Bazinul Hidrografic Torential Valea Maguricei
CUPRINS
Piese scrise
Introducere
Capitolul I
1. Date generale
1.1. Bazinul hidrografic. Date generale
1.2. Subbazinul Valea Maguricei
1.3. Administrația terenurilor .
Capitolul II
2. Cadrul natural și social-economic
2.1. Localizarea geografică și administrativă
2.2. Relieful, geologia și litologia
2.3. Clima
2.3.1. Regimul termic
2.3.2. Regimul pluviometric
2.3.3. Regimul eolian
2.3.4. Indicatorii sintetici ai datelor climatice
2.4. Solurile
2.5. Folosintele terenurilor
2.6. Parametrii morfometrici ai bazinului hidrografic
2.6.1. Suprafața bazinului
2.6.2. Perimetrul
2.6.3. Lungimea bazinului
2.6.3.1. Lungimea maximă a bazinului
2.6.3.2. Lungimea medie a bazinului
2.6.4. Forma bazinului
2.6.5. Altitudinea bazinului
2.6.6. Energia de relief
2.6.7. Panta medie
2.6.8. Lungimea versanților
2.7. Morfometria rețelei hidrografice
2.7.1. Ordinul hidrografic și sistemul hidrografic
2.7.2. Lungimea rețelei hidrografice
2.7.3. Densitatea rețelei hidrografice
2.7.4. Densitatea hidrografică
2.7.5. Lungimea albiei principale
2.7.6. Panta medie a albiei principale
2.8. Procese torențiale
2.9. Lucrări executate în trecut
Capitolul III
Capitolul IV
4.1. Clasa de importanță a lucrărilor proiectate și probabilitățile de depășire a debitelor maxime
4.2. Probabilitățile de depășire a debitelor maxime
4.3 Calculul debitului maxim corespunzător probabilității de referință (1%)
4.3.1. Formula rațională
4.3.2 Diagrama “morfoetalon”
4.3.3 Formula „ploii orare”
4.3.4. Metoda paralelogramelor de scurgere
4.4. Debitul maxim la probabilitatea de calcul si de verificare
Capitolul V
5.1.Transportul de aluviuni mediu anual
5.1.1. Tranportul de aluviuni mediu de pe versanți
5.1.2. Transportul de aluviuni mediu anual de pe albie
5.2. Transportul de aluviuni la o ploaie torențială
5.3. Volumul de aluviuni capabil de a forma aterisamente
5.3.1. Volumul provenit din transportul mediu anual
5.3.2. Volumul provenit în urma unei ploi torențiale
Capitolul VI
6.1. Măsuri și lucrări pe versanții bazinului
6.1.1. Măsuri și lucrări de ameliorare hidrologică a fondului forestier
6.2. Măsuri și lucrări pe rețeaua hidrografică
6.2.1. Lucrări hidrotehnice pe albie
6.2.1.1 Lucrări transversale
6.2.1.1.1. Perioada de amenajare
6.2.1.1.2. Volumul de aluviuni capabile de a forma aterisamente
6.2.1.1.3. Panta probabila de asezare a aluviunilor in aterisament
6.2.1.1.4. Capacitatea de retentie a unui singur baraj
6.2.1.1.5. Adancimea de fundare
6.2.1.1.6. Adancimea de incastrare
6.2.1.1.7. Tipul de baraj si materialul de constructie
6.2.1.2. Lucrări longitudinale
Capitolul VII
7.1. Calculul lucrărilor transversale
7.1.1. Generalități
7.1.2. Dimensionarea deversorului
7.1.3. Calculul statistic al barajului
7.1.3.1. Schema de sarcini
7.1.3.2. Calculul de dimensionare
7.1.4. Calculul radierului
7.2. Calculul canalului de evacuare
7.2.1. Dimensionarea canalului
7.2.2. Calculul racordărilor canalului de evacuare
7.3. Calculul lucrarilor transversale amonte de barajul de priza 2M3.5
7.3.1 Elementele barajului 3M4.0
Capitolul VIII
8.1. Volumul lucrărilor
8.1.1. Volumul lucrărilor hidrotehnice
8.1.2. Volumul lucrărilor biologice
8.2. Evaluarea investitiei
Capitolul IX
9.1. Considerații generale
9.2. Efectele de ordin tehnic
9.3. Efectele de ordin economic
9.4. Efecte ecologice și sociale
9.5. Capacitațile funcționale de retenție
9.5.1. Capacitatea de retenție directă
9.5.2. Capacitatea de retenție prin consolidare
9.5.3. Capacitatea de retenție indirectă
9.6. Efectul economic ce se va obține pe durata funcționării lucrărilor
9.7. Raportul de eficiență economică
9.8. Durata de recuperare a investiției
Capitolul X
Măsuri speciale de protecția muncii
Bibliografie
Piese desenate
Plan de situație cu folosințe
Profilul longitudinal al albiei
Planșa barajului
Planșa canalului de evacuare
INTRODUCERE
În scopul întocmirii proiectului de execuție privind lucrările de amenajare a bazinetului hidrografic torențial Valea Maguricei componentă a bazinului hidrografic Corbesti, situat în amonte de localitatea Corbești, vor fi enunțate următoarele aspecte:
1.Studiul cadrului natural și social–economic în care s-au declanșat și dezvoltat procesele torențiale.
2.Studiul parametrilor hidrologici (debit lichid maxim, de viitură și transportul de aluviuni) ai bazinetului studiat.
3.Soluția tehnică de amenajare.
4.Dimensionarea lucrărilor hidrotehnice prevăzute în soluția tehnică de amenajare.
5.Întocmirea pieselor desenate.
Piesele desenate:
1. Planul special de situație (scara 1:200).
2. Profilul longitudinal al albiei cu lucrările propuse (scara pentru lungimi L 1:500 și scara pentru înălțimi H 1:100).
3. Planșa barajului de priză 2M 3.5 m (scara 1:100).
4. Planșa barajului 3M4.0 m (scara 1:100).
5. Planșa canalului de evacuare 1KM 21 (scara 1:100).
Capitolul I – PREZENTARE GENERALĂ
Bazinul hidrografic Corbesti. Date generale
Suprafata bazinului hidrografic Corbesti este de 351.5 ha si are ca si componenta circa 66 % fond forestier .
Fondul forestier din bazinul hidrografic Corbesti este arondat Unității de producție II Valea Râului, fiind administrat de catre Ocolul Silvic Dobresti din cadrul Direcției Silvice Bihor.
Subbazinul Valea Maguricei
Valea Maguricei este un afluent ce vine pe malul drept tehnic al râului ,,Valea Raului”
Acest subbazin ocupa o suprafata de 64.7 ha. Suprafata este impartita in 62.8 fond forestier, si 1.9 ha de teren neproductiv.
Lungimea totală a rețelei hidrografice în subbazin este de 3625 m din care albia principala are o lungime de 1325 m.
Eficienta hidrologica a terenurilor care formeaza subbazinul hidrografic se prezinta pe categorii astfel:
Eficiența hidrologică a arboretelor din cadrul bazinului, este:
mijlocie pe o suprafață de 20,1 ha (31,1 %);
redusă pe o suprafață de 42,7 ha (66,0 %);
scăzută pe o suprafață de 1,9 ha (2,9 %).
Administrarea terenurilor
Întreaga suprafata a terenurilor ce compun bazinetul se afla in fond forestier proprietate publica si este administrat de catre Ocolul Silvic Dobresti, din cadrul Directiei Silvice Bihor, a Regiei Nationale a Padurilor.
CAPITOLUL II – CADRU NATURAL ȘI SOCIAL-ECONOMIC
2.1. Localizarea geografică și administrativă
Conform Atlasului geografic al R.S.R. ediția 1979, teritoriul bazinetului se găsește în Provincia Carpatică, Subprovincia Carpații de sud-est, regiunea Carpații Apuseni, Subținutul Munților Apuseni, Districtul Munților Pădurea Craiului, munți calcaroși sub 1000 m altitudine cu podișuri întinse, prezentand numeroase doline, ponoare și peșteri.
Se poate concluziona că teritoriul său face parte din regiunea de munte și dealuri înalte, caracterizați prin versanți brăzdați de văi adânci, având un aspect muntos cu văi și culmi pronunțate.
Unitatea morfologică ce caracterizează bazinetul este versantul cu configurație ondulată, cu înclinări variabile de la moderate la foarte repedă și uneori abrupte.
Coordonatele geografice orientative sunt 22015’ longitudine estică și 46055’ latitudine nordică.
2.2. Relieful, geologia si litologia
Teritoriul bazinului face parte din lanțul munților Pădurea Craiului.
Consistenta stratigrafica-petrografica generala este alcatuita dintr-un ciment cristalin, pentru care sunt depuse depozite sedimentare de diferite varste.aceste formatiuni se impart in doua categorii:
Depozite sedimentare ce apartin erei mezozoice:
Facand o sectiune prin aceste depozite intilnim urmatoarele orizonturi (plecand de la roca mama)
orizontul bauxitelor, peste care sunt depuse calcare recifale;
orizont format din marne si sisturi;
orizont format din calcare gri-brune, grosiere;
orizont cu conglomerate foarte variat (gresii-sisturi);
Intercalatii cenusii cu vine de calcit;
orizontul de suprafata, reprezentat prin gresii,marne, sisturi roscate,etc.
Depozite apartinand erei neozoice:
Odata cu ridicarea in masa pe verticala a intregului lant Carpatic, râurile care coboara si-au marit sfera de eroziune si transport, dispunand in jur si aval puternice depozite de pietrisuri si nisipuri. În aceasta perioada se formeaza si terase de-a lungul Crisului Negru.Facand o sectiune in aceste depozite se intalnesc urmatoarele orizonturi:
Un orizont bazal constituit din nisipuri si argile;
Un orizont de pietrisuri;
Un orizont provenit din sedimentarea materialelor fine rezultate din macinarea marnelor glaciare, aduse de ape sau vânt.
Din punct de vedere stational intereseaza in mod deosebit stratul superior al formatiunilor litologice care influenteaza direct geneza si proprietatile fizico-chimice ale sololui.
In concluzie substratul litologic este alcatuit dintr-o mare varietate de roci predominand calcarele si breciile calcaroase dar nu lipsesc nici gresiile, amrnele, sisturile si argilele iar pe vai apar pietrisuri si nisipuri.
Pe rocile calcaroase s-au format soluri usoare, bogate in humus cu drenaj normal (soluri brune eumezobazice, rendzine, terra rosa) iar pe substratele de arfila sau alternante ale acestora cu sisturi, etc. s-au format soluri grele (brune luvice, brune argiloiluviale) de cele mai multe ori cu in care stagneaza apa (pseudogleizate).
Clima
Caracteristicile generale ale climatului sunt determinate de pozitia geografica a bazinului, precum si de geomorfologia sa. Teritoriul bazinului se incadreaza, dupa clasificarea Köppen, in provincia c.f.b.k.
Topoclimatic, teritoriul bazinului se incadreaza in etajul climatic de deal, subetajul dealurilor si podisurilor joase, topoclimatul complex al muntilor Zarand-Metaliferi, topoclimate elementare de padure si culmi deluroase.
Regimul termic
Datele referitoare la regimul termic s-au luat de la statiile meteorologice Beius, Holod și din Atlasul R.S.R.
Temperatura medie anuala inregistrata la statia Holod de +10,30C este specifica pentru partea inferioara a ocolului, altitudini de 200-300 m dar calculand gradientii altitudinali pentru partea superioara a ocolului temperatura medie anuala este de 70C, (fig.1).
Temperatura medie cea mai scazuta se inregistreaza in luna ianuarie (-1,10C) iar cea mai ridicata in luna iulie (20,30C).Temperatura minima absoluta este de stul de coborata (-290C) dar aceasta nu s-a mai inregistrat din anul 1951.
Primul inghet se produce la sfarsitul sezonului de vegetatie cand lujerii sunt lignificati, pagubele inregistrate datorita ingheturilor timpurii sau tarzii fiind nesemnificative.
Fig.1 – Temperaturi medii lunare
Din punct de vedere termic conditiile sunt favorabile dezvoltarii fagului, gorunului, cerului, paltinului de munte si camp,ciresului, teiului, frasinului precumsi stejarului rosu, castanului comestibil si speciilor de rasinoase (duglas, larice, molid, pin strob, brad, pin negru).
Regimul pluviometric
Precipitatiile medii anuale se situeaza in jurul valorii de 755 mm, variind de la 635 mm la 1000mm, (fig.2).
Regimul pluviometric este favorabil dezvoltarii speciilor amintite la paragraful anterior tinand cont de faptul ca precipitatiile cele mai abundente se produc in sezonul de vegetatie iar cele mai putine in perioada de repaus vegetativ (noiembrie-martie).
Evapotranspiratia potentiala anuala este de 550 mm iar in sezonul de vegetatie (15 amrtie-octombrie) este de 550mm-600mm situandu-se sub cuantumul precipitatiilor medii anuale, respectiv pe sezon ceea ce asigura o aprovizionare buna a solului cu apa din precipitatii.
Fig. 2 – Precipitațiile medii lunare
Regimul precipitatiilor atmosferice, cel al evapotranspiratiei si raporturile dintre acestea au o mare influenta asupra vegetatiei forestiere, depasirea anumitor niveluri ale acestora constituind factori limitativi pentru vegetatie (apa din precipitatiile abundente stagneaza in solurile grele in orizontul B determinand aparitia pseudogleizarii).
Este de remarcat faptul ca incepand cu anul 1981 au existat perioade de 1-3 ani cu precipitatii reduse, care au avut o influenta negativa asupra starii de vegetatie a cvercineelor, in special a gorunului.Deficitul de apa din sol, coroborat cu provenienta din lastari a arboretelor, cu reducerea microflorei din sol a condus la aparitia fenomenului de uscare anormala.
Regimul eolian
In cursul anului cele mai frecvente vanturi sunt pe directiile SV (14%) si V (19%) in timpul iernii predominand vanturile din est,(fig.3). Viteza medie anuala a vanturilor este de 2,7 m/s si avand in vedere caracteristicile sistemelor de inradacinare a principalelor specii forestiere precum si profunzimea solurilor, vanturile nu pot produce doboraturi insemnate, acestea semnalandu-se izolat si mai ales in arboretele de rasinoase instalate pe fostele lentile de bauxita.
Fig.3 – Roza vânturilor
Tabel centralizator al datelor meteorologice
Tabel nr.1
Indicatorii sintetici ai datelor climatice
Indicii de ariditate de Martonne au valori caracteristice zonelor forestiere de deal, valorile cele mai mici înregistrându-se in perioada de vară (27,5), (fig.4).
Fig. 4 – Indicii de Martonne
În general climatul regiunii în care se află teritoriul bazinului se caracterizează prin ierni moderate, mai rar aspre și veri călduroase. Condițiile climatice ale teritoriului asigură o activitate vegetativă normală pentru flora spontană și cea cultivata din fondul forestier. Flora spontana este formata din fag, cer, gorun, carpen și alte specii de amestec iar cea cultivată din molid, pin, duglas, larice, stejar rosu, castan comestibil și altele.
Trebuie menționat faptul că se întâlnesc frecvent gelivuri la exemplarele de cer și castan. Dacă la castan acest fenomen se explica prin faptul ca este introdus prin cultura intr-un climat ceva mai aspru fata de cel natural,la cer fenomenul se întâlnește mai ales în zonele cu gauri de ger. Pe vaile stancoase si inguste fagul sufera din cauza ingheturilor timpurii.
Vegetatia forestiera este afectata de vanturile puternice care provoaca doboraturi mai ales cand sunt insotite de ninsori (anii 1978, 1989, 1990, 1996, 1997).
Din observatiile facute pe teren precum si din datele de la ocol rezulta urmatoarele date fenologice: perioada de înfrunzire este între 20-25 aprilie, perioada de coacere a semintelor 1-10 octombrie, periodicitatea de fructificare la fag 4-6 ani iar la gorun 6-8 ani.
Solurile
Pentru cunoașterea distribuției spațiale a tipurilor și subtipurilor de sol din cadrul arealului, determinarea proprietăților intrinseci a acestora și identificarea tipurilor de stațiune s-au executat profile principale de sol analizate în Laboratorul de pedologie forestieră și analiză de sol din I.C.A.S. București pentru zona acoperită cu păduri și Oficiul de Studii Pedologice și Agrochimice Bihor, Oradea, pentru pășuni și terenuri agricole cu diverse categorii de folosință.
Tipurile de sol identificate sunt rezultanta factorilor pedologici ( substratul geologic, geomorfologic, microrelieful, factorii climatici ). Se observă că în zona cu altitudine mai mică ( 200-300 m), prezența substratului argilos pe terenurile așezate sau cu pante ușoare a determinat apariția argiluvisolurilor care ocupă 23% din suprafață. Prezența pe cea mai mare parte a suprafeței comunei a calcarelor, breciilor, marnelor, a determinat apariția cambisolurilor ( 74% din suprafață ) iar în partea superioară a Văii Râului, chiar a molisolurilor ( 2%). Pe cca. 1% din suprafață sunt întâlnite soluri neevoluate ca: litosol rendzinic ( în fondul forestier) pe versanți abrupți calcaroși, protosol antropic pe haldele rezultate în urma exploatărilor de bauxită și pe mici porțiuni pe lângă văi solul aluvial.
Evidența și răspândirea tipurilor de sol în cuprinsul teritoriului luat în studiu
pe suprafețele ocupate de păduri
( După amenajamentul silvic 2009 – întocmit de I.C.A.S București )
Tabel nr. 2
Se constată că :
85% din solurile identificate aparțin clasei cambisolurilor în care tipul de sol eumezobazic reprezintă 70% ( tipul cel mai reprezentativ fiind cel tipic – 61% ) iar tipul de sol Terra rossa reprezintă 15% ( subtipul tipic fiind predominant – 15% ).
15% din soluri aparțin clasei molisolurilor, tipului – rendzină – subtipul cel ami reprezentativ fiind rendzină cambică ( 6% )
Fig.5 – Diagrama privind ponderea tipurilor de sol din arealul studiat
Dupa cum se observa din tabel si din graficul aferent (fig.5), solurile intalnite in bazinul Vaii Maguricei sunt cele brun eumezobazic tipic si cel brun luvic (podzolit).
Solul brun luvic (podzolit) ocupă circa 35% din suprafata intregului bazin, iar brun eumezobazic tipic ocupa circa 65 % din suprafata intregului bazin
Se caracterizeaza printr-un profil:
Solul Brun eumezobazic tipic, cu profilul A0-Bv-C (R). Este format pe roci bogate in minerale calcice si feromagneziene, calcare titonice, marne, dolomite, gresii calcaroase, ș.a.., pe versanti cu pante diverse; acid la slab acid cu pH=5,1-6,6; slab humifer la foarte humifer cu un continut de humus de tip mull de 2,9-6,3% pe grosimea de 15-18 cm, mezobazic la eubazic cu un grad de saturație in baze V=62-92%, mijlociu la foarte bine aprovizionat in azot total (0,15-0,32 g%); luto-prăfos la argilos de bonitate superioara pentru fag si gorun daca solul are volum edafic mare si daca solul este bine aprovizionat cu apa. Aceasta din urma depinzând de poziționarea solului pe versant umbrit sau însorit. Pe versantii umbriți se recomanda promovarea fagului si carpenului iar pe cei insoriti gorunul. În prezent pe acest sol se afla arboretele de gorun cu fag pe expozitii insorite.
Folosintele terenului
În ce priveste folosintele terenului din bazinului Valea Maguricei se observa ca parte principala a suprafatei bazinului este ocupata de padure.
Cartarea hidrologica a terenurilor a fost facuta pe unitati amenajistice, datele fiind preluate din descrierea parcelara din Amenajamentul unitatii de productie II Valea Raului.
Încadrarea terenurilor sub raport hidrologic s-a făcut pe baza clasificării propuse de Al. Apostol (1972) completat și adaptat de M. Ionescu, P. Dumitrescu și N. Lazăr (1973…1987), în categoriile: B (eficiență hidrologică mijlocie), C (eficiență hidrologică redusă) și D (eficiență hidrologică scăzută).
Încadrarea în categorii și subcategorii s-a făcut în funcție de caracteristicile arboretului, astfel:
în subcategoria B2 sunt incluse arboretele din clasele II sau III de vârstă cu consistență plină, având o suprafață de 14,1 ha (21,8 %), care pot fi conduse prin operațiuni culturale fie spre categoria A, fie spre subcategoria B3;
în subcategoria B3 sunt incluse arboretele din clasele IV și V de producție, situate pe stațiuni de productivitate mijlocie sau inferioară, care ocupă o suprafață de 6,0 ha (9,3 %), care nu pot fi influențate în vederea creșterii eficienței hidrologice și care pot rămâne în situația actuala sau care trec în urma exploatării spre C1 sau C2;
în subcategoria C1 sunt incluse arboretele tinere din clasa I de vârstă, cu reușită bună, fără starea de masiv încheiată , în total 42,7 ha (66,0 %), care pot evolua în decurs de minim 10 ani, fie în subcategoria B2, fie în subcategoria B3 (C3);
în subcategoria D3 sunt incluse suprafețele total neproductive, ocupate de stâncării fără vegetație forestieră, care nu pot fi influențate în vederea creșterii rolului lor hidrologic, acestea ocupând 1,9 ha (2,9 %).
Din tabel se pot observa câteva date referitoare la arboretele din cadrul bazinului, și anume:
specia principală este fagul (58,6 %), alături de acesta mai participând gorunul (31,7 %) și alte specii rășinoase sau foioase (9,7 %);
majoritatea arboretelor au consistența mai mare de 0,7 (91,9 %);
cea mai mare pondere o dețin arboretele din clasa a II-a de vârstă (87,9 %);
în ceea ce privește situația arboretelor în raport de clasele de producție, se poate observa că majoritatea lor sunt în clasa a III-a (90,4 %), iar restul arboretelor în clasa a IV-a de producție (9,6 %).
Fig.6 – Încadrarea terenurilor in categorii si subcategorii
Din grafic reiese ca majoritatea arboretelor din bazin se incadreaza in subcategoria C1, (fig.6).
Fig. 7 – Ponderea principalelor specii din bazinul cercetat
Se observă că fagul este majoritar ca suprafață, urmat îndeaproape de gorun, (fig.7).
Fig. 8 – Repartiția arboretelor din bazin pe clase de consistenta
Se observă că intreaga suprafata a arboretelor (57.7 ha adica 91.9% au o consistență cuprinsa intre valoarea de 0.6 –0.8, (fig.8).
Fig. 9 – Repartiția arboretelor din bazin pe clase de vârstă
Dupa cum se poate observa din cuprinsul diagramei, (fig.9), toata suprafata impadurita este reprezentata de arborete din clasa de varsta II care au varsta cuprinsa intre 20 si 40 de ani
Fig. 10 – Repartiția arboretelor din bazin pe clase de producție
Dupa cum se poate observa din cadrul diagramei,(fig.10) cea mai mare suprafata suprafata este ocupata de arborete din clasa 3 de productie.
Tabel nr. 3
Evidența unitaților hidrologice în cuprinsul bazinului torențial Valea Maguricei
Parametrii morfometrici ai bazinului hidrografic
2.6.1. Suprafata bazinului (F)
Bazinul hidrografic Valea Maguricei este reprezentat de suprafața de teren de pe care pârâul își colectează apele. Separarea de bazinele hidrografice învecinate s-a făcut prin metoda cumpenei topografice, folosind materialul cartografic (trapez geodezic).
Pentru calcularea suprafeței bazinului s-a luat în considerare suprafața întregului teritoriu de pe care se alimentează formațiunea torențială ( de la obârșie și până la punctual de vărsare în pârâul collector), suprafețele care gravitează la afluenții de rang inferior.
Apariția și dezvoltarea degradărilor, formarea scurgerilor și viiturilor torențiale, transportul torențial și sedimentarea torențială depinzând, într-o măsură hotărâtoare, de suprafața bazinului, și deoarece într-o colectivitate de bazine hidrografice torențiale, corelațiile dintre suprafață și ceilalți parametri morfometrici sunt foarte evidente, suprafața reprezintă parametrul morfometric fundamental al bazinului
Mărimea suprafeței s-a obținut de pe planul de situație prin metoda planimetrării cu planimetrul digital.
Suprafața bazinului hidrografic torențial este de 64.7 ha.
De aici rezultă, conform clasificarii FAO 1961, că din punct de vedere al întinderii este un bazin mic, deoarece F<100 ha.
Acesta reprezinta un parametru morfometric fundamental deoarece ea intervine direct sau indirect in toate calculele hidrologice, marimea acesteia influentand, intr-un fel sau altul amploarea si dinamica degradarilor, formarea viiturilor torentiale si transportul aluviunilor.
Mărimea suprafeței servește la calculul debitelor de viitură, al transportului de aluviuni, precum și la verificarea și compararea, pe baza unor corelații stabilite anterior, cu alți parametri morfometrici ai bazinului și ai rețelei hidrografice.
2.6.2. Perimetrul bazinului (Pb)
În studiile morfometrice, lungimea perimetrului sau a cumpenei de separație a bazinului se folosește la exprimarea cantitativă a altor parametri morfometrici care cuantifica efectul hidrologic al formei bazinului.
Perimetrul bazinului Valea Maguricei este de 3625 m
2.6.3. Lungimea bazinului
2.6.3.1. Lungimea maximă a bazinului
Acesta este un parametru utilizat, în general pe plan metodologic, pentru studii comparative între bazine și pentru stabilirea legităților de distribuție ale parametrilor morfometrici.
Prin asimilarea unui bazin cu un bazin ipotetic de formă dreptunghiulară care are aceeași suprafață și același perimetru se poate scrie relația de calcul a lungimii medii a bazinului
Calculul acestei lungimi ne poate da indicii asupra timpului de concentrare a scurgerii în bazin.
Metoda folosită este cea de trasare a curbei mediane a bazinului prin unirea mijloacelor segmentelor paralele ale căror extremități se sprijină pe cumpăna topografică a bazinului.
2.6.3.2. Lungimea medie a bazinului
Aceasta este un parametru utilizat, în general, în plan metodologic, pentru studii comparative între bazine și pentru stabilirea legităților de distribuție ale parametrilor morfometrici.
Pentru calcule, se asimilează bazinul văii…unul ipotetic, de formă dreptunghiulară, care are aceeași suprafață și același perimetru. În urma calculelor și a îndeplinirii condițiilor de verificare
și
in aceste conditii se poate scrie relatia:
= 1324
Aplicând aceasta formula s-a obtinut pentru bazinul hidrografic Valea Maguricei lungimea medie de 1324 m.
Din aceasta metoda de calcul a lungimii medii a bazinului putem obtine rezultate informative despre forma bazinului, verificand semnul diferentei .
2.6.4. Forma bazinului
Exprimarea formei bazinului se poate face în două moduri : calitativ și cantitativ.
Exprimarea calitativă. Semnificații hidrologice.
Forma bazinelor hidrografice torențiale este foarte variată în funcție de stadiul de evoluție al acestor formațiuni, de substratul litologic pe care se dezvoltă, de configurația generală a reliefului regiunii în cadrul căreia a luat naștere formația torențială etc.
Din acest punct de vedere bazinul hidrografic Valea Maguricei are formă moderat alungita, datorata retelei hidrografice putin ramificata, versantii marginind cursul de apa de la obarsie pana la varsarea in emisar.
Exprimarea cantitativă. Semnificații hidrologice.
Exprimarea calitativă prezintă dezavantajul de a fi afectată de un mare grad de subiectivism, de aceea pentru înlăturarea acestui neajuns se recurge la exprimarea cantitativă. Aceasta presupune compararea formei în plan a bazinului studiat cu o figură geometrică de referință.”Favorabilitatea” hidrologică a formei circulare a condus la consacrarea cercului ca figură de referință.
Astfel, dacă se consideră un bazin ipotetic circular a cărui suprafață este egală cu cea a bazinului studiat, prin raportarea perimetrului bazinului real (Pb ) la perimetrul bazinului ipotetic (Pc) se obține relația coeficientului lui Gravelius :
în care F este suprafața bazinului.
Gr=1.271.
Valoarea coeficientului lui Gravelius este egală cu 1,271 prin urmare se poate afirma că este un bazin “moderat alungit”.
Compararea formei bazinului cu pătratul. Raportul de formă (Chorley,1957)
Raportul de formă (Rf) este dat de raportul dintre suprafața bazinului considerat și suprafața unui pătrat de referință ce are perimetrul egal cu perimetrul bazinului respectiv .
Raportul de formă se calculează cu relația :
în care : F este suprafața bazinului(km2), iar Pb perimetrul bazinului (km) .
Rf = 0.79
Pe baza valorii raportului de formă, obținută mai sus, despre bazin se poate spune că are formă alungita(Rf<1,00) .
Cea mai favorabilă dezvoltării proceselor torețiale este forma circulară (rotundă).A fost demonstrat faptul că în condiții fizico-geografice asemănătoare, viiturile torențiale produse în bazinele rotunde sunt mai violente și mai scurte, eroziunea este mai accentuată, iar transportul de aluviuni mai intens, comparativ cu fenomenele similare din cadrul bazinelor alungite.
2.6.5. Altitudinea bazinului
Aceasta detine un rol de importanta majora in ansamblul parametrilor morfometrici ai bazinului. Altitudinea medie a bazinului conditioneaza fluxurile principale de materie si energie din cuprinsul bazinelor torentiale si influenteaza circuitul hidrologic al acestor bazine precum si exprima potentialul energiei mecanice de relief in aparitia si dezvoltarea proceselor torentiale.
DeoaNeagra bazinul hidrografic raganului este un bazin mic, relativ uniform dezvoltat in plan, altitudinea medie a bazinului se poate stabilii cu formula:
în care:
Hmed este altitudinea medie a bazinului
Hi si Hi+1 reprezinta cotele curbelor de nivel succesive;
Fi,i+1 este suprafata dintre ele
Hmed= 475 m
De asemenea ne intereseaza in calculele ulterioare si altitudinea minima a bazinului (Hmin) precum si altitudinea maxima (Hmax).Acestea sunt:
Hmin=295 m
Hmax=674.5 m
2.6.6 Energia de relief
Este o valoare morfometrica de mare importanta pentru exprimarea energiei mecanice potențiale provenită din câmpul gravitațional terestru.
Înălțimea bazinului reprezintă distanța măsurată pe verticală Între suprafețele echipotențiale care trec prin punctele de maximă și de minimă altitudine ale bazinului.
Morfometric, această distanță definește energia de relief a bazinului.
Rmax=Hmax – Hmin
Rmax=379.5 m
Rmax este înălțimea bazinului
Hmin altitudinea minimă
Hmax altitudinea maximă
Tot în acest sens poate fi calculată și înălțimea medie a bazinului care este dată de rezultatul diferenței dintre altitudinea medie a bazinului și cea minimă:
Rmed=Hmed – Hmin
Rmed=180 m
Rmed reprezintă înalțimea medie a bazinului.
2.6.7. Panta medie a bazinului
Prin semnificațiile de ordin hidrologic și tehnologic, dar și prin frecvența cu care se implică în diverse calcule, panta ocupă un loc central în ansamblul parametrilor morfometrici ai bazinului. Ea condiționează declanșarea și dezvoltarea fenomenelor torențiale și stă la baza stabilirii/adoptării multor elemente de proiectare.
Procedeul de calcul se sprijină pe relația pantei dintre curbele de nivel succesive, panta l ascara întregului bazin (Ib) obținându-se ca o medie ponderată, cu formula:
Ib=
Hi si Hi+1 reprezinta cotele curbelor de nivel succesive
Li și li+1 lungimile curbelor de nivel succesive
F este suprafața bazinului
Această relație se poate scrie sintetizat:
ΔH este diferența de nivel dintre două curbe de nivel succesive
Σli reprezintă suma lungimilor curbelor de nivel
Ib=0,57
Panta medie a bazinului Valea Maguricei este de 0,57 ( sau 57 %)
2.6.8. Lungimea versantilor
Lungimea versanților constituie unul dintre parametrii de care depinde timpul de concentrare a scurgerii în bazin și cuantumul eroziunii pe versant.
Este în același timp un important indicator al fragmentării reliefului.
Prin calcule poate fi aflată lungimea maximă a versanților care este o lungime reală, fie lungimea medie sau lungimea de calcul a versanților care, deși fictivă, are valențe de ordin morfometric și hidrologic incontestabille.
Lungimea maximă a versanților dintr-un bazin este reprezentată prin cea mai mare dintre lungimile versanților componenți. Pe un plan de situație cu curbe de nivel, fiecare dintre aceste lungimi se măsoară după linia de cea mai mare pantă care unește rețeaua hidrografică la care gravitează scurgerile și cumpăna topografică care separă versantul considerat de versanții adiacenți.
În calculul lungimii medii a versanților se folosește procedeul propus de Horton,care asimilează bazinul real cu un bazin ipotetic dreptunghiular de aceeași suprafață și a cărui rețea hidrografică simplă este egală ca lungime, cu rețeaua complexă din bazinul consirerat.Se obțin astfel doi versanți ipotetici ale căror lungimi sunt egale cu lungimea medie a versanților din bazinul real.
Lungimea de calcul a versanților (Lcv) are semnificații pe plan hidrologic, fiind dată de lungimea (fictivă) de versant, care împreună cu albia principală a bazinului determină timpul (mediu) de concentrare a scurgerii în bazin.
Fiind vorba de o rețea hidrografică complexă se lucrează cu lungimea de calcul a versanților:
Lc,v=k x
Valoarea coeficientului k este de 5,5.
Lc,v=198 m
Lungimea medie se poate calcula și ținând cont de influența pantei,cu ajutorul formulei:
unde se impune condiția ca Ia<Ib
este lungimea medie
Lr este lungimea rețelei hidrografice
Ia este panta medie a tuturor albiilor
Ib este panta medie a întregului bazin
Având o lungime de calcul de 198 m, versanții care compun bazinul hidrogtafic Valea Maguricei se situează la limita inferioară a bazinelor medii (100<Lcv<200m), după o clasificare propusă de I.Clinciu 1999.
Morfometria rețelei hidrografice
2.7.1. Ordinul hidrografic și sistemul hidrografic
Ordinul hidrografic este un număr care se atribulie după o anumită regulă unei albii întregi-considerată de la obârșie până la vărsare-sau unui segment de albie cuprins între două confluențe.
Importanța științifică și practică a sistematizării pe ordine a rețelei hidrografice decurge din principiul fundamental al variației în salturi (Rjanițîn, 1960)- potrivit acestui principiu doua albii care se unesc formează, în aval de confluența lor, o nouă albie care se prezintă calitativ diferită de albiile care au generat-o.
Pentru stabilirea ordinului hidrografic s-a folosit sistemul lui Strahler, astfel:
Se atribuie ordinul 1 segmentelor terminale (elementare), care nu mai primesc afluenți;
Segmentele rezultate din unirea a două segmente de ordinul 1 li se atribuie ordinul 2;
Segmentelor rezultate din unirea a două segmente de ordinul 2 li se atribuie ordinul 3, ș.a.m.d.;
La unirea a două segmente de ordine diferite, se păstrează ordinul de rang superior.
Situația ordinelor hidrografice a albiilor din bazinul hidrografic Valea Maguricei
Tabel nr. 4
2.7.2. Lungimea rețelei hidrografice (Lr)
Lungimea rețelei hidrografice este unul dintre cei mai uzuali parametri ai bazinului, stând la baza determinării altor parametri morfometrici.
Se determină pe baza măsurătorilor cu planimetrul digital folosind materialul cartografic din dotare.
Reprezintă suma lungimilor tuturor albiilor din bazinul Văii Maguricei.
În urma calculelor a rezultat că lungimea rețelei hidrografice este de 1800
2.7.3. Densitatea rețelei hidrografice
Densitatea rețelei hidrografice este dată de raportul dintre lungimea rețelei hidrografice și suprafața bazinului.
Dr=
Dr=27.8 m
este lungimea rețelei hidrografice în m;
F este suprafața bazinului în ha
In cadrul bazinului Valea Maguricei densitatea rețelei hidrografice este de 27.8 m/ha
Această caracteristică morfometrică caracterizează fragmentarea pe orizontală a reliefului și implicit relațiile de cauzalitate dintre relief și procesele torențiale.
Se consideră că pentru valori, bazinele sunt puternic predispuse la torențialitate, deoarece expun acțiunii scurgerii concentrate a apelor o arie mai întinsă.
Densitatea hidrografică (Dh)
Reprezintă raportul dintre numărul total de albii sau de segmente de albie cu proprietăți genetice și funcționale asemămătoare (N) și suprafața baziului (F)
Dh=
Densitatea segmentelor de ordinul I, II, III, se calculează cu relațiile:
Dk1== 13.13 m/ha
Dk2==14.68 m/ha
Lungimea albiei principale
Lungimea albiei principale se măsoară pe planul de situație, urmărind traseul de la obârșie la emisar. În cazul bazinului hidrografic torențial Valea Maguricei lungimea albiei principale este dată de cea mai lungă dintre albii.
Astfel, în urma planimetrării a rezultat că lungimea albiei principale este de 1325 m.
Panta medie a albiei principale (Ia)
Panta medie se determină ca raport între diferența de nivel dintre punctele extreme (Hob și Hav) și lungimea albiei principale.
Panta medie a albiei principale (Ia ) se determină ca raport între diferența de nivel ΔHa , dintre punctele extreme ale albiei și lungimea acesteia, redusă la orizont (La )
Ia=0,256
Hob reprezintă cota punctului de obârșie;
Hav este cota talvegului în punctul care materializează vârful conului de dejecție.
Pentru bazinul studiat panta albiei principale este de 25.6 %.
Procese torențiale
Procesul torențial înglobează mai multe fenomene torențiale, cum ar fi scurgerea torențială, eroziunea torențială, transportul torențial și sedimentarea torențială.
Acest proces, cu toate cele patru aspecte ale lui, fiecare mai intens sau mai puțin intens, caracterizează torențialitatea unui curs de apa natural, el reflectând, sub o formă sintetică, atât particularitățile scurgerii în cuprinsul bazinului cât și capacitatea de eroziune, de transport de aluviuni și de sedimentare a cursului de apă.
Procesele torențiale din bazinul hidrografic Valea Maguricei au dus la apariția fenomenelor de eroziune în suprafață, eroziune în adâncime și laterală, transport de aluviuni și depuneri sedimentare.
Se constată că eroziunea în adâncime este mai activă în treimea mijlocie a albiilor iar eroziunea laterală se dezvoltă pe sectorul inferior al albiei principale dând naștere la surpări de maluri.
Procesele torențiale sunt favorizate și de înclinarea mare a terenului, panta medie a versantului fiind de 57 %. Aceste pante intensifică alunecările (porniturile umede) pe suprafețe mici și coluviile (pornituri uscate) extinse în sectorul mijlociu și inferior al albiei principale.
In zona inferioară a albiilor, în amonte de confluența cu emisarul, unde panta terenului și viteza curentului scade, apar depuneri de aluviuni având dimensiuni variate, dar în special grosiere alcătuind conul de dejecție.
Aluviunile fine transportate în suspensie sunt preluate de emisar și periclitează obiectivele din aval.
Lucrări executate în trecut
In bazinul hidrografic Valea Maguricei nu s-au executat în trecut lucrări de corectare a torenților. În schimb, toți afluienții de partea stângă a Văii Râului , sunt amenajați, ( Valea Herpii, Valea Aleșdului, Valea Țiganului )
CAPITOLUL III – NECESITATEA ȘI OPORTUNITATEA INVESTIȚIEI
OBIECTIVE PERICLITATE DE VIITURI
Principalele obiective economice din zonă cere reclamă apărarea cu ajutorul lucrarilor de amenajare a bazinetului sunt următoarele:
1.Obiective afectate direct de viiturile din bazinul hidrografic Valea Maguricei:
Drum auto forestier Valea Maguricei
Pagubele produse de viituri torențiale în cazul acestui drum constau în:
-avarierea platformei drumului pe diferite tronsoane de diferite lungimi;
-avarierea podețelor, având drept consecință diminuarea accesibilității în bazin pe diferite perioade de timp.
2. Obiective afectate indirect de viiturile din bazinul hidrografic Valea Maguricei, în urma coroborării cu viituri din bazine învecinate:
Alte efecte negative ale viiturilor:
Înălțarea patului emisarului (Valea Raului), ca urmare a depunerilor eterogene de aluviuni;
Afectarea terenurilor forestiere din cuprinsul bazinului de eroziune în adâncime și laterală, fapt ce duce la diminuara productivității și distrugerea efectivă a acestora;
Distrugerea faunei salmonicole ca urmare a creșterii turbidității apei în adâncime;
Diminuarea valorii estetico-sanitare a zonei
Din cele enumerate mai sus rezulta, privit prin prisma pagubelor produse deja,dar si a celor potentiale, caracterul oportun si necesar al amenajarii albiei pârâului torențial cu lucrari hidrotehnice transversale.
Orice intârziere a interventiilor duce la o intensificare a procesele de degradare si la ingreunarea unor posibile interventii ulterioare, prin intrarea in procesul torential-erozional al unor suprafețe din jur, amplificându-se pagubele ce produse :noi pierderi de terenuri productive, spalarea stratului de sol, eroziunea excesiva, ceea ce va conduce mai tarziu la necesitatea proiectarii unor lucrari evident mai scumpe si mai pretentioase si cu rezultate pozitive mai greu de obtinut.
CAPITOLUL IV- CALCULUL DEBITULUI LICHID MAXIM DE VIITURĂ
Clasa de importanță a lucrărilor proiectate și probabilitățile de depășire a debitelor maxime
Deoarece valorile debitului maxim de viitură depind de probabilitățile de depășire (asigurare) care se asociază acestor valori standardele în vigoare fac precizări legate de adoptarea probabilității de calcul.
Lucrările hidrotehnice de amenajare a rețelei hidrografice torențiale Valea Maguricei după durata de funcționare se consideră permanente deoarece se proiectează pentru o durată de exploatare egală cu cel puțin cu durata normată de existență. După însemnătatea funcțională în cadrul unei amenajări complexe, integrale și integrate se încadrează în grupa de lucrări principale, deoarece distrugerea totală sau parțială ar provoca reducerea parțială a funcționalității obiectivelor apărate.
După specificul folosinței, importanța economică și socială, obiectivele care necesită construcții hidrotehnice de amenajare a rețelei hidrografice torențiale se încadrează în grupele menționate în tabel urmator.
Probabilități de depășire a debitelor maxime
Tabel nr. 5
4.2. Probabilitățile de depășire a debitelor maxime
Deoarece valorile debitelor lichide maxime de viitură depind de probabilitățile cu care se asociază acestor valori, este necesară în primul rând stabilirea acestor probabilități.
4.3. Calculul debitului maxim corespunzător probabilității de referință (1%)
In studiile preliminare urmează să se aplice două metode, iar în proiectele de execuție două sau trei metode în funcție de clasa de importanță a lucrărilor proiectate . In toate situațiile una dintre metode este Formula rațională.
Metodologia prevede ca pentru evaluarea debitului lichid maxim de probabilitate 1% în profilul de control al unui bazin hidrografic să se aplice mai multe metode de calcul recomandate în studiile și proiectele de amenajare a torenților .
La alegerea metodelor de calcul s-a ținut seama de domeniile de aplicabilitate și în proiectul de față sunt prezentate următoarele metode :
formula rațională, varianta 1 ;
formula ploii orare ;
diagrama morfo-etalon ;
metoda paralelogramelor de scurgere.
4.3.1. Formula rațională
Este una dintre cele mai vechi metode folosite în calculul debitului lichid maxim de viitură și prezintă, după cum ne arată și denumirea, o structură rațională, adică o structură care este derivată din relația debitului: Q=W/T.
În țare noastră, formula rațională a fost asimilată de majoritatea lucrărilor de hidrologie inginerească, inclusiv de standardele de specialitate, care o recomandă pentru bazinele hidrografice mai mici de 5000 ha, atunci când numărul de stații hidrometrice ale căror date se pot prelucra prin metode directe, este relativ scăzut (STAS 4068/1-82).
Debitul lichid maxim probabil de viitură
Formula rațională pentru debitul lichid maxim de viitură generat de o ploaie torențială având probabilitatea de 1%, respectiv Qmax1% (m3/s), are expresia:
unde:
c- coeficientul de scurgere mediu pe bazin
i1%- intensitatea medie a ploii de calcul de probabilitate 1% având durata egală cu timpul de concentrare a scurgerii în bazinul respectiv (mm/mm)
F- suprafața bazinului hidrografic (ha)
In cazul aplicării formulei raționale trebuie determinate:
-coeficientul de scurgere mediu pe bazin
-intensitatea medie a ploii de calcul pentru care este necesara stabilirea duratei ploii de calcul
Timpul mediu de concentrare a scurgerii
Acesta reprezintă durata de timp exprimată în minute, necesară curentului de apă pentru a parcurge distanța dintre punctul cel mai îndepărtat hidrologic și secțiunea de calcul sau profilul de control al bazinului și este dat de relația:
Tc=Tv+Ta , în care:
Tc- durata medie de concentrare a scurgerii (min)
Tv- timpul de scurgere pe versanți (min)
Ta- timpul de scurgere pe albie(min)
Timpul de scurgere pe versanți (Tv) reprezintă durata de timp necesară parcurgerii de către curentul de apă a unui versant având lungimea egală cu a versantului mediu și aceeași pantă cu acesta, fiind dat de relația:
Tv==0.5
Lv- lungimea medie a versanților care se asimilează cu lungimea de calcul a versanților(Lcv în m);
Iv- panta medie a versanților care se asimilează cu panta medie a bazinului(Ib)sub formă zecimală.
In bazinul hidrografic Valea Maguricei timpul de scurgere pe versanți este de:
Tv = 9 MINUTE
Timpul de scurgere pe albie este timpul necesar parcurgerii de către curentul de apă a albiei principale de la obârșie până la secțiunea de calcul și este dată de relația:
=5 minute
In care : k este un coeficient de rugozitate al albiilor. Deoarece, în cazul bazinului hidrografic Valea Maguricei albia este neânierbată se va lua valoarea de 0.00167 pentru k;
La-lungimea albiei principale exprimată în metri;
Ia-panta albiei principale exprimată sub formă zecimală.Deci:
Ta = 14 minute
In bazinul hidrografic Valea Maguricei timpul de concentrare a scurgerii este de:
Tc=20 minute
Calculul intensității medii a ploii de calcul
Cea mai Neagrantă metodologie de determinare a caracteristicilor de calcul ale ploilor torențiale, elaborată de Maria Platagea, constă în încadrarea bazinului Valea Maguricei în zona pluvială M1 și determinarea intensității medii a ploii de calcul în funcție de durata acesteia întocmindu-se graficul de variație I= f (t).
In urma întocmirii graficului de variație s-a stabilit că intensitatea medie a ploii de calcul pentru bazinul Valea Maguricei este de 2.2 mm/min.
Coeficientul de scurgere mediu pe bazin
Raportând cantitatea de apă scursă pe o suprafață oarecare la precipitațiile care au generat scurgerea respective se obține coeficientul de scurgere.Acest coeficient este adimensional și întotdeauna subunitar, iar valoarea sa depinde de caracteristicile vegetației și stațiunii de pe teritoriul respective.
Pentru clasificarea hidrologică “calitativă” a arboretelor s-a apelat la relația coeficientului de scurgere pusă sub forma (N. Lazăr, 1984):
c=1-
In aceasta relatie avem:
c- coeficientul de scurgere
H- cantitatea de precipitații
Z-retenția
I-infiltrația
Cz-coeficientul retenției
CI-coeficientul infiltrației
Coeficientul retenției este exprimat în funcție de cantitatea de precipitații generată de ploaia de calcul și de categoria hidrologică în care se încadrează tipul de folosință, iar coeficientul infiltrației în funcție de intensitatea medie a ploii de calcul și de textura solului.
Pentru fiecare categorie sau sub categorie de teren, corespunzătoare unităților de studiu hidrologic se determină coeficientul sau de scurgere, coeficientul mediu pe bazin rezultând prin calculul mediei ponderate cu suprafața a coeficienților fiecărui u.s.h.
In cazul bazinului hidrografic Valea Maguricei cantitatea de precipitații este de:
Hp% = ip% T
H% = 31 mm
Diagrama de variație a intensității ploii i ( mm/min ) , în raport cu durata acesteia T (min) la probabilitatea p% = 1% s-au făcut folosind datele din tabelul intensității medii a ploii de calcul, (fig.11).
In continuare vom desena diagrama de variație a intensității ploii de calcul :
Fig.11 – Durata ploii
Pentru calculul coeficientului de scurgere mediu pe bazin se intocmește un tabel pentru centralizarea datelor :
Tabel nr. 6
După cum se poate observa din tabelul anterior, calculul coeficienților de retenție și implicit a celor de scurgere a fost făcută pe categorii funcționale în funcție de cartarea hidrologică a terenurilor .
Făcând o medie ponderată cu suprafața a coeficientului de scurgere obținut pentru fiecare subcategorie hidrologică se obține o valoare suficient de apropiată de cea a coeficientului de scurgere mediu pe bazin .
în care : – ci este coeficientul de scurgere pentru categoria de teren i ;
– Fi suprafața categoriei i ( ha )
– F suprafața bazinetului
După efectuarea calculelor a rezultat , pentru bazinului hidrografic Valea Maguricei , următoarea valoare pentru coeficientul de scurgere mediu pe bazin :
c = 0.31
d) Debitul lichid maxim de viitură
In urma aplicării formulei debitului maxim de viitură valoarea acestui debit estimat cu ajutorul formulei raționale:
Q max 1% =7.4 m 3/ s
4.3.2. Diagrama “morfoetalon”
Pentru valoarea maxima a coeficientului de scurgere ( c=1) formula rațională capătă forma mai restrânsă:
Qe, 1%= 0.167 i F = qe,1% F
In care debitul maxim (Qe, 1%) corespunde unui bazin ipotetic cu substrat litologic impermeabil, lipsit de sol, înveliș vegetal și microdepresiuni la suprafața terenului.Acestui bazin i s-a atribuit denumirea de bazin torențial “morfo-etalon” iar debitul pe care îl propagă a fost denumit debitul maxim de viitură “morfo-etalon” (I. Clinciu, 1983).
Pentru aflarea valorii qe, 1% pentru zona pluvială în care se află bazinul studiat, valoarea obținută pe cale grafică se înmulțește cu un coeficient K. Acest coeficient are valoarea 0.906, deoarece bazinul se găsește în zona pluvială M1.
Din diagrama corelației dintre debitul specific maxim morfo-etalon și suprafața bazinelor , s-a găsit pentru bazinul hidrografic Valea Maguricei valoarea debitului specific maxim “morfo-etalon” de 0,48
Qmax, 1% = c Qe, 1% = 8.4 m3/s
4.3.3. Formula „ploii orare”
Debitul lichid maxim probabil de viitură de asigurare 1% a fost propus de Leonard Mustață se obține în funcție de suprafața bazinului, coeficientul mediu de scurgere și precipitațiile maxime orare, cu ajutorul formulei:
In care:
F- suprafața bazinului în km2
C- coeficientul de scurgere mediu pe zone geografice pe teritoriul României (coeficientul este de 0,50);
H60- precipitațiile maxime orare calculate pe raioane climatice pe teritoriul României la asigurarea de 1%(în acest caz H60=100mm);
n- exponent subunitar, raionat pe teritoriul României (pentru acest bazin hidrografic aceasta are valoare de 0.50).
F = 0,647 km2; C = 0,60; H60 = 100 mm; n = 0,50
După efectuarea calculelor s-a obținut un debit maxim de viitură de
Qmax, 1% = 6.40 m3/s.
4.3.4. Metoda paralelogramelor de scurgere
Această metodă a fost recomandată inițial pentru bazinele râurilor mici și mijlocii dar ulterior, ținându-se seama de caracterul genetic al metodei și de posibilitățile pe care ea le oferă în optimizarea măsurilor și lucrărilor pentru optimizarea hidrologică a bazinului- metoda paralelogramelor de scurgere a fost preluată și de către literatura de specialitate din domeniul hidrologiei torenților.
Plecând de la ploaia care se află la originea viiturii și ținând seama de caracteristicile morfohidrologice ale bazinului ale bazinului, metoda paralelogramelor de scurgere încearcă o simulare a procesului de formare și de propagare a scurgerii în bazin. Pentru aceasta, în funcție de configurația reliefului și a rețelei hidrografice, de gradul de acoperire cu vegetație, permeabilitatea solului, panta terenului, rugozitatea versanților, bazinul se împarte in suprafețe parțiale cât mai omogene, care poartă denumirea de unități de studiu hidrologic (U.S.H.). Ca mărime, aceste unități pot varia de la câteva hectare la sute de hectare și pot fi constituite din bazinete, interbazinete, versanți întregi sau porțiuni de versanți, parcele sau subparcele.
Cu valori adoptate pentru retenție și infiltrație se efectuează bilanțul hidrologic la nivelul fiecărei U.S.H., determinându-se succesiv: scurgerea, intensitatea scurgerii și debitul de apă scurs (QU.S.H.).
Timpul de concentrare a scurgerii (în secțiunea de cuntrol) se stabilește atât pentru punctul cel mai apropiat cât și pentru punctul cel mai îndepărtat (hidrologic) al fiecărei unități. În acest scop, se iau în considerare lungimile de scurgere corespunzătoare, care se reconstituie și se măsoară pe planurile de situație .
Curba de variație a debitului în raport cu timpul, conform celor arătate mai sus, constituie hidrograful elementar al scurgerii din unitatea considerată
Procedându-se asemănător se construiesc hidrografele de viitură la mai multe durate T ale ploii de calcul .
Debitele maxime rezultate vor defini ele însele o curbă în sistemul de coordonate debit-timp, iar vârful ei se va aproxima ca debit maxim-maximorum pe bazin la asigurarea considerată .
Datele referitoare cu privire la lungimile de scurgere precum și la timpii de concentrare
Tabel nr. 7
În tabelele de mai jos au fost calculate debitele corespunzătoare pentru diferiți timpi pentru durata ploii.
Pentru T= 10 minute
Tabel nr. 8
Pentru T= 15 minute
Tabel nr. 9
Pentru T= 17 minute
Tabel nr. 10
Pentru T= 16 minute
Tabel nr. 11
Pentru T= 14 minute
Tabel nr. 12
Pentru T= 13 minute
Tabel nr. 13
In urma studiului asupra diagramelor prin metoda paralelogramelor si in urma trasari curbei debitului ne rezulta ca debitul maxim prin metoda paralelogramelor se va obtine la timpul de 15 minute Qmax, 1%=5.3 m3/s
4.4. Debitul maxim la probabilitatea de calcul si de verificare
Fiecărei construcții hidrotehnice proiectate care se clasifică după importanța economică și socială a obiectivului pe care-l apără, după durata sa de exploatare și după funcțiunea pe care lucrarea o are în sistemul hidrotehnic i se atașează două probabilități teoretice de depășire: una care corespunde debitului maxim de calcul (debitul maxim teoretic luat în considerare pentru dimensionarea construcției) și alta care corespunde debitului maxim de verificare (debitul maxim teoretic luat în considerare pentru verificarea construcției).
În general vorbind debitul maxim de probabilitate p% nu corespunde ploii de aceeași probabilitate, la geneza debitului lichid participând, în afară de ploaie și bazinul hidrografic cu toate componentele lui: substratul petrografic, relieful, solul și învelișul vegetal. Fiindcă influențele hidrologice ale acestor componente nu se păstrează constante în timp (solul și mai ales învelișul vegetal se pot modifica ușor) ar trebui definită o stare fizico-geografică „probabilă” a bazinelor torențiale, pentru o perioadă de timp egală cu durata de funcționare normată a lucrărilor de amenajare, iar debitele din motive de simplificare, se admite că asigurarea debitului maxim de viitură este egală cu asigurarea ploii torențiale care l-a generat.
Bazându-ne pe aceste considerente, Normativul de proiectare în vigoare (1995) prescrie modul de determinare a debitului maxim de viitură de probabilitate 1% (Qmax.1%) plecând de la ploaia de aceeași probabilitate. TNeagrarea la debitul maxim corespunzător altei probabilități de depășire se face cu ajutorul relației:
Qmax, p%=Kp% Qmax 1%
În care coeficientul Kp% (dat în tabel corespunde probabilitătii teoretice de depășire p% pe care proiectantul o stabilește, de fiecare dată, în conformitate cu prevederile standardului în vigoare (STAS 4086/2-82), în funcție de importanța construcției proiectate și de condițiile în care construcția urmeasă să fie exploatată.
În funcție de debitele maxime obținute prin cele patru metode folosite, se stabilește în primul rând debitul maxim la probabilitatea de referință (p%=1%), iar apoi se face trecerea la debitele ce corespund probabilităților de calcul și de verificare.
În ceea ce privește adoptarea debitului de referință se precizează:
se adoptă debitul prin formula rațională dacă are valoarea cea mai mare;
dacă altă formulă dă un debit mai mare cu cel mult 30%, se adoptă acel debit;
dacă cel mai mare debit depășește cu 30% valoarea obținută prin formul arațională, se adoptă debitul formulei raționale la care se adaugă 30%.
Din cele mentionate anterior ne reiese că:
Debitul maxim la probabilitatea de referință ,de calcul și de verificare.
Tabel nr. 15
CAPITOLUL V. – CALCULUL TRANSPORTULUI DE ALUVIUNI
5.1. Transportul anual de aluviuni
Pentru prognoza transportului mediu annual de aluviuni din bazinele hidrografice mici (sub 2000 ha), în care predomină transportul de aluviuni grosiere, se poate aplica cu rezultate bune metoda elaborată de R. Gaspar și Al. Apostol. Cu completările, perfecționările și adaptările care i-au fost aduse pe parcurs (1981 și 1985), această metodă permite:
evaluarea potențialului de torențialitate al bazinelor hidrografice mici;
dimensionarea capacității de retenție a barajelor și pragurilor, pentru un anumit interval de timp;
estimarea eficienței hidrologice și antierozionale a lucrărilor de combatere a proceselor torențiale, la nivel de bazin hidrografic amenajat.
Prin această metodă, se prognozează separat volumul de aluviuni antrenat de scurgerea dispersă de pe versanți și separat volumul de aluviuni antrenat de scurgerea concentrată din rețeaua hidrografică și malurile aferente. Pentru aceasta, capacitatea terenurilor de a furniza aluviuni se aproximează prin intermediul eroziunii specifice, care se stabilește, mai întâi, pentru condițiile etalon precizate de autori, iar apoi, pentru condițiile reale din bazin.
Dacă, într-o perioadă de timp de minium 10-15 ani, nu intervin modificări importante în consolidarea surselor de aluviuni, volumul mediu annual de aluviuni care poate fi transportat prin profilul de control al unui bazin hidrografic torențial (Wa în m3/an) se poate obține prin însumarea volumelor de aluviuni provenite de pe versanți și rețea, respectiv:
Wa = Wav + Waa
în care: Wav (m3/an) este volumul mediu anual de aluviuni rezultat din erodarea versanților;
Waa (m3/an) – volumul mediu anual rezultat din erodarea albiilor.
5.1.1. Transportul de aluviuni mediu anual de pe versanți
Pentru evaluarea cu caracter orientativ, a volumului de aluviuni mediu anual rezultat din erodarea versanților, se utilizează relația:
în care: a este un coeficient adimensional, cu valori cuprinse între 0,7 și 2,2, în funcție de lungimea medie a versanților bazinului hidrografic;
b – un coeficient, de asemenea adimensional, de reducere a volumului de aluviuni antrenate de pe versanți, în cazul când aceștia sunt constituiți dintr-o succesiune de terase sau au partea inferioară în pantă ușoară, condiții în care sedimentarea și consolidarea locală a aluviunilor este posibilă, având valori cuprinse între 0,5 și 1,0;
Iv – panta medie a versanților bazinului;
Q1i – indicele specific de eroziune în suprafață (m3/an ha) al anumitei categorii de
teren din bazin;
Fi – suprafața (ha ), a categoriei de teren respective.
Pentru bazinul hidrografic Valea Maguricei avem urmatoarele valori pentru coeficienții adimensionali:
a = 1,4; b = 0,89
Înlocuind valorile calculate până acum, obținem următoarea valoare a transportului de aluviuni de pe versanți:
Wav = 25 m3/an
5.1.2. Transportul de aluviuni mediu anual de pe albie
Volumul mediu de aluviuni provenite din erodarea albiilor (Waa) se obține prin aplicarea formulei:
în care: b este un coeficient adimensional de reducere a volumului de aluviuni antrenate de pe albii, ca urmare a stocării unei anumite părți din acest volum pe parcurs, având aceeași valoare cu coeficientul b din relația transportului de aluviuni de pe versanți (b = 0,89);
qai (m3/km an) – indicele specific de eoziune în adâncime pe sectorul de albie de lungime Li (km);
ia – panta medie a albiei din sectorul Li;
i – valoarea ”etalon” a pantei albiilor de o anumită lățime, avută în vedere la stabilirea valorii indicelui de eroziune qai.
În concluzie volumul, de aluviuni antrenat de pe albii este:
Waa = 395 m3/an
Deci, pentru bazinetul torențial Valea Maguricei, volumul de aluviuni anual care periclitează obiectivele este:
Wa = 420 m3/an
5.2. Transportul de aluviuni la o ploaie torențială
Pentru evaluarea orientativă a transportului de aluviuni provocat de o ploaie torențială (Wal în m3/ploaie), cu asiguarea p%, se recomandă aplicarea formulei Herheulidze, care pentru p% = 1% are următoarea formulă:
Wal = 10∙b∙c∙F∙H1%
în care: b este un coeficient adimensional care depinde de procentul suprafeței degradate, din totalul suprafeței bazinului și de panta medie a albiei principale Ia (b = 12,84);
c – un coeficient de scurgere determinat la formula rațională (c = 0,31)
F (km2) – suprafața bazinului;
H1% – înălțimea stratului de precipitații cu asigurarea 1%, la durata de concentrare a scurgerii din bazin (H1% = 31 mm).
Se consideră terenuri excesiv erodate albiile torentului și baza malurilor. Suprafața se determină înmulțind lungimile degradate ale albiilor de ordinul I și II cu lățimile corespunzatoare, la care se adaugă 50%, considerând degradările la baza malurilor.
Deci suprafața degradată este:
850 ·8 + 950 ·10 = 16.175 m2
Sdegr.= 16.175 m2
Procentul terenurilor degradate este de 2,5 %.
În funcție de aceste valori se obține:
b = 12,84
În final, se obține valoarea transporului de aluviuni, la o ploaie de asigurare 1%:
Wal = 800 m3/ploaie
5.3. Volumul de aluviuni care formează aterisamente
5.3.1. Provenit din transportul mediu anual
Pentru estimarea orientativă a volumului de aluviuni care ar putea forma aterisamente (Waater), autorii R. Gaspar și Al. Apostol recomandă aplicarea formulei:
Waater = A∙Wav + B∙Waa
în care: A și B sunt coeficienți dați în funcție de diametrul și proveniența aluviunilor (de pe versanți sau albie):
A = 0,20; B = 0,60
Deci:
Waater = 245 m3/an
5.3.2 Provenit din transportul la o ploaie torențială
Estimarea orientativă a volumului de aluviuni care ar putea forma aterisamente în urma unei ploi torențiale cu asigurarea 1% se face prin aprecierea că raportul între volumul de aluviuni ce formează aterisament după o ploaie torențială și volumul de aluviuni transportate în urma unei ploi torențiale este egal cu raportul dintre volumul de aluviuni ce formează anual aterisamente și volumul mediu anual. Deci relația de calcul este:
După efectuarea calculelor se obține:
W1%ater = 465 m3/ploaie
CAPITOLUL VI – SOLUȚII TEHNICE DE AMENAJARE
6.1. Masuri si lucrari pe versantii bazinului
Principiul fundamental care trebuie aplicat este cel al conjugarii lucrarilor, stiut fiind faptul ca desi refacerea invelisului vegetal (forestier, mai ales) reprezinta calea fundamentala de urmat in lupta cu fenomenele torentiale, acest lucru nu poate fi realizat fara ajutorul direct al lucrarilor biotehnice si hidrotehnice.
Tinand seama de conditiile naturale si social-economice in care s-au declansat si dezvoltat procesele torentiale, solutiile tehnice pe versantii bazinului pot fii stabilite diferentiat, in raport cu folosinta terenului, natura si structura vegetatiei, natura si intensitaea fenomenelor de degradare.
Întrucât în prezent nu sunt posibile și nici necesare restructurări de folosințe, prin măsurile și lucrările preconizate pe versanții bazinului se va urmări creșterea eficacității hidrologice și antierozionale a arboretelor din bazin.
Solutia tehnica de amenajare consta dintr-un ansamblu de lucrari biotehnice si hidrotehnice care se iau in vederea ameliorarii hidrologice a bazinului hidrografic torential.
6.1.1. Masuri si lucrari de ameliorare hidrologica a fondului forestier
Intervenția pentru ameliorarea hidrologica a fondului forestier este de durată mare de timp și depinde de mulți factori , printre care cel mai important este factorul uman și mai ales specialistul în alegerea și propunerea lucrărilor amenajistice, silvotehnice si de protectie a padurilor. Trebuie ținut cont de faptul că la data când se intervine cu lucrări tehnice de amenajare a bazinului, fenomenele de degradare a solului, stațiunii, arboretului, sunt deja instalate. Nu se mai poate vorbi de o stațiune tipică, ci o stațiune de condiții extreme, cu factori limitativi în alegerea speciilor și soluțiilor tehnice de adoptat.
1. Pentru instalarea vegetatiei forestiere este necesară stabilizarea terenului, prin executarea unor lucrari hidrotehnice transversale de consolidare a albiei și lucrari de consolidare a taluzelor. Odată instalate fenomenele torențiale datorită distrugerii covorului vegetal și în special a pădurilor, care au rol capital în reținerea si consumul unor cantitati mari de apa din precipitatii, regularizarea scurgerilor de suprafața pe versant, apa, în toate acțiunile ei, deține dominanța în ierarhia factorilor de mediu. Dacă, dintr-o cauză sau alta, pădurea a ajuns într-o stare în care nu-și mai poate exercita funcția principală de protecție, cu atât mai mult nu își va menține nici funcția
de producție de masă lemnoasă de calitate superioară.
Indiferent de natura intervenției pentru instalarea vegetației forestiere, va trebui să ne mulțumim cu arborete provizorii, de clasă de producție scăzută, formate din specii repede crescătoare, dacă este posibil, cu putere mare de regenerare naturală, care să pună stăpânire pe sol pentru reglarea și mentinerea unui regim hidrologic echilibrat si apara solul de eroziune. Intervențiile cu specii principale de bază și amestec din arboretele natural fundamentale , în această etapă, nu vor avea reușită. Acolo unde solul a fost spălat și transportat în aval, nu vom mai avea niciodată un sol adevărat care să dea tonul unor stațiuni cu productivitate cel puțin apropiate de medie. Importantă este readucerea bazinului torențial la un regim hidrologic echilibrat, cu diminuarea pâna la stingere a proceselor de eroziune și a alunecărilor de teren.
3. Vegetatia forestiera instalata pe terenurile degradate are un rol in conservarea si protejarea împotriva eroziunii, și într-o măsură mică în ameliorarea și formarea solului, proces ce se desfășoară în epoci geologice.
Intr-un bazin hidrografic torențial. prezenta padurii reprezintă totuși singura soluție pe termen mediu și lung , exercitând cu maximum de eficienta, functiile de ordin hidrologic si antierozional. Pentru instalarea vegetatiei forestiere o atentie deosebita trebuie acordata unor elemente cum sunt accesibilitatea apei pentru plante, prezenta si proportia substantelor nutritive aduse in depozitele torentiale de catre viituri.
4. Intervențiile cu operatiuni culturale sunt limitate atît ca natură de intervenții, cât și ca posibilități de execuție.
5. Instalarea sau reinstalarea vegetației forestiere pe terenurile din cadrul bazinului hidrografic torențial este foarte grea, costisitoare sau imposibil de executat. In cele mai multe cazuri , este necesar ca în prealabil să se stabilizeze terenul, prin executarea unor lucrări variate, cum sunt lucrările hidrotehnice transversale de consolidare a albiei si lucrările de consolidare a taluzelor. Chiar și în ciuda condițiilor staționale grele, vegetația forestiera poate fi instalata in daca se asigura condițiile prealabile de stabilizare a terenului.
6. Vegetatia forestiera instalată pe terenurile degradate are un rol important in conservarea si protejarea solului impotriva eroziunii precum si ameliorarea proprietatilor fizice si chimice ale acestora. Se va evita tasarea solului prin pășunat si prin evitarea accesului cu utilaje de exploatare. Este necesara deci eliminarea tehnologiilor de exploatare cu caracter antiecologic. Se va evita distrugerea semintisului sau regenerarea naturală, indiferent de orice natură este.( drajoni , lăstari )
7. Se va asigura starea fitosanitară bună si interventia oportună, in cazul unor atacuri de dăunători.
Avînd în vedere aceste cerinte, pentru amenajarea hidrologica a fondului forestier se propun urmatoarele masuri :
Adoptarea și efectuarea tratamentelor din amenajament în toate arboretele in care nu s-a intervenit cu taieri cel puțin cu lucrari de igiena urmarindu-se mentinerea sau ameliorarea starii fitosanitare a arboretelor..
Se recomanda constituirea unor subunitati de protectie cu restrictii in ceea ce priveste aplicarea tratamentelor, urmarindu-se ameliorarea si conservarea mediului.
Se vor corobora cotele de taiere a posibilitatii stabilite prin amenajament cu respectarea riguroasa a amplasarii parchetelor,
Conservarea si ameliorarea arboretelor se face printr-o gospodarire care sa previna orice fel de degradari. In cazul calamitatilor naturale (doboraturi, incendii, atacuri de insecte) se va recurge la completarea culturilor prin regenerari artificiale.
Se va adapta procesul tehnologic și tehnologia de exploatare a masei lemnoase cu codițiile restrictive ce se impun.
Se vor împăduri golurile neregenerate
Se vor lua masuri pentru protejarea semintisului din zonele regenerate si sensibile la eroziune si degradare și se vor executa lucrări de ajutorarea regenerării naturale.
Se vor executa lucrari de întreținere a culturilor tinere
Se vot executa toate operatiunile culturale Aceste lucrari se vor executa in perioada optima cu un maxim de eficienta.
Realizarea unor margini de masiv capabile sa opuna o rezistenta corespunzatoare actiunii de penetrare a vantului, prin aplicarea unor lucrari de ingrijirea marginilor de masiv.
Mentinerea unor efective optime de vânat
Materialul marunt este de preferat sa ramana in parchet, sub forma de martoane pe linia de cea mai mare panta.
Aspectele mentionate trebuie sa conduca la realizarea unui ecosistem forestier cu un mare grad de stabilitate care sa exercite un mare grad de eficienta atat rolului de protectie, diferentiat in functie de obiectivele stabilite, cat si realizarea unor productii de biomasa lemnoasa ce se va recolta conform amenajamentului.
Lucrări agrotehnice
Pajistea, in suprafata de 0,3 ha, aflata in cuprinsul bazinetului torential luat in studiu indeplineste conform amenajamentului functia de sursa de hrana pentru vanat.
Daca coroboram aceasta functie cu cea antierozionala, de protectie a solului, ne putem da usor seama ca masurile si lucrarile care se impun in acest caz trebuie sa aiba ca scop realizarea unei pasuni care prin asortimentul bogat de specii sa ofere vanatului o gama variata si bogata de nutret, iar printr-o buna acoperire a solului sa il protejeze de fenomenele erozionale .
In acest scop se impun urmatoarele lucrari si masuri:
aplicarea de amendamente calcaroase în scopul atenuării acidității și a îmbunătățirii structurii solurilor, precum si a cresterii potentialului de utilizare a ingrasamintelor chimice;
supraînsămânțări
fertilizarea cu ingrasaminte chimice in doze mici;
6.2. Masuri si lucrari pe reteaua hidrografica
Dinamica de dezvoltare a proceselor torentiale din bazin, precum si natura si importanta obiectivelor periclitate de viitura justifica necesitatea si oportunitatea interventiei cu lucrari hidrotehnice in cuprinsul retelei torentiale din bazin. Aceste lucrari vor suplini efectul masurilor si lucrarilor proiectate pe versantii bazinului.
6.2.1. Lucrari hidrotehnice pe albie
Solutia hidrotehnica de amenajare a retelei hidrografice va fi conceputa dintr-o suita de mai multe lucrari hidrotehnice transversale (baraje), cu susținere reciprocă, racordate in bieful din aval al primului baraj printrun canal de evacuare.
6.2.1.1. Lucrări transversale
Aceste lucrari ce se vor face in bazinul hidrografic Valea Maguricei vor avea urmatoarele functiuni:
– regularizarea si consolidarea albiei
– atenuarea viiturilor si retentia aluviunilor aduse de viituri
– creearea de conditii favorabile pentru instalarea vegetatiei forestiere pe aterisamentele dintre lucrari si pe terenurile surse de aluviuni de pe mal
Proiectarea barajelor va fi facuta in raport cu datele si elementele ce se prezinta mai jos:
6.2.1.1.1. Perioada de amenajare
Se admite ca in acest interval se va produce o ploaie torentiala a carei probabilitate de depasire este egala cu probabilitatea teoretica conditiilor speciale de exploatare a lucrarilor (in acest caz se ia p%=1%).
Aceasta perioada se ia din tabele in functie de volumul provenit din transportul mediu anual. In cazul de fata perioada de amenajare este de 10 ani.
6.2.1.1.2. Volumul de aluviuni capabile de a forma aterisamente
Acest volum se calculeză conform relației:
Astfel, pentru o perioadă de revenire de 10 ani, vom avea un volum de aterisamente
W10 ani ater =2915 m3.
6.2.1.1.3. Panta probabilă de așezare a aluviunilor in aterisament (ia)
Panta probabilă de așezare a aluviunilor în aterisament se determină în funcție de diametrul aluviunilor.
Aceasta este denumita si panta de proiectare sau panta de calcul fiind panta care se admite in faza de proiectare si care se refera la panta medie a suprafetei dupa care se dispun aluviunile in amonte de lucrarile transversale.
Panta se adopta pe baze pur empirice in functie de granulometria aluviunilor transportate de torent. In acest bazin hidrografic aluviunile transportate se incadreaza in categoria pietrisurilor grosiere si a bolovanilor cu diametru între 1 și 7 cm, panta de proiectare adoptandu-se ca fiind de 3%.
6.2.1.1.4. Capacitatea de retenție a unui singur baraj, numărul, înălțimea și amplasarea lucrărilor
După cum se poate observa din planșele care reprezintă soluția de amenajare și respectiv profilul longitudinal cu lucrările proiectate au fost prevăzute în această etapă patru lucrări: trei baraje și un prag. Începând din aval aceste lucrări au înălțimea utilă (Ym) și capacitatea de retenție în parte astfel:
2M3,5 cu: Ym1 = 3,5 m și Wat 1 = 628 m3;
3SM4,0 cu: Ym2 = 4,5 m și Wat 2 = 1583 m3;
Adunând aceste valori se observă că lucrările vor reține un volum probabil de aluviuni având valoarea de 2211 m3.
6.2.1.1.5. Adâncimea de fundare
Normativele in vigoare diferențiaza aceasta adancime in functie de înaltimea lucrarii hidrotehnice transversale.
Deoarece, datorita pantei mari exista riscul dezgolirii fundatiei in aval trebuie sa se respecte urmatoarea conditie:
in care:
Yi = adancimea maxima de inghet (aprox. 1,0 m)
ia(av)= panta albiei in bieful aval al barajului
Ym=inaltimea utila a barajului
Se obtine:
Pentru barajul de priza se adoptă o adâncime de fundare de 2 m
În funcție de înălțimea lucrărilor au fost adoptate următoarele adâncimi de fundare:
Yf1 = 2,0 m; Yf2 = 1,83 m; Yf3 = 2,5 m; Yf4 = 1,0 m.
6.2.1.1.6. Adancimea de încastrare
Aceasta se adopta in functie de litologia terenului si de starea malurilor. Deoarece sunt prezente terenuri instabile, cu alunecari sau surpari de natura nisipoasa, argiloasa s-a adoptat o adancime de incastrare d = 2 m pentru barajul priză de canal.
6.2.1.1.7. Tipul de baraj si materialul de constructie
Barajele proiectate vor avea profil trapezoidal cu fundatie evazata, dimensionate cu eforturi de intindere pe paramentul din amonte, ca materiale de constructii propunându-se zidaria de piatra cu mortar de ciment (M100Z), deoareca acest material este rezistent la șocuri, vibrații și eroziuni, fiind usor de procurat.
6.2.1.2. Lucrări longitudinale
a) Canalul de evacuare a apelor de viitura trebuie sa asigure:
– regularizarea si consolidarea albiei torentului, in zona de amplasare
– evacuarea si tranzitarea dirijata a scurgerilor torentiale si apararea obiectivelor interceptate de viituri
– refacerea si conservarea peisajului local, degradat de viiturile care s-au produs anterior
Pentru a asigura aceste efecte trebuie ca acest canal sa fi bine conceput si proiectat si sa fie intretinut in mod regulat.
In acest caz canalul se amplaseaza in zona conului de dejectie (intre pichetii 1si 2) . Canalul se execută pe conul de dejecție al torentului fiind prevăzut în aval cu un evazor. Canalul se va executa fără trepte de cădere, având profil trapezoidal și panta de 8,0 %, iar coeficientul de taluz egal cu unu (m = 1).
Pentru a marii efectul estetic si decorativ al întregii amenajari, in cele doua zone limitrofe ale canalului vor fii prevazute inierbari, precum si o plantatie in aliniament.
Refacerea invelisului vegetal pe maluri si aterisemente
Din punct de vedere al instalarii vegetatiei, atat terenurile reavene de pe malurile albiilor torentiale cat si depozitele torentiale de tip aluvial (aterisamente) sau proluvial (con de dejectie) prezinta conditii de vegetatie eterogene, cu limite de variatie largi, de la cele favorabile pana la cele nefavorabile, conditii care satisfac la limita maxima cerintele speciilor forestiere.
Pentru adoptarea unor solutii tehnice diferentiate vor fi avute in vedere urmatorele criterii de ordin genetic si stational :
a) pentru terenurile de pe mal : subzona de vegetatie, natura substratului litologic; modul predominanat de dezvoltare a taluzului de mal; gradul lui de stabilitate, troficitatea si umiditatea solului .
Ca specii sunt indicate: pinul silvestru, pinul negru si aninul alb (puiet), sub forma de culturi pure, cu numar de puieti la hectar de 4000 si 6700.
Ca tehnica de consolidare a terenurilor , se vor executa plantatii in gropi de 30/30/30 cm sau terase nesprijinite cu latimea platformei de 0,7 m, amplasate la distanta de 2 m din ax in ax.
b) pentru depozite torentiale de pe retea si canal: subzona de vegetatie; compozitia granulometrica a depozitului; grosimea, troficitatea si umiditatea depozitului.
Se recomanda ca solutii tehnice de impadurire a depozitelor torentiale:
– speciile forestiere indicate: anin alb, pin silvestru (puieti), catina
– compozitia sau schema de impadurire: culturi in benzi sau buchete
– numarul de puieti la hectar: 5000
– procedeul de plantare: plantatii in gropi obisnuite de 30/30/30 cm, cu pământ vegetal de împrumut
CAPITOLUL VII – BREVIAR DE CALCULE
7.1. Calculul lucrărilor transversale
7.1.1. Generalități
Pe baza normativelor de proiectare în vigoare deversoarele, barajele care sunt prize de canale, se dimensionează la debitul corespunzător probabilității de verificare, iar lucrările transversale care nu sunt prize de canal la calculul corespunzător probabilității de calcul.
7.1.2. Dimensionarea deversorului
Barajele care sunt priză de canale se dimensionează prin luarea în considerare a debitului maxim de verificare, în acest caz acesta fiind Q = Qmax = 8.5 m3/s
Vom considera pentru proiectare deversorul trapezoidal cu umerii înclinați la 45, cu contracție laterală.
în care: Q = Qmax 1% (m3/s) este debitul maxim de verificare;
b (m) – lungimea crestei deversorului;
ε – coeficientul de contracție laterală;
H (m) – sarcina în deversor;
Ho (m) – sarcina în deversor corectată cu viteza de acces.
Pentru calculul lui Ho s-a folosit relația:
în care: αo este coeficientul lui Coriollis;
Vo (m/s) – viteza de acces a apei;
g (m/s2) – accelerația gravitațională.
În scopul determinării secțiunii deversorului valorile parametrilor care intervin în calculul acesteia sunt cele din tabelul următor:
Dimensionarea deversorului barajului 2M3,5
Tabel nr. 16
După cum se poate observa din tabelul de mai sus am respectat următoarele condiții: înălțimea deversorului să fie mai mare de 0,5 m, lungimea crestei deversorului să fie mai mică decât lățimea albiei cu 2,0 m.
7.1.3. Calculul static al barajului de priză
7.1.3.1. Schema de sarcini
Pentru dimensionarea barajului, s-a luat în considerare un tronson de un metru din zona deversată, supus la presiunea dată de apă și aluviuni pe paramentul amonte. Înălțimea apei în deversor este mai mare decât zero. Schema de sarcini adoptată este prezentată în figura de mai jos, ținând cont că la adoptarea schemei luăm cazul curent în proiectare (înălțimea aluviunilor submersate egală cu înălțimea utilă barajului).
7.1.3.2. Calculul de dimensionare
Pentru acest calcul s-a adoptat metoda de calcul bazată pe expresia coeficientului de stabilitate la răsturnare (KRdat). În cadrul acestei metode pentru schema de sarcini adoptată anterior, relația de calcul este dată de ecuația de dimensionare în λ (S.A .Munteanu, 1970):
în care: λ este fructul paramentului aval;
H (m) – sarcina în deversor;
Y (m) – înalțimea totală a barajului;
a (m) – lățimea coronamentului care se determină în funcție de H și Y;
γ (kN/m3) – greutatea specifică a apei;
γps (kN/m3) – greutatea specifică a aluviunilor submersate calculată cu formula:
γps = ( γs – γ )∙( 1 – n)
γs (kN/m3) – greutatea specifică a aluviunilor;
n – cifra porilor;
λa – coeficientul de împingere activă a pământului, care are valoarea:
φ – unghiul de frecare interioară a pământului;
γz ( kN/m3 ) – greutatea specifică a zidăriei de piatră cu mortar de ciment;
KnR – coeficientul de stabilitate la răsturnare normat.
Valorile tuturor factorilor care intervin în ecuația de dimensionare sunt următoarele:
H = 1,0 m; Y = 5,5 m; a = 0,7 m; γ = 10kN/m3;
γz = 25 kN/m3; γs = 26,5 kN/m3; γps = 11,55 kN/m3; φ = 30º;
λa = 0,3333; KRn = 1,15.
Pentru ca o asfel de ecuație să poată fi rezolvată ea trebuie adusă la o formă adimensională. În acest sens ecuația de dimensionare dată a fost împărțită cu Y3γz făcându-se și următoarele înlocuiri:
; ; și
Rezultă următoarea ecuație de gradul II adimensională în λ:
Valorile coeficienților acestei ecuații sunt următoarele:
a' = 0,127; H' = 0,182; γ'= 0,4; γ'ps = 0,154.
Făcând înlocuirile rezultă ecuația:
Dintre care λ2 < 0.
În concluzie fructul paramentului aval al barajului de priză (2M3,5) are valoarea:
λ = 0,485
Cunoscând valoarea lui λ și introducându- l în relația:
b = a + λ Y
în care: b este lățimea bazei fundației barajului de priză (vezi schema de sarcini); putem calcula valoarea acesteia rezultând:
b = 3,4 m
Pentru verificarea dimensionării barajului am întocmit tabelul următor:
Tabloul forțelor, brațelor și momentelor în raport cu punctul A (extremitatea aval a tălpii barajului)
Tabelul nr. 17
Stabilitatea la răsturnare
Rezultă deci că barajul este stabil la răsturnare.
Stabilitatea la alunecare
Se calculează pentru alunecarea plană a fundației pe terenul de fundare și are relația:
în care: fo este coeficientul de frecare între zidărie și terenul de fundare și are valoarea:
fo = 0,50
înlocuind, rezultă un coeficient de stabilitate la alunecare:
Kal = 0,53
Coeficientul de stabilitate la alunecare admisibil, extras din tabele, în funcție de grupa de sarcini și clasa de importanță a lucrării, este:
Kn = 1,02
Condiția de stabilitate este satisfacută dacă:
Kal ≥ Kn
Din acest considerent se adoptă, constructiv, o cheie de ancoraj la extremitatea amonte a barajului ce are carcteristicile și dimensiunile STAS
c) Efortul unitar maxim de compresiune la talpa fundației
în care: σAreal este presiunea pe care o transmite lucrarea, terenului, pe suprafața activă;
d (m) – brațul rezultantei față de punctul A care este dat de relația:
în care termenii au semnificația cunoscută.
d = 0,29
Efectuând calculele, rezultă pentru barajul 2M3,5:
σAreal = 642,86 kN/m2
Pentru verificarea acestui efort facem apel la studiile geotehnice conform cărora presiunea convențională este:
Pconv = 850kN/m2
Pentru ca terenul de fundație să reziste trebuie respectată condiția:
σAreal ≤ Pconv
d) Efortul unitar maxim în corpul barajului
în care: σB (kN/m2) este efortul de întindere de la piciorul paramentului amonte;
b (m) – lățimea bazei fundației pragului;
e (m) – excentricitatea rezultantei care se calculează cu formula:
în care termenii au semnificația cunoscută, rezultând pentru barajul 2M3,5:
σB = – 122,4 kN/m2
Efortul unitar maxim din corpul barajului provenit din întindere sau compresiune excentrică trebuie să fie inferior rezistențelor admisibile ale materialelor respective.
Pentru zidăria de piatră cu mortar de ciment, material din care se vor construi barajele, normativul de proiectare în vigoare prevede pentru grupa de sarcini B + S (sarcini de bază și sarcini speciale):
σa.i = 1,85daN/cm2 = 185kN/m2
σB < σa.i
7.1.4. Calculul radierului și al pâlniei de racordare
7.1.4.1. Lungimea de bătaie a lamei deversate
Formula de calcul pentru lungimea de bătaie a lamei deversate este o ecuație de gradul II, care pentru cazul de față (deversor care funcționează în regim de profil practic; 0,67≤a/H<2,5), are următoarea formă:
lb2 – 1,77 lbHoia –H0(1,77Ym +1,77aia + 0,53Ho) = 0
în care: Ho (m) este sarcina totală a deversorului;
ia – panta terenului în aval de baraj;
Ym (m) – înălțimea elevației barajului;
a (m) – lățimea pragului.
Efectuând înlocuirile rezultă ecuația:
lb2 – 0,272 lb – 8,238 = 0
Nici în acest caz nu se admit soluții negative, lungimea de bătaie a lamei deversate fiind:
lb = 3,0 m
7.1.4.2. Calculul adâncimii contractate
Formula de calcul adoptată pentru calculul adâncimii contractate este:
în care: hc (m) este adâncimea în secțiunea contractată;
q (m3/sm) – debitul specific care se calculează cu formula:
Q (m3/s) – debitul de verificare;
b (m) – lățimea crestei deversorului;
α – coeficientul lui Coriollis;
φc – coeficientul de viteză;
g – accelerația gravitațională;
To – bilanțul de energie exprimat față de punctul în care lama deversată atinge radierul și se calculează cu formula:
To = Ym + lb·ic + Ho
Ym (m) – înălțimea elevației barajului;
ia – panta albiei în aval de baraj.
Calculul adâncimii în secțiunea contractată se face prin încercări, atribuind valori lui hc și introducându-le în formulă, urmând ca valoarea exactă a acestei mărimi să fie luată atunci când termenul hc din partea stângă a ecuației este egal cu valoarea introdusă în formulă.
Prin rezolvarea ecuației se obține valoarea:
hc = 0,261 m
7.1.4.3. Lungimea radierului barajului de priză
În cazul barajelor de priză, al căror deversor funcționează în regim de profil practic, relația de calcul este:
Lr = lb – λYv + 2hc
în care: Lr (m) este lungimea radierului;
lb (m) – lungimea de bătaie a lamei deversate;
a (m) – grosimea pragului deversorului;
λ – fructul paramentului aval;
Yv (m) – înalțimea pragului deversorului, deasupra punctului de intersecție a liniei radierului cu linia paramentului aval și se calculează cu formula:
Efectuând înlocuirile rezultă valoarea:
Yv = 3,83 m
În concluzie lungimea radierului barajului de priză va fi:
Lr = 1,7 m
7.1.4.4. Lățimea și grosimea radierului
Lățimea radierului se adoptă egală cu deschiderea deversorului la partea superioară având formula de calcul:
br = b+2H
în care: br (m) este lățimea radierului;
b (m) – lungimea crestei deversorului;
H (m) – sarcina în deversor.
Pentru barajul de priză avem:
br = 5,4 m
7.1.4.5. Stabilirea elementelor confuzorului
Toate elementele confuzorului pot fi urmărite în figura următoare:
Unghiul de convergență între ziduri
Pentru asigurarea unei scurgeri liniștite în zona dintre radierul barajului de priză și canalul de evacuare a apelor de viitură, se recomandă ca unghiul de convergență 2θ dintre cele două ziduri ale confuzorului să fie cuprins între 25° și 30°.
Lungimea confuzorului
În condițiile în care unghiul de convergență 2θ se impune de la început, lungimea confuzorului (Lconf) rezultă aplicând formula:
Pentru un calcul expeditiv este acreditată formula:
Lconf = 2(br – b)
în care termenii au însemnătatea din figură. Din calcule rezultă:
Lconf = 9,4 m
7.1.4.6. Zidurile de gardă
Zidurile de gardă au rolul de a ghida lama de apă deversată pe radier și confuzor, și, în același timp, de a consolida baza malurilor.
În ceea ce privește înalțimea și grosimea la coronament a zidurilor de gardă s-au adoptat valorile pentru radier: Yz = 1,50 m; az = 0,50m
7.1.4.7. Pintenul terminal
La extremitatea aval a confuzorului s-a prevăzut un pinten terminal din zidărie de piatră cu mortar de ciment care are rolul de a proteja construcțiile anexă din bieful aval, împotriva unor eventuale afuieri
7.2. Calculul canalului de evacuare
Calculul canalului propriu-zis
Canalul de evacuare se caracterizează printr-un profil optim din punct de vedere hidraulic, având secțiunea de formă trapezoidală; panta canalului este ic = 8,0 %, iar debitul maxim corespunzător probabilității de verificare este de 8,5 m3/s (Qmax1%).
Coeficientul de taluz
m = ctg θ
în care: θ (= 45º) este unghiul format de zidurile canalului cu verticala.
m = 1
Coeficientul secund de taluz (m')
m' = 2·(1 + m2)1/2
m' = 2,828
Condiția de optim hidraulic
β0 = b/h = m' – 2m
β0 = 0,828
K0 = P/2·h = m' – m
K0 = 1,828
în care: β0 este lățimea relativă a canalului;
K0 – perimetrul relativ al canalului;
P (m) – perimetrul udat;
h (m) – adâncimea curentului;
b (m) – lățimea la fund a canalului.
Modulul de debit
în care: Mdat este modulul de debit.
Mdat = 23,25
Coeficientul de rugozitate
n = 0,020
Calculul hidraulic al canalului
Calculul hidraulic al canalului
Tabel nr. 18
Alți parametri geometrici și hidraulici
lățimea la fund a canalului:
b = β0·h = 0,7 m
suprafața udată:
A = K0·h2 = 1,17 m
perimetrul udat:
P = 2·K0·h = 2,92 m
raza hidraulică:
R = h/2 = 0,4 m
lățimea curentului la suprafața liberă:
B = m'·h = 2,26 m
viteza medie în secțiune:
V = Q/A = 7,26 m/s
Deoarece viteza medie în secțiune este mai mare decât viteza medie maximă admisibilă (Vmax = 7,0 m/s), se vor adopta, pe pereții interiori ai canalului, rugozități artificiale materializate prin piatră sumar șlefuită.
Valorile adoptate pentru dimensionarea canalului 1KM24,6, sunt următoarele:
lățimea la fund a canalului:
b = 0,7 m
înălțiea zidurilor canalului:
h = 1,0 m
7.2.2. Elementele evazorului
Pentru reducerea efectului de deformare a patului albiei în zona de confluență cu pârâul colector, se prevede ca segmentul terminal al canalului să fie construit sub forma unei pâlnii divergente (evazor). Această amenajare asigură o mai bună conjugare între curentul evacuat de canal și cel transpotrat de colector, decât dacă la extremitatea aval, canalul și-ar menține secțiunea curentă. Zidurile evazorului vor fi asimetrice, adică au unghiuri diferite în plan: α1 = 75° și α2 = 60°, în funcție de direcția de scurgere a colectorului. Lungimea evazorului se adoptă:
Lev = 5·h
în care: h (m) este adâncimea apei în canal.
Lev = 4,0 m
La extremitatea aval, evazorul se prevede cu un pinten terminal, construit tot din zidărie cu mortar, având adâncimea de 1,5 m și grosimea 50 cm. Lateral, se prevăd încastrări, pentru a preveni eventualele afuieri produse de apa ce se scurge pe emisar.
7.3. Calculul lucrărilor hidrotehnice transversale (amonte de barajul 2M3,5)
Pentru calculul de dimensionare și verificare a stabilității lucrărilor, s-a folosit aceeași metodologie de lucru, ca și în cazul barajului de priză (cap.7.1.). În continuare se vor prezenta datele referitoare la fiecare lucrare în parte.
7.3.1. Elementele barajului 3M4,0
Din punct de vedere constructiv, acesta este un baraj ”subdimensionat”. Acest tip constructiv de baraj a apărut din necesitatea economisirii de materiale și energie, fapt care a fost dovedit în practica amenajării torenților. În continuare sunt prezentate datele constructive ale barajului 3M4,0.
7.3.1.1. Elemente constructive normate
înălțimea utilă: Ym = 4,5 m;
adâncimea de fundare: Yf = 1,83 m;
înălțimea totală: Y = 6,33 m;
înălțimea cheii de ancorare: Yc-a = 0,34 m;
lățimea la baza elevației: be = 1,43 m;
lățimea la talpa fundației: bf = 2,28;
grosiea la coronament: a = 0,62 m;
fructul paramentului aval: λ = 0,207.
7.3.1.2. Calculul deversorului
Potrivit normativului de proiectare, deversorul barajului subdimensionat, se dimensionează la debitul maxim de calcul (p% = 5%). În cazul de față se lucrează cu valoarea debitului de:
Q = Qmax 5% = 4,8 m3/s
După cum se poate observa din figura 7.8. a fost adoptat deversor trapezoidal cu înclinarea umerilor la 45˚. Pentru un astfel de deversor cu contracție laterală, relația de dimensionare este următoarea:
în care: Q = Qmax 5% (m3/s) este debitul maxim de calcul;
b (m) – lungimea crestei deversorului;
ε – coeficientul de contracție laterală;
H (m) – sarcina în deversor;
Ho (m) – sarcina în deversor corectată cu viteza de acces.
Pentru calculul lui Ho s-a folosit relația:
în care: αo este coeficientul lui Coriollis;
Vo (m/s) – viteza de acces a apei;
g (m/s2) – accelerația gravitațională.
În scopul determinării secțiunii deversorului, valorile parametrilor care intervin în calculul acesteia sunt cele din tabelul următor:
Dimensionarea deversorului barajului 3SM4,5
Tabelul nr. 19
După cum se poate observa din tabelul de mai sus, am respectat următoarele condiții: înălțimea deversorului să fie mai mare de 0,5 m, lungimea crestei deversorului să fie mai mică decât lățimea albiei cu 2,0 m.
În ceea ce privește condițiile de stabilitate, barajele subdimensionate sunt baraje stabile, teoretic, numai la împingerea pământului (aterisamentului), deci nu se pune problema verificării acestora.
Pentru micșorarea energiei cinetice a lamei deversate, s-au prevăzut pe radier două rânduri de dinți disipatori
7.3.1.3. Calculul radierului
a) Lungimea de bătaie a lamei deversate
Formula de calcul pentru lungimea de bătaie a lamei deversate este o ecuație de gradul II, care pentru cazul de față (deversor care funcționează în regim de profil practic; 0,67≤a/H<2,5), are următoarea formă:
lb2 – 1,77 lbHoia –H0(1,77Ym +1,77aia + 0,53Ho) = 0
în care: Ho (m) este sarcina totală a deversorului;
ia – panta terenului în aval de baraj;
Ym (m) – înălțimea elevației barajului;
a (m) – lățimea pragului.
Efectuând înlocuirile rezultă ecuația:
lb2 – 0,162·lb – 7,094 = 0
Soluția negativă nu se admite, deci, lungimea de bătaie a lamei deversate în acest caz, este:
lb = 2,7 m
b) Calculul adâncimii contractate
Formula de calcul adoptată pentru calculul adâncimii contractate este:
în care: hc (m) este adâncimea în secțiunea contractată;
q (m3/sm) – debitul specific care se calculează cu formula:
Q (m3/s) – debitul de calcul;
b (m) – lățimea crestei deversorului;
α – coeficientul lui Coriollis;
φc – coeficientul de viteză;
g – accelerația gravitațională;
To – bilanțul de energie exprimat față de punctul în care lama deversată atinge radierul și se calculează cu formula:
To = Ym + lb·ic + Ho
Ym (m) – înălțimea elevației barajului;
ia – panta albiei în aval de baraj.
Calculul adâncimii în secțiunea contractată se face prin încercări, atribuind valori lui hc și introducându-le în formulă, urmând ca valoarea exactă a acestei mărimi să fie luată atunci când termenul hc din partea stângă a ecuației este egal cu valoarea introdusă în formulă.
Prin rezolvarea ecuației se obține valoarea:
hc = 0,139 m
c) Lungimea radierului barajului 3M4,0
În cazul barajelor al căror deversor funcționează în regim de profil practic, relația de calcul este:
Lr = lb + Yv (1 – λ) + H
în care: Lr (m) este lungimea radierului;
lb (m) – lungimea de bătaie a lamei deversate;
H (m) – sarcina în deversor;
a (m) – grosimea pragului deversorului;
λ – fructul paramentului aval;
Yv (m) – înalțimea pragului deversorului, deasupra punctului de intersecție a liniei radierului cu linia paramentului aval și se calculează cu formula:
Efectuând înlocuirile rezultă valoarea:
Yv = 4,7 m
În concluzie lungimea radierului barajului de priză va fi:
Lr = 7,1 m
d) Lățimea și grosimea radierului
Lățimea radierului se adoptă egală cu deschiderea deversorului la partea superioară având formula de calcul:
br = b+2H
în care: br (m) este lățimea radierului;
b (m) – lungimea crestei deversorului;
H (m) – sarcina în deversor.
Pentru barajul 3SM4,5 avem:
br = 4,8 m
După cum se poate observa din figura de mai jos s-a adoptat radierul cu grosimea de 50 cm, din care 30 cm zidărie de piatră cu mortar de ciment și 20 cm strat de beton de egalizare, iar înălțimea zidurilor de gardă 1,5 m.
e) Pintenul terminal
La extremitatea aval a radierului, s-a prevăzut un pinten terminal, din zidărie de piatră cu mortar de ciment, care are rolul de a proteja construcțiile anexă din bieful aval împotriva unor eventuale afuieri.
CAPITOLUL VIII – EVALUAREA LUCRĂRILOR
Proiectul de Corectarea torenților evaluează costul tuturor lucrărilor prevăzute ținând seama de natura și volumul lor, cu luarea în considerare a unor indici medii de cost, adoptați pe categorii de lucrări.
Volumul lucrărilor
8.1.1.Volumul lucrărilor hidrotehnice
Pe baza planșelor de execuție se evaluează volumele de zidărie și beton ale lucrărilor transversale (baraje și radiere) și ale lucrărilor longitudinale (confuzor, canal, evazor).
Volumul lucrărilor transversale
Se va calcula volumul barajului de priză
Volumul barajului priză de canal
Tabel nr. 20
Volumul radierului barajului de priză
Tabel nr. 21
Volumul lucrărilor longitudinale
Se determină în primul rând volumul confuzorului situat între secțiunile C-C și D-D. În continuare se evaluează volumul canalului, cuprins între extremitatea aval a confuzorului și extremitatea amonte a evazorului, percum și volumul evazorului.
Volumul confuzorului
Tabel nr. 22
Volumul canalului
Tabel nr. 23
Volumul evazorului
Tabel nr. 24
Volumul lucrărilor hidrotehnice longitudinale
Tabel nr. 25
Volum baraj 3M4,0
Tabel nr. 26
Volumul radierului si a placi disipatoare de energie
Tabel nr. 27
Volumul lucrarilor la barajul 3 M 4.0 este de 353.35 m3
La această valoare totală, care reprezintă volumul de zidărie de piatră cu mortar de ciment, se mai adaugă volumul de beton armat, utilizat pentru construcția plăcilor disipatoare de energie care aparțin de barajul 3M4,0 (8 m3 )
Volumul lucrărilor hidrotehnice longitudinale
Tabel nr. 28
Volumul total al lucrărilor hidrotehnice
Tabel nr. 29
8.1.2. Volumul lucrărilor biologice
Împăduriri pe maluri
Se execută conform soluției tehnice de amenajare, considerându-se că înalțimea malului este egală înălțimea utilă a lucrărilor hidrotehnice transversale, și că se împăduresc tronsoanele de albie sursă de aluviuni neamenajate cu lucrări hidrotehnice transversale.
în care: Ym este înălțimea utilă a barajelor;
L1 și L2 – lungimile segmentelor de ordinele 1, respectiv 2;
LA – lungimea de rețea hidrografică amenajată cu lucrări transversale
Smal =11164 m2
Împăduriri pe aterisamente
Se execută, după colmatarea lucrărilor transversale cu specii prevăzute la soluția tehnică de amenajare, suprafața destinată împăduriri fiind de o parte și de alta a culoarului central de scurgere după colmatare
Suprafața totală a aterisamentelor
Tabel nr. 30
Saterisamente= 781 m2
Saterisamente—Suprafata totala a aterisamentelor
Salbie= Suprafata culuarului albiei format pe aterisamente
S impadurita= 780 m2
Plantații în aliniament
Se execută în zona limitrofă canalului pe ambele maluri pentru mărirea efectului estetic al peisajului, cu plopi euramericani. Puieții folosiți vor fi de talie mare și vor fi plantați la 3 m unul față de altul și la minim 1,5 m de coronamentul zidurilor canalului.
Înverzirea zonei limitrofe canalului și radierului
Se realizează prin însămânțare cu iarbă, pa suprafața umpluturilor cu pământ din spatele zidurilor de gardă ale radierului și canalului.
Sinverzita = 239 m2
8.2. Evaluarea investiției
O evaluare valorică aproximativă a lucrărilor prevăzute în proiect este prezentată în tabelul următor, costurile unitare pe categorii de lucrări fiind preluate din cele mai recente documentații elaborate de atelierul de proiectare pentru corectarea torenților din cadrul Institutului de Cercetări și Amenajări Silvice- Stațiunea Brașov.
Evaluarea investiției
Tabel nr. 31
Fondurile se suportă de la bugetul de stat, ordonatorul de credite fiind Ministerul Apelor Pădurilor și Protecției Mediului prin Regia Națională a Pădurilor.
Capitolul IX – EFICIENȚA TEHNICO-ECONOMICĂA LUCRĂRILOR PROIECTATE
9.1. Considerații generale
Lucrările de amenajare a bazinelor hidrografice torențiale conduc la efecte multiple și variate care sunt de ordin tehnic (hidrologic și antierozional) economic, ecologic și social. Efectul global (total) al acestor lucrări este greu de evaluat deoaNeagra, nu se cunoaște valoarea exactă a pierderilor și pagubelor care se diminuează sau se elimină prin executarea acestor lucrări, nu se pot estima toate influențele pozitive, ecologice și sociale ale lucrărilor și deoaNeagra aceste influențe se manifestă pe o perioadă mult mai lungă de timp decât durata de serviciu normată a lucrărilor și se fac simțite nu numai în bazinele în care sunt amplasate lucrările ci și în zonele din aval.
9.2. Efectele de ordin tehnic
Din punct de vedere tehnic (sau funcțional), lucrările proiectate conduc, pe de o parte, la un efect hidrologic, iar, pe de altă parte, la un efect antierozional. Din aceste două efecte decurge și efectul de protecție directă a obiectivelor periclitate de viituri.
Efectele tehnice ale lucrărilor folosite în amenajarea bazinului hidrografic Valea Maguricei derivă chiar din obiectivele hidrologice majore ale acestei acțiuni. Aceste lucrări de amenajare au un efect pozitiv de atenuare a debitului lichid maxim de viitură, care se reduce treptat până la jumătate din valoarea sa, și de reducere a transportului de aluviuni cu aproximativ 75%. Evident, nici debitul lichid maxim de viitură, nici scurgerea de suprafață și nici transportul de aluviuni nu se pot micșora brusc, ci treptat, într-un anume interval de timp.
9.3. Efectele de ordin economic
Lucrările de amenajare a bazinelor hidrografice torențiale se soldează, în cele mai multe cazuri, și cu importante efecte economice. Ele rezultă atât din evaluarea valorică a diverselor venituri obținute în urma executării lucrărilor, cât și evitarea pagubelor pe care le-au produs sau le-ar produce procesele torențiale din bazin.
Dintre pierderile și pagubele, care se diminuează sau se elimină prin realizarea lucrărilor, cele mai importante sunt pierderile rezultate din distrugerea capacității de producție a solului.
Lucrările de amenajare își manifestă cu precădere importanța lor economică prin:
evitatea întreruperii funcționării normale, a avarierii sau distrugerii obiectivelor periclitate de viituri, până la epuizarea capacității de retenție a lucrărilor;
diminuarea transportului de aluviuni care periclitează diverse obiective și torențializează rețeaua hidrografică prin retenția directă a barajelor, până la epuizarea totală a capacității lor, prin retenția, pe patul albiei realizată de lucrările de consolidare (baraje, canal), pe durata de funcționare normată a acestor lucrări și prin retenția indirectă, obținută ca efect al măsurilor și lucrărilor de combatere a scurgerilor de suprafață pe versanții bazinului hidrografic torențial;
evitarea extinderii degradării terenurilor de pe versanții și rețeaua hidrografică a bazinului;
repunerea în producție a terenurilor neproductive și ameliorarea terenurilor slab productive din bazin.
9.4. Efecte ecologice și sociale
Pe lângă efectele tehnice și economice amintite mai înainte, lucrările de amenajare a torenților au următoarele efecte de ordin social:
aceste lucrări contribuie, într-o măsură însemnată la, refacerea mediului ambiant, cu deosebire în cuprinsul acelor "segmente" care au fost cel mai puternic "alterate" de către procesele torențiale din bazin. Practica a demonstrat că instalarea unor culturi forestiere de tip provizoriu pe terenurile sursă de aluviuni reprezintă primul pas – posibil și necesar – în atingerea acestui obiectiv. Prin intervenții artificiale ulterioare – corelate cu gradul ameliorării condițiilor de sol – se poate asigura tNeagrarea treptată către ecosistemele forestiere zonale sau apropiate de cele zonale, singurele capabile să valorifice întreaga capacitate de producție a terenurilor din bazin și să asigure exercitarea/menținerea însușirilor ecoprotective la cel mai înalt nivel;
în marea majoritate a cazurilor, lucrările de acest gen contribuie la apărarea bunurilor personale și/sau de interes public, prin evitatrea sau cel puțin diminuarea pagubelor pe care le produc viiturile torențiale, îndeosebi cele cu caracter catastrofal;
prin anularea treptată a diferenței dintre eroziunea torențială și cea tolerabilă (admisibilă), lucrările la care ne referim crează premize favorabile pentru o valorificare superioară a terenurilor în viitor;
cu ocazia execuției, întreținerii și reparării acestor lucrări este absorbită o parte din forța de muncă disponibilă pe plan local, îndeosebi cea din mediul rural.
9.5. Capacitațile funcționale de retenție
9.5.1. Capacitatea de retenție directă
Capacitatea de retenție directă este echivalentă, volumetric, cu aluviunile oprite din drumul lor spre obiectivele periclitate de viituri. Ea se compune din capacitatea de retenție directă a lucrărilor hidrotehnice transversale (pe o perioadă de 10 ani) și din capacitatea de retenție directă a vegetației forestiere care s-a instalat sau se va instala pe aterisamentele create de lucrări, în urma transportului de aluviuni la viituri.
capacitatea de retenție directă a lucrărilor hidrotehnice transversale proiectate (R.D.h.tr.)
R.D.h.tr. =3365 m3
capacitatea de retenție datorată instalării vegetației forestiere pe aterisamente (R.D.f.at.) care se calculează numai în cazul transportului de aluviuni la viituri maxime. La o astfel de viitură, se estimează că vegetația forestieră de pe aterisamente poate reține un strat de aluviuni, gros de 0,10 m. Acestă capacitate se calculează cu relația:
R.D.f.at. = Sat·h
în care: Sat (m 2) este suprafața totală a aterisamentelor;
h (m) – înălțimea stratului de aluviuni reținute.
R.D.f.at. = 114 m3
9.5.2. Capacitatea de retenție prin consolidare
Aceasta este dată de consolidarea albiilor cu lucrări hidrotehnice pe o durată de 50 ani pentru lucrările hidrotehnice transversale din zidărie, precum și capacitatea de retenție datorată consolidării malurilor prin lucrări de împădurire.
Capacitatea de retenție prin consolidarea albiilor cu lucrări idrotehnice transversale și longitudinale (R.c.h.). Ea reprezintă volumul de aluviuni provenite din erodarea albiilor care este reținut de lucrările hidrotehnice, avînd următoarea formulă de calcul:
în care: Llh (m) este lungimea de albie consolidată;
LR.degr (m) este lungimea albiei cu degradări;
Waa (m3/an) – volumul mediu anual de aluviuni rezultate prin erodarea în adâncime.
Rch = 2095 m3
Capacitatea de retenție datorată consolidării malurilor (Rcfm). Se manifestă prin plantații care consolidează suprafața malurilor neprotejate care, la rândul lor, constituie sursă de aluviuni. Astfel se reține un volum de aluviuni dat de relația:
Rcfm = q1m·Slm·50
în care: q1m (m3/an ha) reprezintă estimarea indicelui mediu de eroziune a malurilor degradate;
Slm (ha) – suprafața malurilor degradate .
Rcfm =837 m3
9.5.3. Capacitatea de retenție indirectă
Este determinată de refacerea vegetației versanților, astfel că, în urma lucrărilor și măsurilor de amenajare a arboretelor din bazinul hidrografic Valea Maguricei se estimează că indicele mediu de eroziune pe versant în următorul ciclu de 100 ani se va reduce cu 50%.
Relația de calcul este următoarea:
RI = F (qIV – q'IV)·110
în care: F (ha) este suprafața bazinului;
qIV (m3/an ha) – indice mediu de eroziune pe versanți pentru perioada actuală și se calculează cu formula:
qIV =0.39 m3/an ha
în care: q'IV (m3/an ha) – indice mediu de eroziune după terminarea unui ciclu de 100 ani și care are valoarea egală cu jumătatea din indicele de eroziune actual.
RI = 1423 m3
9.6. Efectul economic ce se va obține pe durata funcționării lucrărilor
Acest efect este calculat în fișa indicatorilor tehnico-economici prin estimarea valorică a pagubelor înregistrate dacă nu vor fi aplicate lucrările de amenajare în bazinul hidrografic Valea Maguricei.
Valoarea efectului economic este de 135568 euro, cu o repartizare anuală de 12738.71 euro/an.
9.7. Raportul de eficiență economică
Acesta este raportul dintre valoarea efectului economic și valoarea totală a investiției refletând eficiența cu care au fost făcute cheltuielile.
Re = 2.79 euro/euro
9.8. Durata de recuperare a investiției
Se calculează făcând raportul dintre valoarea investiției și efectul său economic anual.
Drec =3.8 ani = 4 ani
CAPITOLUL X – MĂSURI SPECIALE DE PROTECȚIA MUNCII
Măsurile de protecția muncii sunt cele specifice pe un șantier de construcții, la care se adaugă cele specifice datorită locului de desfășurare a amenajărilor de torenți în raport cu:
condițiile de teren în care acestea sunt amplasate,
dotarea tehnică, uneltele, utilajele cu sau făr posibilitate de acces
timpul probabil în perioada de desfășurare a lucrărilor.
Toate atribuțiile în acest sens sunt ale firmei de construcții, care are responsabili atestați pentru organizarea muncii, asigură și gradul de dotare a șantierului cu echipamente de protecție adecvate. Experiența, obligația profesională au un rol important în cunoaștera normativelor departamentale, a normelor și instrucțiunilor de protecție a muncii referitoare la acest gen de lucrări. Prevederile de ordin general vor fi completate, de fiecare dată, cu indicațiile specifice și recomandările speciale din cuprinsul proiectelor pe baza cărora se realizează lucrările
Potrivit legislației actuale în vigoare, documentațiile de proiectare vor evidenția toate pericolele existente la data începerii lucrărilor, precum și pericolele care pot surveni pe parcurs, astfel încât firma constructoare, care realizează execuția lucrărilor este obligată să-și organizeze activitatea în mod corespunzător și să poată preveni producerea oricărui fel de accident.
Dat fiind specificul lucrărilor și al șantierelor din domeniul amenajări torenților, ca de altfel și în construcția de drumuri forestiere, atenția va îndreptată asupra următoarelor activități:
consolidarea terenurilor surse de aluviuni de pe versanții bazinului și de pe rețeaua hidrografică a lui;
extragerea materialelor de construcție din balastiere, cariere autorizate etc.;
executarea lucrărilor de terasamente, pe cât posibil, cu mijloace mecanizate, la fundația și încastrările lucrărilor hidroethnice transversale și longitudinale,
transportul materialelor de construcții și manipularea acestora pe șantier;
executarea zidăriei de piatră cu sau fără mortar, turnarea betonului, montarea și asamblarea elementelor prefabricate, etc.
Normele de tehnica securității muncii se vor respecta atât execuția propriu zisă a lucrărilor, cât și activitatea de întreținere și reparare a acestor lucrări.
BIBLIOGRAFIE
x x x: http://www.scritub.com/geografie/Proiect-bazin-hidrografic43724.php
x x x: http://www.rasfoiesc.com/business/agricultura/PROIECT-CORECTAREA TORENTILOR96.php
x x x: http://xa.yimg.com/kq/groups/23285480/125508247/name/torenti.doc.
x x x: 1983: Geografia României. Editura Academiei R.S.România, București.
x x x: Harta geologică, scara 1: 200000; Comitetul de Stat al Geologiei. Institultul geologic București.
I.C.A.S., 1978: Metodologia de determinare a debitului lichid maxim probabil de viitură generat de ploi torențiale în bazine hidrogrfice mici pentru studii și proiecte de corectare a torenților. Departamentul Silviculturii, I.C.A.S. Redactare R.Gaspar .
Standardele: STAS 4068/1-82 , STAS 4068/2-87, STAS 4273-83, STAS 5576-88.
Ciortuz, I. , 1981 : Ameliorații silvice . Editura Didactică și Pedagogică, București .
Clinciu, I., Lazăr, N., 1992: Corectarea torenților. Curs universitar. Universitatea "Transilvania" Brașov.
Clinciu, I., Lazăr, N., 1994 : Îndrumar pentru întocmirea proiectului de an la Corectarea torenților (manuscris). Universitatea " Transilvania" – Brașov.
Clinciu, I., Lazăr, N., 1997: Lucrări de amenajare a bazinelor hidrografice torențiale. Editura Didactică și Pedagogică, București.
Florescu, I. I., Nicolescu, N., 1996 : Silvicultura, vol. I – Studiul pădurii, Editura Lux-Libris , Brașov .
Florescu, I. I., Nicolescu, N., 1998: Silvicultura, vol. II – Silvotehnica, Editura Universității "Transilvania", Brașov .
Giurgiu, V., 1998 : Amenajarea pădurilor cu funcții multiple. Editura Ceres, București.
Kiss, A., Clinciu, I., Chițea, Gh., 1981: Studii de teren hidrologice și topohidrografice. Îndrumar de proiectare. Universitatea din Brașov.
Lazăr, N., 1984: Contribuții la studiul torenților din B. H. Sebeș Alba. Monografie morfohidrologică. Teză de doctorat. Universitatea din Brașov.
Lazăr, N., Clinciu, I., 1998: Îndrumar pentru întocmirea proiectelor de amenajare a bazinelor torențiale. Manuscris .
Munteanu, S.A., Lazăr, N., Clinciu, I., Cârcu, E., 1975: Corectarea pâraielor torențiale Doftana, Ardeleana și Tigaile. Studiu tehnico-economic. Universitatea din Brașov.
Munteanu, S.A., Traci, C., Clinciu, I., Lazăr, N., Untaru, E., 1991: Amenajarea bazinelor hidrografice torențiale prin lucrări silvice și hidrotehnice. Editura tehnică București.
Munteanu, S.A., Gaspar, R., Clinciu, I., Lazăr, N., 1979: Calculul debitelor maxime de viitură prin formula rațională. Universitatea din Brașov.
Munteanu, S.A., Clinciu, I., 1982: Amenajarea bazinelor hidrografice torențiale. Partea a II-a. Studiul torenților și al amenajării lor. Universitatea din Brașov.
Munteanu, S.A., Traci, C., Clinciu, I., Lazăr, N., Untaru, E., Gologan, N., 1993: Amenajarea bazinelor hidrografice torențiale prin lucrări silvice și hidrotehcice. Vol II. Editura Academiei Române, București.
Munteanu, S.A., Clinciu,I., Lazăr, N., Illyes, I., 1985: Corectarea torenților. Proiectarea lucrărilor transversale. Universitatea din Brașov.
Rucăreanu, N., Leahu, I., 1982: Amenajarea pădurilor. Editura Ceres, București.
Traci, C., 1985: Împădurirea terenurilor degradate. Editura Ceres, București.
B. PIESE DESENATE
Vor fi prezentate următoarele piese desenate:
Plan general de situație al bazinului;
Plan special de situație;
Planșele lucrărilor proiectate.
Copyright Notice
© Licențiada.org respectă drepturile de proprietate intelectuală și așteaptă ca toți utilizatorii să facă același lucru. Dacă consideri că un conținut de pe site încalcă drepturile tale de autor, te rugăm să trimiți o notificare DMCA.
Acest articol: Bazinul Hidrografic Torential Valea Maguricei (ID: 162001)
Dacă considerați că acest conținut vă încalcă drepturile de autor, vă rugăm să depuneți o cerere pe pagina noastră Copyright Takedown.