 8 km avansnd, n perioada de construcie, cu 80 100 m pe an.

Fig. 2.3

1/12 din suprafaa Deltei Dunrii e format din grinduri (suprafee de teren formate din depuneri n albie major, care se inund la ape mari).

2.2 Clasificarea cursurilor de ap

Se pot avea n vedere mai multe criterii de clasificare a cursurilor de ap :

I). Dup durata de scurgere:

permanente (alimentare subteran i de suprafa, circa 115.000 km n Romnia),

temporare (alimentare de suprafa). II). Dup poziia fa de teren:

de suprafa,

subterane (n zonele carstice). III). Dup cantitatea de ap transportat:

pru,

ru,

fluviu. Dup unii autori pe locul I, din punctul de vedere al lungimii, se situeaz Nilul, cu 6670 km, ... pe locul 16 se situeaz Volga, cu 3400 km, pe locul 17 situndu-se Dunrea, al doilea fluviu al Europei, cu 2850 km). Dup ali autori Amazonul are 7025 km (de la izvorul Apurimac; 6400 km de la izvorul Maranon) i se situeaz pe primul loc i ca lungime (este fr dubii cel mai mare fluviu ca debit, la vrsarea n Atlantic prin estuarul su larg de 80 km: 150000 m

3/s). Amazonul are un uria bazin hidrografic: 7,2 mil. km2.

12

IV). Dup regiunea n care curg:

ruri de munte,

ruri de deal,

ruri de es. Evident, unele ruri curg n mai multe regiuni geografice.

Reeaua hidrografic este totalitatea cursurilor de ap de pe un teritoriu. Reea hidrografic poate fi: - permanent (format din cursuri de ap permanente), - temporar. Indicele de densitate al reelei se determin cu relaia:

= S

Lca [km / km

2] 2.1

n care: Lca - lungimea cursurilor de ap de pe un anumit teritoriu (km), S - suprafaa teritoriului pe care studiem densitatea reelei hidrogafice (km

2).

Densitatea reelei hidrografice este n funcie de cel mai mic ru luat n considerare (dup permanen, dup debit, etc.) n ara noastr = 0,49 km/km2, determinat pe hri 1 : 200.000 (s-au considerat cursurile permanente i cele semipermanente). La munte densitatea este 1 1,2 km/km

2.

La es ea are o valoare mult mai redus, 0,3 km/km2. n condiiile existenei unui teren impermeabil (infiltraii reduse), ale vegetaiei srace i ploilor toreniale, se dezvolt o reea temporar deas. Dac terenul este permeabil i vegetaia bine dezvoltat atunci reeaua temporar va fi slab reprezentat, predominnd reeaua permanent.

2.3 Elementele regimului hidrologic

Regimul hidrologic este suma fenomenelor i proceselor care definesc caracterul unui curs de ap. Elementele regimului hidrologic sunt:

A) Debitul lichid [m3/s] (Qmin, Qmax, Qmed, coeficientul de neuniformitate, hidrograful),

B) Debitul solid [kg/s]: - n suspensie turbiditate [g/l]; [kg/m3], - trt [kg/s],

C) Viteza (mrime, distribuie n albie i n lungul cursului), D) Forma albiei i stabilitatea ei, E) Nivelurile de ap:

HMM (maxim maximorum sau istoric),

H M med (media nivelelor maxime anuale),

H 0 (nivel mediu multianual media nivelelor medii anuale),

He med (etiaj mediu; media etiajelor pe 10 ani consecutivi), Etiaj este nivelul asigurat 355 de zile /an,

H M mediu (nivel minim mediu media celor mai mici nivele anuale existente 365 zile/an),

Hmm (nivel minim minimorum sau istoric). Diferena HMM - Hmm se numete amplitudine absolut nregistrat la o staie hidrometric.

13

1 Hidrograd = (HMM - Hmm)/10

Factorii care influeneaz scurgerea lichid sunt urmtorii: - naturali climatici (ploi, temperaturi, vnturi),

neclimatici (topografia, geologia, pedologia i vegetaia).

- omul direct lucrri n albie,

indirect lucrri n bazinul hidrografic.

Ziarul francez LEXPRES meniona cu civa ani n urm: n ultimii 15 ani circa 17 milioane hectare de pduri tropicale au fost rase de pe suprafaa pmntului (peste 1 mil ha/an). Se cheltuiesc anual 500 mil $ pentru mpduriri dar ar fi necesari 5 mld $/an !

2.4 Eroziunea solului. Probleme generale i clasificare

Numim eroziune a solului procesul de desprindere, transport i depunere a particulelor de sol de ctre factorii de mediu. Eroziunea solului afecteaz terenurile agricole dar, prin materialul erodat, care ulterior ajunge i este transportat n albia rurilor, influeneaz negativ i unele lucrri hidrotehnice i activiti umane. Pagubele produse anual de fenomenele de eroziune a solului sunt, dup unii autori, de aproximativ 600 mil $ din care circa 80% revin agriculturii. Pierderile de sol vegetal

se cifreaz la 5 15 t/ha an (adic 3 9 mm/an ca grosime de strat erodat). Rezult c 1 cm de

sol se erodeaz n circa 1 4 ani. Refacerea sau formarea pe cale natural a unui strat de 1 cm de sol vegetal fertil

dureaz 100 300 ani (n funcie i de roca de baz). De aici rezult marea importan a combaterii eroziunii solului. Chiar i O.N.U. a elaborat un plan de protecie a mediului i C.E.S.

Clasificarea proceselor de eroziune a solului se poate face dup mai multe criterii: a) n funcie de intensitatea cu care se produce eroziunea:

Eroziune normal, egal, ca ritm, cu refacerea natural a solului,

Eroziune accelerat, mai rapid dect refacerea natural.

Eroziunea accelerat este cauzat i de practicarea agriculturii n mod necorespunztor. b) Dup felul aciunii asupra terenului:

Eroziune de suprafa (se dezvolt pe suprafee relativ mari, aproximativ uniform, pe adncime mic i nu d natere la formaiuni permanente),

Eroziune de adncime (e forma avansat a eroziunii de suprafa ce se manifest accentuat dup o anumit direcie de concentrare, dnd natere la formaiuni cu caracter permanent).

c) Dup perioada de producere a eroziunii:

Eroziune geologic veche (viuga, vlceaua, valea seac, viroaga, valea rului propriuzis),

Eroziune contemporan n adncime (rigola, ogaul, ravena, rpa, torentul). d) Dup agentul care produce eroziunea:

Ageni naturali:

- apa prin efectul picturilor,

prin scurgere la suprafa,

14

gheari, - variaiile de temperatur,

- vntul.

Omul eroziune antropogen (n urma activitilor omului). Eroziunea produs de picturile de ploaie se datorete energiei cinetice (Ec= mv

2/2) pe

care o acumuleaz acestea n cdere. n contact cu solul Ec se transform n lucru mecanic

producnd desprinderea i mprtierea particolelor de sol ( max pictur de ploaie, circa 6 mm).

n cazul unui teren orizontal se produce o redistribuire uniform a particulelor de sol i nu apare eroziunea:

Fig. 2.4

n cazul unui teren n pant (sau al ploii care cade oblic) nu se mai produce o redistribuire a particulelor ci eroziune (o mai mare parte din particulele de sol dislocate se

deplaseaz la vale):

Fig. 2.5

Eroziunea prin scurgerea apei la suprafaa solului se produce n timpul ploilor toreniale, cnd cantitatea de ap czut o depete pe cea care se poate infiltra. n aceast situaie apare un strat de ap care se scurge la suprafaa terenului.

CADERE PICATURA

PLOAIE

~ 1.50 ~ 1.50

CADERE

PICATURA PLOAIE

i

15

Fig. 2.6

cosGN 2.2 sinGT 2.3

olap VG )( 2.4

2

2SvkP

2.5

n care: k coeficient hidrodinamic, S suprafaa atacat de ap a particulei,

- densitatea apei,

ap , - greutile specifice ale pietrei i apei,

Dac: P + T < R echilibru bun

P + T > R particula este antrenat de ap

P + T = R echilibru la limit

Eroziunea eolian

n multe ri ea este la fel de important sau chiar mai important dect eroziunea produs de ap.

Ca manifestare, seamn cu eroziunea de suprafa, fiind mai greu de observat pe teren. Totui, n timpul producerii (furtunile de praf) efecteaz semnificativ fertilitatea terenurilor de/pe care se produce desprinderea dar i a celor pe care se depun particulele de praf. n plus, sunt acoperite terenuri i chiar localiti.

Este o form de eroziune specific terenurilor plane sau foarte puin frmntate, lipsite de pduri i expuse la vnt puternic.

n lipsa unui covor vegetal legat, fenomenul capt un aspect accentuat, scond din circuitul agricol suprafee importante.

Eroziunea eolian va fi accelerat de interveniile omului asupra nveliului vegetal natural.

Eroziunea eolian poate fi frnat sau favorizat i de modul de utilizare a terenului: terenul arat are o rezisten mai redus la desprinderea de ctre vnt.

Solurile cu structur i textur bun, granular, au o rezisten mai bun la eroziunea eolian.

Dac primvara, cnd ar trebui s se dezvolte intens covorul vegetal, este secetoas atunci va fi favorizat eroziunea eolian. Acelai lucru se ntmpl cvasipermanent n zonele aride, semideertice, aa cum este regiunea Sahel din Africa (regiune de la periferia deertului Sahara). n aceste teritorii formarea prafului uor transportabil de ctre curenii de aer are loc att prin variaiile zilnice mari de temperatur ct i prin efectul de lefuire al curentului de aer ncrcat cu nisip asupra rocilor.

vP

T

N

G

- FORTA

HIDROD

INAMIC

A

16

O comparaie ntre eroziunea eolian i cea produs de ap va evidenia urmtoarele aspecte:

-eroziunea eolian este dezvoltat pe terenuri ntinse, relativ plane i nu este influenat de gravitaie pe cnd eroziunea produs de ap se poate produce doar pe terenurile n

pant (viteza de curgere a apei este guvernat de legea Chezy: iRCv ; n care: i-

panta de curgere, R- raza hidraulic, C-coeficientul lui Chezy); -materialele transportate de ap se deplaseaz n direcia pantei, ajungnd n emisari (locurile de vrsare ale cursurilor de ap); -materialul transportat de vnt urmeaz direcia de deplasare a vnturilor puternice (exemplu: furtunile de praf galben din Coreea, cu surs de plecare din China); -eroziunea eolian este favorizat de vremea secetoas iar cea produs de ap se produce n perioadele cu ploi foarte abundente, toreniale; -eroziunea eolian se produce doar la suprafaa terenului pe cnd cea produs de ap se poate dezvolta att la suprafa ct i n adncimea terenului (iroaie, ogae, ravene, toreni, rpe); -ambele forme de eroziune au aceleai trei etape importante: desprinderea particulelor de teren, transportul i depunerea acestora (particulele transportate de ap se numesc, dup ajungerea n albia cursurilor de ap, aluviuni); de asemenea, ambele produc pagube att la locul de desprindere ct i la cel de depunere.

Efectul de eroziune eolian se autontreine prin urmtorul proces: -vegetaia este distrus prin acoperirea frunzelor cu praf i prin accentuarea evaporaiei apei din sol;

-plantele slbite vor fi dezrdcinate de vnturile puternice; -terenul neprotejat de vegetaie va cdea prad eroziunii eoliene.

Una dintre urmrile eroziunii eoliene i a furtunilor de praf este formarea straturilor de less i a depozitelor de nisip (la locul de depunere) ca i a deerturilor pietroase (la locul de manifestare activ a procesului de desprindere-lefuire).

n Romnia exist suprafee ntinse acoperite de less (n straturi de grosimi de pn la 12-15 m), de exemplu n judeele Constana, Tulcea, Brila, Galai, etc. Lessul este un praf cimentat, macroporos i sensibil la umezire i creeaz probleme ca teren de fundare pentru construcii (dac este umezit d tasri mari,rapide i difereniate de la un loc la altul).

Avem n Romnia i suprafee semnificative acoperite de acumulri de nisip (dune, grinduri). Unele dintre aceste nisipuri sunt mobile sau simimobile, necesitnd lucrri pentru contracararea eroziunii eoliene (circa 100.000 ha), mai ales prin plantaii silvice i perdele forestiere.

Specialitii estimeaz la circa 600.000 ha alte suprafee nisipoase care necesit lucrri de aprare contra eroziunii eoliene i de ameliorare a calitilor lor ca terenuri agricole. Zonele cu asemenea situaii sunt n sudul Olteniei, n zona Deltei Dunrii i a Luncii Dunrii, n zona litoralului Mrii Negre, pe malul Siretului i a altor ruri [1].

2.5 Principiile generale privind aciunea de C.E.S.

Combaterea eroziunii solului (C.E.S.) se studiaz pentru a menine fertilitatea solului i a mpiedica scurgerea debitului solid (material erodat) ctre cursurile de ap. La noi n ar factorul principal care produce eroziunea este apa care se scurge la suprafaa terenului n bazinele de recepie ale cursurilor de ap. Principiile de combatere a eroziunii solului sunt:

17

1) Folosirea raional a terenurilor n pant, prin organizarea antierozional a acestora (tarlale, parcele, sole, drumuri);

2) Micorarea efectului picturilor de ap asupra solului prin dezvoltarea covorului vegetal, rezultnd reducerea transportului

solid;

3) Micorarea stratului de ap care se scurge la suprafaa terenului (covor vegetal plus lucrri de mobilizare - afnare - a solului, rezultnd reinerea unei cantiti mai mari de ap n sol;

4) Micorarea coeficientului de scurgere (K = Hs/H) prin crearea condiiilor de infiltrare a apei n sol

5) Micorarea vitezei de scurgere a apei la suprafaa terenului prin mrirea rugozitii, micorarea pantei i crearea de obstacole pe direcia de scurgere;

6) Mrirea rezistenei la eroziune a terenului prin folosirea metodelor antierozionale agrotehnice, silvice i hidrotehnice;

7) Meninerea umiditii optime n sol, avnd ca urmare dezvoltarea optim a covorului vegetal;

8) Crearea profilelor de echilibru pe formaiunile de eroziune n adncime.

Lucrrile antierozionale n bazinele hidrografice (zone cu teren n pant), dac agentul principal de eroziune este apa, pot fi mprite n mai multe categorii, n funcie de specificul interveniei umane:

A) Lucrri agrotehnice antierozionale: - executarea lucrrilor agricole pe curba de nivel, - culturile cu fii nierbate, - culturile n benzi alternative, - lucrri de mobilizare a solului (afnare).

Not. Fondurile europene pentru agricultur nu se acord dect dac arturile se fac pe curba de nivel.

B) Lucrri silvice antierozionale: - perdele de protecie din arbori, - plantaii silvice.

C) Lucrri hidrotehnice antierozionale: 1. Pentru reinerea total a scurgerii:

- valuri orizontale,

- canale orizontale,

- terase orizontale.

2. Pentru reinerea parial i dirijarea scurgerii apei: - valuri nclinate,

- canale nclinate,

- terase nclinate. 3. Pentru evacuarea controlat a apelor de pe versani (terenuri n pant): -

debuee.

18

4. Lucrri pe formaiunile toreniale (combaterea eroziunii n adncime i realizarea profilelor de echilibru):

- lucrri n zona de vrf, - lucrri n lungul formaiunii de eroziune (protecii de albie, traverse ngropate, praguri, baraje),

- lucrri n zona de evacuare n emisar.

2.5 Valuri de pmnt

Sunt lucrri hidrotehnice antierozionale care se execut pe terenurile

arabile, cu pante de 112 % (pn la 15 % pe puni). Ele nu scot terenul din circuitul agricol deoarece au pante foarte reduse ale taluzelor.

Au o seciune triunghiular sau parabolic i necesit nivelarea n prealabil a terenului. n cazul unei execuii greite pot duce la agravarea strii de eroziune. Problemele care trebuie rezolvate la calculul valurilor de pmnt sunt: determinarea seciunii transversale; determinarea lungimii valurilor; determinarea distanei ntre valuri; determinarea numrului de valuri pe unitatea de lucru (parcel, sol, tarla).

2.5.1 Valuri orizontale (de nivel)

Se execut pe terenurile arabile sau pe puni, n zone secetoase, cu terenuri permeabile, unde nu exist pericolul alunecrilor de teren. Nu se realizeaz dect pe terenurile (parcele, ...)afectate de eroziune sau n pericol iminent.

Desenarea valurilor orizontale pe planul de situaie se face conform figurii de mai jos.

Fig. 2.7 O orizontal pe un plan de situaie este o paralel cu curbele de nivel (A B)

19

Fig. 2.8

Se recomand: m = 45

n = 4

h = h'+h" = 0,35 0,6 m ; h

' =

h" = h / 2

Pentru compensarea volumelor de sptur i de umplutur este necesar egalitatea:

5432 (deoarece se fac calculele pe 1 m de val). Seciunea udat a valului va fi:

321 2.6 Elementele din figur se pot determina cu relaiile:

)1

(8

)1

(2

22'

1i

nh

in

h 2.7

mi

imnh

1

)(

8

22

2 2.8

)(8

2

3 mnh

2.9

)1(2

)( "

mi

ihnmy

2.10

Distana dintre dou valuri orizontale se determin din dou condiii:

1) Apa s nu depeasc viteza critic, de la care ar provoca eroziune prin scurgerea pe versant. n literatura de specialitate

exist o formul pentru calculul acestei viteze (Kostiacov).

dckImv 2.11 n care:

m - parametru privind concentrarea scurgerii

m = 1 curgere laminar

m = 2 curgere n iroaie (turbulent)

i - panta versantului n raport cu rugozitatea versantului

20

d - lungimea de scurgere pe versant m (dinstana ntre dou valuri consecutive)

k - coeficient de scurgere

I - intensitatea ploii de calcul m/s

iic )357( 7 - pentru versant rugos 35 - pentru versant neted Rezult:

ckIm

vd

2

2

2.12

Aceast relaie a permis verificarea experimental n diferite condiii de teren i stabilirea distanei de neeroziune ntre valurile vecine, care este ntabelat (n funcie de rezistena solului la eroziune i de panta terenului).

Tab. 2.1 Distana maxim de neeroziune - d ntre valurile de pmnt, pe direcia pantei terenului

Panta

(%)

Distana (m)

Soluri cu rezisten redus la eroziune

Soluri cu rezisten medie la eroziune

Soluri cu rezisten mare

la eroziune

2 41 49 55

3 33,5 40 45

4 30 35 39

5 26 30 35

6 23,5 28 32

7 22 26,6 30

8 20,5 25 28

9 19,5 23,3 26

10 18,5 22 24,6

11 17,5 21,2 23,5

12 17 20 22,5

Distana aleas din prima condiie se verific n funcie de capacitatea de acumulare a apei n spatele valului de pmnt orizontal (se verific pe 1 metru de val).

S d

1m

PINTENPINTEN DE CAPAT

VALURI

VECINE

21

Fig. 2.9

S = d x 1 m 2.13

S x Hs = x 1 m 2.14

d Hs = k = Hs/H 2.15 Hs = k H 2.16

Rezult:

kHd

2.17

H = nlimea ploii maxime n 24 de ore cu asigurarea de 10 %, dat n tabele n lucrrile de hidrologie,

H 10% Romnia = 70 120 mm. Obs. n anul 2004, n comuna Agigea din judeul Constana a czut o ploaie record de 300 mm/24 ore. Recordul, la nivel planetar, este deinut de oraul Mumbai din India, cu o ploaie de 980 mm/24 ore.

n final se alege distana cea mai mic din cele dou valori calculate. Lungimea valurilor de pmnt se ia egal cu limea unitii de lucru care trebuie amenajat (parcel, tarla) i se noteaz cu l. Numrul de valuri de pmnt se determin n funcie de lungimea parcelei (tarlalei) de amenajat:

Nr valuri = L/d + 1 2.18

2.5.2 Valuri nclinate

Se execut pe terenuri cu permeabilitate redus i n zonele cu precipitaii abundente i pericol potenial de alunecare a terenului. Apa curge n lungul valurilor, care prezint o pant longitudinal i = (0,11,5 %). Apa transportat de valurile nclinate este deversat ntr-un debueu. Determinarea seciunii transversale se face ca la valurile orizontale. Determinarea distanei ntre valuri se face din dou condiii: a) Condiia de neeroziune (apa care se scurge pe versant de la un val la altul s nu capete o vitez care s depeasc viteza critic de eroziune Vcr). Distanele maxime de neeroziune sunt date n tabele n funcie de rezistena solului la eroziune i de panta terenului,

22

Fig. 2.10

Pentru a desena un val sau canal nclinat pe planul de situaie se procedeaz ca n figura 2.11.

Dreapta AC (reprezentat cu linie ntrerupt) nu este orizontal cu toate c are aceeai cot la ambele capete (50,00 m), deoarece la mijloc are o cot sub cea a capatelor.

Fig. 2.11

Cota punctului B se obine prin interpolare ntre C i D (ntre care este o diferen de nivel egal cu echidistana curbelor de nivel).

De exemplu: Cota B=54.00 m

Panta i va fi: LL

hi

00.5000.54

L = distan msurat la scara planului de situaie.

b) Distana propus din prima condiie se verific hidraulic, pentru ca viteza apei n lungul valului s nu depeasc viteza critic de eroziune iar

23

valul s poat transporta debitul maxim colectat pe versant, de pe suprafaa dintre dou valuri consecutive.

Viteza n lungul valului este:

2Ricv 2.19 n care:

6

11

Rn

c 2.20

npmnt = 0,04 - coeficientul de rugozitate, i2 -

panta longitudinal a valului.

uP

R

2.21

La valuri relativ scurte (100 - 200 m) se recomand o pant unic, i2 = 0,2 0,4 %. La valuri lungi (peste 200 m) panta i2 se propune variabil:

- prima sut de metri 0,1 %,

- a doua sut de metri 0,15 %,

- a treia sut de metri 0,2 %, etc.

Fig. 2.12

Pentru viteza n lungul valului - v2 -e media ponderat:

n

v

v

n

i

i 1

2

2 2.22

Debitele n lungul valului vor fi:

Qval = V2 2.23

Vsedimentare < V2 < Veroziune 2.24

0,3 m/s < V2 < 0,9 m/s (sau 0,6 m/s dup ali autori)

Qval Qcolectat 2.25

Qcolectat = kI S = k Id l 2.26

k = Hs/H - coeficientul de scurgere

I - intensitatea ploii de calcul cu asigurarea de 10 % (pentru durata egal cu timpul de concentrare al ploii)

24

*

*

n

cT

cI

mm/min 2.27

c* = (A + B) lg N 2.28

n* = 0,33 0,5

A i B - parametri hidrologico-geografici ce se dau pe hri [18], N = 10 ani - perioada de repetiie a ploii, d - distana dintre valuri, l - lungimea valurilor,

v1 - viteza pe versant (cnd apa se scurge de la un val la altul),

v1 = 7 10 m/min = 0,1 0,16 m/s, Tc - timpul de concentrare a ploii, este timpul necesar apei s ajung din punctul cel

mai ndeprtat al suprafeei (A), pe drumul cel mai lung (AB C) pn n seciunea de calcul (C, la vrsarea valului n debueu). Lungimea valului nclinat se ia egal cu limea parcelei (tarlalei) amenajate. Numrul de valuri nclinate se determin cu:

Nr valuri = (L/d) + 1 2.29

L - lungimea parcelei,

d - distana dintre valuri.

2.7 Canale de coast din pmnt

Canalele de coast din pmnt pot avea una din urmtoarele seciuni: - triunghiular - 1, - trapezoidal sau trapezoidal cu berm - 2 i 3, - parabolic.

Fig. 2.13

i 1

. ..

..

.. .

. ....

..

.

i 2

. ..

..

.. .

. ....

..

.

i 3

. ..

..

.. .

. ....

..

.BERMA

25

Canalele de pmnt se execut de obicei n plantaiile de vie i pomi, n spaiul dintre rnduri, deoarece scot din circuitul agricol suprafeele pe care se execut.

Panta versantului nu va depi 18 25 % pentru culturi de cmp, 35 % pentru puni i 45 % n plantaii forestiere.

2.7.1 Canalele de coast orizontale

Sunt lucrri antierozionale care rein scurgerile din precipitaiile toreniale. Se execut n zone secetoase, cu terenuri permeabile i fr riscuri de alunecri. Seciunea cea mai folosit e cea trapezoidal (cu sau fr berm)

Problemele ce se pun la calculul canalelor de coast orizontale sunt: a) determinarea seciunii transversale, b) determinarea distanei ntre canale, c) determinarea lungimii canalelor,

d) determinarea numrului de canale.

a) Seciunea transversal se determin din condiia ca volumul de sptur s fie egal cu cel de umplutur (fcnd calculul pe 1 m de canal):

2 + 3 = 4 + 5 2.30 n care:

2 + 3 - seciunea de sptur

4 + 5 - seciunea de umplutur Utiliznd relaia 2.26 mpreun cu:

h = h + h= 0,30,7 m 2.31 La canalele cu berm adncimea h poate fi ntre 0,8 i 1,15 m. Se pot calcula hi h i apoi seciunea udat:

= 1 + 2 + 3 2.32

Fig. 2.14

Se recomand urmtoarele valori constructive: b = b1 = 0,30,4 m

h = 0,10,2 m

b) Determinarea distanei ntre canale se face din dou condiii:

i

. ...

..

. .. ..

. ...

.itg

14

52

3

y

h'

h"

b1

b

h

1:1

1:1

1:1

1m

26

1) apa, n timpul scurgerii pe versant de la un canal la altul, s nu depeasc viteza critic de eroziune; pornind de la aceast condiie, distanele sunt date n tabele ca valori maxime admise.

Tab.2.2 Distana maxim ncepnd de la care se produce eroziunea la scurgerea pe versant n plantaiile de vie i pomi

Panta

(%)

Distana (m)

Soluri cu rezisten redus la eroziune

Soluri cu rezisten medie la eroziune

Soluri cu rezisten mare

la eroziune

6 18 25 31

8 16 22 27

10 14 20 24

12 13 18 22

15 12 16 20

17 10 14 18

20 8 11 15

22 6 9 12

24 5 8 10

2) cantitatea de ap colectat pe suprafaa dintre dou canale de coast vecine s poat fi nmagazinat n canalul orizontal situat n aval (determinarea se face ca la valurile de pmnt orizontale):

kHd

2.33

c) Lungimea canalelor se ia egal cu limea unitii teritoriale amenajate (parcel, tarla).

d) Numrul de canale se determin cu:

Nr canale = (L/d) + 1 2.34

L = lungimea parcelei (tarlalei),

d = distana ntre canale.

2.7.2 Canale de coast nclinate

Aceste lucrri se execut n zonele cu ploi abundente, teren impermeabil sau cu risc de alunecare, pentru evacuarea rapid a surplusului de ap de pe versani.

a)Seciunea cea mai folosit este cea triunghiular, deoarece permite meninerea unei viteze de scurgere relativ ridicat i la debite mici.

27

Fig. 2.15

Se recomand:

h = h'+h"= (0,3 0,7) m 2.35 Adugnd i condiia ca volumul de sptur s fie egal cu cel de umplutur (la calculul pe 1 m de canal):

2 + 3 = 4 + 5 2.36 se pot calcula hi h i apoi seciunea udat :

= 1 + 2 + 3 2.37 la canale cu berm mare: h poate merge pn la 1,15 m la canale cu berm mic: h poate merge pn la 0,8 m

b)Determinarea distanei ntre canalele nclinate se face din dou condiii: - neeroziunea versantului (d n tabele),

- Qcanal Qcolectat i Vsedimentare < V2 < Veroziune. (calculele se fac ca la valurile nclinate).

c)Determinarea lungimii canalelor nclinate se face n funcie de limea parcelei amenajate (este egal cu aceasta).

d)Determinarea numrului de canale nclinate se face cu formula 2.34. Se va da o atenie deosebit racordrii canalului nclinat cu debueul pentru a nu apare

eroziuni n aceast zon. Racordarea se poate face fr cdere sau cu cdere consolidat cu piatr sau beton.

2.8 Terase

Sunt lucrri hidrotehnice care se execut pe terenuri cu pant peste 22 25 % (se poate ajunge chiar i pn la 40 %). Agroterasele n zone secetoase se pot realiza ncepnd de la pante de 6 %, sub form de trepte largi, care realizeaz reducerea pantei i diminuarea scurgerii, favoriznd infiltrarea ntregii cantiti de ap provenit din precipitaii. Prin executarea teraselor se asigurar i condiiile de cultivare a suprafeei respective. De asemenea, prin terasare se poate face i remodelarea unor terenuri dup producerea unor alunecride pmnt. Clasificarea teraselor se face dup mai multe criterii:

a) Dup folosin agroterase (pentru culturi de cmp),

terase n plantaiile de pomi i vie.

b) Dup execuie:

i

. ...

..

. .. ..

. ...

.itg

14

52

3

y

h'

h"

b

h

1:1

1:1

1:1

1m

28

b1) cu zid de sprijin (Mini, Murfatlar) realizat din grdulee, din zidrie de piatr uscat, zidrie de piatr cu mortar sau beton simplu; soluiile mai costisitoare vor fi bine justificate economic; se vor executa

barbacane pentru evacuarea apei din spatele zidului, dac soluia constructiv aleas o cere,

cu taluz nierbat.

b2) cu platform continu,

izolate (pentru pomi).

c) Dup nclinarea platformei: c1) n lungul terasei : platform nclinat (24 %)

platform orizontal

c2) pe direcie transversal: platform orizontal

platform nclinat (i = 1015%)

La execuia teraselor se va face compensarea terasamentelor (spturile vor fi egale cu umpluturile).

Limea util a platformei terasei se hotrte n funcie de cultura avut n vedere (vie, livad, etc.) i de distana ntre rnduri. Not. n Japonia, datorit populaiei numeroase i lipsei de terenuri agricole, s-au executat pe terase chiar i orezrii!

Dac se planteaz pomi, distana ntre rnduri va fi de 3 4 m.

Dac se planteaz vie, distana ntre rnduri va fi (1,5 2) m.

Fig. 2.16

i' =1015%

n*ht

i

1:n

1:n

LutilLutil

L

= CU TALUZ =

ht

i

ht

Lutil

= CU ZID DE SPRIJIN =

29

Fig. 2.17

Fig. 2.18

Agroterasele se execut n zone cu pante mai reduse (chiar i sub 22 %), cu limi

utile de circa 30 50 m i de cele mai multe ori cu platforma nclinat transversal. n ara noastr terasele sunt larg folosite ncepnd din 1952 i mai ales n ultima perioad.

2.9 Debuee

Debueele sunt canale care transport apele colectate de pe versani de ctre valurile, canalele sau terasele nclinate.

Debueele conduc apele ctre emisari (cursuri de ap, lacuri, etc.) sau zone amenajate special la baza versantului.

Clasificarea debueelor se poate face dup mai multe criterii: a) Dup tipul de seciune :

- trapezoidale,

- dreptunghiulare,

- parabolice,

- tubulare (debuee ngropate). b) Dup materialul care protejeaz seciunea:

- nierbate i/sau brzduite, - cu pereu de piatr rostuit,

- cu pmnt stabilizat, - cu dale de beton sau beton turnat monolit.

c) Dup forma profilului longitudinal: - cu pant continu, - cu trepte de cdere (ruperi de pant), - debueu canal rapid.

d) Dup natur: - naturale (pe fire de vale existente),

- artificiale.

Debueele vor avea o seciune suficient pentru a permite evacuarea ntregului debit colectat pe versant de ctre valurile, canalele de coast sau terasele nclinate. Viteza de curgere a apei n debueu va fi mai mic dect viteza admis a cptuelii debueului (de

exemplu, Vad.beton = 5 10 m/s). Se urmrete s se scoat din circuitul agricol o suprafa minim de teren (a aprut n

acest fel soluia cu debueu ngropat; aceast soluie nltur i necesitatea de a realiza pe debueu vaduri pereate sau podee tubulare pentru trecerea utilajelor agricole).

30

Se analizeaz economicitatea soluiilor propuse i se are n vedere executarea de lucrri (podee, vaduri pereate) pentru circulaia utilajelor agricole.

Amplasarea se face pe fire naturale de vale sau la marginea unitilor de lucru (parcele, tarlale).

Debitul de dimensionare al debueului se determin nsumnd debitul tuturor canalelor, la care se aplic un coeficient datorat atenurii scurgerii de ctre valuri, canale sau terase:

n colectatdeb QcQ 2.38 n care:

c = 0,7 0,8 - coeficient al atenurii scurgerii de ctre canale (valuri, terase) nclinate i culturile agricole, n numrul de canale (valuri, terase) nclinate care aduc debite n debueu, Qcolectat debitul colectat de fiecare canal (val, teras) nclinat. Pentru viteza de curgere la care se va dimensiona debueul se va avea n vedere ca

Vdeb Vadmis pentru consolidarea existent (Vad -vezi valorile din tabel).

Panta debueului se propune n prim faz egal cu panta terenului natural (versantului). Rugozitatea mbrcminii i pantele taluzelor seciunii debueului se iau n funcie de soluia de consolidare propus. Tab. 2.3

Consolidarea

debueului Vad

[m/s]

Rugozitatea

n

Pant taluz (1: m) m

Taluz nierbat 0,5 0,9 0,04 4 6

Pereu piatr 3 0,02 1,5

Dale de beton 5 0,018 0,5 1

Beton sclivisit 5 - 10 0,014 0,5 1

Se determin apoi aria necesar pentru seciunea de scurgere:

ad

debnecesar

v

Q 2.39

Fig. 2.19

Se traseaz o diagram () dndu-se lui valori ncepnd cu 0 (care corespunde

unei seciuni triunghiulare, deoarece = b/h). Se au n vedere relaiile :

31

1,11h

b 2.40

UPR

2.41

2)( hm 2.42

m

h

2.43

hmhmhbPU )12(22222 2.44

n care : Pu perimetrul udat, P raza hidraulic.

Dac intrm n grafic cu necesar rezult nec .

Fig. 2.20

Dac dm o valoare lui b se poate calcula h sau invers, se alege h i se poate determina b. Nu se obine ntotdeauna o situaie optim din punct de vedere hidraulic pentru

c valorile optime pentru raportul sunt 11,1. Din acest motiv se poate proiecta seciunea debueului cu relaia :

322

)()12(

i

vn

m

mPR admUdeb

2.45

cu condiia : necesardeb 2.46

Dac 2.46 nu se verific, pentru corectarea situaiei se va propune o nou pant (panta de proiectare, ip), n locul patei naturale aterenului (cu care s-a inceput calculul, i). Panta de

proiectare - ip va fi mai mic dect panta terenului natural - i. Dup ce s-au fcut ncercri cu mai multe valori pentru ip, valoarea pentru care a fost satisfcut relaia 2.46 devine panta de proiectare/execuie a debueului, acesta devenind un debueu n trepte (vezi fig. 2.21)

Pe versanii cu pante mari se impune execuia unor debuee n trepte.

nec

0

nec

32

Fig. 2.21

pii

hd

''

2.47

Pentru nlimea treptelor se recomand:

h = 0,4 0,7 m n acest caz se pot executa debuee cu limea la suprafaa apei constant (i limea fundului variabil) sau cu limea la fund constant i cu limea maxim a spturii variabil.

Fig. 2.22 Debueu cu limea la fund constant

33

Fig. 2.23 Debueu cu lime constant la nivelul terenului

Dac avem un versant cu o rupere de pant urmat de o pant foarte mare atunci se poate nlocui debueul n trepte cu debueu canal rapid, cu macrorugoziti artificiale: piatr brut implantat parial n mbrcmintea de beton, redane, dini etc. Se execut un singur fel de macrorugoziti artificiale. Pentru a se economisi teren agricol i a se uura lucrrile mecanizate pe suprafeele respective de teren se pot executa i debuee ngropate, formate din tuburi de beton sau azbociment. n acest fel dispare i necesitatea de a realiza podee peste debueu sau vaduri pereate (poriuni de debueu cu taluze foarte dulci, pietruite). Pentru deversarea apelor aduse de canalele sau valurile

nclinate se execut pe debueu cmine din zidrie sau din beton (inclusiv din tuburi de betun cu diametrul de cel puin 80 cm, poziionate vertical i cu o plac radier turnat la faa locului). n acest caz dimensionarea se face ca pentru conducte cu fa liber sau sub presiune (rugozitatea este n funcie de material; panta va fi panta terenului sau ip; seciunea conductei se propune, etc.).

34

Fig. 2.24 Debueu canal rapid

Fig. 2.25 Debueu ngropat

CAP. 3 AMENAJAREA TORENILOR

3.1 Generaliti

Eroziunea solului se manifest, dup urmrile ei, n dou feluri: - Eroziunea de suprafa, - Eroziunea n adncime. Eroziunea de suprafa se datorete, n principal, apei i vntului i se

manifest n mod aproximativ uniform i pe suprafee relativ ntinse. Dac eroziunea i scurgerea apei se concentreaz pe o anumit direcie

(linia de pant a terenului) i pe vertical atunci apare eroziunea n adncime. Formele eroziunii n adncime sunt:

- iroirile (adncime pn la 0,2 m);

- rigolele (adncime ntre 0,2 0,5 m);

1

1

2

2

ip

i

SECTIUNEA 1 -1

MACRORUGOZITATI

ARTIFICIALE (REDANE)

SECTIUNEA 2 - 2

DINTI DISIPATORI

REDANE

SAU

6050

40

30

1

1

i

i2

CAMIN

DEBUSEU INGROPAT (1)

CANAL (VAL) INCLINAT

SECTIUNEA 1 - 1

i2

i

35

- ogaele (adncime ntre 0,5 2 m); - ravenele (adncime peste 2 m). Torentul este o reea de ogae i ravene care converg spre o albie adnc

(canal colector) i pe care se scurg debite lichide mari care antreneaz mari debite solide.

Alctuirea unui torent este urmtoarea:

..

.

.EM

ISAR

1

4

3

2

5

6

2

2

30

40

50

60

1 - bazin de receptie

2 - varfuri

3 - talveg

4 - maluri si taluze

5 - gura(baza de eroziune)

6 - con de dejectie

Fig. 3.1[13]

Pentru a pune n eviden eroziunea se folosete profilul longitudinal realizat prin versant, pe linia de pant a terenului Eroziunea se stabilizeaz i activitatea torentului se stinge cnd tangenta la vrf este vertical (vrful ajunge n vecintatea cumpenei apelor) i tangenta la nivelul de baz este orizontal.

36

Fig. 3.2

Prin ridicarea nivelului de baz sau coborrea lui se poate stinge aciunea torentului (dac evoluia se produce de la poziia 2 la poziia 1 a profilului longitudinal) sau se poate relua dac era stins (dac evoluia se produce de la poziia 1 la poziia 2 a profilului longitudinal).

Fig. 3.3

3.2 Caracteristicile torenilor

Curgerea n albiile torenilor are caracteristici diferite de cea din albiile rurilor. Se remarc urmtoarele: a) debit specific mare (se face referirea la unitatea de suprafa a bazinului de

recepie; m3/skm2). De exemplu, torentul Valea Cerbicani, cu suprafaa

bazinului de recepie de 3,5 km2 i un debit specific q = 14 m3/skm2 se vars n rul Valea Chinejii care are suprafaa bazinului hidrografic de 700 km2 i

q = 0,6 m3/skm2.

b) apariia brusc a viiturilor, c) durata scurt a viiturilor, d) gradul relativ mare de ncrcare cu material solid a curentului de ap, e) pante mari i neregulate,

EMISAR

A1

A2

A3

A4

CUMPANA APELOR

tg. la verticala

CANAL DE SCURGERE

NIVEL DE BAZA

1

1 2

2

37

f) timpul de concentrare a scurgerii poate fi mai mic dect durata ploii.

Aceste caracteristici se datoresc faptului c suprafaa bazinului de recepie este mic i poate fi acoperit n totalitate de o ploaie torenial. Particularitile hidraulice ale curgerii pe toreni se exprim prin doi coeficieni: coeficientul de ncrcare i coeficient de torenialitate.

Coeficientul de ncrcare

a

ali

V

Vk 3.1

n care: Val - volum aluviuni

Va - volum ap Volum amestec = Vam = Val + Va 3.2

Coeficientul de ncrcare servete la calculul greutii specifice a amestecului: am = al + a 3.3

Gam = Gal + Gap 3.4

n care: G - greuti amVam = alVal+ a Va 3.5

ala

alalaaam

VV

VV

3.6

Se simplific prin Va i rezult:

i

aliaam

k

k

1

3.7

Valorile obinuite: al = 25 28,5 KN/m3; n medie, 26,6 KN/m

3;

a = 10 KN/m3

ki = 0,2 0,8

Coeficientul de torenialitate

a

amt

v

vk 3.8

Viteza amestecului - vam - i viteza apei limpezi - va - se iau n aceleai condiii de scurgere (pant - i; rugozitate - n). Viteza de curgere a amestecului e mai mic dect viteza de curgere a apei limpezi. Se pornete de la volumul amestecului, Vam = Va + Val i se determin masa acestuia:

mam = amVam = amVam/g 3.9 n care: am densitatea amestecului, g acceleraia gravitaional (9,81 m/s2). Se consum cantitatea de micare (H = m v; m masa, v - viteza): ma va = mamestec vamestec 3.10

38

Fig. 3.4

amalaalaa

aaa v

g

V

g

Vv

g

V

)( 3.11

alaalaa

aa

a

am

VV

V

v

vk

)(t

3.12

Se mparte relaia la Va i rezult:

)( aalia

at

kk

< 1 3.13

Din cele de mai sus rezult c pentru ape limpezi kt = 1.

3.3 Clasificarea torenilor

Clasificarea torenilor dup mai multe criterii are drept scop alegerea celei mai bune soluii pentru amenajare:

a) Dup forma bazinului de recepie:

- cu bazin de recepie circular (concentrarea rapid a scurgerii viituri brute),

- cu bazin longitudinal viiturile cresc mai lent. b) Dup caracterul curentului de viitur:

- apoi (ki = 0 0,04) roci rezistente i vegetaie; am 10,6 KN/m

3,

- apopietroi (ki = 0,04 0,4) vegetaie degradat; am 15 KN/m

3,

- noroioi (ki > 0,4) amestec vscos, curgere lent, laminar (Re

= 5 40); mare putere distructiv (situaie ntlnit pe versanii de nord ai munilor Fgra).

c) Dup aciunea predominant a curentului

- de spare toreni tineri, care nu au ajuns la echilibru, albie n roci moi,

- de transport reeaua de scurgere este n echilibru relativ (pe ea nu au loc eroziuni; transport doar material erodat de pe versani),

- micti de spare i transport. d) Dup categoria de folosin a terenului predominant n bazin:

va

vam

Vam

Va

39

- toreni n zon de pdure, - toreni n terenuri agricole, - toreni n zona unor localiti sau obiective economice.

e) Dup stadiul de evoluie:

- toreni tineri activitate intens n bazin, reea i zona de depunere; sunt toreni de spare,

- toreni vrstnici activitate limitat doar la bazinul de recepie i partea superioar a reelei de scurgere,

- toreni stini viituri reduse i cu foarte puin material solid; au ajuns la profilul de echilibru; suprafaa este acoperit cu sol vegetal.

3.4 Calculul pantei de amenajare a torenilor

Aciunea distructiv a torenilor se manifest prin eroziunea n adncime, transportul i depunerea materialului. Faza de eroziune provoac pagube prin distrugerea terenurilor afectate iar faza de depunere prin afectarea unor terenuri

agricole, a cilor de comunicaie, localitilor sau a unor construcii hidrotehnice aflate pe rurile care primesc aluviunile erodate i transportate de toreni. Amenajarea torenilor se poate face prin:

- amenajarea vrfului torentului pentru a stvili avansarea eroziunii, - amenajri pe reeaua de transport a torentului, prin lucrri transversale

care permit reducerea capacitii de eroziune i transport a terenului prin reducerea pantei de scurgere,

- amenajarea zonei de evacuare n emisar . Panta nou care se va da torentului se numete pant de amenajare sau de proiectare - ip (uneori chiar pant de compensaie).

Fig. 3.5

Distana ntre praguri sau baraje de nlime h: Lin = Lip + h 3.14

h = L(in - ip) 3.15

nni

pip

L

L*ip

h

.. .. .

. ..

.

.. .

. .. .

. . ... ....ATERISAMENT

1

1

SECTIUNEA 1 - 1

BARAJ

(PRAG)h

40

pn ii

hL

3.16

n care:

in = panta natural, cunoscut, h = nlimea lucrrilor transversale (praguri sau baraje), se propune de

obicei ntre 1 4 m ip = panta de proiectare, se va calcula (rezult distana la care se vor amplasa lucrrile transversale).

Este de preferat s se execute un numr mai mare de lucrrile transversale i cu nlimi mai mici dect puine lucrri cu nlimi mari. Rezult o economie de materiale. Comparaia ntre un baraj de nlimea h i dou baraje de nlime h/2 este prezentat mai jos.

Fig. 3.6

n orice caz lucrrile se execut n etape, dup ce mai nti un numr mai mic de praguri/baraje i-au dovedit eficacitatea.

Calculul pantei de amenajare la torenii de transport se va realiza considernd n mod arbitrar o particul cubic aflat pe patul albiei

Fig. 3.7

G = D3( aal ) 3.17

41

nmed Ricv 3.18

22

2f

ax vD

gkP

3.19

n care:

vmed viteza medie, calculat cu formula lui Chezy, G - greutatea proprie a particulei de aluviuni aflat sub ap, P - presiunea hidrodinamic,

R = f G cos - frecarea (f - coeficient de frecare), al - greutatea specific a aluviunilor, a - greutatea specific a apei, vf viteza de fund. Pentru echilibrul la limit al particulei putem scrie:

P + G sin = R 3.20

Gsin se poate neglija i putem scrie: P = R

cos)(2

3

2

2 Dfg

vDk aal

f

ax 3.20

ax

aalf

k

gDfv

cos)(2 3.21

pe torent: a

amt

v

vk 3.22

viteza de fund pe torent se poate scrie:

ntatamestecmf Rickvkvv 3.23

Viteza se va exprima i n funcie de pant i se egaleaz cele dou ptrate ale lui vf :

ntf Rickv2222 =

ax

aal

k

gDf

cos)(2 3.24

pentru:

i = tg sin cnd este relativ mic (sub 6,50),

kx 1,5, g = 9,81 m/s

2,

= 0,6 coeficient de vitez, panta de proiectare (amenajare) se poate scrie:

RCk

Dfi

ta

aalp 2203,0

)(

3.25

n care:

f = coeficient de frecare :

f = 0,35 - piatr pe argil,

f = 0,7 - piatr pe piatr.

42

D = diametrul de calcul al particulelor de aluviuni (de ex. 2, 4, 8 cm); se

ia diametrul aluviunilor celor mai des ntlnite pe patul albiei torentului sau al

celor pe care dorim ca lucrarea s le rein. Particulele cu diametrul D sunt reinute de lucrare iar cele cu diametrul < D trec peste baraj (sunt antrenate de ap).

3.5 Amenajarea formaiunilor de eroziune n adncime [10; 13]

Aciunea distructiv a torenilor se manifest prin eroziunea n adncime, transportul i depunerea materialului. Faza de eroziune provoac pagube prin distrugerea terenurilor afectate, iar n faza de depunere, prin afectarea unor

terenuri agricole, a cilor de comunicaie, a localitilor sau a unor construcii hidrotehnice aflate pe rurile care primesc aluviunile erodate i transportate de toreni (ci navigabile, prize de ap, lacuri de acumulare,). Amenajarea torenilor se poate face prin:

amenajarea vrfului torentului pentru a stvili avansarea eroziunii,

amenajri pe reeaua de transport a torentului, prin lucrri transversale care permit reducerea capacitii de eroziune i transport a acestuia prin reducerea pantei de scurgere. Panta nou care se va da torentului, dup calcule, se numete pant de amenajare sau de proiectare (uneori chiar pant de compensaie),

amenajarea zonei de evacuare n emisar (conul de dejecie), Astuparea cu pmnt i redarea terenului spre utilizare.

consolidarea reelelor de eroziune n adncime cu ajutorul msurilor fitoameliorative: nierbri, brzduiri i mpduriri sau prin protecii de albie.

Amenajarea formaiunilor erozionale de adncime este pe de o parte dificil i pe de alt parte costisitoare. Este recomandabil stabilirea unui plan de control al procesului erozional i determinarea celui mai adecvat tip de protecie dar i cel mai economic posibil. Amenajarea unei formaiuni erozionale trebuie raportat ntotdeauna la utilizarea viitoare a terenului respectiv.

n general se poate folosi una din urmtoarele aciuni: izolarea torentului (ravenei), recuperarea ravenei i stabilizarea ravenei.

Izolarea ravenei are ca obiectiv principal oprirea procesului erozional prin

evitarea concentrrii apei n zona de vrf astfel nct aceasta s nu mai poat provoca erodarea. n funcie de starea ravenei se pot construi canale sau terase care s mpiedice total intrarea apei n raven.

Astuparea formaiunii de eroziune presupune aciuni de modelare a terenului. Aceast metod se poate aplica doar n cazul ravenelor mici, a rigolelor i ogaelor. Avantajul acestei metode const n faptul c permite reintroducerea n circuitul agricol a acestor terenuri. Dezavantajul este acela c investiia este mare, n special datorit volumul de lucrri de terasamente ce trebuie efectuat. Din acest motiv metoda se recomand pentru zone de mare valoare agricol sau de alt natur.

Lucrrile de modelare - astupare se execut difereniat n funcie de adncimea

43

formaiunii de eroziune. Dac limea i adncimea ravenei permit intrarea utilajelor, se recomand execuia cu trei buldozere, din care dou lucreaz pe zonele limitrofe (buldozerul 1 decoperteaz, buldozerul 2 sap i mpinge pmntul n raven), iar cel de - al treilea buldozer, poziionat pe axul ravenei, mprtie i niveleaz pmntul adus de buldozerul 2. Dac ravena este adnc, atunci se folosete una din urmtoarele metode:

- ravena se mparte n sectoare de lungimi diferite. Cu ajutorul screperelor se decoperteaz stratul de sol vegetal din primul sector i se transport i depune la vrful ravenei. Urmeaz sparea pe sectorul I i deplasarea pmntului rezultat n seciunea ravenei. n al doilea sector se decoperteaz stratul de sol vegetal i cu el se execut acoperirea primului sector. Aceast operaiune se execut n ordine, pentru fiecare sector n parte, pn la vrful ravenei.

- se decoperteaz stratul de sol vegetal cu un buldozer i se depoziteaz la 5-8 m distan de marginea zonei de lucru. Urmeaz sparea i mpingerea pmntului n raven i acoperirea cu pmnt vegetal a ntregii zone. Avantajul acestei metode const n faptul c se poate lucra n acelai timp pe toat lungimea ravenei.

Fig. 3.8 Schematizarea metodei de astupare a ravenei cu screpere i buldozere

n cazul n care recuperarea ravenei prin modelare - astupare nu se poate realiza, se

folosete metoda consolidrii ravenei. n funcie de dimensiunea ravenei se recomand una din urmtoarele aciuni:

- pentru ravenele mici, mai mult largi dect adnci, cu o pant mai mic a talvegului i cu bazine de recepie mici, se pot utiliza msuri fitoamelioartive.

- pentru ravenele mijlocii i mari, se recomand fie structuri temporare, fie structuri permanente.

n unele situaii, n zona de vrf se pot realiza lucrri pentru reinerea scurgerilor pe suprafaa zonei de vrf sau pentru interceptarea i evacuarea dirijat a scurgerilor.

44

Fig. 3.9 Schematizarea metodei a doua de astupare a ravenelor

Reinerea scurgerilor se aplic atunci cnd terenul este uniform i prezint pante mici, fr pericol de alunecare, iar debitul de acces este redus. Exist dou variante de amenajare:

canale de coast orizontale (de nivel) cu digule aval, amplasate pe 1-3 rnduri la care se adaug mpduriri; plantaia silvic se proiecteaz pe ntreaga ramificaie de vrf i pe malurile acesteia pe o lime de 20-40m.

canale de coast orizontale fr digule aval, pentru ca zona s fie folosit agricol (eventual valuri orizontale); terasamentele acestora se nsmneaz, pentru folosirea n primii ani ca fnea.

Interceptarea i evacuarea scurgerilor se folosete atunci cnd zona de vrf nu este adecvat pentru amplasarea canalelor de nivel (sunt prezente alunecri de teren, terenurile au permeabilitate mic, debite colectate mari). i n acest caz exist dou variante: interceptarea i evacuarea scurgerilor chiar prin vrf, variant care se aplic atunci cnd

zona de vrf are anumite caracteristici i anume: prezint importan social i economic, malurile reelei sunt ocupate de plantaii valoroase, nu prezint condiii pentru amplasarea unui debueu, debitul de acces este peste 2-3 m3/s. Dac nlimea cderii la vrful reelei este de pn la 2,5 m, se utilizeaz un prag cu

disipator de energie (fig. 3.11 a), dac nlimea depete 2,5 m se proiecteaz fie un jilip (canal rapid) fie o cdere n trepte, n funcie de panta talvegului (fig. 3.11 b i c).

45

Fig. 3.10 Schem de amenajare a unui torent, cu reinerea scurgerilor

Fig. 3.11 Interceptarea i evacuarea scurgerilor prin vrful ravenei: a) prag cu bazin disipator; b) jilip; c) cdere n trepte

46

Fig. 3.12 Interceptarea scurgerilor n zona de vrf i evacuarea n reeaua torenial prin intermediul unui debueu

interceptarea i evacuarea scurgerilor ntr-un loc din reeaua torenial (cel mai adesea n bazinul disipator al unei lucrri transversale; varianta se aplic atunci cnd exist condiii de executare a unui debueu pe maluri, caz n care vrful reelei fie se astup, fie apele sunt preluate de un canal nclinat (fig. 3.12).

Tot n scopul opririi proceselor erozionale se pot realiza amenajri pe reeaua de transport, prin lucrri transversale (care permit reducerea capacitii de eroziune i transport a materialului solid prin reducerea pantei de scurgere) sau prin lucrri longitudinale. Lucrrile de amenajare folosite n lungul reelei mai au i rolul de a consolida talvegul i malurile. Lucrrile aplicabile n lungul reelei de scurgere pot fi :

consolidri ale talvegului; cele mai corespunztoare lucrri sunt construciile transversale (traverse ngropate, praguri sau baraje).

stabilizri ale malurilor; cele mai utilizate lucrri sunt cele de sprijinire: - zidurile de sprijin, care se folosesc atunci cnd taluzul de mal este abrupt,

talvegul stabilizat, nu exist surpri de mal, obiectivele de pe mal sunt importante;

- contrabanchetele din anrocamente, care se folosesc atunci cnd nalimea taluzului de mal este de peste 3-4 m, lrgimea albiei la fund este mai mare de 8-10 m, eroziunea lateral este puternic, taluzul are panta natural de echilibru i pe mal sunt situate obiective importante;

- csoaie; - gabioane; - construcii transversale.

atenuri ale debitului solid, pentru care se folosesc construcii transversale. Cele mai utilizate lucrri sunt construciile transversale. Acestea pot fi traverse ngropate (nlimea util este zero), praguri (nlimea util este 1,5 2 m) sau baraje

47

(nlimea util 2 10 m). Traversele ngropate se realizeaz de obicei din zidrie de piatr sau din beton, n anuri de adncime egal cu nlimea dorit a lucrrii (traversele ngropate nu depesc cota fundului ravenei).

Seciune A-A

Seciune B-B

Vedere n plan Seciune C-C

Seciune D-D

deversor

jilip

1:m

1:m

1:n

1:n

pinten beton

1:m 1:n

strat drenant

strat drenant

disipator de

energie

zid

conducerestrat

drenant

jilip zid

conducere

dini

disipatori

dev

erso

r

dini

disipatori

zid

conducere

dini

impact

conduct

evacuare

treapt

incastrare

pinteni

sustinere

strat

drenant

dren

orizontal

dren

vertical

dren

vertical

dren

orizontal

B

B

A A

C

C

D

D

Fig. 3.13 Schema unui baraj de pmnt

Cele mai utilizate soluii pentru praguri sunt cleionajele simple sau duble, csoaiele, gabioanele, pragurile din zidrie de piatr cu mortar de ciment i din beton simplu (lucrrile se prevd cu deversoare, pentru tranzitarea debitelor de ap i cu disipatoare de energie situate imediat n aval).

Pentru baraje se folosesc unele dintre urmtoarele tipuri constructive : din pmnt, de greutate (zidrie de piatr, beton), plci rezemate pe contrafori sau diferite prefabricate.

De cele mai multe ori se execut baraje masive dar se folosete i soluia barajelor filtrante (care las apa s treac prin corpul lor).

48

zid

conducere

bazin

disipator

pinten terminal

prag

radier

fundaie

deversor

barbacane

Vedere n plan

Elevaie i

seciune B-B Seciune A-A

A

A

B B

A

A

Fig. 3.14 Schema unui baraj de greutate

Fig. 3.15 Baraj din zidrie de piatr

49

Fig. 3.16 Schem baraj cu fundaie evazat

Fig. 3.17 Baraj cu contrafori

50

elevatie contrafort

Elevaie i seciune B-B

Vedere n plan

Seciune A-A

contrafort

(bo=0,60-1,20m)

arip

plac ntre

contrafori (l=3-5m)

pinten lestare

fundatie contrafort

plac ntre

contrafori

=0,3-0,5

A

A

A

A

B

B

Fig. 3.18 Schema unui baraj din plci nearmate pe contrafori

Fig. 3.19 Baraj filtrant din beton monolit

51

Vedere n plan

Elevaie i Seciune B-B

A

A

Seciune A-A

B

B

B B

fante

Fig. 3.20 Schema unui baraj filtrant

Fig. 3.21 Amplasarea lucrrilor transversale dup metoda susinerii reciproce

52

Fig. 3.22 Amplasarea lucrrilor transversale prin metoda nodurilor hidrotehnice

Fig. 3.23 Schem de amenajare prin metoda etajrii lucrrilor

53

Fig. 3.24 Amplasarea lucrrilor dup metoda pantei de compensaie Amenajarea zonei de evacuare n emisar (conul de dejecie) are scopul de a opri

accesul n emisar al materialelor erodate i transportate n reeaua de scurgere, dirijnd apele de viitur ntr-un emisar natural, pe traseul cel mai scurt i stabil. n cele mai multe din cazuri, evacuarea apelor de viitur se produce printr-o albie natural, care traverseaz zona de depuneri i conflueaz cu emisarul natural. Sunt cazuri cnd albia natural de evacuare lipsete sau este foarte slab conturat. n acest caz se va executa un canal de evacuare. Amplasarea canalului de evacuare trebuie s in cont de urmtoarele criterii: un traseu corespunztor are lungimea minim i panta talvegului redus, strbate terenuri

de valoare economic redus, are un traseu stabil i se termin cu o confluen stabil. Traseul trebuie s fie rectiliniu, sau cu numr redus de curbe, razele de curbur s fie ct mai mari.

seciunea are form dreptunghiular, trapezoidal (simpl sau etajat) sau parabolic. Cnd sunt necesare lucrri de amenajare radical, se adopt o seciune etajat, consolidat mecanic n seciunea inferioar. Dac traseul de evacuare trece printr-o zon populat atunci se adopt o seciune unic, de form dreptunghiular sau trapezoidal, pentru ca s se ocupe ct mai puin loc.

pentru stabilizarea seciunii, pe ct posibil, consolidarea albiei trebuie facut biologic sau mixt.

n cazul folosirii consolidrilor mecanice (pereuri din zidrie de piatr n moloane sau n mozaic cu mortar de ciment, din beton simplu turnat pe loc sau din plci prefabricate din beton.) se recomand urmtoarele:

o Se verific stabilitatea taluzurilor dac canalul este spat artificial; o Dac adncimea canalului este sub 2m, taluzul va avea panta 1:1 sau 1:1,5; o Dac se cptuete canalul cu zidrie sau beton monolit, se prevd rosturi de

contracie - tasare de 1-2cm, situate la distana de 4-6 m unul de cellalt, umplute cu mastic bituminos;

o Dac se cptuete canalul cu dale de beton, rosturile dintre acestea se umplu cu mastic bituminos.

Eventualele cerine de reducere a pantei se rezolv cu traverse ngropate sau se pot introduce cderi;

54

Se recomand ca intersecia canalului cu diverse ci de comunicaie s se fac sub un unghi ct mai apropiat de 90

o;

La intersecia cu emisarul, pe canal se execut praguri terminale i se consolideaz cu pereu, zidrie sau beton;

Racordarea cu emisarul natural se recomand s fie construit sub form de plnie difuzoare.

Uneori pot fi introduse n schema de amenajare a zonei de evacuare mici bazine de

retenie. Aceast soluie, dei este poate dezavantajoas din punct de vedere economic, este cea mai potrivit atunci cnd trebuie aprate mpotriva colmatrii, lacuri de acumulare, ci de comunicaie i centre populate.

Consolidarea reelelor de eroziune n adncime cu ajutorul msurilor fitoameliorative

Reelele de eroziune n adncime pot fi consolidate prin msuri fitoameliorative, care constau n nierbri, brzduiri i mpduriri. Avantajul folosirii acestor msuri const n eficacitatea, durabilitatea i costul lor redus. Dezavantajul const n faptul c taluzurile rmn o perioad mai ndelungat lipsite de vegetaie ceea ce ar putea conduce la destabilizarea lor. Indiferent de soluie, speciile de plante sau arbori trebuie astfel alese nct s se poat adapta zonei climatice respective.

Se recomand ca nsmnarea sau plantarea s se realizeze pe direcii paralele cu curba de nivel.

nierbri

nierbrile se utilizeaz n special ca lucrri longitudinale, pentru stabilizarea taluzurilor naturale precum i a celor rezultate artificial.

Din punct de vedere al execuiei, nierbarea se poate face: fr lucrri pregtitoare, prin nsmnare simpl (fig. 37); se execut cnd taluzurile

sunt stabile i pot fi meninute n aceast stare pn cnd iarba nsmnat se dezvolt suficient;

cu lucrri pregtitoare, constnd n acoperirea taluzurilor cu un strat de pamnt vegetal gros de 10-20 cm. Pentru aceasta este necesar o modelare n trepte a terenului ncepnd de la partea inferioar ctre partea superioar a taluzului ce trebuie consolidat. Pe taluzurile care sunt predispuse la o eroziune accentuat, nsamnarile au anse de reuit numai dac sunt susinute de gardulee.

Fig. 3.25 nsmnare simpl

Brzduiri

n general brzduirile se folosesc la fixarea taluzurilor canalelor artificiale din pamnt, dar, dac ele se combin cu alte forme de consolidare cum ar fi pereurile, brzduirile se pot utiliza i la consolidarea malurilor formaiunilor eroziunii n adncime. Acest tip de lucrare se

55

folosete la partea superioar a formaiunii erozionale dar mai ales ntre lucrrile transversale, atunci cnd viteza curentului de ap nu depete 1,5 m/s.

Pentru reuita realizrii acestor lucrri este necesar ca brazdele s provin din zone cu terenuri similare cu cele unde dorim s le punem n oper.

Recoltarea brazdelor nu se va face cu mult timp nainte de aplicarea lor, iar grosimea

va fi n funcie de adncimea de nrdcinare a speciilor de plante care le compun. Dac brazdele se vor utiliza pe terenuri nisipoase, argiloase sau loessoide, atunci se

recomand ca aplicarea lor s se fac pe un strat vegetal de aproximativ 10 cm grosime.

Brazde am plasate pe patul

albiei

Brazde am plasate pe

taluz

Fig. 3.26 Scheme de amplasare a brazdelor

Brazdele pot fi de dou tipuri: brazde buci, cu dimensiuni de 25x40, 20x25 i mai rar 30x50 cm; brazde fii cu limea de 25 cm i lungimea de 1-3 m.

Fixarea lor pe taluz se realizeaz cu ajutorul unor rui lungi de 20-30 cm i cu diametru de 3 cm, confecionai din lemn de fag, carpen, brad, sau, n zonele umede, din salcie.

Brazdele se pot amplasa astfel:

pe lat, n suprafee complete sau careuri (cu goluri); n trepte, dispuse normal sau nclinat faa de linia taluzului de mal; susinute de o reea de consolidare realizat romboidal din gardulee sau elemente

prefabricate, dac taluzurile au pante foarte mari. Dac se amplaseaz mai multe rnduri de brazde pe taluz, acestea se dispun n ah.

mpduriri

Pe taluzuri de raven i ogae proceeeele de plantare sunt urmtoarele: - Plantarea n despictur. Const n deschiderea unei fante cu cazmaua aproape

56

vertical pe suprafaa taluzului, adnc de 2025 cm, n care se introduc rdcinile puieilor, dup care se introduce pmnt fin i se nchide fanta prin apsare cu piciorul, astfel ca suprafaa terenului s rmn nemodificat sau s prezinte modificri reduse. Procedeul a fost experimentat pe taluzuri cu nclinare mare (4160), unde executarea gropilor nu este

posibil. - Plantarea n gropi de 30 x 30 x 30 cm a dat rezultate bune, n aceleai condiii

artate la plantarea n despictur, dar n cazul talazurilor stabile sau semistabile, cu nclinare sub 2025.

- Plantarea cu pmnt fertil de mprumut. Pe taluzurile stncoase cu petice de sol scheletic, plantarea nu se poate realiza fr folosirea pmntului fertil de mprumut. Rezultate satisfctoare s-au obinut cnd n gropile executate s-au introdus 1030 dm3 sol fertil.

- Plantarea cu puiei cu rdcinile prot