FIȘA SIMPLIFICATA PENTRU INVENTARIEREA SI CARACTERIZAREA LUCRĂRILOR HIDROTEHNICE EXECUTATE PENTRU CORECTAREA TORENTULUI VALEA LUI BOGDAn [305674]

STUDIUL PRIVIND COMPORTAREA LUCRĂRILOR DE AMENAJARE A [anonimizat]:

Prof. Dr. Ing. CLINCIU IOAN

Conf. Dr. Ing. NIȚĂ DANIEL MIHAI

Absolvent: [anonimizat] 2017

CUPRINS

Capitolul 1. ELEMENTE INTRODUCTIVE

1.1.CONȚINUTUL ACȚIUNII DE ABHT…………………………………………………………..3

1.2 LEGI ȘI STRATEGII LA NIVEL NAȚIONAL CARE CONȚIN

PREVEDERILE CE SUSȚIN CONTINUAREA ȘI DEZVOLTAREA ABHT:…………5

1.3. NECESITATEA URMĂRIRII COMPORTĂRII LUCRĂRILOR DE

AMENAJARE A REȚELEI HIDROGRAFICE TORENȚIALE……………………………7

1.4 PREVEDERILE NORMELOR TEHNICE REFERITOARE LA URMĂRIREA COMPORTĂRII LUCRĂRILOR DE AMENAJARE A REȚELEI HIDROGRAFICE TORENȚIALE

1.4.1 Aspecte generale…………………………………………………………………………………………8

1.4.2 Avarii……………………………………………………………………………………………………….10

1.4.3 Disfuncționalități……………………………………………………………………………………….11

Capitolul 2 CERCETĂRI ANTERIOARE PRIVIND COMPORTAREA

LUCRĂRILOR DE AMENAJARE A REȚELEI HIDROGRAFICE

TORENȚIALE DIN ROMÂNIA

2.1. Tematica cercetărilor…………………………………………………………………………………..13

2.2. Despre începuturile cercetării torentului Valea lui Bogdan………………………………14

Capitolul 3 [anonimizat], PRIVIND COMPORTAREA

LUCRĂRILOR DE AMENAJARE A [anonimizat]

3.1. LOCALIZAREA BAZINULUI…………………………………………………………………..16

3.2. CONDIȚII NATURALE SPECIFICE BAZINULUI……………………………………..17

3.3 OBIECTIVELE STUDIULUI DE CAZ………………………………………………………..19

3.4. METODOLOGIA APLICATĂ ÎN CADRUL STUDIULUI DE CAZ………………………20

3.5. REZULTATELE STUDIULUI DE CAZ

3.5.1. Poziționarea lucrărilor utilizând tehnica GPS……………………………………………..22

3.5.2. TIPOLOGIA LUCRĂRILOR

3.5.2.1. Constatări generale………………………………………………………………………………..26

3.5.2.2. Evidența lucrărilor hidrotehnice transversale după criteriul tipologic………….27

3.5.2.3. Evidența lucrărilor după criteriul materialului de construcție……………………..29

3.5.2.4. Evidența lucrărilor după criteriul stării fizice……………………………………………30

3.5.2.5. Evidența lucrărilor după prezența sau absența radierului……………………………31

3.5.2.6. Evidența lucrărilor din punct de vedere al avariilor…………………………………..32

3.5.2.7. Evidența lucrărilor din punct de vedere al disfuncționalităților…………………..33

CAPITOLUL 4

SCURT REZUMAT AL LUCRĂRII ȘI CONCLUZII FINALE……………………..34

Bibliografie……………………………………………………………………………………………………36

Anexe……………………………………………………………………………………………………………37

Capitolul 1

ELEMENTE INTRODUCTIVE

CONȚINUTUL ACȚIUNII DE ABHT

Apa face parte din natură fiind cea mai importantă și indispensabilă substanță a vieții. Omul a încercat de-a lungul timpului să invingă efectele negative care au loc în urma ploilor torențiale. Amenajarea bazinelor hidrografice au avut cele mai bune rezultate în protejarea mediului și a zonelor populate.

Fig. 1. Vedere din bazinul hidrografic Valea lui Bogdan (B.H. Prahova, județul Prahova) (fotografie originală)

Aceste analize ale lucrărilor de amenajare a rețelelor hidrografice torențiale din bazinele hidrografice din România au un rol foarte important. Au ca scop prevenția deficiențelor care pot apărea în decursul folosirii acestor lucrări și rezolvarea problemelor apărute cât mai repede pentru a împiedica agravarea acestora.

Amenajarea bazinelor hidrografice torențiale (ABHT) reprezintă, în sensul hidrologic al acestei noțiuni, o acțiune complexă constând din aplicarea unui ansamblu de măsuri organizatorice și de lucrări biologice și hidrotehnice care să permită realizarea unui control permanent și rașional al apei și solului pe suprafața întregului bazin, în vederea atingerii următoarelor țeluri prioritare: ameliorarea scurgerilor de suprafață, combaterea eroziunii solului, transportul redus de aluviuni, punerea terenurilor degradate în valoare și obiectivele periclitate în timpul viiturilor. Soluțiile în amenajarea bazonelor hidrografice trebuie să fie integrate temporal și spațial în unitatea naturală și respectiv în evoluția acestei lucrări pentru a aduce un echilibru din punct de vedere hidrologic lucrării.

Obiectivele urmărite pe termen scurt, sunt urmatoarele (Clinciu, 2001):

reducerea scurgerii torențiale, eroziunii, transportului, sedimentării;

consolidarea pe cale forestieră a terenurilor scurse de aluviuni, de pe versanți și de pe rețea (apărarea imediată a obiectivelor periclitate de viituri).

Obiectivele urmărite pe termen lung, țelul final urmărit este acela de a restabili echilibrul hidrologic în bazin, având în vedere că un bazin torențial reprezintă o unitate naturală cu regim hidrologic puternic dezechilibrat (variații mari ale debitului de lichid și transport intens de aluviuni).

Pentru a atinge acest țel, ABHT trebuie să îndeplinească două condiții:

să fie integrală

să fie complexă

Prima condiție și anume cea de integralitate, trebuie înțeleasă din două puncte de vedere:

din punct de vedere spațial: măsurile și lucrările să fie aplicate pe întreaga suprafață a bazinului, atât pe versanți, cât și pe rețea, de la cumpăna apelor și până la confluența cu pârâul colector. Lucrările aplicate numai pe versanți sau numai pe rețea constitue amenajări parțiale, care nu conduc la rezultatul dorit;

din punct de vedere tipologic: într-un caz dat să fie luate în considerare toate măsurile și toate lucrările, care sunt cerute în contextul dat, misiunea anumitor lucrări conduce la amenajări incomplete, care de asemenea nu asigură restabilirea echilibrului hidrologic al bazinului.

Complexitatea amenajării trebuie înțeleasă în felul următor:

măsurile și lucrările să fie corelate între ele, la scara întregului bazin;

soluțiile aplicate să țină seama de obiectivele ecologice, economice și sociale, atât în prezent cât și în viitor, la nivel local sau zonal.

Perspective ale activității de ABHT pot fi identificate atât din prevederile unor normative adoptate după anul 1990, cât și din orientările conținute în strategiile elaborate după anul 2000.

LEGI ȘI STRATEGII LA NIVEL NAȚIONAL CARE CONȚIN PREVEDERILE CE SUSȚIN CONTINUAREA ȘI DEZVOLTAREA ABHT:

I. LEGI

18/1991 (privind fondul funciar): introduce obligativitatea proprietarilor de a pune la dispoziție terenurile degradate pentru împădurire;

137/1995 (privind protecția mediului): stipulează obligația aplicării unor măsuri speciale de conservare a pădurilor cu funcții deosebite de protecție;

26/1996 (vechiul Codul Silvic): legalizează posibilitatea RNP de a cumpăra terenuri degradate din propietate privată, în vederea împăduririi; încurajează plantarea terenurilor degradate neconstituite în perimetre, asigurând deținătorilor materialul de plantat și asistența tehnică necesară;

107/1996 (privind apele): cuprinde prevederile legate de stingerea torenților, cu reguli speciale de întreținere a lucrărilor executate;

107/1999 (care reactualizează fosta LATD-1930): stabilește procedura de înființare a perimetrelor de ameliorare și legalizează măsurile necesare pentru împădurirea terenurilor degradate;

141/1999 (de reglare a regimului silvic): exceptează de la retrocedare pădurile care îndeplinesc funcții speciale de protecție, inclusiv cele din cuprinsul bazinelor torențiale (cu funcții speciale de protecție a apelor și solurilor);

46/2008 (noul Cod Silvic, completat și modificat în 2015): adoptă Programul Național de Împădurire și prevede împădurirea unor terenuri cu altă destinație decât cea silvică, în suprafață de două milioane hectare, până în anul 2035.

II. STRATEGII

a – Strategia Forestieră Națională (2013-2022): include amenajarea complexă a bazinelor hidrografice torențiale în rândul domeniilor prioritare de importanță națională și internațională;

b – Strategia Națională de gestionare, pe termen mediu și lung, a riscului la inundații, în baza căreia autoritatea națională pentru silvicultură trebuie să procedeze la:

zonarea teritoriului silvic după criteriul vulnerabilității la viituri torențiale;

urmărirea comportării lucrărilor executate, succedată de aplicarea măsurilor de reabilitare;

elaborarea unui program național de ABHT, concordant cu planurile de gestionare a riscului la inundații;

gestionarea durabilă a pădurilor din bazinele hidrografice torențiale.

c – Strategia de dezvoltare durabilă în domeniul gospodăririi apelor, elaborată în anul 2004 în conformitate cu cerințele UE:

punerea în siguranță a tuturor lucrărilor executate;

realizarea de lucrări noi, într-un ritm de cel puțin 200 km rețea corectată anual;

împădurirea pe terenuri degradate, într-un ritm de cel puțin 6 000 ha/an.

1.3. NECESITATEA URMĂRIRII COMPORTĂRII LUCRĂRILOR DE AMENAJARE A REȚELEI HIDROGRAFICE TORENȚIALE

Scopul principal al necesității amenajării bazinelor hidrografice torențiale constă în aplicarea pe suprafața bazinelor a unor lucrări de organizare și control al apei și solului.

Atenție deosebită trebuie acordată lucrărilor din zona de munte deoarece în aceste bazine se concentrează mari cantități de apă care devin violente în timpul ploilor și topirii bruște a zăpezilor. Deoarece se acumulează mari cantități de apă, aici este și cea mai importantă sursă de aluviuni care sunt transportate de viiturile torențiale spre câmpie și care pot avea rezultate nedorite. Prin necesitatea urmăririi lucrărilor, în paralel se pot studia sau examina și principalele legături dintre factorii ce aduc contribuție în procesele de degradare care influențează în mod negativ lucrările, dar si manifestarea proceselor torențiale, scurgerile de suprafață, transportul de aluviuni și sedimentarea torențială.

Aceste bazine trebuie amenajate cât mai bine și cu simț de răspundere pentru că, odată declanșate, procesele torențiale se accelerează, iar în timp cresc dificultățile și costul de combatere al acestora. De aceea este de preferat să se prevină din timp cu lucrări pentru a fi mai ușor și mai ieftin. Procesele torențiale și de degradare a terenurilor, produc mari dezechilibre atât ecologice,cât și în viața umană, ajungându-se până la producerea unor catastrofe cu victime omenești.

Principalul factor determinant al proceselor torențiale îl constituie dereglajul regimului hidrologic al cursurilor de apă. Această dereglare alterează funcțiile de protecție împotriva scurgerilor superficiale și eroziunii accelerate, ale învelișului vegetal, precum și degradarea funcțiilor fizico-biologice ale solurilor, ca urmare a modului de exploatare a bogățiilor naturale din zonele montane și colinare,în special prin exploatarea nerațională a pădurilor.

Consecințele negative se evidențiază prin:

scăderea fertilității solului;

favorizarea producerii inundațiilor ce distrug obiectice, colmatarea lacurilor de acumulare și punerea în pericol a vieții oamenilor.

1.4 PREVEDERILE NORMELOR TEHNICE REFERITOARE LA URMĂRIREA COMPORTĂRII LUCRĂRILOR DE AMENAJARE A REȚELEI HIDROGRAFICE TORENȚIALE

1.4.1 Aspecte generale

Amenajarea bazinelor hidrografice reprezintă ansamblul de preocupări și măsuri menite să asigure păstrarea în stare corespunzătoare din punctul de vedere al funcțiilor ecologice, economice și sociale pe care acestea le îndeplinesc. Aceste lucrări vor fi urmărite periodic pe toată durata de existență a construcțiilor începând cu data de execuție.

Valorificarea datelor rezultate din măsurători nu au loc decât în timpul unei activități de urmărire a comportării în timp a lucrărilor de amenajarea rețelelor hidrografice torențiale. Este obligatoriu acest lucru deoarece unele fenomene condiționează funcționarea sau modifică parametrii calitativi ai construcțiilor.

Evidența precisă a tuturor lucrărilor executate este necesară, dar și a activităților de întreținere și reparare. Însă cel mai important este să notăm datele care informează că urmează să se formeze aterisamente și care ar modifica calitatea construcției.

Concluziile care pot fi luate în urma evenimentelor constatate pe teren, în timpul exploatării lucrărilor, se pot împărți astfel:

avarii: deficiențe care afectează siguranța în exploatare și durabilitatea lucrărilor.

Fig.2 Avarie produsă la una din lucrări (fotografie originală)

disfuncționalități: acestea afectează funcționarea lucrărilor

Fig.3 Blocarea deversorului de către vegetație afectează funcționarea lucrării (fotografie originală)

1.4.2 Avarii

Avariile lucrărilor hidrotehnice de amenajare a rețelelor hidrografice torențiale se referă la factorul de a fi deplasate din poziția în care au fost proiectate inițial, prin alunecare, antrenare, etc.; sau răsturnarea acestora în jurul unui punct în care au avut loc presiuni mari. Durabilitatea se exprimă prin caracteristica lucrărilor de a nu fi rupte, fragmentate etc.; inclusiv de a se menține în timp la nivelul calitativ inițial, de a fi durabile.

Problemele care apar, modificând aspectul și calitatea inițială a lucrărilor de amenajare pot fi întâlnite sub mai multe forme:

fisuri: fac parte din consecința tasării terenului de fundație, din zona malurilor, a șocului aluviunilor antrenate de viituri torențiale, a scurgerii apei pe sub aripi în zonele de încastrare, dar și a înghețului urmat de un dezgheț brusc.

rupturi: apar la baraje, canale, în zona grinzilor de beton armat de tip filtrant. Se produc la antrenarea blocurilor care se produc în timpul viiturilor, etc.

antrenarea: de aici fac parte părțile rupte din corpul lucrărilor, din canale, acestea fiind cauzate de presiunea apei în timpul viiturilor.

Fig.4 Imaginea unei lucrări care prezintă antrenări cu părți din corpul acesteia (fotografie originală)

subminarea: se produce prin eroziuni în aval de lucrări pe o adâncime mai mare decât fundația lucrărilor transversale;

subminarea laterală: prin blocarea pâlniei de trecere de la lucrarea de priză la canal, ca urmare a scurgerilor laterale fiind depășit deversorul lucrării de priză;

eroziunea: este produsă în maluri, care afectează încastrările barajelor;

degradarea: este efectul distrugător al erodării elementelor din construcție ( pragul deversorului, radier, canale de evacuare );

deformarea: apare când malurile încep să se miște, ori din cauza presiunii apei;

dezagregarea: aceasta are loc la suprafața lucrării, asupra stratului de beton sau zidărie hidraulică, datorită dozei insuficiente de ciment, a infiltrației apei urmată de îngheț și dezgheț;

distrugerea: mai ales la gabioane unde plasa de sârmă s-a deformat;

înfiltrații: apar pe paramentul aval al lucrării, fiind însoțite de scurgeri de apă pe sub fundație sau aripile lucrărilor.

1.4.3 Disfuncționalități

Aspectul funcțional al lucrărilor se referă la capacitatea acestora de a putea fi îndeplinite criteriile, la standarde înalte, pentru care au fost create: retenția aluviunilor, consolidarea terenulor care ar putea deveni sursă de aluviuni.

Lucrările de amenajare care nu mai funcționează așa cum trebuie, nu își mai pot îndeplini rolurile pentru care au fost construite și anume: bararea curentului, retenția aluviunilor, dirijarea în diferite condiții a curentului spre aval, sprijinirea lucrărilor în amonte etc.

Natura evenimentelor care afectează funcționarea lucrărilor sunt:

neconsolidarea malurilor: datorită neformării aterisamentului sau când se supraestimează transportul de aluviuni;

Fig.5 Dezvoltarea haotică a vegetației în jurul unei lucrări punând-o în pericol (fotografie originală)

dezvoltarea haotică a vegetației: zonele cu risc mare în reducerea capacității de evacuare a apei sunt pe direcția deversorului;

lipsa vegetației forestiere: se observă în zonele de încastrare a lucrărilor și care duce la pierderea rolului protectiv al acestora;

depășirea: se datorează producerii unui debit mai mare decât cel luat în calcul, colmatării canalului.

CAPITOLUL 2

CERCETĂRI ANTERIOARE PRIVIND COMPORTAREA LUCRĂRILOR DE AMENAJARE A REȚELEI HIDROGRAFICE TORENȚIALE DIN ROMÂNIA

2.1. Tematica cercetărilor

În România, de-a lungul timpului, s-au făcut multe observații, prin care au fost culese date necesare constituirii unor analize statistice. Acestea au avut scopul de a face un bilanț al tuturor lucrărilor de amenajare a bazinelor torențiale deja constituite, fiind urmărit comportamentul acestora și aducerea unor îmbunătățiri ale viitoarelor lucrări.

Prin comportamentul și funcționarea lucrărilor de amenajare a rețelelor hidrografice torențiale reflectă modalitatea de amplasare a lucrărilor, categoriilor de construcții ce vor fi folosite, dar și modul de întreținere al lucrărilor.

Cele mai relevante cercetări privind comportarea lucrărilor de amenajare a rețelelor hidrigrafice torențiale sunt:

R. Gaspar în 1975 a studiat tipurile de baraje de corectare a torenților executate în România între anii 1960-1970;

S. A. Munteanu și I. Clinciu au cercetat în perioada 1970-1979 comportarea primelor baraje experimentale executate în domeniul corectării torenților;

R. Gaspar, Al. Apostol și A. Costin au publicat în 1982 un studiu din România privind comportarea lucrărilor hidrotehnice de corectare a torenților, în timpul viiturilor din anul 1970;

Dr. Ing. N. Lazăr și dr. Ing. R. Gaspar au desfășurat cercetări între anii 1992-1994 despre stabilitatea, rezistenței și funcționalitatea lucrărilor de amenajare a torenților pe teritoriul țării nostre;

I. Clinciu și N. Lazăr au contribuit la studiul stabilității, rezistenței și funcționalității unor baraje de greutăți mici din anul 1995;

I. Clinciu, Gr. Caloian și N. Lazăr sunt autorii din 1998-2000 a textelor despre deficiențele din perioada de exploatare a lucrărilor hidrotehnice de amenajare a torenților cu scopul de a îmbunătăți operațiile de întreținere a acestora.

A fost o adevărată inițiativă în cadrul amenajării bazinelor torențiale în urma viiturilor din anii 1970 și 1975, deoarece prin evenimentele de atunci s-au arătat că trebuie să se intervină cu lucrări fiind un dezechilibru hidrografic pronunțat la scara întregii țări.

Cercetările au fost desfășurate pe două direcții:

una privind comportarea lucrărilor direct în natură;

cealaltă direcție urmărește modul prin care aceste construcții răspund la multitudinea de factori distructivi de lungă durată ce se abat asupra lor.

În decursul timpului au fost folosită o varietate mare de materiale de construcție:

lemn (folosit la garnisaje, fascinaje, cleionaje);

zidărie uscată;

gabioane;

zidărie de piatră cu mortar de ciment;

beton simplu;

beton armat.

Lucrările din lemn, zidărie uscată și gabioane, datorită rezistenței foarte mici la uzură, șocuri, eroziune etc. , au fost folosite mai puțin: pe ravene, ogașe.

2.2. Despre începuturile cercetării torentului Valea lui Bogdan

Torentul Valea lui Bogdan devine amenințător din anul 1905. În decursul acelui an, în urma unei ploi de intensitate mare, torentul a generat o viitură cu caracter extrem de violent, pârâul ne mai având asemenea debite până atunci. Transporta resturi de exploatare, rădăcini, trunchiuri de arbori, pietre de mari dimensiuni toate amestecate cu nămol, producea un zgomot foarte mare care dădea impresia că este cutremur și se cutremură toată valea. A cauzat foarte mari dezechilibre și instabilitate prin toate acele rădăcini, trunchiuri de arbori, pietre de mari dimensiuni care au fost transportate pe tot cursul torentului fiind depozitate în râul Prahova unde s-a format un lac de acumulare în amonte de barajul format de acele depozite. Apa a ajuns până la nivelul căii ferate pe care a și inundat-o împreună cu stația Valea Largă, calea de transport fiind distrusă pe o lungime considerabilă.

În urma acestui eveniment, care a arătat o așa furie ce amenința siguranța transportului pe calea ferată, la acea vreme fiind o cale importantă de comunicare, Direcțiunea Generală C. F. R. a înfăptuit două lucrări de protecție și anume (Drâmbă, 1937):

În primul rând a intervenit la Serviciul Silvic din Ministerul de Domenii pentru a stopa exploatările rase ce se desfășurau în pădurile de fag pe versantul stâng al văii lui Bogdan;

Și cea de-a doua intervenție a fost cea prin care s-au început lucrări de corecție în albia torentului.

Din acel moment statul a oprit exploatările rase pe acel versant rămânând doar câteva parcele care nu au fost parcurse cu lucrări.

Soluția prin care să se poată reține materialele de-alungul torentului, să încetinească viteza apei a fost construirea de baraje. Lucrările au început de la baza torentului spre zona de deal de unde acesta își are obârșia, fără avea un plan stabilit ci treptat după cum pericolul devenea mai amenințător.

Capitolul 3

STUDIU DE CAZ, PROPRIU, PRIVIND COMPORTAREA LUCRĂRILOR DE AMENAJARE A REȚELEI HIDROGRAFICE TORENȚIALE DIN BAZINUL HIDROGRAFIC VALEA LUI BOGDAN , PE CURSUL SĂU SUPERIOR

3.1. LOCALIZAREA BAZINULUI

Ameliorarea terenurilor degradate a început cu sute de ani în urmă, având o mare responsabilitate și fiind un important obiectiv al preocupării forestiere.

Prin obiectivul acestui caz se are în vedere de la ultima execuție tehnică și până în prezent comportamentul lucrărilor de amenajare a rețelei hidrografice torențiale din bazinul hidrografic Valea lui Bogdan (B.H. Prahova, județul Prahova).

Torentul Valea lui Bogdan este unul din cei mai importanți torenți din punct de vedere al pericolului pe care îl prezintă pe Valea Prahovei, este situat pe teritoriul orașului Sinaia și este afluent de pe malul stâng al râului Prahova în care se varsă la 5 kilometri mai jos de Sinaia.

Separă, în cea mai mare parte a cursului său, muntele Fruntea lui Vasile, zis și Fruntea lui Văsii, de muntele Piciorul Sețului din județul Prahova. Torentul Valea lui Bogdan își are obârșia din panta abruptă a Munților Gagu Mare (cota 1612) și Doamnele (cota 1635). Are o direcție generală de curgere de la Nord-Est spre Sud-Vest și se varsă în râul Prahova în fața torentului Valea Largă, ce vine de pe versantul drept al văii Prahova și în fața stației C. F. R. Valea Largă. Se mărginește la Est cu creasta muntelui Doamnele, la sud cu plaiul Fruntea lui Vasile, la Nord cu plaiul muntelui Gagu Mare și la Vest, Nord-Vest cu Piciorul Sețu prin intermediul unei coline care separă apele torentului Valea lui Bogdan de Valea Gagului.

Suprafața teritoriului acestui torent este de 507 ha, din care 238 ha în bazinul de recepție (între cota 900 și 1635), iar 269 ha în canalul de scurgere.

Fig.6 Harta torentului Valea lui Bogdan (google maps)

Influența ploilor torențiale în formarea viiturilor este foarte hotărâtoare, deoarece bazinul reacționează foarte rapid la cantitatea mare de precipitații într-un timp scurt, devenind și mai periculos dacă gradul de împădurire este și mai redus.

Din punct de vedere administrativ acesta se afla pe raza județului Prahova, Ocolul Silvic Sinaia, Direcția Silvică Prahova, a Regiei Naționale a Pădurilor (R. N. P.)- Romsilva. Este situat pe raza teritorială a orașelor Sinaia și Comarnic din județul Prahova, pe versantul vestic al Munților Baiului. Accesul în zonă se face din drumul național Brașov – București și drumurile forestiere Valea lui Bogdan și Valea Câinelui.

3.2. CONDIȚII NATURALE SPECIFICE BAZINULUI

Elementele specifice cadrului natural al bazinului din amenaj…up..Din punct de vedere geologic unitatea în care se află torentul este caracterizată de monotonie structurală și petrografică. Se află în zona flișului, reprezentate prin stratele constituite dintr-o alternanță des repetată de gresii dure, calcaroase, negricioase, șisturi marnoase și calcare fine albe-cenușii. Acestea sunt ușor friabile ajută la formarea de soluri din familia cambisoluri și protisoluri.

Fig 7. Exemplu de marne cenușii-albăstrui (fotografie proprie)

Marnele cenușii albăstrui sunt moi, dar prin înmuiere în apă devin plastice, acestea alternând cu straturi de câțiva centimetri, de calcăre gălbuie sau brune și alte resturi fosile. Acestă serie de șisturi mărnoase și calcaroase de culoare deschisă, cunoscută sub denumirea de ,,strate de Comarnic”, reprezintă partea mijlocie a Cretacicului inferior. Trecera de la stratele de ,,Sinaia” la cele de ,,Comarnic” se face fără să îți dai seama.

Din punct de vedere geomorfologic Valea lui Bogdan se încadrează în Carpații Orientali, în Munții Baiului, pe partea stângă a râului Prahova. Condițiile orografice influențează în mod direct factorii climatici, precum și factorii edafici și indirect distribuția vegetației.

Pâraiele din acest bazin au în general o pantă de scurgere mare, principalele pâraie având caracter permanent. În perioadele cu ploi, sau primăvara după topirea bruscă a zăpezii, debitul lor crește rapid, producând erodarea terenurilor și antrenarea la vale a pietrișurilor și bolovănișurilor. Aceste fenomene se produc în apropierea golurilor de munte, precum și pe cursul superior al Văii lui Bogdan și Văii Câinelui. Regimul hidrologic este unul destul de echilibrat, debitele pâraielor înregistrând maxime primăvara, ca urmare a ploilor și a topirii zăpezilor și minime în lunile de iarnă. În perioada călduroasă nu se semnalează lipsa apei pe cursul torentului.

Clima în această zonă face parte din ținutul climatic al munților mijlocii, cu diferențe mici în desfășurarea pe verticală a parametrilor metereologici. În cea mai mare parte a anului această regiune este supusă circulației maselor de aer din vest și nord-vest și relativ frecvent sub influența maselor de aer sudice ce înaintează din Câmpia Română, peste dealurile subcarpatice, până dincolo de Muntele Cumpătu.

Vegetația forestieră ce se găsește pe versanții din Valea lui Bogdan este compusă din: molid, fag, pin și larice. Lucrările hidrotehnice au fost precedate de plantarea speciilor amintite mai sus, exceptând fagul. Lucrările de împădurire au vizat stabilizarea terenului care colmata frecvent șoseaua națională, care face legătura între Brașov și Comarnic, mai ales în perioadele cu ploi torențiale.

3.3 OBIECTIVELE STUDIULUI DE CAZ

Lucrările hidrotehnice au fost executate pe cursul torentului Valea lui Bogdan, torent luat în studiu, datorită presiunilor hidrostatice, hidrodinamice și al formațiunilor ce se formează și se deplasează în timpul unei viituri torențiale datorită infiltrației apei, urmată de înghețul și dezghțul acesteia și datorită eroziunii produse de către apele ce au caracter de viitură și în urma variațiilor termice au de suferit în perioada lor de exploatare. Scopul prezentului studiu, datorită acestor fenomene, este acela de a avea în timp evidența acestor construcții.

Studiul de caz urmărește următoarele obiective:

identificarea lucrărilor existente și poziționarea acestora prin tehnica GPS;

să se realizeze o evidență statistică după criteriile:

tipul de construcție;

materialul folosit în construirea acestuia;

înălțime;

grosimea la coronament;

tipul hidraulic de disipator al energiei apei;

lungimea deversorului;

lungimea radierului;

înălțimea zidurilor de gardă.

natura avariilor și disfuncționalităților ce se manifestă în cadrul lucrările studiate și frecvența acestora.

3.4. METODOLOGIA APLICATĂ ÎN CADRUL STUDIULUI DE CAZ

Cel mai important pas este acela de a ordona și poziționa lucrările hidrotehnice avute în studiu, pe rețeaua torențială (fig.8).

Această ordonare a lucrărilor hidrotehnice a fost posibilă, datorită tehnologiei actuale, cu ajutorul instrumentului GPS Garmin GPSMAP 62st (fig.9). Aplicația acestui aparat creat special pentru a culege datele necesare prelucrării evidenței lucrărilor, a ajutat prelucrărilor să se întocmească harta cu lucrări hidrotehnice.

Datele înregistrate pe teren ce vizează comportamentul și starea actuală a lucrărilor au fost transcrise în fișa realizată de profesorul universitar doctor inginer Ioan Clinciu.

Acestă fișă (fig.10) redă în mod centralizat următoarele elemente: data efectuării observațiilor și măsurătorilor, numărul curent al lucrării ce indică ordinea acesteia pe vale, simbolul din proiect, anul execuției, localizarea amplasamentului cu GPS, altitudinea, tipul de lucrare, încadrarea tipologică, elemente dimensionale caracteristice, starea lucrării, deficiențe vizibile, intervenții necesare (dacă este cazul), gradul de împădurire.

În completarea fișei, am parcurs rețeaua hidrologică amenajată a torentului, lucrările le-am analizat vizual împreună cu părțile lor componente și cu ajutorul unei rulete am măsurat elementele dimensionale ale lucrărilor, dar mai ales suprafața unde existau probleme ca în cazul fisurilor, eroziunii, rupturi din părțile componente ale acestora.

Dintre cele mai importante elemente măsurate enumăr:

lungimea pragului deversorului;

lungimea și lățimea radierului;

suprafața porțiunilor degradate;

lungimea și lățimea fisurilor, crăpăturilor ce afectează siguranța lucrării;

grosimea la coronament;

înălțimea zidurilor de gardă.

Toate aceste date culese din teren au fost transcrise pe cele 25 de fișe, fiecare lucrare de amenajare având fișă proprie de caracterizare.

Fig.8 Pe teren-prelucrarea datelor cu instrumentul GPS (fotografie: Flanja Ioan, 2017)

3.5. REZULTATELE STUDIULUI DE CAZ

3.5.1. Poziționarea lucrărilor utilizând tehnica GPS

Sistemul de Poziționare Global (GPS) este un sistem de sateliți elaborat după comanda Ministerului Apărării al Statelor Unite și care a început să funcționeze din 1979.

GPS-ul folosește sateliții ca puncte de referință pentru a calcula pozițiile, acesta face tehnologia foarte accesibilă și folosită de oricine. La ora actuală GPS-ul își găsește locul în mașini, avioane, vapoare, echipamente de construcții, devenind la fel de obișnuit și folosit ca și telefonul.

Poziționarea lucrărilor de amenajare cu ajutorul instrumentelor GPS se face extrem de ușor și se poate folosi în orice zonă. Cu acest instrument s-a întocmit harta lucrărilor din Valea lui Bogdan (ca în figura 11), dar și tabelul acestor lucrări ce sunt însoțite de coordonatele din figura 12.

Fig.9 GPSMAP Garmin 62st, utilizat la poziționarea lucrărilor

Fig.10 Fișa simplificată pentru caracterizarea lucrărilor (Autor: I. Clinciu, 2016)

Fig.11 Amplasarea lucrărilor pe Valea lui Bogdan, rezultă în urma măsurătorilor ( Flanja și Nicolae , 2017)

Fig.12 Tabelul coordonatelor lucrărilor

3.5.2. TIPOLOGIA LUCRĂRILOR

3.5.2.1. Constatări generale

Aceste lucrări au fost realizate începând din anul 1905 și au fost recondiționate în anul 1987. Ele se întind pe o lungime de aproximativ 5 kilometri, fiind diferențiate după materialul de construcție, înălțimea utilă, lungimea și forma în plan, alte elemente caracteristice.

Datorită fenomenelor naturale, ca de exemplu a transportului mare de aluviuni, a materialului grosier, dar și a instalării vegetației forestiere, unele lucrări nu au putut fi identificate.

Din punct de vedere al substratului litologic din zonă și datorită hidrografiei sau realizat două tipuri de lucrări și anume:

baraje: au funcția de retenție a aluviunilor și de consolidare a malurilor împotriva eroziunii (fig.14);

praguri: au funcția de consolidare (în secundar retenției) și au fost amplasate unde nu s-au putut înscrie construcții de înălțimi mai mari.

După cum se vede în imaginea cu numărul 14, o lucrare de tip baraj, în urma colmatării și formării aterisamentului, împreună cu instalarea vegetației, devine lucrare de tip prag.

Fig.13 Imagine unei lucrări (fotografie proprie)

3.5.2.2. Evidența lucrărilor hidrotehnice transversale după criteriul tipologic

Fig.14 Tip de lucrare-Baraj (Foto: Nicolae, 2017)

Fig.15 Lucrare de tip-Prag (Foto: Flanja, 2017)

Lucrările din cursul superior al torentului Valea lui Bogdan sunt în număr de 30 din care 2 lucrări sunt praguri, 23 de lucrări sunt baraje, iar 5 lucrări datorită formării aterisamentului și instalării haotice a vegetației nu au putut fi identificate.

O singură lucrare de tip baraj prezintă o situație mai aparte deoarece în decursul anilor datorită formării aterisamentului și instalării vegetației a ajuns să rămână și să se vadă la suprafață doar un singur rând din zidărie.

În figura următoare se arată distribuția lucrărilor după încadrarea tipologică și din care rezultă predominanța barajelor.

Fig.16 Distribuția lucrărilor identificate

În ilustrația de mai sus se poate observa distribuția lucrărilor de tip baraj, acestea având în sectorul superior o pondere de 92% , iar diferența de 8% este reprezentată de lucrările denumite praguri.

Cele 23 de lucrări, aparținând de tipul baraj, sunt împărțite în mai multe tipuri cum ar fi:

barajul de tip clasic: acest tip de baraj a fost folosit în construcția a 20 de lucrări și care s-a dovedit a fi cel mai rezistent pe cursul superior al torentului Valea lui Bogdan;

barajul pe contraforți: acest tip de baraj este reprezentat print-o singură lucrare;

barajul în arc: există o singură lucrare de acest tip;

barajul subdimensionat: reprezentat prin două piese;

barajul în arc, pe contraforți: există o singură lucrare construită după acest tip, care s-a dovedit a fi de slabă calitate și puțin rezistentă.

Din cele 25 de lucrări măsurate, două au fost construite sub formă de prag.

3.5.2.3. Evidența lucrărilor după criteriul materialului de construcție

În sectorul superior al rețelei hidrografice a torentului Valea lui Bogdan, la lucrările studiate (atât baraje cât și praguri), cel mai folosit material de construcție este zidăria de piatră cu mortar de ciment, însumând 24 de lucrări și având un procent de 94%, o singură lucrare este construită din zidărie de piatră uscată, aceasta rămânând cu diferența de 4%. În figura următoare este reprezentată distribuția lucrărilor acest criteriu.

Fig.17 Distribuția lucrărilor după tipul de material folosit

Acest tip de material (folosit în construcții, în ultimele decenii având o dezvoltare în toate domeniile) este folosit și în construcția lucrărilor hidrotehnice de corectarea torenților. După cum se cunoaște, cimentul este un material de construcție sub formă de pulbere fină care, în contact cu apa, face priză și se întărește. După întărire, acesta își menține stabilitatea și rezistența chiar și sub apă. Materialul natural folosit (și anume piatra), a ajutat la scăderea costurilor lucrărilor deoarece aceasta a fost culeasă din albia râului și nu transportată din altă locație.

3.5.2.4. Evidența lucrărilor după criteriul stării fizice

După cum se poate observa în imaginea următoare, dar și în anexele de la sfârșitul proiectului, majoritatea lucrărilor prezintă deficiențe vizibile în partea din aval, unde lama de apă se revarsă cu putere, mai ales în lipsa radierului care a fost distrus și se pune în pericol astfel, rezistența, stabilitatea și funcționalitatea lucrărilor.

În cazul lucrărilor pe contraforți, deficiențele sunt vizibile la baza contraforților, unde în timpul viiturii apa încărcată cu pietre de diferite mărimi, lovește cu putere provocând dislocări de pietre care duc la degradarea accelerată a lucrării.

Fig.18 Degradări vizibile pe paramentul aval al unei lucrări (fotografie originală)

Toate lucrările prezintă formarea aterisamentului și instalarea vegetației după aspectul vizual. Lucrările au fost împărțite în trei categorii și anume: lucrări în stare rea, lucrări în stare mediocră și lucrări în stare bună. În urma parcurgerii terenului și a vizualizării celor 25 de lucrări, am identificat 18 lucrări ca fiind de calitate bună, care nu prezintă deficiențe vizibile, 6 lucrări fiind încadrate în calitatea mediocră deoarece aceste lucrări prezentau dislocări mari de piatră, sau o parte a lucrării a fost distrusă, o singură lucrare am încadrat-o în categoria rea.

Fig.19 Distribuția lucrărilor după starea fizică a acestora, apreciată vizual

3.5.2.5. Evidența lucrărilor după prezența sau absența radierului

Din cele 25 de lucrări executate în sectorul superior al torentului, au putut fi identificate 24 de lucrări care nu prezentau radier sau la care radierul a fost distrus. Doar o singură lucrare hidrotehnică posedă radier. La 80% din lucrări absența radierului a dus la degradarea acestora deoarece lama de apă, încărcată cu aluviuni, sapă la baza lucrării și o destabilizează, provocându-i dislocări mari de piatră, cele mai multe la baza lucrării. O singură lucrare însă are în componență radier și, datorită acestuia, se află într-o stare tehnică și funcțională foarte bună, ne având deficiențe vizibile. Nu necesită intervenții în consolidarea acesteia, doar îndepărtarea vegetației care este dezvoltată pe mai mult de 90%.

3.5.2.6. Evidența lucrărilor din punct de vedere al avariilor

Din cele 25 de lucrări, doar 11 sunt în stare foarte bună de funcționare și nu prezintă avarii. Diferența de 14 lucrări au dislocări de pietre pe pragul deversorului sau pe paramentul aval al acestora, datorită lipsei radierului.

Fig.20 Avarii produse lucrărilor (Foto: Nicolae, 2017)

Datorită fisurilor apărute în urma înghețului și dezghețului repetat se ajunge ca în cazul lucrării din imaginea 20 unde se vede că în partea din aval au avut loc dislocări de piatră văzându-se amplificat efectul negativ de măcinare a mortarului. Unul din motive ar putea fi considerat dozajul insuficient de ciment pentru a face priza corespunzătoare, un alt motiv ar fi infiltrarea apei și împreună cu înghețul și vântul apar fisuri care dacă nu sunt remediate într-un timp cât mai scurt acestea pot pune în pericol funcționalitatea lucrării. Cele mai multe avarii se produc în timpul viiturilor și imediat după trecerea acestora, când lucrările hidrotehnice sunt acționate și de apă și de aluviunile transportate în amestec cu apa.

3.5.2.7. Evidența lucrărilor din punct de vedere al disfuncționalităților

În deplasarea pe teren, împreună cu celelalte aspecte tratate mai sus, am putut remarca și apariția unor disfuncționalități. Cele mai întâlnite disfuncționalități au fost: neformarea integrală a aterisamentului la 20% din lucrările identificate, colmatarea radierului, instalarea haotică a vegetației deoarece nu a mai fost intervenit pentru a controla procesul. Dar oricât de multe intervenții ar fi făcute, forța naturii nu trebuie subestimată.

Pe de altă parte, procesele intense de eroziune și de deplasare în masă a terenurilor limitrofe au furnizat cantități importante de aluviuni care apoi au fost antrenate de ape formând aterisamentul. Apele de viitură au antrenat prin deversoare și au transportat cantități mari de aluviuni colmatând și radierul la unele lucrări din cauza aceasta nu a putut fi identificat.

CAPITOLUL 4

SCURT REZUMAT AL LUCRĂRII ȘI CONCLUZII FINALE

Obiectivul prezentului proiect se referă la necesitatea urmăririi lucrărilor de amenajare hidrotehnică de pe pârâul torențial Valea lui Bogdan din județul Prahova. Rolul acestei observații reiese din identificarea deficiențelor apărute și rezolvarea acestora într-un timp cât mai scurt. Acest torent este cunoscut pentru problemele pe care acesta le-a creat în timpul viiturilor, în decursul timpului.

Încă din 1905 se relatează prima și cea mai gravă viitură care a pus în pericol tot ce găsea în cale. De atunci au început construcția lucrărilor hidrotehnice transversale care au fost începute din aval spre obârșia pârâului. Proiectul de față cuprinde localizarea geografică a lucrărilor din Valea lui Bogdan cu tehnica GPS, precum și fișele de descriere a celor 25 de lucrări identificate în sectorul superior.

Concluziile principale rezultate în urma studiului sunt:

datorită tehnologiei GPS se poate crea o bază de date care să facă urmărirea comportării lucrărilor mai ușoară;

în cadrul torentului Valea lui Bogdan, amenajarea lucrărilor au început cu anul 1905. Am identificat în sectorul superior un număr de 25 de lucrări (23 de baraje și 2 praguri);

situație specială este reprezentată de o lucrare care datorită formării aterisamentului a ajuns să rămână vizibil doar rândul de la suprafață;

cele mai multe lucrări și anume 24, au fost construite din material bazat pe zidărie de piatră cu mortar de ciment, acest aspect demonstrează calitatea, rezistența și durabilitatea lucrărilor împotriva efectelor negative din natură.

predominante sunt lucrările aflate în stare bună, acestea fiind în număr de 18 și puține din cele rămase necesită intervenții în consolidarea acestora, un număr de 7 lucrări, una din acestea având calitatea rea;

una din componentele importante ale unei lucrări o reprezintă radierul, acesta din păcate lipsește sau a fost distrus;

am identificat umătoarele evenimente care pun în pericol lucrările:

avarii:

fisuri;

subminarea radierului.

disfuncționalități:

colmatarea radierului;

instalarea haotică a vegetației;

neconsolidarea malurilor;

instalarea haotică a vegetației.

Bibliografie

1. Alexandrescu Emil, 1985: Urmărirea comportări lucrărilor realizate pe torentul Valea lui Bogdan, I.C.A.S București.

2. Anghelache Răzvan, 2015: Proiect de diplomă, Universitatea Transilvania din Brașov.

3. Clinciu I., 2001: Corectarea torenților. Universitatea Transilvania din Brașov .

4. Clinciu I., 2014: Cercetări privind comportarea lucrărilor de amenajare a rețelei hidrografice torențiale din Bazinul hidrografic Tărlungul Superior, Editura Universitatea Transilvania din Brașov.

5. Drâmbă D., 1937: Studiu torentului Valea lui Bogdan. Ministerul Agriculturii și Domeniilor Institutul de Cercetări și Experimentație Forestieră, Seria III Referate Comunicări Nr. 11.

6. Gaspar R., 1984: Norme tehnice pentru urmărirea comportării în timp a lucrărilor de construcții folosite în amenajarea torenților. I.C.A.S. – Ministerul Silviculturii, București.

7. Munteanu S.A., Ciortuz I.,Pârâu V., 1962: Observații și propuneri privitoare la corectarea torentului Valea lui Bogdan din bazinul superior al Prahovei. Lucrare elaborată la cererea MEF.

8. Munteanu S.A., et al., 1991 și 1993: Amenajarea bazinelor hidrografice torențiale prin lucrări silvice și hidrotehnice, Vol. I și Vol II, Editura Academiei Române.

9. Amenajamentul UP XI Valea lui Bogdan, Ocolul Silvic Sinaia.

Anexe