Hidrologia apelor curgătoare

      -Sectorul sud-pontic (valah)

      Are o vale asimetrică, cu malul drept abrupt, dat de Podişul Prebalcanic, în timp ce malul stâng este jos, cu luncă dezvoltată şi o succesiune de terase fluviale.

      Este împărţit în două subsectoare:

      Superior, situat între Gura Văii şi Ţigănaş, cu caracter piemontan, care face tranziţia de la sectorul carpatic la cel de câmpie.

      Inferior, în aval de Ţigănaş, până în dreptul oraşului Călăraş, unde fluviul, în condiţii de curgere prin câmpie, îşi creează un drum larg şi o luncă extinsă.

      Lunca Dunării, care pe alocuri are o lăţime sub 2-5 km în prima porţiune, în cea de-a doua poate căpăta o lăţime de 3-10 km în aval de Ţigănaş. Patul albiei are o pantă mică ce variază între 0,045-0,06‰, fapt ce determină formarea ostroavelor, multe dintre ele de mari dimesniuni: Ostrovul Mare, Păpădia, Dragavelu, Băloiu, Belene, Ostrovul Păsărilor etc.

      Albia minoră, la niveluri medii, are lăţimi cuprinse între 950-1000m, pe când lunca poate atinge un maximum de 13 km.

      Multe din lacurile existente în lunca Dunării au fost complet desecate (Cârna, Nedeia, Potelu, Mahâru, Greaca etc.), puţine dintre ele funcţionând şi astăzi (Gârla Mare, Maglavit, Golenţi, Ciuperceni, Rast, Bistrebu etc.). Fostele organisme de luncă au fost transformate în canale de evacuare şi folosire ca staţiuni de pompare.

      -Sectorul pontic oriental (al bălţilor)

      Este sectorul care se desfăşoară în întregime pe teritoriul României şi este cuprins între oraşele Călăraş (sud) şi Brăila (nord). În acest sector Dunărea se desface în mai multe braţe, cuprinzând între ele lunca propriu-zisă care, datorită numeroaselor lacuri şi gârle, a frecventelor inundaţii caracteristice zonei, au fost numite Balta Ialomiţei (Borcea), delimitată de braţele Dunărea Veche şi Borce şi Balta Brăilei delimitată de Dunărea Nouă, cu mai multe braţe (Vâlciu, Mănuşoaia, Cremenea, Pasca, Calia, Arapu) formând ostroave mai mici la vest şi braţul Măcin (Dunărea Veche) la est. Astăzi, ambele bălţi au fost îndiguite (acţiune terminată în anul 1964) şi terenurile sunt folosite pentru cultura plantelor cerealiere (mai ales porumb).

      Bălţile Ialomiţei şi Brăilei reprezintă ultimile rămăşiţe ale fostului lac cuaternar din estul Câmpiei Române. Transformarea lor în câmpii acumulative nu este terminată, ele aflându-se în stadii diferite de colmatare. Pantele, în cadrul acestui sector, sunt foarte reduse, cuprinse între 0,03-0,02‰, ceea ce determină o viteză scăzută a apelor şi favorizarea depunerilor solide.

      -Sectorul predobrogean (nord-dobrogean)

      Este cuprins între Brăila şi Ceatalul Ismail (80 km), cu lăţimi ale albiei între 0,4-1,7 km. Acest sector, continuat apoi până la Sulina, poartă şi denumirea de “Dunărea maritimă”.

      Dunărea curge printr-un singur braţ şi are adâncimi mari de până  la 20-34m, făcând câteva coturi rapide, determinate, preponderent, de structura rezistentă a rocilor dure din bază. Datorită  adâncimilor mari, pe tot sectorul, fundul albiei se află sub nivelul mării şi în unele locuri, chiar sub nivelul albiilor din deltă. Prin urmare, fundul albiei are pante negative, mai ales în aval de Galaţi, cu căderi extrem de mici, de 6-7 mm/km.

      Lunca, larg dezvoltată, este acoperită cu o serie de lacuri de mari dimensiuni: pe stânga Jijila, Crapina, Parcheş, Somova etc.; pe dreapta Kahul, Orloveţ-Dervent, Kugurlui-Ialpug, Katalpug, Kitai (Ucraina).

      -Sectorul deltaic

      Este un sector nou, cu o vechime de cca.10.000-5.000 ani deoarece în perioada pleistocenă pe acest loc exista un golf. Se desfăşoară de la Ceatalul Ismail (prima bifurcaţie), între braţele Chilia (111 km) la nord şi Tulcea (19 km), continuat cu Sf.Gheorghe (116 km) la sud, până la vărsarea acestuia în mare.

      Delta Dunării, în timpul formării sale, şi-a modificat permanent suprafaţa, astăzi însumând 478.457 ha (inclusiv sectoarele ucrainiene şi complexul lagunar Razim-Sinoie).

      Delta Dunării reprezintă cea mai importantă câmpie terminală  a unui fluviu european (cu excepţia Volgăi), situată în sectorul nord-vestic al bazinului Mării Negre, într-o regiune mobilă a scoarţei terestre (Depresiunea Predobrogeană).

      În perioada 1921-1960 debitul mediu lichid la Ceatalul Ismail a fost de 6.300 m³/s, iar în perioada 1921-1980 s-a ridicat la 6.470 m³/s (Gâştescu, Driga, 1983). Pe cele trei braţe debitul este astfel repartizat: 58% Chilia, 22% Sf.Gheorghe şi 20% Sulina. Repartizarea transportului de aluviuni pe principalele braţe este aproximativ egal cu debitele de apă (Almazov et al., 1957). Pe suprafaţa deltei se depun, în medie, cca.0,1% din aluviuni, ceea ce corespunde cu un strat mediu de 3-4 mm, restul aluviunilor fiind transportate în mare. Aluviunile transportate de fluviu pun în evidenţă procesul de degradare a solurilor în întregul bazin dunărean. Cantitatea materialului aluvionar este legată atât de debitul lichid, cât şi de natura litologică a bazinului, caracterul ploilor etc. Există o strânsă legătură între lungimea unui fluviu, mărimea bazinului hidrografic şi debitul solid transportat care, toate la un loc, dau naştere unei anumite suprafeţe cu dimensiuni ce sunt legate nemijlocit de factorii enumeraţi.

      Importanţa cantităţii de aluviuni poate fi observată la cele trei braţe principale ale Dunării, care la rându-le prezintă trei delte cu caracter secundar. Acestea, înaintează cu viteze diferite, în funcţie de valoarea debitului solid transportat: în 1958 braţul Chilia a transportat 48,4 mil.t şi delta secundară a înaintat cu o medie de 80 m/an; Sf.Gheorghe transporta 16,5 mil.t şi avansa cu o medie de 16-20 m/an. Cantitatea de aluviuni s-a redus simţitor de la 70 mil.t/an (C.E.D., 1932), la 58,7 mil.t/an (Gâştescu, Driga, 1980; Bondar, 1983) la cca.20-22 mil.t/an astăzi (Duma et al., 1990). Transportul maxim de aluviuni înregistrat în Delta Dunării a fost de 178,7 mil.t în anul 1912, iar cel minim de 12,5 mil.t în anul 1866. Procesul de reducere a debitului solid este continuu, datorat amenajărilor funciare şi construcţiilor hidrotehnice efectuate în întregul bazin dunărean. Procesul în sine are afecte negative în ceea ce priveşte dezvoltarea în suprafaţă a Deltei Dunării, mai ales asupra ratei de înaintare. Progradarea este coroborată şi cu procesul lent, dar sigur, de ridicare a nivelului marin (1-2 mm/an). Reducerea progradării este legată şi de creşterea proeminentă a deltei care, la rându-i, determină o alungire a cursului Dunării, o scădere a pantei şi în acelaşi timp o reducere a capacităţii de transport a materialului solid.

      Ca efect al creşterii cantităţii de aluviuni, în cazul special al viiturilor, îl reprezintă schimbarea, într-un timp extrem de scurt, a linie de ţărm. Cazul de faţă este exemplificat de viitura maximă înregistrată în anul 1897, cu valoarea de 35.000 m³/s şi care a cauzat apariţia, la suprafaţă, a Insulei Sacalin (gura braţului Sf.Gheorghe). 

      F. Bazinele hidrografice 

      Definiţie

      Bazinul hidrografic (de recepţie sau colector) al unei reţele hidrografice reprezintă suprafaţa de pe cuprinsul căreia se alimentează  un râu sau un sistem hidrografic. În realitate, în spaţiul bazinului hidrografic, au loc toate procesele fizice care determină scurgerea.

      Zona bazinului hidrografic este delimitată de o linie de separaţie cunoscută sub numele de cumpăna apelor. Această linie trece prin punctele de cea mai mare înălţime situate între două bazine învecinate (pe interfluvii) şi coboară spre regiunea de vărsare unde se închide. În general, suprafaţa de pe care se alimentează un râu, un lac sau o mare, are două tipuri de cumpene de ape:

      - una superficială, care delimitează bazinul hidrografic de suprafaţă;

      - una subterană, care corespunde bazinului hidrografic subteran.

      Cele două cumpene de apă nu se suprapun decât foarte rar.

      Evoluţia oricărui bazin hidrografic este rezultatul interacţiunii dintre regimul fluxului de materie şi energie care pătrunde şi circulă în limitele lui şi rezistenţa opusă de suprafaţa topografică. În condiţii normale, principala sursă de materie o constituie precipitaţiile, iar de energie, radiaţia solară.

      Rezistenţa suprafeţei topografice este dată de poziţia altimetrică şi de rezistenţa la eroziune a rocilor constituente, de gradul de acoperire cu vegetaţie, de învelişul solului, permeabilitate etc. De relaţiile de interdependenţă dintre aceşti factori, de repartiţia lor în timp şi spaţiu, depinde, în cea mai mare parte, evoluţia şi configuraţia actuală a reliefului bazinelor hidrografice.

      Cumpenele superficiale sunt supuse unei intense eroziuni, fapt pentru care sunt variabile şi duc la creşterea sau micşorarea unui bazin în dauna celuilalt cu ajutorul captărilor fluviale. Migrarea cumpenelor este legată atât de factorii endogeni (geologici), cât şi de cei exogeni.

      Schimburile de masă şi energie cu mediul înconjurător

      Un bazin hidrografic, conform teoriei sistemice, poate fi considerat un sistem deschis, în care au loc, permanent, schimburi de materie şi energie cu mediul înconjurător.

      Cantităţile de materie şi energie recepţionate de către bazin acţionează  asupra variabilelor care definesc suprafaţa bazinului. O parte din ele se înmagazinează ca urmare a proceselor fizice şi biochimice, iar alta părăseşte limitele bazinului pe diferite căi.

      Cantitatea de apă înmagazinată se evaporă, se scurge sau poate fi trecută în alte bazine ca urmare a acţiunii vântului, pe cale subterană sau ca urmare a intervenţiei antropice. O parte din energia primită este reflectată de suprafaţa bazinului şi se pierde în spaţiu  (E_r).

      Schimburile cu mediul înconjurător sunt permanente şi constituie premisa existenţei oricărui bazin hidrografic. Trebuie avut în vedere şi faptul că regimul acestui flux are o foarte mare importanţă asupra proceselor şi relaţiilor de interdependenţă existente între variabilele suprafeţelor bazinale.

      a.Intrările de materie şi energie

      Precipitaţiile

      Reprezintă  cea mai importantă formă de materie care intră în sistemul bazinului hidrografic, mai ales că au şi calitatea de a fi mobile, prin aceasta posedând şi o anumită cantitate de energie ce va fi consumată în cadrul proceselor care au loc la suprafaţa bazinului.

      Volumul precipitaţiilor, pe unitate de suprafaţă, depinde de poziţia latitudinală şi altitudinală a bazinului hidrografic care influenţează şi starea de agregare a precipitaţiilor. Repartiţia în timp a acestora are o mare importanţă atât pentru procesele care se desfăşoară la suprafaţa bazinului, cât şi pentru amploarea reacţiilor de răspuns şi de dimensionare a morfologiei bazinelor.

      Între frecvenţa ploilor torenţiale şi suprafaţa bazinelor există un raport invers: dacă o suprafaţă bazinală este mai mare, cu atât este mai mică probabilitatea ca aceasta să fie afectată de viitura provocată de o ploaie torenţială şi invers (Zăvoianu, 1978).

      În condiţiile zonalităţii verticale a reliefului din România, se constată o legătură directă între precipitaţii şi altitudinea medie a bazinelor hidrografice (Ujvari, 1972).

      Aportul prin intermediul vânturilor

      În acest caz este vorba de precipitaţiile lichide care, în cazul vânturilor puternice, pot fi antrenate peste cumpăna de ape. Un fenomen identic se petrece şi cu zăpada viscolită. În această categorie sunt incluse şi particulele solide (praf, nisip) care pot modifica, la rându-le, configuraţia reliefului.

      Aportul subteran

      Diversitatea peisajelor geomorfologice, cu tectonică, structură şi litologie foarte variate, fac ca în multe situaţii cumpenele superficiale de apă să nu coincidă cu cele subterane.

      Intrările ca urmare a intervenţiei omului

      Pentru a face faţă nevoilor tot mai sporite de apă, de cele mai multe ori nu se mai respectă limitele naturale ale bazinelor hidrografice şi se transferă cantităţi foarte mari de apă dintr-un bazin în altul, prin intermediul conductelor sau devierilor de cursuri.

      Radiaţia solară

      Principala sursă energetică, cu excepţia energiei posedată de materia în mişcare, o constituie radiaţia solară. Cca.53% din energia primită de la Soare este absorbită de atmosferă sau se întoarce în spaţiul cosmic, restul de 47% ajungând la suprafaţa Terrei sub formă de radiaţie directă (insolaţie). Aceasta provine din  razele care pătrund direct prin atmosferă (41%) şi din radiaţia difuză a cerului (6%), de ea depinzând toate procesele fizico-chimice şi biologice care au loc în natură (Strahler, 1973).

      În afara radiaţiei directe, suprafaţa unui bazin hidrografic mai poate primii de la atmosferă o cantitate de radiaţie difuză, la care se adaugă radiaţia reflectată de nori şi cea atmosferică.

      b.Ieşirile de materie şi energie

      Cantitatea de materie şi energie odată pătrunsă în limitele unui bazin, circulă pe un număr foarte mare de căi. Ea reuşeşte să se înmagazineze sub diferite forme şi să acţioneze asupra componentelor lui determinând o serie de reacţii în lanţ, ori părăseşte bazinul prin intermediul scurgerii, evaporării, pe cale subterană sau ca urmare a intervenţiei omului (Zăvoianu, 1978).

      Scurgerea

      Apele, în cadrul procesului de scurgere, pe lângă capacitatea de transport deţin şi calitatea de a dizolva o serie de săruri pe care apoi le antrenează în soluţie. Ajunse în reţeaua albiilor, apele scurse, împreună cu materialele solide, minerale şi organice, antrenate şi cu cele pe care le poartă în soluţie, se îndreaptă spre gura de vărsare a bazinului, pe unde de fapt ies din acesta şi intră în altul, ori se va vărsa într-un bazin marin sau lacustru.

      În cadrul ieşirilor, pe lângă faptul că o parte din cantitatea de apă intrată părăseşte bazinul, aceasta, la rându-i, antrenează în acelaşi timp şi o parte din masa minerală şi organică a bazinului, coborându-i practic suprafaţa.

      Evapotranspiraţia

      Pentru România, din volumul total al precipitaţiilor căzute, 77% se reîntorc în atmosferă ca urmare a proceselor de evapotranspiraţie (Ujvari, 1972). Cea mai generală formulă de determinare indirectă este cea care foloseşte cantitatea de precipitaţii căzută (P) şi cantitatea de apă scoasă din bazin (Q): 

E=P-Q. 

      Ieşirile pe cale subterană

      Se produc când cumpenele superficiale de apă nu coincid cu cele subterane şi, ca atare, o serie de niveluri fretice, ce se alimentează  cu apă din cadrul bazinului, se descarcă în alte bazine.

      Celele mai semnificative exemple sunt reprezentate de zonele carstice care, de altfel, nu respectă, decât foarte rar, limitele bazinelor hidrografice.

      Ieşirile cu ajutorul vânturilor

      Situaţia este similară cu cea descrisă la intrări, numai că  de data aceasta este vorba de eliminarea precipitaţiilor şi a altor materiale ce aparţin bazinului hidrografic.

      Ieşirile ca rezultat al activităţilor umane

      Situaţia se prezintă invers faţă de cea de la intrări. În cazul ieşirilor de energie din cadrul bazinului trebuie să se aibă în vedere, în primul rând, că orice cantitate de materie ieşită antrenează şi o energie proporţională.

      La nivel mediu multianual, intrările în cadrul bazinului, prin intermediul vânturilor şi pe cale subterană, egalează pierderile pe aceleaşi căi, constatându-se astfel că numărul variabilelor care definesc fluxul de materie şi de energie, în cadrul unui bazin hidrografic, este destul de mic şi se pot face evaluări cantitative destul de corecte.

      Tipurile de bazine

      Forma bazinelor hidrografice este imprimată de poziţia şi orientarea limitei bazinelor. De forma bazinului depinde atât lungimea traseului apelor curgătoare, din amonte spre aval, cât şi posibilitatea de dezvoltare şi aportul de apă al afluenţilor. Există o strânsă legătură între cantitatea de precipitaţii, evaporaţie, debitele de apă şi altitudinea bazinului analizat.

      Bazinele hidrografice, cu toată marea lor varietate, au fost grupate în 5 tipuri (Buta, 1983):

      Tipul I, include bazinele hidrografice dezvoltate mai mult în cursul mijlociu: Crişul Negru, Trotuş, Someşul etc.

      Tipul II, unde bazinele hidrografice se dezvoltă în cursul superior: Jiu, Ialomiţa, Buzău etc.

      Tipul III, unde bazinele hidrografice se dezvoltă în cursul inferior: Argeş, Someşul Mic etc.

      Tipul IV, este caracteristic bazinelor hidrografice dezvoltate uniform: Arieş, Vedea, Crişil Alb, Bega etc.

      Tipul V, este tipic pentru bazinele care se îngustează în cursul mijlociu: Olt, Târnava Mare etc.

      Clasificarea de faţă este destinată a avea scopuri practice deoarece, în funcţie de dezvoltarea bazinelor, se pot desprinde câteva caracteristici ce privesc geneza şi dezvoltarea viiturilor:

      - bazinele dezvoltate uniform, pe toată lungimea lor, nu generează  viituri bruşte ci numai creşteri progresive şi atenuări treptate;

      - bazinele dezvoltate în cursul inferior favorizează scurgerea bruscă deoarece apele din precipitaţii se vor aduna rapid la ieşirea din bazin;

      - bazinele dezvoltate mult în cursul superior vor genera viituri a căror amploare va scădea cu cât se apropie de cursul inferior. 

      G. Regimul hidrologic al râurilor

      Hidrografia zonelor climatice este rezultatul îmbinării factorilor genetici ai scurgerii lichide (temperatura, precipitaţiile, evapotranspiraţia), a raportului dintre aceştia şi condiţiile geologice (tectonica, litologia, evoluţia paleogeografică), precum şi configuraţia reliefului (munţi, podişuri, câmpii). Cea mai ridicată densitate a reţelei hidrologice se dezvoltă în zonele ecuatorială şi tropicală umedă; media se dezvoltă în zonele temperate cu influenţă oceanică şi musonică dar şi zona subpolară; cele mai mici valori sunt în zonele aride reci şi calde (Gâştescu, 1998).

      Temperatura cunoaşte o foarte bună zonalitate şi etajare. Scăderea temperaturii medii anuale de la ecuator la poli nu cunoaşte acelaşi gradient termic deoarece izoterma medie de 0⁰C urmăreşte paralela de 69⁰ în emisfera sudică şi pe cea de 40-55⁰ în cea nordică. Mersul izotermelor medii anuale demonstrează clar diferenţierea temperaturilor pe care le deţin continentele şi oceanele.

      Amplitudinea temperaturilor medii anuale este de 5⁰C în zona intertropicală, de cca.15-60⁰C în emisfera sudică şi 40-50⁰C în cea nordică.