ANTIEROZIONAL Ă A VERSAN ȚILOR ÎN VEDEREA VALORIFIC ĂRII DURABILE A RESURSELOR DE SOL CUPRINS 1. Eroziunea solului în lume și în România …….. [614574]
AMENAJAREA COMPLEX Ă
ANTIEROZIONAL Ă A VERSAN ȚILOR ÎN
VEDEREA VALORIFIC ĂRII DURABILE A
RESURSELOR DE SOL
CUPRINS
1. Eroziunea solului în lume și în România ….. ……………….. 1
1.1 Introducere, considera ții generale privind degradarea
terenurilor în pant ă prin eroziune și procese associate,
cauze, clasific ări ………………………………………………………………….. 1
1.2 Răspândirea procesului erozional în lume
și în România ……………………………………………………………………… 13
1.2.1 Situa ția eroziunii în adâncime
în unele țări din lume ……………………………………. 16
1.2.2 Situa ția eroziunii în adâncime în România ……….. 20
1.3 Impactul eroziunii solului asupra mediului …………………… 22
2. Eroziunea de suprafa ță ……………….. ………………… …………. 29
2.1 Factorii și mecanismul eroziunii de suprafa ță ………………. 29
2.1.1 Formarea scurgerii pe versan ți ……………………….. 29
2.2 Metode de estimare a pierderilor de sol
provocate de eroziunea de suprafa ță ……………………………. 32
2.2.1 Modele pentru evaluarea riscului eroziunii în suprafa ță ……………………………… 34
2.2.2 Modele pentru evaluarea riscului erozional
elaborate și utilizate în România ….……………. 37
3. Eroziunea în adâncime ……….. …………….. …………….. ……… 60
3.1 Considera ții generale privind formarea, clasificarea
și evoluția formațiunilor eroziunii în adâncime ……………………. 60
3.2 Consideratii privind indica torii de stare si de risc
privind eroziunea in adancime …………………………………………… 73
3.2.1 Indicatori de stare privind eroziunea în adâncime 74 3.2.2 Indicatori de risc privi nd eroziunea în adâncime . 74
3.3 Metode de estimare a eroziunii în adâncime – eroziunea total ă
și efluentă dintr-un bazin hidrografic toren țial mic,
cu folosin țe predominant agricole ……………………………………….. 76
4. Amenajarea antierozional ă a versan ților ……………. ……… 87
4.1 Măsuri fitoameliorative pe terenurile arabile în pant ă …… 87
4.1.1. Drumuri de exploatare agricol ă ………………………. 87
4.2 Măsuri fitoameliorative pe terenurile arabile în pant ă ……. 91
4.3 Organizarea antierozional ă a teritoriului
în planta țiile viti – pomicole ………………………………………….. 96
4.4 Terasarea versan ților pentru înfiin țarea
planta țiilor viti-pomicole …………………………………………….. 102
5. Amenajarea ravenelo r ……………….. ………………. …………… 114
5.1 Amenajarea forma țiunilor de adâncime de pe versan ți … 126
5.2 Amenajarea forma țiunilor eroziunii în adâncime de vale. 128
5.2.1 Lucr ări de amenajare în zona vârfului ravenelor129
5.2.2 Lucr ări de stabilizare a talvegului
formațiunilor de adâncime …………………………… 130
5.2.3 Metode de amplasare a lucr ărilor hidrotehnice
transversale pe sectoarele active ale forma țiunilor
de eroziune în adâncime ………………………………………… 144 5.2.4 Lucr ări de amenajare și împădurire
a malurilor forma țiunilor de adâncime …………………… 150
Bibliografie …………….. ………………….. …………………. …………… 152
1
AMENAJAREA COMPLEX Ă
ANTIEROZIONAL Ă A VERSAN ȚILOR ÎN
VEDEREA VALORIFIC ĂRII DURABILE A
RESURSELOR DE SOL
1. Eroziunea solului în lume și în România
1.1. Introducere, considera ții generale privind degradarea terenurilor în
pantă prin eroziune și procese associate, cauze, clasific ări
Procesul de eroziune hidric ă a solului, ca hazard natural, este
recunoscut ca fiind una dintre cauzele majore ale degrad ării terenurilor în
pantă din întreaga lume. Practic, dintre toate dezastrele naturale (eroziunea
solului, alunec ările de teren, inunda ții, secete, incendii, cutremure de p ământ
etc.) – cu care se confrunt ă frecvent și România, mai ales în ultima perioad ă
de timp, se consider ă că eroziunea solului este cel mai grav, cu consecin țe
negative deosebite, atât imediate, cât mai ales pe termen mediu și lung.
Eroziunea hidric ă a solului este procesul natural, fizico-mecanic, de
dislocare (deta șare), transport (antrenare) și sedimentare (depunere) a
materialului solid sub actiunea apei ( triada D-T-D ). Dislocarea și transportul
au loc prin ac țiunea energiei cinetice produs ă de impactul pic ăturilor de
ploaie și a curen ților de ap ă sub form ă dispersat ă sau concentrat ă de la
suprafața terenurilor în pant ă. Depunerea materialului solid (aluviuni) se
realizează în unle zone depresionare de pe suprafa ța versanților, sau, cel mai
frecvent – la baza versan ților, acolo unde panta terenului se reduce
semnificativ.
În ultimele decade ale secolului XX, dar și în prima decad ă a
secolului XXI, cercet ările erozionale au fost orientate cu prec ădere asupra
eroziunii de suprafa ță pe terenurile agricole, limitate în special la scara
versanților, acolo unde se manifest ă procesul erozional propriu-zis.
Problema eroziunii solului, cu prec ădere a eroziunii în adâncime a
devenit din ce în ce mai important ă în ultimul timp, atât pe plan interna țional
cât și în România, fiind reflectat ă în principal prin numeroase manifest ări
științifice interna ționale (conferin țe/simpozioane/workshopuri) desf ășurate
recent, sau programate a se desf ășura în curând, printre care putem enumera:
– Simpozionul interna țional ”The significance of soil surface
characteristics in soil erosion / Importan ța caracteristicilor solului în
procesul de eroziune ”, Strasbourg 2001;
– The 10thInternational Soil Conservation Organization Meeting –
Sustaining the Global Farm / A 10-a Întâlnire a Organiza ției
Internaționale pentru Conservarea Solului – Sus ținerea Agriculturii
Globale, Purdue University, USA, 2001;
– Decizia Comisiei Europene – Biroul de Mediu, de a demara preg ătile
pentru elaborarea Directivei Cadru a Solului (Soil Framework
Directive – SFD), EEB, Bruxell, 2002, consid erând eroziunea hidric ă ca
fiind una dintre amenin țările majore ale calit ății solului, atât în Europa cât
și în întreaga lume, atât în momentul de fa ță cât mai ales pe viitor;
– Simpozioanele interna ționale ”Gully Erosion under Global Change /
Eroziunea în adâncime și schimb ările globale ”, desfășurate la
Leuven/Belgia, 2000, și respectiv la Chengu, China, 2004;
– Conferin ța interna țională ”Gully erosion in Mountain Areas:
Processes, Measurement, M odelling and Regionalization / Eroziunea în
adâncime în zonele montane : procese, m ăsurare, modelare și
regionalizare ”, desfășurat la Digne-les-Bains , Alpes-de-Haute -Provence,
France, 2003;
– The 3rd International Symposium on Gully Erosion / Al III-lea
Simpozion Interna țional privind eroziunea în adâncime , Oxford-
Mississippi, SUA, 2004;
– Simpozionul anual din Stockhol m/Suedia, sub denumirea generic ă
”Săptămâna Mondial ă a Apei”, având ca tem ă globală pentru perioada
2003-2007 ”Managementul bazinelor hidrografice – Solu ții hard și soft
pentru dezvoltarea regional ă”, cu subtema unui workshop desf ășurat în
anul 2005, intitulat ”Approaches to Mitigate Soil and Gully Erosion /
Metode de reducere a eroziunii de suprafa ță și în adâncime ”,
Stockholm, Suedia, 2005;
– The 6th International Congress of the European Society for Soil
Conservation (ESSC) / Al VI-lea Congres Interna țional al Societ ății
Europene pentru Conservarea Solului , intitulat ”Innovative Strategies
and Policies for Soil Conservation / Strategii și politici inovative pentru
conservarea solului”, desfășurat în Thessaloniki, Grecia, 2011;
– International Symposium on Erosion and Landscape Evolution
(ISELE) / Simpozionul Interna țional privind evolu ția eroziunii și a
alunecărilor de teren, desfășurat la Anchorage, Alaska, 2011;
– The 4th International Congress EUROSOIL 2012, cu tema ”Soil
Science for the Benefit of Mankind and Environment / Știința solului
în beneficiul omenirii și al mediului”, ce se va desf ășura la Bari, Italia,
2012.
Această creștere a interesului fa ță de eroziunea solu lui este asociat ă
cu creșterea îngrijor ării cercet ătorilor și a popula ției privind impactul
procesului nu numai în locul dar și în afara (aval) de locul de producere a
eroziunii solului în general, a eroz iunii în adâncime în special. Ast ăzi, este
foarte bine cunoscut faptul c ă supraexploatarea resurselor de sol, mai ales în
partea superioar ă a bazinelor hidrografice cu pa nte mari, contribuie implicit
la creșterea produc ției de sedimente și a încărcăturii de nutrien ți transporta ți
odată cu aluviunile, ceea ce contribu ie în final la reducerea calit ății apei și a
disponibilit ății ei pentru utilizatorii din aval. Dealtfel, în majoritatea
întâlnirilor speciali știlor pe probleme de eroz iunea solului/eroziunea în
adâncime, se sus ține ideea binecunoscut ă că măsurile și lucrările
antierozionale trebuie întreprins e în amonte, acolo unde exist ă sursa
problemelor, ci nu în aval ( end of the pipe ). Pentru fermieri, dezvoltarea
formațiunilor eroziunii în adâncime cont ribuie în primul rând la reducerea
suprafețelor cultivate și implicit a produc țiilor agricole precum și la o
dificultate sporit ă în lucrarea p ământului. Forma țiunile eroziunii în adâncime
contribuie de asemenea la cre șterea drenajului natural în bazine hidrografice
și astfel, ca o consecin ță indirectă în timp, la intensificarea procesului de
aridizare în unele zone semi-aride din lume.
Problema originii aluviunilor di ntr-un bazin hidrografic toren țial a
devenit esen țială în identificarea surselor și a cauzelor poten țiale de poluare
în aval, precum și de stabilire a strategiilor antierozionale. În acest caz,
marcarea sedimentelor cu trasori, cu m ar fi: carbonul, nitrogenul, izotopii
radioactivi 137Cs, stron țiu etc., se aplic ă pe scară din ce în ce mai mare pe
plan mondial. Studii recente efectuate în Belgia, Australia, China, Ethiopia și
SUA, dar și în România ( Ioniță, 2000 ), au demonstrat c ă cea mai mare parte
dintre aluviunile din acumul ările de ap ă provin din eroziunea în adâncime
(Valentin et al., 2005 ).
În pofida insuficien ței și/sau inexactit ății informa țiilor pe plan
mondial privind provenien ța aluviunilor din cursurile de ap ă, totuși progrese
considerabile au fost f ăcute de c ătre speciali știi din domeniu în sensul
conceptualiz ării și înțelegerii procesului erozional din bazi nele hidrografice
mici și faptul c ă erozivitatea precipita țiilor și erodabilitatea solurilor
reprezintă factorii cheie ce guverneaz ă mobilizarea sedimentelor din bazinele
hidrografice ( Morgan, 1995 ).
Eroziunea în adâncime reprezint ă o important ă sursă de sedimente în
unele țări din zona Europei mediteraneen e, contribuind cu o medie de 50-
80% la produc ția totală de sedimente produse de eroziunea hidric ă. Dintre
acestea, dup ă unele estim ări, numai eroziunea produs ă în malurile
formațiunilor de adâncime se ridic ă la peste 50% din totalul eroziunii în
adâncime ( Poesen et al., 2002 , citat de Martinez-Casasnovas et al., 2004 ).
Având în vedere importan ța majoră acordată în prezent pe plan
mondial provenien ței sedimentelor, transportul lor, precum și mai ales
pagubelor deosebite pe care procesul de sedimentare le produce în aval, mai
ales asupra esosistemelor acvatice (degradarea general ă a bazinelor
hidrografice și dificult ăți în agricultur ă, degradarea calit ății apelor prin
poluanții transporta ți, greutăți în naviga ție, reducerea și degradarea
habitatelor acvatice și piscicole, reducerea produc ției de energie electric ă,
probleme în alimentarea cu ap ă etc.), Catedra UNESCO pentru Resurse de
Apă, din Khartoum, Sudan, a organizat în perioada 27-30 noiembrie 2006,
Prima Conferin ță Internațională în problema Sedimentel or, cu scopul declarat
de încerca un prim pas major în puner ea la punct a problem aticii deosebit de
complexe a sedimentelor.
Ca o concluzie general ă ce s-a desprins din manifest ările științifice
mai sus men ționate, având ca baz ă numeroase exemplific ări din întreaga
lume, se pare c ă schimbările în modul de utilizare a terenurilor vor avea un
impact mult mai mare asupra dezvolt ării eroziunii în adâncime decât
schimbările climatice. Pe plan mondial, prin reconstituiri istorice ale cauzelor
și evoluției eroziunii solului, utiliz ând tehnici mode rne cu rezolu ții ridicate
ale stratifica ției terenului sau date arheologi ce privind vasele de lut g ăsite, se
arată că principalele perioade de dezvoltare a eroziunii în adâncime
identificate în Europa corespund unei combina ții a desp ăduririlor și
supraexploatarea resurselor de sol, dar, deasemenea, și perioadelor cu o
frecvență ridicată a evenimentelor meteorologice extreme ( Valentin et al.,
2005 ).
Spre deosebire de eroziunea de suprafa ță, abordarea problemei
eroziunii în adâncime prezint ă unele deosebiri semnificative. Astfel, pentru
eroziunea de suprafa ță un program de conservare a solului cuprinde, în mare,
investigații morfologice, pedologice și hidrologice în teren, analize de
laborator a propriet ăților fizico-chimice ale solului, experimente de laborator
și calcule inginere ști înainte de stabilirea m ăsurilor și lucrărilor
antierozionale. Un num ăr mare de metode de teren și laborator poate fi g ăsit
în literatura de specialitate și numeroase modele matematice sunt disponibile
pentru calculul eroziunii solului. În schimb, pentru eroziunea în adâncime,
măsurile de conservarea solului sunt de cele mai multe ori stabilite f ără prea
multe informa ții și o justificare bine întemeiate. Investiga țiile în teren constau
în special în m ăsurători morfometrice ale forma țiunilor, iar calculele
inginerești presupun în principal esti marea pantei de aterisare și
dimensionarea construc țiilor hidrotehnice de tip prag sau baraj. Num ărul de
modele matematice pentru prognoza eroziu nii în adâncime este cu mult mai
redus decât în cazul eroziunii de suprafa ță, între rigole sau prin rigole.
Motivația practică a acestor mari diferen țe nu este înc ă pe deplin elucidat ă pe
plan mondial. Cert este c ă, eroziunea în adâncime a fost pentru mult timp
neglijată într-o oarecare m ăsură, din cauz ă că, în general, este foarte dificil de
studiat procesul complex și de prognozat evolu ția sa ( Valentin et al., 2005 ).
Spre deosebire de eroziunea de suprafa ță, eroziunea în adâncime este de
natură tridimensional ă, fiind afectat ă de o multitudine de factori și procese,
care de cele mai multe ori sunt greu sau imposibil de cuantificat cu mare exactitate.
Așa cum am mai men ționat anterior, de și eroziunea în adâncime este
în principal cauzat ă și intensificat ă de schimb ările majore în modul de
utilizare a terenului și/sau de evenimente climatice deosebite ( Chaplot et al.,
2005 , citat de C. Valentin et al., 2005 ), foarte adesea acest proces este
rezultatul unei perioade îndelungate de modificare a reliefului, care nu poate
fi luat în calcul în totalitate sau cuantificat integral pentru o analiz ă corectă a
procesului. Mai mult, numeroase forma țiuni ale eroziunii în adâncime au o
evoluție foarte rapid ă, adesea total imprevizibil ă, pe cele trei direc ții –
lungime, l ățime, adâncime-, și cu efecte pe termen lung, f ăcând de cele mai
multe ori foarte dificil ă sau costisitoare stabilirea m ăsurilor tehnice de control
a evoluției. De aceea, studiile asupra proceselor de eroziune în adâncime, ca
și modelarea lor matematic ă, rămân încă în inferioritate fa ță de cele dedicate
eroziunii de suprafa ță.
Totodată, fără a fi deloc surprinz ător, eroziunea solului și sursele,
respectiv transportul de sedimente, au devenit o preocupare important ă pe
ordinea de zi și a factorilor politici și/sau de decizie de la nivel local, na țional
și european din țările Uniunii Europene ( ceea ce, din p ăcate, nu se întâmpl ă
însă și în România în ultimii 20 de ani! ). Drept consecin ță, având în vedere
problemele tot mai mari care se întâlnesc în leg ătură cu conservarea solului,
Biroul European pentru Mediu ( European Environmental Bureau – EEB ) din
cadrul Comisiei Europene – Programul VI de Ac țiune pentru Mediu, a
demarat înc ă din anul 2002 ac țiunea complex ă de pregătire a Directivei
Cadru a Solului ( Soil Framework Directive- SFD ), aflată și în prezent în
lucru.
În calitate de participant la dou ă întâlniri ale grupului de lucru al EEB
de la Bruxell pentru ela borarea Directivei Cadru a Solului, mi s-a confirmat
încă o dată faptul c ă dintre amenin țările majore care afecteaz ă calitatea
sistemului ecologic so l-teren, eroziunea ocup ă – din păcate – un loc principal
(poate chiar primul), al ături de contaminarea chimic ă și reducerea
conținutului de materie organic ă, de unde rezult ă și preocuparea major ă din
ultimul timp a Comisiei Europene privind procesul erozional. Aceast ă
directivă se dorește a fi ceva similar cu renumita Directiv ă Cadru a Apei
(Water Framework Directive – WFD), aflat ă în faza de implementare în toate
statele membre UE, inclusiv în România, cu rezultate foarte bune.
Nu în ultimul rând, referitor la situa ția concret ă din România, din
suprafața totală agricolă a țării, de 14.946 ha, o suprafa ță de cca. 6.367.000
ha (42,6%) cu pante mai ma ri de 5%, este predispus ă eroziunii hidrice și altor
procese asociate. Dintre acestea, pest e 900.000 ha sunt afectate de eroziune
foarte puternic ă și excesivă (Mihaiu, 2002 ). Din tot acest poten țial foarte
ridicat pentru eroziunea solului, pân ă în anul 1990 s-au realizat lucr ări de
combaterea eroziunii solului, în comp lex pe bazine hidrografice, pe o
suprafață de aproximativ 2,2 milioane hecatare, situa ție care din p ăcate nu a
mai crescut dup ă acea dat ă, și care au costat statul român peste 4 miliarde
USD ( Nistor, 2002 ). Mai grav este faptul c ă multe lucr ări antierozionale
începute înainte de 1990 nu au mai fost continuate din lips ă de fonduri, în
special în bazinele hi drografice în care lucr ările proiectate trebuiau s ă
răspundă atât cerin țelor agriculturii cât și protecției lacurilor de acumulare, la
care se adaug ă și lipsa de între ținere și pază a celor deja existente, ceea ce a
condus la distrugerea par țială sau chiar total ă a acestora în unele zone.
Cu referire direct ă la eroziunea în adâncime , pe întreg teritoriul
agricol al României a fost inventariat ă o rețea torențială care totalizeaz ă peste
22.500 km forma țiuni de eroziune în adâncime active, dintre care numai în
zona de curbur ă a Carpaților și Podișul Moldovenesc sunt cca 5.400 km,
majoritatea fiind si tuate pe fundul v ăilor toren țiale (ravene secundare).
Practic, putem spune c ă în zona de curbur ă a Carpaților toate fundurile v ăilor
torențiale sunt ravenate, reprezentând cauze și surse majore de degradare a
terenurilor și poluare a apelor din aval prin aluviuni și substanțe chimice.
Prin dezvoltarea forma țiunilor de eroziune în adâncime pe cele trei
direcții – în lungime, adâncime și lățime, peste 250.000 ha au fost scoase
practic din circuitul agricol productiv la nivelul întregii țări, iar alte sute de
mii ha din jurul acestora sunt prejudiciate prin reducerea stabilit ătii
versanților, umidit ății solurilor, prin înr ăutățirea condi țiilor de organizare
corespunz ătoare a teritoriului și exploatare agricol ă, prin inundarea și
împotmolirea luncilor fertile. Cre șterea toren țialității a contribuit, al ături și de
alte cauze, la inunda ții catastrofale produs e în multe zone ale țării, în special
în anii 1999, 2000, 2002 și 2005. Din datele existente, rezult ă că în țara
noastră există cca 5.600 bazine și bazinete cu caracter toren țial, răspândite pe
o suprafață de cca. 2 milioane ha ( Mihaiu, 2002 ).
Trebuie men ționat faptul c ă, până la sfârșitul anului 1989, în cadrul
unor ample programe na ționale de amenajare complex ă antierozional ă, au
fost amenajate cca 1.500 – 1.600 km de ravene, ceea ce reprezint ă practic sub
10% din poten țialul total existent, situa ție care se men ține și astăzi, cel puțin
la nivel de statistici oficiale, multe dintre lucr ările de amenajare a ravenelor
fiind într-o stare avansat ă de degradare sau chiar total degradate, în principal
din lipsa fondurilor sau a interesului sc ăzut pentru între ținere.
În zona de curbur ă a Carpaților – zonă puternic afectat ă de procese de
eroziune și alunecări de teren, unul dintre bazi nele hidrografice afectate de
astfel de procese de degradare este reprezentat de Valea Sl ănicului, din
județul Buzău, cu o suprafa ță de 54.440 ha și o lungime de 65 km. În jude țul
Buzău a fost inventariat ă o rețea de eroziune în adâncime de aproximativ
1.000 km, care reprezint ă cca. 1.000 ha de teren, ( ISPIF Bucure ști, 1992 ).
Prin participarea activ ă la formarea reliefului și pagubele produse în
mod deosebit pe terenuri le agricole în pant ă, dar și în aval de locul de
manifestare, procesul de eroziune hidric ă – de suprafa ță și în adâncime,
precum și procesele asociate, au constituit o preocupare însemnat ă pentru
numeroși speciali ști, printre care geomorfol ogi, geografi, hidrologi,
hidroamelioratori, pedologi, agronomi și silvicultori. Dintre formele eroziunii
în adâncime frecvent întâlnite în teren, ravenele prezint ă un interes deosebit.
În ultima perioad ă de timp a ap ărut o ampl ă bibliografie referitoare la
terenurile degradate prin eroziunea hidric ă și procese asociate, urm ărindu-se
cu deosebire latura aplicativ ă a amelior ării acestor terenuri și a corec ției
torenților. Multe dintre aceste lucr ări se ocup ă însă numai de fenomenul în
sine, așa cum se prezint ă el în momentul în care se iau m ăsurile de
ameliorare, f ără a se analiza îns ă detaliat și cauzele care i-au dat na ștere sau
succesiunea etapelor prin care a trecut. Alte lucr ări, dacă ajung pân ă la
stabilirea cauzelor care au gene rat fenomenul respectiv, neglijeaz ă faptul tot
atât de important c ă acest proces nu r ămâne izolat, ci face parte dintr-un
amsamblu teritorial de procese naturale strâns legate unele de altele. Analiza
oricât de am ănunțită a procesului de degradare, f ără a ține însă seama de
înlănțuirea cu întregul angrenaj di n care el nu este decât o simpl ă
component ă, înseamn ă a scăpa de sub control anumite laturi pe care poate c ă
nici nu le b ănuiește cercetătorul sau proiectantul.
Dacă cercetările de detaliu ale speciali știlor, efectuate în orizont local
strict limitat sunt f ără îndoială necesare, ele nu sunt și suficiente; acestea
trebuie neap ărat integrate în cunoa șterea sintetic ă a ansamblurilor mult mai
întinse, în care s ă se țină seama de factorii sint etici, geomorfologici,
hidrologici și litologici, de tipurile de so l, de elementele care genereaz ă
eroziunea antropic ă (modul de utilizare a tere nurilor, structura social ă, etc.).
În practic ă însă, de cele mai multe ori se ci rcumscriu ravena, surparea sau
alunecarea de teren, într-un peri metru restrâns, care se cerceteaz ă
independent de ansamblul teritorial mai larg în care se integreaz ă și în afara
evoluției lui în timp, ca un element de sine st ătător. Urmarea este c ă, la multe
lucrări executate printr-o cunoa ștere unilateral ă a procesului, se ive ște acel
“neprevăzut” care poate periclita opera riguros calculat ă a proiectantului.
Aceasta a determinat pe unii speciali ști în problemele amelior ării terenurilor
degradate prin eroziune, s ă atragă în mod deosebit aten ția practicienilor c ă
teritoriul nu trebuie privit ca o simpl ă suprafață înclinată pe care se exercit ă
eroziunea, c ăreia i se pot aplica anumite formule șablon. Suprafa ța de teren
asupra căreia se îndreapt ă atenția hidroamelioratorului nu este decât o
component ă a naturii, supus ă anumitor legi de care, dac ă nu se ține seama la
aplicarea m ăsurilor de ameliorare, rezult ă greșeli atât în amplasarea
lucrărilor, cât și în dimensionarea sau tehnica execut ării lor.
Oricât de apropiat ă ar fi cunoa șterea fenomenului și chiar a leg ăturilor
lui colaterale, dac ă se neglijeaz ă urmărirea evolu ției lui în timp în cadrul
întregului sistem, cunoscut sub denumirea de modelare natural ă a scoarței
terestre , rămâne totu și riscul lipsei de perspectiv ă clară, cel puțin a propor ției
fenomenului și a posibilit ăților lui de dezvoltare. Numai pe baza cunoa șterii
profunde a specificului proceselor care se produc în sol și în atmosfer ă,
pecum și a interrela țiilor dintre acestea, este posibil s ă rezolvăm cât mai
corect aceast ă problemă de importan ță majoră – apărarea solului împotriva
eroziunii.
Formele obi șnuite de degradare ale terenului pe lâng ă care trecem
adesea, o raven ă, un grohoti ș, o surpare de la baza unei faleze sau al unui
versant abrupt, mici neregularit ăți provocate de unele alunec ări vechi – ajung
să nu ne mai releve amploarea cu care se desf ășoară în întreaga lor înl ănțuire
fenomenele care le -au generat. Dac ă am schimba imaginar perspectiva
dimensiunilor obi șnuite și am avea capacitatea de a privi procesele naturale
în desfășurarea timpului geologic , atunci am putea întrez ări natura la lucru în
întregul ei, modelând ca o mân ă de sculptor uria ș scoarța terestră și ne-am da
seama cât de mare însemn ătate are pentru în țelegerea fenomenelor obi șnuite
nouă, cunoașterea perspectivei largi de spa țiu și timp în care se desf ășoară
ansamblul, în cuprinsul c ăruia nu sunt decât mici p ărți componente. Deci,
urmărirea legăturilor cu întregul din care fac parte și fixarea fazei de evolu ție
căreia îi apar țin procesele locale ce ne preocup ă, sunt absolut necesare
specialistului hidroameliorator.
1.2 Răspândirea procesului erozional în lume și în România
După estimările făcute de FAO în anul 1983, o suprafa ță de cca 5 -7
milioane ha de teren este scoas ă anual, în lume, din cultur ă din cauza
proceselor de degradare (e roziune, toxicitate chimic ă, salinizare, urbanizare
etc), iar dac ă s-ar fi men ținut aceast ă rată, la sfârșitul anului 2000 pierderile
erau estimate la 100-140 milioane hectare, ceea ce ar fi corespuns aproximativ cu suprafa ța care putea fi redat ă agriculturii mondiale în aceea și
perioadă. În plus, desp ăduririle masive din ultimile decenii au schimbat
radical regimul hidrologic din unele zone ale globului, instalându-se
torențialitatea în multe bazine hidrografice.
Pe baza unor date statistice, anual eroziunea medie specific ă pe glob
este de 134 tone/km
2, rezultând o turbiditate medie de 360 g/m3, care se
scurge în re țeaua hidrografic ă mondial ă, cu urm ătoarea diferen țiere pe
continente ( fig. 1.1 ).
Fig. 1.1 Reparti ția eroziunii medii specifice pe Glob
4382 70113148208
050100150200250Eroziunea specifica
(t/kmp)
Australia
Africa
Europa
America de Nord si Centrala
America de SudAsia
Informațiile și datele privind înc ărcarea cu aluviuni a cursurilor de ap ă
din lume au cunoscut o cre ștere semnificativ ă în ultimii 30 de ani. De și se
referă numai la aluviunile în suspensi e (datorate în general din cauza
insuficien ței măsurătorilor sau a dificult ăților tehnice de m ăsurare a debitului
solid târât), aceste date ofer ă totuși o imagine elocvent ă asupra amplorii și a
consecințelor eroziunii solului, reu șindu-se chiar realizarea unei h ărți privind
variația producției anuale de sedimente în lume ( Walling și Webb, 1983, citați
de Morgan, 1995 ).
În Europa, o suprafa ță estimată la circa 115 milioane ha ( tab. 1.1 ),
ceea ce reprezint ă aproximativ 12% din suprafa ța totală a continentului, este
afectată de eroziune hidric ă (Van Linden, 1994 , citat de Staners D. și
Bourdeau P., 1995 ). Autorul studiului a realizat pentru Europa și harta cu
răspândirea eroziunii hidrice, asem ănătoare celei realizate de Walling și
Webb, 1983, la nivelul globului. Eroziunea se manifest ă aproape oriunde în
Europa pe terenurile în pant ă, dar în special în zona Mediteranean ă, datorită
caracterului toren țial al precipita țiilor după perioade îndelungate de secet ă,
energia mare de relief și grosimea relativ redus ă a solurilor, precum și pe
zone întinse din partea Central ă și Răsăriteană a continentului, datorit ă unei
combinații favorizante atât a factorilor naturali (relieful, clima, propriet ățile
solului etc.), dar și a celor antropici (desp ăduriri necontrolate, p ășunatul
excesiv în timp, practicarea unei agriculturi necorespunz ătoare etc.).
Conform unui raport al Consiliului Europei din 2002, utilizând datele
revizuite de GLASOD (Global Assessment of Human-Induced Soil
Degradation), ( Oldeman et al., 1991; Van Lynden, 1995, citați de Mirco
Grimm et. al ., 2002 ), se arată importan ța majoră a eroziunii solului, în sensul
suprafețelor afectate de acest proces . Cele mai mari suprafe țe de teren sunt
afectate de pierderea stratului superficial de sol, implicit a humusului ( tab.
1.1).
Tabelul 1.1
Degradarea solului prin eroziunea hidric ă în Europa * (mil. ha)
(după Oldeman et al., 1991; Van Lynden, 1995, citați de Mirco Grimm et. al ., 2002)
Eroziunea hidric ă Slabă Moderat ă Puternic ă Excesiv ă Total
Pierdere sol fertil 18,9 64,7 9,2 – 92,8
Degradarea trenului 2,5 16,3 0,6 2,4 21,8
Total 21,4 81,0 9,8 2,4 114,5 (52,3%)
(*) sunt incluse și suprafețele din fosta URSS
Luând în calcul indicatorul intensit ății eroziunii specifice totale, în
t/ha/an, situa ția județelor cele mai afectate de eroziune din România se
prezintă conform datelor din fig. 1.2 din care se observ ă detașarea netă a
județelor situate în zona de curbur ă a Carpaților, respectiv Buz ău și Vrancea.
Pentru o compara ție cât mai edificatoare trebuie avut în vedere faptul c ă
eroziunea specific ă totală pe terenurile agricole din România variaz ă între 3,2
și 41,5 t/ha/an, conform figurii 1.2 , media ponderat ă pe țară fiind de 16,28
t/ha/an, ( Moțoc, 1982 ). Analizând situa ția eroziunii pe jude țe, apar evident
diferențe importante.
41. 5
34.0
31.027.926.8
051015202530354045Eroziunea specifica totala
(t/ha.an)
B uzau V rancea P rahov a A rges V îlcea
Fig. 1.2 Varia ția intensit ății eroziunii specifice totale în unele jude țe din România (după
M. Moțoc, 1982 )
Ierarhizarea primelor cinci jude țe din România în raport cu
intensitatea degrad ării terenului prin eroziune și alunecări este prezentat ă în
tabelul 1.2 , din care rezult ă clar gradul ridicat de afectare prin eroziunea în
adâncime a terenurilor din zona de curbur ă, respectiv jude țele Buzău și
Vrancea.
Tabelul 1.2
Ierarhizarea unor jude țe după forma de degradare a terenurilor
prin eroziune și procese asociate (după M. Moțoc, 1982 )
Nr.
crt. Eroziune de
suprafață
(t/ha.an) Eroziune în adâncime
(t/ha.an) Alunecări
de teren
(t/ha.an) Eroziune în
adâncime+alunec ări
(t/ha.an)
1 Vrancea – 17,0 Buz ău – 24,4 Vîlcea – 4,8 Buz ău – 28,0
2 Alba – 14,3 Prahova – 14,4 Vrancea – 4,7 Vrancea – 17,2
3 Prahova – 14,2 Vrancea, Arge ș -12,5 Mure ș – 4,5 Prahova – 16,8
4 Dîmbovi ța -14,0 Vîlcea – 8,5 Ia și – 4,4 Arge ș – 16,1
5 Bacău, Buzău,
Vîlcea – 12,0 Gorj – 8,0 Gorj, Buz ău,
Sibiu – 3,8 Vîlcea – 13,3
1.2.1 Situa ția eroziunii în adâncime în unele țări din lume
Eroziunea în adâncime este prezent ă în general în marea majoritate a
bazinelor hidrografice toren țiale cu terenuri în pant ă afectate de procese de modelare
continuă a reliefului. În literatura de specialitate se prezint ă procesul de eroziune în
adâncime ca fiind întâlnit în diferite zone , situate mai ales la latitudini medii, cu
climat tropical și temperat-continental, cu vegeta ție slabă și impact antropic
accentuat.
Prin numai câteva exemple elocvente se poate scoate în eviden ță
amploarea acestui proces de degradare în unele țări din lume, astfel:
* Bazinul Mediteranean es te un prim exemplu edificator, unde o suprafa ță
important ă din aceast ă regiune este serios afectat ă de eroziunea în
adâncime datorit ă caracteristicilor climatice și litologice, astfel:
în Grecia, cca 40% din suprafa ța totală a terenurilor cultivate este
afectată de eroziune, iar peste 800 toren ți activi transport ă din zonele
înalte spre terenurile joase peste 30 milioane m3 material solid sub
formă de suspensii și târâte ( Vousaros, citat de Băloiu, 1986 );
terenurile agricole din N-E Sp aniei sunt afectate în propor ție de 20-
31,9% de eroziunea în adâncime ( Porta et al., 1994 , respectiv
Martínez-Casasnovas, 1998 , citați de Meyer și Martínez-Casasnovas,
2000) ;
* în Rusia, suprafa ța de teren degradat ă prin eroziune se m ărește anual cu
cca. 400-500 mii ha; în prezent procesul erozional afecteaz ă aproape dou ă
treimi din suprafa ța arabilă a țării. Prin eroziunea hidric ă s-au format
apoximativ 400 mii de forma țiuni ale eroziunii în adâncime, care acoper ă
o suprafa ță mai mare de 500 mii ha ( Gardner, 1996 ). Volumul total de
material solid pierdut prin eroziunea în adâncime în Câmpia Rus ă a fost
estimat la 4 miliarde tone, ceea ce reprezint ă aproximativ 4% din volumul
total de sol pierdut prin eroziunea hidric ă în aceast ă zonă în ultimii 300
ani. În Peninsula Yamal din vestul Siberiei, zon ă cu temperaturi foarte
scăzute, ritmul evolu ței în lungime a ravenelor variaz ă între 30-200 m/an,
astfel de ravene reprezentând un real pericol pentru exploat ările de gaz
(Sidorchuk, 1999, 2000 );
* în vestul Europei, contribu ția eroziunii în adâncime sub form ă de rigole
adânci și/sau ogașe (ephemeral gully) la pierderea total ă de sol produs ă de
eroziunea hidric ă se ridică la 30-40%, ajungând uneori chiar pân ă la 80%
(Poesen et al., 1996, citați de Sidorchuk, 1999 );
* în Australia, țară în care predomin ă pajiștile naturale, volumul de material
solid pierdut ca urmare a eroziunii în adâncime se ridic ă la circa 14
miliarde m3 (Wasson et al. citați de Sidorchuk, 1999 ); în zona tropical ă din
N-V Australiei, circa 96% din sedimentele acumul ării Argyle Lake provin
de pe o suprafa ță mai mică de 10% din suprafa ța totală de recepție, dintr-o
zonă cu soluri puternic erodabile, form ate pe roci sedimentare de vârst ă
Cambrian ă. Circa 80% dintre sedimentel e din acumulare provin din
eroziunea în adâncime ( Wasson et al., 2002, citați de Valentin et al.,
2005 ). De asemenea, conform altor surse, (Olley și Deere, 2003),
eroziunea în adâncime și cea de albiile de râuri reprezint ă procese
importante de degradare a terenului și totodată surse majore de poluare cu
sedimente ale apelor. Acest tip de eroziune contribuie cu pân ă la 90% din
totalul produc ției de sedimente dintr- un bazin hidrografic ( Olley et al.,
1993; Prosser and Winchester, 1996, Wallbrink et al., 1998, Wasson, et
al., 1998 , citați de Olley și Deere, 2003 ). Sedimentele provenite din
eroziunea în adâncime sunt mereu prezente în cursurile de ap ă și continuă
să aibă un impact negativ major asupra eco sistemelor acvatice respective;
* în Pakistan, cca 75% din suprafa ța acestei țări este afectat ă de eroziunea
hidrică și eoliană (Krammer, citat de Gardner, 1996 ), iar forma țiunile de
eroziune în adâncime afecteaz ă 36% din suprafa ța agricolă a țării ocupând
cca. 60% din cele 1,8 milioane hectare ale Platoului Pothwar;
* în China, eroziunea solului afecteaz ă cca 3,67 milioane km2, ceea ce
reprezintă mai mult de o treime din suprafa ța țării. Platoul de Loess ( fig.
1.3), cu o suprafa ță totală de 0,62 milioane km2, este afectat de procesul de
eroziune hidric ă pe 0,43 milioane km2, dintre care eroziunea de suprafa ță
excesivă – inclusiv eroziunea în adâncime – afecteaz ă o suprafa ță de 0,27
milioane km2. Eroziunea în adâncime c ontribuie aici cu 60-70% ( Fagi,
1999 ), (60-90%, Li et al, 2005 ), din totalul sedime ntelor produse de pe
terenurile agricole. În bazinul hidrog rafic Nihe (situat în partea de sud a
Platoului de Loess) cu o suprafa ță de 948 ha și o densitate medie a re țelei
hidrografice de 4,7 km/km2, ravena principal ă – cu o lungime de 7,8 km –
are lățimea medie de 1,2 km, ajungând pân ă la lățimea maxim ă de 2,0 km.
Eroziunea în adâncime are valori c uprinse în interv alul 15.000 – 20.000
t/km2/an (Fagi, 1999 );
Fig. 1.3 Procese intense de eroziune în adâncime în Platoul de Loess, China
Yangling – Provincia Shaanxi ( foto: S. Mircea, 1999 )
* în India, eroziunea în adâncime afecteaz ă 3,669 milioane ha, ceea ce
reprezintă peste 1% din suprafa ța țării. Numeroase ravene din Câmpia
Gangelui au adâncimi ce dep ășesc 60-80 m ( Haigh, 1989 , citat de Hurjui,
2000 );
* în Lesotho, țară cu o suprafa ță de numai 30.000 km2, aproximativ 20.000 –
30.000 de ravene cu dimensiuni mari ocup ă 4% din suprafa ța arabilă a
țării (Wenner, 1989 , citat de Hurjui, 2000 );
* în Etiopia, ravenele pot fi întâlnite la tot pasul, indiferent de
caracteristicile climatice, pedologice , litologie etc., afectând suprafe țe
foarte întinse. Normal, acestea se dezvolt ă pe pante relativ reduse, ce nu
depășesc 10. Volumul pierderilor de sol datorit ă eroziunii în adâncime a
devenit o serioas ă problem ă în ultimele decenii, ceea ce a condus la
reducerea drastic ă a suprafe țelor cultivate într-o țară și așa săracă (Billi et
al., 2003 );
* în Chile, suprap ășunatul pe terenurile înalte este cauza major ă a eroziunii
în adâncime, unde se înregistreaz ă volume erodate de cca 190 t/ha.an, în
Easter Island-Rapa Nui ( Mieth and Bork, 2005, citați de Valentin et al.,
2005 ).
Cauzele majore ale eroziunii în adânci me în zonele mai sus citate sunt
reprezentate în general factorii antropici (desp ăduririle masive, luarea în
cultură a unor terenuri cu pante mari , practicarea une i agriculturi
necorespunz ătoare etc.), corobora ți cu cei naturali (relief accidentat,
schimbările climatice). Perioada de mani festare a acestor factori în SUA,
Australia și Rusia se situeaz ă în principal în a doua jum ătate a secolului al
XIX-lea ( Sidorchuk, 1999 ).
1.2.2 Situa ția eroziunii în adâncime în România
Din datele existente, rezult ă că în țara noastr ă există cca 5.600 bazine
și bazinete cu caracter toren țial, răspândite pe o suprafa ță de cca. 2 milioane
ha. Pe întreg teritoriul agricol al țării a fost inventariat ă o rețea torențială care
totalizeaz ă peste 22.500 km forma țiuni de eroziune în adâncime active,
răspândite dup ă cum urmeaz ă: Depresiunea Transilvaniei – 5.800 km; zona
dealurilor subcarpati ce – 6.200 km; dealurile și depresiunile vestice – 2.200
km; Podi șul Getic – 2.100 km ; zona de curbur ă a Carpa ților și Podișul
Moldovenesc – 5.400 km; Dobrogea – 800 km.
Prin dezvoltarea acestor forma țiuni de eroziune pe cele trei direc ții –
în lungime, adâncime și lățime – peste 250.000 ha au fost scoase practic din
circuitul agricol productiv, ( Mihaiu, 2002 ), iar alte sute de mii ha din jurul
acestora sunt prejudiciate prin reducerea stabilit ătii versan ților, umidit ății
solurilor, prin înr ăutățirea condi țiilor de organizare corespunz ătoare a
teritoriului și exploatare agricol ă, prin inundarea și împotmolirea luncilor
fertile. Trebuie men ționat că, până la sfârșitul anului 1989, în cadrul unor
ample programe na ționale de amenajare complex ă antierozional ă, au fost
amenajați cca 1500 – 1600 km de ravene, ceea ce reprezint ă practic sub 10%
din potențialul total existent.
În zona de curbur ă a Carpaților – zonă puternic afectat ă de procese de
eroziune și alunecări de teren, unul dintre bazi nele hidrografice afectate de
astfel de procese de degradare este reprezentat de Valea Sl ănicului, din
județul Buzău, cu o suprafa ță de 54.440 ha și o lungime de 65 km. În jude țul
Buzău a fost inventariat ă o rețea de eroziune în adâncime de aproximativ
1.000 km, care reprezint ă cca. 1.000 ha de teren, ( ISPIF, 1992 ).
Dezvoltarea re țelei hidrografice din aceast ă zonă este în general
condiționată de câțiva factori de baz ă, determinan ți fiind tectonica și structura
geologică. Rețeaua hidrografic ă, formată din văi torențiale cu debite
temporare, ravene și ogașe, are densitate mare care se situeaz ă în limitele 1,5
– 4,6 km/km2 și fragmenteaz ă intens relieful, îndeosebi în partea central ă și
nordică a bazinului. În condi țiile unui climat foarte agresiv din cadrul
bazinului hidrografic Sl ănic/Buzău, caracterizat prin ploi toren țiale relative
rare, dar cu intensit ăți mari, având unul sau mai multe nuclee toren țiale, a
unui substrat litologic relativ omogen, friabil, constituit în general din
alternanțe de orizonturi permeabile slab cime ntate cu orizonturi impermeabile
argilo-marnoase dispuse monoclinal, a pantelor mari și a exploat ării
neraționale a terenurilor pe suprafe țe întinse, procesele de degradare a
terenului prin eroziune de suprafa ță și în adâncime sunt procese dominante de
modelare.
1.3 Impactul eroziunii solului asupra mediului
Eroziunea solului, atât cea de suprafa ță cât și în adâncime, dar și
procesele asociate – alunec ările de teren, constituie o problem ă serioasă în
numeroase regiuni ale lumii, inte nsificarea proces ului erozional și
dezvoltarea în continuu a forma țiunilor de adâncime producând pagube
însemnate în primul rând agriculturii, dar și cu repercursiuni asupra altor
ramuri sau obiective socio-economice, altf el spus, atât în locul de producere
(on-site ) cât și în aval de acesta ( off-site ).
Aceste pagube se refer ă în principal la:
* scoaterea din circuitul economic, în tr-un ritm accelerat, a unor mari
suprafețe de terenuri ag ricole. Suprafa ța de teren pierdut ă anual din cauza
eroziunii prin ravenare în țara noastr ă este estimat ă în prezent la 2.300 ha
(Moțoc, 2000 ). Când forma țiunile eroziunii în adâncime devin prea dese,
spațiul dintre acestea – care înainte era destinat folosin țelor agricole –
devine destul de îngust și deci neeconomic ca s ă fie lucrat mecanizat,
astfel că suprafața respectiv ă trece la neproductiv. Trecerea la neproductiv
a terenurilor pân ă nu demult cultivate nu rezolv ă însă nici pe departe
problema eroziunii;
* favorizarea proceselor de alunecare ca urmare a reducerii nivelului de
bază;
* poluarea mediului înconjur ător, în special a apelor emisarilor, prin faptul
că, în cazul forma țiunilor de eroziune în adâncime care tranziteaz ă
localități, acestea devin adev ărate gropi de depozitare a de șeurilor
menajere de c ătre localnici, fiind ulterior sp ălate de viituri. Nocivitatea
apelor care se scurg în emisar este mult sporit ă atât prin prezen ța
îngrășămintelor și a pesticidelor care sunt transportate odat ă cu particulele
de sol sau sunt dizolvate în ap ă, precum și a altor produse, cum este cazul
petrolului deversat în unele ravene de la schelele petroliere;
* punerea în pericol a c ăilor de comunica ție, a așezărilor omene ști, a
centralelor hidroenergetice și a altor obiective de interes socio-economic
(fig. 1.4 );
* degradarea peisajului prin fragmentarea intens ă a reliefului;
* degradarea biodiversit ății;
* colmatarea cursurilor de ap ă și a lacurilor de acumulare, cu efecte directe
asupra capacit ății de reținere a acumul ărilor și a creșterii frecven ței
inundațiilor. Totodat ă, sedimentele transporta te prin albiile forma țiunilor
eroziunii în adâncime con țin, în majoritatea cazurilor, concentra ții ridicate
de substan țe chimice provenite de la aplicarea îngr ășăminteleor și a
tratamentelor fito-sanitare. Astfel, multe lacuri de acumulare naturale sau artificiale, proiectate ini țial să funcționeze cel pu țin 100 de ani, au ie șit din
funcțiune prin colmatarea lor în numai câ țiva ani sau zeci de ani. În
România ravenele și torenții particip ă cu 29% la eroziunea total ă, adică cu
37 milioane tone material solid erodat anual. Dintre acestea, 18,5 milioane
tone ajung în cursurile de ap ă sub form ă de aluviuni, reprezentând 37%
din totalul aluviunilor transportate anual ( Moțoc, 1982 ).
Fig. 1.4 Efecte ale eroziunii solului asupra mediului
(foto S. Mircea, 2008, Podul Nebunului-Vaslui )
Pe măsură ce părăsesc zona de munte, în cea mai mare parte
împădurită, râurile devin tot mai pu țin limpezi, culoarea lor se schimb ă,
căpătând nuan țe ale culorii solului pe care îl str ăbat și transport ă tot mai
multe aluviuni. Primul cosmonaut ro mân, Dumitru Prunaru, în revista
Magazin, nr.3/1987, scria: "…este interesant de remarcat c ă, din Cosmos,
nici o apă curgătoare nu se vede albastr ă sau măcar verzue. Toate fluviile
deasupra c ărora am zburat, indiferent de c ontinent, aveau o culoare castanie
(în diferite nuan țe), iar la v ărsarea lor în m ări sau oceane formau zone
destul de întinse care, p ătau întinderea albastr ă. Din păcate asta nu se
datorează numai aluviunilor!. În țeleg poate acum mai bine semnifica ția
cuvântului poluare. Și dacă ar fi numai un cuvânt …!"
La sfâr șitul capitolului "Conservarea solului" din lucrarea " Probleme
globale ale omenirii", (Edt. Ion Iliescu, 1988) , Lester Brown ar ăta că: "În
decursul istoriei, eroziunea so lului a fost mereu o problem ă locală. Anumite
civilizații, ale căror sisteme de producere a hran ei au fost subminate cândva,
au fost în declin separat, fiecare la rândul s ău. Dar, în cadrul economiei
globale integrate de la sfâr șitul secolului XX, alimentele, ca și petrolul,
reprezintă un bun de interes global. Oriunde ar avea loc pierderi excesive de
humus, acest lucru va afecta pân ă la urmă prețurile la alimente în lume ".
Toate cele men ționate mai înainte ilustreaz ă destul de clar
consecințele grave ale eroziunii în general, a eroziunii în adâncime în special,
asupra fertilit ății solului și în cele din urma asupra nivelului de via ță și poate
chiar de supravie țuire a speciei umane. Din aceste motive, consider ăm că
oprirea proceselor de degradar e ale solurilor prin eroziune și refacerea
potențialului lor productiv reprezint ă o necesitate și totodată o prioritate în
domeniu.
O analiză sintetică a cauzelor și efectelor eroziunii solului asupra
mediului este prezentat ă schematic în continuare, utilizând modelul
conceptual cauze-efecte-r ăspuns, cunoscut în literatu ra de specialitate sub
denumirea de DPSIR .
Modelul conceptual DPSIR (Driving Forces- Pressures- State-
Impacts- Responces / Factori de comand ă-Presiuni-Stare-Impact-R ăspuns),
este de fapt o analiz ă detaliată cauze-efecte al unui anumit proces natural cu
impact asupra mediului, pornind de la factorii de comand ă (activități) la
presiuni, la schimb ările produse în starea mediului, la impact și răspunsuri
(European Environmental Agency/Agen ția European ă pentru Mediu – EEA ,
2000 , citată de Gobin et al., 2004 ). Practic, aceast ă abordare a problematicii
impactului de mediu a fost pentru prima oar ă pusă în discu ție de către
Organizația pentru Cooperare și Dezvoltare Economic ă (OECD ), (1993,
1999), sub o form ă mai simpl ă, numai de rela ție cauză-efect, anume, Driving
Forces- State-Responces ( DSR ), fiind apoi extins ă de EEA (2000) pentru
evaluarea impactului de mediu și stabilirea m ăsurilor necesare de remediere.
Analiza DPSIR porne ște de la ideea c ă, practic, toate activit ățile socio-
economice și comportamentul societ ății în general, afecteaz ă într-o m ăsură
mai mică sau mai mare calitatea mediului și a vieții.
Conform EEA, în cazul eroziunii solului, modelul DPSIR se aplic ă cu
scopul de stabili un set de indicatori relevan ți pentru justificarea și luarea
deciziilor privind necesitatea amenaj ărilor antierozionale, precum și
identificarea m ăsurilor și lucrărilor necesare.
Conform acestui model, indicatorii ce se stabilesc pentru eroziunea
solului trebuie s ă aibă următoarele caracteristici ( Gentile et al., 2003 ):
să fie o m ăsură a pierderilor de sol datorit ă eroziunii ca rezultat al
factorilor climatici, geomorfologi ci, pedologici, acoperire cu vegeta ție si
măsuri antierozionale;
limita și severitatea atât a riscului poten țial cât și actual al eroziunii
solului vor trebui s ă fie cuantificate și adaptate în func ție de schimb ările
petrecute în modul de folosin ță al terenului;
efectele eroziunii solului trebuie s ă fie evaluate atât în locul de producere
a procesului cât și în aval.
În mare, modelul conceptual DPSIR aplicat pentru eroziunea solului
se compune din urm ătoarele elemente/indicatori, ( fig. 1.5 ), și recomand ăm
utilizarea acestuia și în România pentru analiza problemelor erozionale sau a
oricărui proces natural sau activitate antropic ă cu impact asupra mediului:
– Indictori pentru Factori de comand ă (cauze ): Una dintre cele mai
importante cauze ale eroziunii solului în diferite regiuni de pe Glob o
reprezintă intensificarea agriculturii pe terenurile cu pante mari. Acesta este
un indicator complex și se află într-o strâns ă legătură cu indicatorii de
presiune, printre care se num ără practicile agricole necorespunz ătoare, în
special realizarea lucr ărilor solului din deal în vale, suprap ășunat etc.,
evident, acestea asociate cu intensificarea evenimentelor climatice;
Fig. 1.5 Structura modelului conceptual DPSIR pentru eroziunea solului
(adaptare dup ă Van Rompaey Anton J.J. et al., 2003 )
– Indicatori de Presiune : intensificarea agriculturii conduce la
utilizarea practicilor necorespunz ătoare și/sau desp ăduriri, suprap ășunat etc.,
contribuind astfel la creșterea riscului erozional poten țial și actual ;
– Indicatori de Stare : presiunile afecteaz ă starea/calitat ea resurselor
de sol, atât din punct de vedere fizic, chimic dar și biologic, contribuind în
principal la producerea de pierderi de sol ; Factori de
comandă
Presiuni
Stare Impact Răspuns D
PR
SIEvenimente
naturale/ Schimbări
climatice,
Intensificarea a
griculturii
Cadrul natural:
Relief, Clima
Sol, Vegeta ția
Modul de utilizare a
terenului, Desp ăduriri,
Suprapasunat
Schimbări climatice
Degradarea ecosistemului sol -teren, Pierderi de sol În aval:
Creșterea polu ării,
Distrugeri obiective,
Inundații, colmat ări
Degr. biodiversitate Local:
Scăderea
fertilității si a
producțiilor,
Degradare peisaj si
Biodiversitate Măsuri și lucrări
antierozionale, Practici agricole
durabile si
prietenoase mediului
– Indicatori de Impact : pierderea de sol este recunoscut ă ca având
efect/impact direct și indirect asupra mediului, în sensul c ă afectează direct
zona de manifestare a procesului erozional ( on-site ) – în principal prin
reducerea fertilit ății solului și implicit a produc țiilor agricole și, indirect, în
aval de locul de manifestare ( off-site ) – prin poluarea apelor cu sedimente și
nutrienți, colmat ări, distrugeri ale unor ob iective social-economice,
creșterea riscului de producere a inunda țiilor etc. În general, impactul off-
site se exprim ă în termeni economici, cuantificabili, indicatorul EEA
referindu-se în acest sens la cheltuielile pentru decolmatare, depuluarea
apelor sau remedierea obiectivelor afectate ;
– Indicatori de R ăspuns : la nivelul factorilo r de decizie sau al
proprietarilor de teren se includ măsuri de agro-mediu (practici agricole
durabile și prietenoase mediului, m ăsuri antierozionale – bazate în cea mai
mare parte pe cele nonstructurale), acestea fiind în strâns ă concordan ță cu
prevederile Politicii Agricole Comunitare (CAP).
2. Eroziunea de suprafa ță
2.1 Factorii și mecanismul eroziunii de suprafa ță
2.1.1 Formarea scurgerii pe versan ți
Eroziunea în suprafa ță are două componente: eroziunea prin pic ături
și prin scurgere la suprafa ță – dispersat ă și concentrat ă. Eroziunea prin
picături (prin împro șcare) are o contribu ție mică, deoarece particulele
dislocate prin impactul pic ăturilor sunt transportate aerian la distan țe mici și
numai o mic ă parte sunt preluate de șiroiri sau rigole. Contribu ția cea mai
important ă o are scurgerea de suprafa ță.
Formarea scurgerii de suprafa ță are loc odat ă cu realizarea ploii în
exces. Problema acumul ării apei în sol din precipita ții prezintă interes din
mai multe puncte de vedere, mai ales ecologic, contribuind la formarea
biomasei. Au fost elaborate numeroase modele matematice care au în vedere
atât reținerea apei la suprafa ță și în profilul solului, piederile prin infiltra ții și
consumul prin evapotranspira ție. Ploaia în exces, care determin ă scurgerea,
reprezintă diferența între precipita ții și componentele bilan țului, men ționate
anterior.
Speciali știi în eroziune abordeaz ă problema ploii în exces (ploaia
netă) din două puncte de vedere, astfel:
– folosirea unor modele fizice, ca în cazul modelelor CREAMS sau
WEPP , în care componenta hidrologic ă a modelului are în totalitate o
bază fizică;
– folosirea unor modele globale (lumped), ca în cazul modelelor EPIC ,
(Morgan, 1995 etc.), în care componenta hidrologic ă a modelului are o
bază empirică sau parțial empiric ă (indexarea scurgerii, coeficient de
scurgere etc).
Din punct de vedere al speciali știlor care lucreaz ă în agricultur ă,
modelul EPIC este cel mai corespunz ător, deoarece r ăspunde atât la cerin țele
hidrologice cât și la cele ecologice și oferă o bază pentru fundamentarea
deciziilor de ordin agronomic, în concordan ță cu cele hidrologice.
Acțiunea pic ăturilor de ploaie și a scurgerii de suprafa ță
reprezintă componenta energetic ă a procesului de eroziune. Aceast ă
component ă pune probleme mai complexe și complicate în raport cu
formarea stocului și gestionarea acestuia. În continuare ne vom referi numai
la una dintre acestea: organizarea scurgerii pe versan ți.
Scurgerea începe odat ă ce precipita țiile în exces dep ășesc capacitatea de
reținere a suprafe ței prin rugozitate și începe deversarea care este începutul
organizării scurgerii.
Șiroirile reprezint ă forma incipient ă de formare a scurgerii. Scurgerea
este disperesat ă, iar șiroirile au forme neregulate și o adâncime pân ă la 2-3
cm și o lățime asem ănătoare. Împreun ă cu eroziunea prin împro șcare, este
considerat ă în majoritatea modelelor ca eroziune între rigole, deoarece practic
nu se poate separa eroziunea prin împro șcare de aceea prin șiroire, de și
procesele sunt diferite. Rigolele colectoare reprezint ă un început de concen trare a scurgerii.
Colecteaz ă scurgerea prin șiroiri și se formeaz ă dacă aceasta atinge un prag
critic, care variaz ă în func ție de stocul disponi bil, starea suprafe ței
(rugozitate) și pantă. Din determinarea efectuat ă pe teren acest a este de 0,25-
0,50 l/s.m (teren lucrat). Sunt forma țiuni efemere, fiind nivelate prin lucr ările
solului. Pe termen lung, pot s ă evolueze, formând talveguri sau oga șe.
Adâncimea rigolelor este de 3-25 cm, iar l ățimea de 10-50 cm. Desimea
acestora este în func ție de microrelief, în cazul versan ților cu pante uniforme
și fără obstacole, acestea sunt paralele.
Rigolele rezultate în urma devers ării scurgerii concentrate formate
prin rețeaua de drumuri, terase sau canale: debitul dep ășind pe cel critic,
formarea rigolelor începe imediat dup ă deversare, iar dimensiunile acestora
sunt în func ție de debit.
Rigolele formate pe urma brazdelor rezultate prin ar ături, orientate pe
linia de cea mai mare pant ă, sau apropiat de ace asta, sunt de regul ă
formațiuni efemere, care sunt nivelete prin lucr ări. Uneori, dac ă se repetă, pot
să evolueze c ătre ogașe.
Rigolele formate pe urmele l ăsate de tractoarele care lucreaz ă pe
direcția liniei de cea mai mare pant ă: evolueaz ă ca și cele formate în lungul
brazdelor rezultate prin ar ături.
Rigolele, indiferent de origine, au o suprafa ță de colectare și primesc
aport de material solid din scurgerea dispersat ă, la care se adaug ă materialul
solid dislocat de scurgerea concentrat ă prin rigole.
Scurgerea concentrat ă pe talveguri
Talvegurile sunt componenete permanente ale re țelei hidrografice.
Colecteaz ă scurgerea din rigole, sau dir ect pe aceea dintre rigole. Func ția
acestora poate s ă fie, în raport cu profilul longitudinal și geometria albiei,
numai de tranzitare a debitului lichid și solid colectat și în acest caz. Se
realizează un profil longitudinal de echilibru, sau are loc și un proces de
eroziune a albiei, care ini țial este discontinuu și apoi evolueaz ă ca ogaș sau
ravenă.
Scurgerea concentrat ă sub form ă de ogașe de versant
Ogașele sunt forma țiuni de colectare ale scurgerii de pe versan ți și se
formează, așa cum am ar ătat, prin evolu ția unor rigole sau talveguri. Au
adâncimea de 25 cm – 150 (200) cm. Sunt forma țiuni permanente și pot să fie
lichidate numai prin lucr ări de amenajare: model ări, nivelări, fixare prin
vegetație și transformare în talvegur i cu eroziune controlat ă.
Talveguri artificiale pentru e vacuarea scurgerii de pe versan ți în
condiții controlate, reprezint ă lucrări de amenajere artificiale, numite
impropriu în literatura de specialitate din România, ca debușee. Sunt de fapt
canale pe linia de cea mai mare pant ă care evacueaz ă apele colectate de
drumuri, terase, canale înclinate, sau talveguri naturale, în condi țiii
controlate, prin c ăderi consolidate, canale rapide betonate, consolid ări prin
brazde de iarb ă etc. Pentru o bun ă funcționare necesit ă o supraveghere
permanent ă. Amplasarea, dimensionarea și construc ția se face pe baza unor
proiecte fundamentate hidrologic, hidraulic și geotehnic. Lipsa unei
asemenea fundament ări a determinat ca numeroase lucr ări de acest gen
executate în România, mai ales în planta țiile viticole și pomicole, s ă nu fie
funcționale. La acestea s-a ad ăugat lipsa de interes a beneficiarului de teren
pentru efectuarea lucr ărilor de între ținere.
Procesul de organizare a surgerii pe versan ți trebuie considerat ca un
proces continuu, îns ă variabil în timpul form ării și tranzitării scurgerii și în
spațiu în raport cu nivelul de organizare al scurgerii.
2.2 Metode de estimare a pierderilor de sol
provocate de eroziunea de suprafa ță
Estimarea eroziunii solului a constituit o preocupare a speciali știlor
din diferite domenii: pedologie, hidr ologie, geomorfologie, hidraulic ă,
ecologie, agrochimie și silvicultur ă.
Modul de abordare a problemei difer ă însă în raport cu domeniul de
activitate al speciali știlor respectivi, abord ările fiind grupate pe urm ătoarele
direcții principale: pedologic ă, geomorfologic ă, hidrologic ă-hidraulic ă.
Pedologii au estimat eroziunea în raport cu dezvoltarea profilului de
sol, geomorfologii în func ție de evolu ția pantelor și a rețelei hidrografice, iar
hidrologii și hidraulicienii au analizat factorii și procesele de scurgere și
eroziune ca procese fizice. În ultimel e decenii progresele cele mai importante
au fost realizate, în evaluarea eroziunii, de c ătre speciali știi din ultimul
domeniu de cercetare.
Evoluția cercetărilor, cu privire special ă la cele din SUA, este
prezentată în lucrarea USDA privind predic ția eroziunii hidr ice cu ajutorul
ecuației universale revizuite, RUSLE – 1997.
Metodele de predic ție au evoluat atât în SUA cât și în alte țări în mai
multe etape, dup ă cum urmeaz ă:
Etapa definirii factorilor de eroziune și a cuantific ării acestora, la care
contribuții importante au adus: C ook (1936), Zingg (1940), Smith și
Whitt (1947), Musgrave (1947) și Wischmeier (1955-1958-1972-1976).
Acestea au condus la elaborarea modelului empiric cunoscut sub
denumirea de USLE (Universal Soil Loss Equation). Modelele de acest
tip au fost elaborate și în alte țări, printre care și România – Mo țoc,
Stănescu (1963, 1978).
Etapa modelelor matematice de simulare, cu parametrii concentra ți
(modele globale), care separ ă scurgerea de eroziune și eroziunea în dou ă
componente: eroziunea între rigole și eroziunea prin rigole. Evaluarea
scurgerii și a erodabilit ății se face par țial prin modele empirice. Dintre
modelele de acest tip men ționăm: EPIC – care include pe lâng ă predicția
eroziunii și pe cea a productivit ății; Williams (1984); Somore – Pla I
(1998) care este de acela și tip; ANSWER – Beasley și colab. (1980);
Modelul Morgan (1995);
Etapa modelelor matematice de simulare cu baz ă fizică, de tip
determinist, în care ponderea ecua țiilor empirice este limitat ă. Printre
acestea men ționăm modelele CREAMS (Knisel, 1980 și Foster, 1981);
WEPP (Foster și Lane, 1987); Modelul ROSE, 1984; LISEM (Roo și
colab., 1984); Modelul Lane și colab., 1994; EUROSEM – varianta
Morgan și colab., 1998; Modelele elaborate de Stanciu și Zlate – INMH,
1999. Modelele EPIC și WEPP au fost aplicate în România (Simota și
Popa, 1999);
În ultmii ani au luat o amploare mare cercet ările privind utilizarea
metodelor de predic ție a eroziunii solului ca baz ă a deciziilor pentru
apărarea împotriva inunda țiilor, a colmat ărilor în cazul bazinelor
hidrografice mici și a râurilor, precum și la stabilirea m ăsurilor de
protecția solului pe terenurile în pant ă cu folosin țe agricole. Se folosesc
modele complexe: Sistemul GIS – pentru culegerea și prelucrarea
informațiilor, programarea liniar ă, sisteme expert și funcții cu mai multe
variabile.
2.2.1 Modele pentru evaluarea riscului eroziunii în suprafa ță
Modelele de evaluare a riscului erozional sunt de tip determinist și
stochastice. Modelele deterministe se pot grupa în trei categorii, astfel:
a) modele cu parametri concentra ți, care evalueaz ă riscul erozional
ca medie anual ă;
b) modele cu parametri semidistribui ți;
c) modele cu baz ă fizică și cu parametri distribui ți.
a) Modele cu parametri concentra ți
Cel mai cunoscut și utilizat model este ecua ția universal ă a eroziunii
solului, USLE, propusă de Wischmeier (1959), de forma:
E = R K L S C P
în care:
E este eroziunea în suprafa ță, în t/ha/an;
R – factorul ploaie,care este produsul între energia cinetic ă a
ploii și intensitatea nucleului toren țial cu durata de 30 min;
K – erodabilitatea solului;
L – lungimea versantului;
S – panta versantului;
C – influen ța covorului vegetal;
P – măsuri și lucrări pentru controlul eroziunii.
Renard și Foster (1983) au adus modific ări ale modelului propus de
Wischmeier , rezultând o variant ă îmbunătățită, denumit ă ulterior Revised
Universal Soil Loss Equation, RUSLE (1997), de forma:
E = f (C, S, T, Ss, u)
în care:
E este eroziunea în suprafa ță, în t/ha/an;
C – factorul clim ă;
S – factorul sol;
T – factorul relief;
S – panta versantului;
Ss – condi țiile de la suprafa ța solului;
u – activit ăți umane.
În lucrarea mai sus men ționată se analizeaz ă influența fiecărui factor
de eroziune și se calibreaz ă modelul pentru teritoriul SUA. Calibrarea s-a
făcut pentru unit ăți de măsură anglo-saxone.
b) Modele cu parametri semidistribui ți
Reprezentativ pentru aceast ă categorie este modelul propus de
Williams (1971), de forma:
E = 11,8 (Qq)0,56 K L S C P
în care:
E este eroziunea în suprafa ță, în t/ha/an;
Q – volumul scurgerii;
q – debitul maxim.
Ceilalți factori au semnifica ția din USLE. S-a înlocuit R cu produsul
Qq.
Modelul sub forma utilizabil ă pentru calculator, EPIC (Erosion–
Productivity Impact Calculator), permite și evaluarea influen ței eroziunii
asupra productivit ății culturilor pe termen lung.
c) Modele cu baz ă fizică și cu parametri distribui ți
În ultimul deceniu au fost elaborat e numeroase modele de simulare a
procesului de eroziune în suprafa ță care au la baz ă legile folosite în hidraulic ă
și hidrologie. Acestea au contribuit la cunoa șterea aprofundat ă a
mecanismului procesului de eroziune, dintre care men ționăm două din cele
mai cunoscute, astfel:
– WEPP (Water Erosion Prediction Project), elaborat de un colectiv
de speciali ști din SUA, coordonat de Nearing – Purdue University (1989);
– EUROSEM (Euro pean Soil Erosion Model), elaborat de un
colectiv de speciali ști din Europa, coordonat de Morgan – Cranfield
University, United Kingdom (1992).
Aceste modele, precum și altele de acest tip sunt în curs de testare
pentru validare.
2.2.2 Modele pentru evaluarea riscului erozional
elaborate și utilizate în România
În România au fost elaborate sau testate modele de tipul celor
menționate anterior. În lucrarea publicat ă de Moțoc și colab. (1979), sunt
prezentate dou ă tipuri de modele. Primul model prive ște eroziunea în
suprafață, care are structura USLE cu unele modific ări, astfel:
E = K S Lm in C C s
în care:
E este eroziunea în suprafa ță, în t/ha/an;
K- factorul climatic, reprezentând eroz ivitatea, respectiv pierderile de
sol raportate la agresivitatea pluvial ă.
Agresivitatea pluvial ă reprezint ă produsul H*I 15, în care H este
cantitatea de precipita ții cazută pe durata întregii ploi, iar I15 este
intensitatea nucleului toren țial cu durata de 15 minute. Au fost
stabilite valori anuale prin însumarea evenimentelor cu H*I 15 >10,
valoarea minim ă considerat ă pentru declan șarea eroziunii. În
lucrare se prezint ă zonarea erozivit ății pentru teritoriul României;
S – erodabilitatea solului, în valori relative;
Li-factorul relief, reprezentâ nd produsul între influen ța lungimii și
înclinării versantului, prezentat sub form ă de tabel;
C- influen ța covorului vegetal pe baza rezultatelor ob ținute cu
ajutorul parcelelor de sc urgere pentru o perioad ă de cel pu țin 10
ani;
Cs -influența sistemului de lucrare a solului și a metodelor de control
a eroziunii pe baza rezultatelor experien țelor la scar ă naturală și a
celor din literatura de specialitate.
Al doilea model evalueaz ă eroziunea efluent ă pe bazine hidrografice
mici cu procese de eroziune în suprafa ță și adâncime. Sunt folosite metode
numerice și grafice.
Un alt model de tipul celor cu parametri concentra ți a fost elaborat de
Gaspar și Apostol (1967), care evalueaz ă eroziunea efluent ă în bazinele
hidrografice mici (sub 2.000 ha), par țial împădurite și cu caracter toren țial.
Modelele cu baz ă fizică au fost elaborate de speciali știi din INMH –
Stanciu (1999) și Zlate (1999).
Modelul EPIC a fost testat la ICPA de Simota (1993) iar WEPP la
SCCES Perieni-Vaslui de Popa (1999).
Modelele prezentate sunt de tip de terminist. În af ara acestora se
folosesc pe scar ă largă în hidrologie modelele de tip stochastic care se
bazează pe analiza seriilor cronologice în bazine hidrografice etalon a unei
singure variabile, care este debitul lic hid sau debitul soli d. Sunt necesare
măsurători pe un mare num ăr de ani. Se stabilesc hidrografe și
sedimentografe sintetice precum și tipuri de regimuri hidrologice.
Extrapolările la alte bazine hidrog rafice se pot face pentru aceea și zonă
climatică, regiune geomorfologic ă și un anumit ecosistem. Folosirea acestor
modele în bazinele hidr ografice mici cu folosin țe predominant agricole
prezintă dificultăți mari și de aceea, la stabilirea ri scului erozional sunt de
preferat modelele de tip determinist cu parametri concentra ți sau
semidistribui ți.
Criterii pentru alegerea unui model de predic ție a riscului de eroziune
Pe plan mondial, au fost elaborate pân ă în prezent peste 200 modele
hidrologice (Șerban, 1995) . Pentru eroziune, sunt mult mai pu ține, însă
probabil c ă se ajunge la cca 100.
Un beneficiar – agronom, silv icultor sau specialist în îmbun ătățiri
funciare – trebuie s ă aleagă cel mai potrivit model, și acest lucru nu este de
cele mai multe ori u șor de realizat. De regul ă se alege un model care este la
modă și adesea înso țit de un program pe calculator. Rezultatele nu servesc de
cele mai multe ori la alegerea solu țiilor sau la dimensionarea amenaj ărilor.
Acestea se stabilesc pe baza unei experien țe empirice și a eficien ței
economice. Un fermier dore ște un model cu structura USLE , RUSLE sau EPIC ,
deoarece acestea ofer ă soluții pe termen lung. Stabilirea categoriilor de
folosință a terenului, a stru cturii culturilor și a tehnologiilor se face pe termen
lung.
Specialiștii în amenajarea acumul ărilor pe re țeaua hidrografic ă a
cursurilor permanente de ap ă vor prefera un model de tip SEDIMOT , cei
care urmăresc calitatea apelor – modelul CREAMS iar cei care se ocup ă de
amenajarea toren ților vor prefera modelul elaborat de Gaspar .
Un model de integrare a proceselor de eroziune într-un model general
a fost elaborat de Serviciul de Conser vare a Solului (SCS) din SUA. Acesta a
fost utilizat de Moțoc, (1982, 1983 ), la elaborarea lucr ărilor privind “ Ritmul
mediu de degradare a solurilor din România ” și “Participarea proceselor de
eroziune și a folosin țelor terenului la diferen țierea transportului de aluviuni
în suspensie pe râurile din România ”.
ROMSEM – un model cu parametri concentra ți
pentu predic ția eroziunii în suprafa ță
Primul model de estimare a eroziunii solului pe terenurile agricole a
fost propus în România de Moțoc (1963). Acest model evalua efectul
factorilor de eroziune, în afar ă de agresivitatea pluvial ă. Calibrarea s-a f ăcut
pe baza datelor privind rata eroziunii ob ținute cu ajutorul parcelelor de
scurgere de la Sta țiunea de Cercet ări Câmpia Turzii. A urmat o a doua
variantă publicată în Instruc țiunile de proiectare ISPIF (1973) și care a avut
în vedere modelul Wischmeier – USLE (1959) și care a introdus și efectul
agresivității pluviale. Calibrarea s-a f ăcut pe baza datelor din mai multe
stațiuni de cercet ări. Moțoc și colab . (1979), au propus o variant ă
îmbunătățită a modelului respectiv a c ărei structur ă am prezentat-o anterior.
În intervalul 1979-2000 în literatura de specialitate din str ăinătate au
fost elaborate și publicate, a șa cum am ar ătat anterior, numeroase modele de
predicție e eroziunii, iar în România au fost acumulate date cu ajutorul
parcelelor de scurgere pentru o perioad ă mai mare de 20 ani. Acestea ofer ă
posibilitatea de a propune o form ă îmbunătățită a modelului de predic ție a
eroziunii în suprafa ță pe care generic l-am denumit ROMSEM (Rom anian
Soil Erosion Model). Acesta se bazeaz ă pe analiza ac țiunii factorilor care
determină riscul la eroziune.
Variabilitatea factorilor de eroziune și ponderea acestora
în determinarea ratei eroziunii în suprafa ță
La evaluarea ratei eroziunii în suprafa ță vom utiliza modelul tip
USLE cu adaptările din 1979.
E = A p R C C s
în care:
E este cantitatea de sol erodat, în t/ha/an;
Ap = H*I 15 – agresivitatea pluvial ă;
R – factorul relief , care include influen ța lungimii ( L0,3)
și a pantei ( i1,4), precum și forma versantului;
C – influen ța covorului vegetal;
Cs – influența măsurilor și lucrărilor de combatere a eroziunii.
Factorii de eroziune se grupeaz ă în trei categorii:
1. factori care contribuie la declan șarera procesului și la intensitatea acestuia
– agresivitatea climatic ă;
2. factori care favorizeaz ă procesul erozional – relieful și erodabilitatea
solului;
3. factori care controleaz ă procesul erozional – covorul vegetal, m ăsurile și
lucrările de conservare.
Agresivitatea pluvial ă
Este factorul care contribuie la declan șarea procesului de eroziune și
la intensitatea acestuia, prin impactul pic ăturilor de ploaie și scurgerea apei la
suprafața terenului, provenit ă din ploi sau topirea z ăpezii. Evaluarea
capacității precipita țiilor de a produce eroziune se face cu ajutorul unor
indicatori de agresivitate. Cea mai simpl ă formă de exprimare este cantitatea
de precipita ții care produce o er oziune semnificativ ă. Aceasta se stabile ște
pentru un singur eveniment, lunar, sezonier, anual sau ca medie multianual ă.
Cercetările efectuate cu ajutorul parcelelor de scurgere au stabilit ca ploaie
critică cantitatea de 20 mm, dup ă Moțoc (1956), de 25 mm, dup ă Hudson
(1965) sau chiar cantit ăți mai mici, îns ă nu sub 10 mm. Cantit ățile propuse
diferă, deoarece acestea sunt în func ție de intensitatea ploii respective și de
condițiile de umiditate ale solului, umiditate determinat ă de ploile anterioare
care nu produc îns ă eroziune. Având în vedere rolul intensit ății ploii,
Wischmeier (1978 ) a propus factorul R, care reprezint ă produsul între energia
cinetică a ploii și intensitatea nucleului toren țial cu durata de 30 minute.
Astfel, R = E*I 30, care se calculeaz ă pentru fiecare eveniment, lunar, pe
sezon, anual sau ca medie multianual ă.
Intensitatea se exprim ă în mm/or ă și se stabile ște prin descifrarea
pluviogramelor. I30 este intensitatea nucleului toren țial cu durata de 30 min.
Legătura între factorul R și eroziunea în suprafa ță se exprim ă printr-o
funcție liniară sau, după Nearing (1999) printr-o func ție logistic ă.
Cercetările efectuate de Williams (1971) au stabilit c ă se pot ob ține
rezultate mai bune, mai ales când se f ac studii pe bazine hidrografice, dac ă
factorul R este înlocuit cu produsul dintre volumul scurgerii Q și debitul
maxim q pentru o durat ă a ploii egal ă cu timpul de concentrare.
R = (Q q)0,56
Cercetările efectuate în România de c ătre Stănescu (1969, 1970) au
contribuit la stabilirea indicatorului de agresivitate, ca produs între cantitatea de precipita ții și intensitatea nucleului toren țial cu durata de 15 minute
(R=H*I
15). Durata de 15 minute reprezint ă, în cazul parcelelor de scurgere,
timpul de concentrare pentru formarea rigolelor. În cazul parcelelor de
scurgere, eroziunea începe dac ă H*I 15 depășește valoarea 10. Ploile care au
valori mai mici ale acestui indicator se elimin ă.
Lal (1976), pe baza cercet ărilor efectuate în Nigeria, propune
indicatorul H*I 15, iar Fagi (1999) propune pentru China indicatorul H*I 30.
Cercetările efectuate de Moțoc și colab. (1998) au stabilit c ă se obține
o corelație foarte bun ă între valorile anuale sau ca medie multianual ă ale
acestui indicator climatic și eroziunea în suprafa ță dacă se folosesc tipurile de
funcție de gradul 1, de gradul 2 sau de tip logistic ( fig. 2.1, 2.2 ).
Erozivitatea este raportul între cantitatea de sol erodat într-o parcel ă
etalon, de regul ă ogor, și agresivitatea pluvial ă. Modelul de evaluare a
eroziunii în suprafa ță are în vedere erozivitatea pe zone de agresivitate
pluvială, (Moțoc, 1970).
E = 0.4752HI15 – 5.7857
r = 0.891***
n = 25
020406080100
0 25 50 75 100 125 150 175 200
HI15E (t/ha/an)
Fig. 2.1 Rela ția dintre agresivitatea Fig. 2.2 Rela ția dintre agresivitatea
pluvială și eroziune pentru ogor pluvial ă și eroziune pentru ogor
– funcție de gradul 1 – func ție de gradul 2
Variabilitatea spa țială și temporar ă a agresivit ății
pluviale pe teritoriul României
S-a avut în vedere indicatorul H*I 15. Într-o prim ă etapă a fost stabilit ă
variabilitatea temporar ă și spațială a indicatorului H*I 15 pe baza prelucr ării
pluviogramelor pentru o perioad ă de 10 ani – Stănescu (1969), Dr ăgan
(1970). În cazul num ărului mic de pluviograme, în zona montan ă, intensitatea
nucleului toren țial cu durata de 15 minute a fost evaluat ă pe baza ploilor
maxime cu durata de 24 ore. Într-o alt ă etapă, Moțoc (1979), calculând E = 0.0011(HI 15)2 + 0.2845HI 15 – 0.2721
r = 0.897
n =25
020406080100120
0 25 50 75 100 125 150 175 200HI15E (t/ha/an)
erozivitatea pe baza datelor din parcelele de scurgere a efectuat unele
corectări și a elaborat harta erozivit ății pentru teritoriul României. La 5
stațiuni prevăzute cu parcele de scurgere au fost efectuate în perioada 1960-
2000 determin ări pe o durat ă de 7 pân ă la 30 de ani (Câmpia Turzii – 7 ani,
Valea Călugărească – 8 ani, Bilce ști – 15 ani, Aldeni – 30 ani și Perieni – 30
ani). Rezultatele confirm ă harta erozivit ății pluviale, elaborat ă de Moțoc,
1978, pentru majoritatea zonelor corspunz ătoare localit ăților menționate.
Prezintă interes variabilitatea valorilor anuale și a mediei pentru o perioad ă
de 5 ani. Media pe 5 ani este la Perieni = 40-88, la Aldeni = 60-104 și la
Bilcești = 73-135. Rezult ă importan ța mare a cercet ărilor pe termen lung 20-
30 ani. Din figurile respective se constat ă variabilitatea mare temporar ă în
raport cu cea spa țială pe localit ăți.
În figura 2.3 prezentăm, la cele trei sta țiuni, frecven ța pe clase de
intensitate a agresivit ății pluviale, iar în figura 2.4 participarea claselor de
agresivitate, în %, la agresivitatea pluvial ă. Astfel, la Sta țiunea Bilce ști,
reprezentativ ă pentru zona Subcarpa ților Meridionali, agresivitatea pluvial ă
anuală este determinat ă de ploile cu durat ă și intensitate mare, iar la Perieni și
Aldeni de cele cu durat ă mijlocie.
Tabelul 2. 1
Variabilitatea agresivit ății pluviale
la Stațiunile Perieni, Aldeni și Bilcești (după Moțoc și Mircea, 2005)
Valori anuale Media pe 5 ani
Anul Statiunea Statiunea
Perieni Aldeni Bilcesti Perieni Aldeni Bilcesti
1970 86 57 234
1971 55 81 521972 140 145 12 85 67 821973 87 24 171
1974 60 26 0
1975 155 115 295
1976 20 51 01977 34 89 0 66 94 731978 66 70 11
1979 53 84 57
1980 82 75 17
1981 0 98 295
1982 20 78 93 40 95 1351983 75 127 70
1984 22 95 201
1985 50 72 –
1986 34 25 –
1987 175 27 – 88 61 –
1988 97 41 –
1989 84 139 –
1990 19 0 –
1991 169 59 -1992 66 126 – 80 60 –
1993 130 56 –
1994 16 53 –
1995 41 82 –
1996 68 82 -1997 76 99 – 75 104 -1998 0 47 –
1999 183 210 –
Media 72 80 97
Mod. max 158 142 239
Mmax/Med. 2.2 1.8 2.5
050100150200250300
AnulHI15'Perieni
Aldeni
Bilc es ti
1980 1970 1990 2000
Fig. 2.4 Variabilitatea agresivit ății pluviale anuale
la Stațiunile Perieni (30 an i), Aldeni (30 ani) și Bilcești (15 ani)
020406080100120140
AnulHI15'Perieni
Aldeni
Bilcesti
1975 1980 1985 1990 1995 2000
Fig. 2.5 Variabilitatea agresivit ății pluviale ca valori medii pe 5 ani
la Stațiunile Perieni (30 an i), Aldeni (30 ani) și Bilcești (15 ani)
012345678
Interval clase de agresivitateNr. cazuriPerieni
Aldeni
Bilcesti0-20
20-404
0-60
60-80
80-100
100-120
120-140
140-160
160-180
180-200
200-220
220-240
240-260
260-280
280-300
Fig. 2.6 Frecven ța pe clase de intensitate a agresivit ății pluviale cu valori >10
la Perieni (30 ani), Aldeni (30 ani) și Bilcești (15 ani)
0510152025303540
Agresivitate total(%)Perien
iAlden
iBilcest
i
10 30 50 70 90 110 130 150 170 190 210 230 250 270 290
Fig. 2.7 Participarea claselor de intensitate a agresivit ății pluviale,
în %, la agresivitatea total ă
Cercetările efectuate pe o perioad ă îndelungat ă au permis stabilirea și
a nivelului maxim de agresivitate anual ă a ploilor excep ționale, care
determină viituri și eroziune, cu pagube important e: 183 – la Peri eni, 210 – la
Aldeni și 295 la Bilce ști.
De asemenea, prin cercet ări de durat ă s-a confirmat perioada critic ă
de eroziune, care este interv alul lunilor mai – august ( fig. 8 ).
Fig. 2.8 Distribu ția lunară a indicatorului HI 15’.
Valori totale și în (%) pe 25 de ani la Sta țiunea Perieni
Stabilirea agresivit ății pluviale critice cu valoarea de 10 s-a efectuat
pe baza a numeroase observa ții la parcelele etalon, de regul ă ogor, la
evenimente singulare. S-a constatat c ă în cazul ploilor succ esive la interval 0100200300400500600700800900
LunaHI
' (valori totale)
05101520253035404550
HI
' (%)HI15' (total)
HI15' (%)
mai i u ni eiulie
august septembrie
scurt de 1-2 zile, trebuie considerate și ploile anterioare celei care a produs
eroziune – Moțoc, Ioniță (1983), chiar dac ă valoarea agresivit ății este mai
mică decât 10.
Erodabilitatea
Este factorul care favorizeaz ă eroziunea. Rocile dure care nu produc
sedimente prin dezagregare, sau în cantitate foarte mic ă, au o rezisten ță foarte
mare la eroziune și ca urmare erodabilitatea tinde c ătre zero. Solurile, fiind
formate pe seama sedimentelor, sunt în general slab coezive și sunt
susceptibile la eroziunea în suprafa ță.
Principalele probleme privind erodabilitatea solurilor au fost
prezentate de Moțoc și Morărescu (2000) și de aceea ne vom referi numai la
calibrarea acestui factor pentru soluri le din România. Spre deosebire de
modelul USLE , în modelul elaborat de M. Mo țoc, erodabilitatea este un
parametru adimensional și a fost stabilit pe baza determin ărilor efectuate cu
ajutorul parcelel or de scurgere și a infiltrometrului cu pic ături. Au fost
utilizate ca parcele etalon cele de la Sta țiunea Perieni, cu soluri luto-nisipoase
și eroziune foarte puternic ă, considerate cu valoare maxim ă egală cu 1 și
parcelele de la Sta țiunea Câmpia Turzii, cu soluri argilo-lutoase, slab erodate,
bogate în humus, cu o structur ă stabilă la cele mai rezistente la eroziune și cu
erodabilitatea minim ă egală cu 0,6. Interpolarea între aceste valori pentru alte
soluri s-a f ăcut pe baza determin ărilor efectuate cu ajutorul infiltrometrului,
de Luca (1971) . Deoarece au fost identificate și soluri cu erodabilitate mai
mare, pentru acestea a fost stabilit ă valoarea 1,2. Încadrarea solurilor din
România pe clase de erodabilitate se face pe baza indicatorului 178 din
Metodologia elabor ării studiilor pedologice – ICPA, 1987.
Relieful
Relieful face parte din grupa factorilor care favorizeaz ă eroziunea.
Apa provenit ă din excesul de precipita ții, care pe terenurile în pant ă se scurge
sub form ă dispersat ă sau concentrat ă, este generatoare de energie,
contribuind la dislocarea particulelor de sol și transportul acestora.
Componentele reliefului care au o participare însemnat ă în procesul
de eroziune sunt: înclinarea (panta) terenului, lungimea și forma versantului.
Influența înclinării și lungimii versan ților asupra erozi unii în suprafa ță a fost
stabilită cu ajutorul parceleor de scurge re. În România au fost utilizate
parcele de scurgere cu înclinarea cuprins ă între 6% și 32% și lungimi între
20m și 40m. Pentru lungimi mai mari, de pân ă la 200m, a fost utilizat ă
metoda reperilor, reperi care în planta țiile de viță de vie au fost reprezenta ți
de dezgolirea butucilor de vie prin eroziune pe o durat ă de 20-30 ani de la
plantare – P. Stănescu (1960). În cazul terenurilor arabile a fost utilizat ă
metoda profilelor de sol reconstituite – Al. Luca (1971). Pe baza acestor
rezultate s-a stabilit rela ția:
E = f (L0,3 i1,4 )
în care:
E este eroziunea în suprafa ță, în t/ha/an;
L – lungimea versantului, în m;
i – panta versantului, în %.
Panta critic ă la care eroziunea în suprafa ță este semnificativ ă pentru
condițiile climatice din România este de 3%, iar lungimea critic ă este de
10m, când șiroirile încep s ă se concentreze în rigole. În acest caz, produsul
L0,3 i1,4 = 9,30 .
În cazul raionului cu erozivitate maxim ă de 0,18 la cultura cu
acoperire minim ă – porumb în monocultur ă, fără îngrășăminte, pentru care
factorul C = 1,0 și cu lucrări pe direc ția liniei de cea mai mare pant ă, la care
Cs = 1,0 , eroziunea în suprafa ță este mult sub media admisibil ă.
Relația între eroziune, înclinarea și lungimea versantului a fost
stabilită pentru versan ți cu profil drept, uni form. Eroziunea cre ște cu gradul
de convexitate și scade în raport cu cel de concavitate.
Valorile stabilite pentru profilul drept-uniform se corecteaz ă cu 1,2
pentru profilul convex și cu 0,6 pentru cel concav. Valorile propuse sunt
aproximative, acestea se diferen țiază în raport cu l ățimea sectoarelor de pant ă
și poziția acestora pe versant.
Panta terenului contribuie și la transportul sedimentelor spre aval, în
cazul eroziunii prin pic ături, precum și ca efect al lucr ărilor solului. În cazul
profilului convex acest transport poate s ă depășească pe cel produs de apa
scursă la suprafa ță. Coeficientul de corec ție poate s ă ajungă în acest caz la
1,5.
Covorul vegetal
Covorul vegetal este factorul principal care controleaz ă procesul de
eroziune. Chiar și în condi ții hidrotermice pu țin favorabile cre șterii plantelor
se instaleaz ă specii adaptate acestor condi ții iar solul este protejat. Dac ă
acestea sunt distruse, prin incendii sau atac de d ăunători, reinstalarea este de
durată mare. Plantele controleaz ă procesul de eroz iune, prin intercep ția
picăturilor de ploaie înainte de contactul cu suprafa ța terenului și disipeaz ă
energia cinetic ă a acesteia. Tulpinile plantelor contribuie la cre șterea
rugozității suprafe ței terenului și reduce viteza de scurgere și formarea
curenților concentra ți. Resturile vegetale, sub form ă de litieră în păduri, sau
mulci pe terenurile agricole, contribuie la re ținerea unei p ărți din precipita ții,
reducând scurgerea de suprafa ță și creează condiții mai bune pentru instalarea
și creșterea plantelor. R ădăcinile fixeaz ă solul, favorizeaz ă acumularea
substanței organice și măresc stabilitatea hidric ă a structurii solului.
Înlocuirea ecosistemelor naturale prin agroecosisteme determin ă
modificarea capacit ății de protec ție a solului de c ătre plante. Indicatorii prin
care se evalueaz ă capacitatea de protec ție a plantelor sunt: desimea plantelor
și înălțimea acestora, volumul masei vegetale și a mulciului.
Evaluarea capacit ății de protec ție se face raportând cantitatea de sol
erodat a diferitelor specii sau asocia ții la terenul neacoperit de plante – ogor
sau la o cultur ă slab protectoare. Raportarea se face în valori relative,
considerând ca etalon egal cu 1,0 ogor ul. În România, evaluarea s-a f ăcut cu
ajutorul parcelelor de sc urgere, ca etalon egal cu 1,0 s-a considerat ca fiind
cultura de porumb în monocultur ă. În raport cu aceast ă cultură, protecția
maximă este asigurat ă de pădure și ierburi – 0,001 și respectiv 0,003.
Măsuri și amenajări cu rol de protec ție a solului
Ca și covorul vegetal, acest factor are rolul de control al eroziunii.
Situația cea mai nefavorabil ă, privind protec ția solului, a fost considerat ă o
structură agrară cu proprietate parcelar ă în care lucr ările solului se efectueaz ă
pe direcția liniei de cea mai mare pant ă. Nu se folosesc lucr ări de amenajare
pentru control hidrologic și erozional. Protec ția solului se asigur ă prin lucrări
de conservare a solulu i, sistemul de cultur ă cu rol antierozinal și lucrări de
amenajare. Lucr ările de conservare au drept scop s ă mențină la suprafa ța
terenului resturile vegetale de la cultura precedent ă și să reducă numărul de
lucrări care mărunțesc sau taseaz ă solul – lucr ările minime.
Cercet ările efectuate de Nistor et al. (1998) la Stațiunea CES Perieni
au stabilit c ă prin aplicarea sistemului de lucr ări “zero tillage ” se reduce
eroziunea cu 90% în raport cu sistemul de lucr ări convenționale.
Sistemele de cultur ă cu rol antierozional sunt: orientarea lucr ărilor pe
direcția curbelor de nivel, culturi în fâ șii și culturi cu benzi înierbate.
Lucr ările de amenajare a versan ților sunt: model ări, nivelări – care
previn concentrarea scurgerii și formarea rigolelor. Terasele banchet ă și
terasele în trepte re duc panta pe suprafa ța cultivat ă, canalele de intercep ție a
scurgerii de suprafa ță și cele înclinate asigur ă evacuarea dirijat ă a apei. Un
rol important îl are amenajarea drumurilo r de exploatare orientate pe direc ția
curbelor de nivel.
Calibrarea și validarea modelului ROMSEM
Sursele de date pentru calibrare și validare au fost urm ătoarele:
a) Determin ările cu ajutorul parcelel or de scurgere la Sta țiunile de
Cercetări Perieni – Vaslui, Aldeni – Buz ău, Bilcești – Argeș, Câmpia Turzii –
Cluj și Valea C ălugărească – Prahova, reprezentând condi ții de relief și
pedologice diferit; b) Studiile pedologice și de eroziune efectuate la ICPA;
c) Modelele USLE și RUSLE realizate în SUA;
d) Pluviograme privind ploile toren țiale – INMH.
Sursa principal ă de date, pentru o perioad ă de 30 ani privind
scurgerea și eroziunea la nivelul parcel elor de scurgere în condi ții de relief și
pedolitologice variate și a mai multor solu ții pentru controlul eroziunii
solului, a fost rezultatul cercet ărilor efectuate la Sta țiunea Central ă CES
Perieni – Moțoc, Ioniță, Nistor (1998) , la Aldeni – Ștefan, Ene și Mircea
(1999)
, iar la Bilce ști – Neamțu (1980).
Calibrarea a fost efectuat ă pentru condi ția standard a parcelelor de
scurgere de la Sta țiunea Perieni. S-a considerat ca egale cu unitatea parcelele
de porumb în monocultur ă cel puțin 2-3 ani și nu ogorul curat de buruieni
prin prașile repetate, deoarece o astfel de practic ă nu se întâlne ște în condi ții
de produc ție, într-un num ăr mare de ani pe acela și teren. Pentru erodabilitate
a fost utilizat solul cu textur ă luto-nisipoas ă, sărac în humus prin eroziune
puternică și cu lucrări ale solului efectuate pe direc ția liniei de cea mai mare
pantă, fără lucrări de amenajare. Factorul dimensional este erozivitatea, care
reprezintă raportul între pierderea de sol și agresivitatea pluvial ă și factorul
relief L0,3i1,4, adică la unitatea de relief, în t/ha/an. Men ționăm că valoarea
erozivității obținută pentru parcela standard es te o valoare de calcul. În
realitate, a șa cum am ar ătat anterior, eroziunea în suprafa ță devine
semnificativ ă la valori mai mari de 3% pentru pant ă și de 10m pentru
lungime. Numai pentru valori mai mari decât acestea modelul este
operațional. Agresivitatea pluvial ă standard, egal ă cu unitatea, HI15, este 55.
Rezultatele calibr ării se prezint ă în continuare, astfel:
Agresivitatea pluvial ă
În raport cu harta anterioar ă a erozivit ății (ediția din 1979), se
modifică de aceast ă dată erozivitatea pentru zona 3, devenind 0,160 și
respectiv pentru zona 4, deveni nd 0,180, pe baza r ezultatelo r cercetărilor de
la Stațiunile Aldeni și Bilcești.
În cazul anilor cu o agresivitate pluvial ă foarte mare evaluarea
erozivității se face prin multiplicarea valorilor medii din hart ă cu 2,2.
Relieful
Calibrarea s-a f ăcut pentru lungimea, înclinarea și forma versantului
folosind rezultatele din parcelel e de scurgere, pentru lungime și înclinare cu
unele corec ții pentru lungime, precum și cele din literatura de specialitate
pentru forma versantului.
Lungimea versantului
Efectul lungimii, în t/ha/an, este estimat cu ajutorul unei func ții de
tipul L
m în care m = 0,3 pentru versan ții cu profil drept.
Înclinarea versantului
Efectul înclin ării a fost testat cu ajutorul urm ătoarelor func ții:
– in , în care i este panta terenului, în %, iar n = 1,4;
– in , în care pant a este în func ție de sin , iar n = 1,4;
– 1,36 + 0,97 i + 0,138 i2 , în care i este tg , în %.
În raport cu rezultatul ob ținut cu ajutorul parc elelor de scurgere și a
determinărilor directe pe teren, cele mai bune rezultate s-au ob ținut cu
ajutorul func ției in, în care i este panta terenului, în %, iar n = 1,4. Func ția
care folose ște sin este potrivit ă pentru terenurile cu pante mai mari de 20%,
iar ultima func ție supraestimeaz ă eroziunea, pe pantele mai mari de 20%.
Am considerat c ă cea mai potrivit ă este func ția in, în care i este panta
terenului egal ă cu tg , în %, iar n = 1,4.
Forma versantului
Se vor utiliza coeficien ții de corec ție de 1,2 pentru profilul convex și
0,6 pentru cel concav.
Erodabilitatea
Calibrarea s-a stabilit în func ție de tipul de sol, starea de eroziune și
textura solului – Indicatorul 187, ICPA ( tabelele 2.3, 2.4 și 2.5).
Tabelul 2.3
Criterii pentru încadrarea estimativ ă a solurilor în clase de erodabilitate și valori
pentru coeficientul de erodabilitate ,,S” ( Indicatorul 186 )
Textura
Tip de
sol Eroziune U șoară Medie Grea
N U S L T A
0 1 2 3 4 5 6 7
absentă sau slabă – – 0,9 0,9 0,7 –
SB moderată – – 0,9 0,9 0,8 –
puternică și foarte
puternică – – 1,0 1,0 0,9 –
absentă sau slabă – – 0,8 0,8 0,7 0,6
C2 moderată – – 0,9 0,9 0,7 0,7
puternică și foarte
puternică – – 0,9 0,9 0,9 0,8
CC, C1, absentă sau slabă – – 0,7 0,7 0,6 0,6
CM, BM moderată – – 0,8 0,9 0,8 0,8
puternică și foarte
puternică – – 0,9 1,0 1,0 0,8
absentă sau slabă – – 0,8 0,8 0,7 0,7
CN moderată – – 0,8 0,9 0,8 0,7
puternică și foarte
puternică – – 0,9 1,0 0,9 0,8
RZ, BD, absentă sau slabă – – – 0,9 0,9 0,8
TR moderată – – – 0,9 0,9 0,8
puternică și foarte
puternică – – – 1,0 1,0 0,9
BR, BD, absentă sau slabă – – – 0,9 0,6 1,0
RP moderată – – – 0,9 0,6 0,6
puternică și foarte
puternică – – – 1,0 0,9 0,8
BP, SP, absentă sau slabă – 0,9 0,8 0,9 0,9 –
PG moderată – 0,9 0,8 0,9 0,9 –
puternică și foarte
puternică – 1,0 1,0 1,0 1,0 –
absentă sau slabă – 0,8 – – – –
BO, NO moderată – 0,9 – – – –
puternică și foarte
puternică – 0,9 – – – –
PR, PD, absentă sau slabă 0,9 0,9 – – – –
An, ER
fe, moderată 1,0 0,9 – – – –
ER au puternică și foarte
puternică 1,0 1,0 – – – –
absentă sau slabă 0,8 0,8 0,8 – – –
Hs, Ls moderată 0,8 0,9 0,8 – – –
puternică și foarte
puternică 0,9 0,9 0,9 – – –
absentă sau slabă – – – – 0,8 0,7
Nf, VS moderată – – – – 0,8 0,8
puternică și foarte
puternică – – – – 0,9 0,8
absentă sau slabă – – 1,0 1,0 1,0 1,0
SN moderată – – 1,0 1,0 1,0 1,0
puternică și f. put. – – 1,1 1,1 1,1 1,1
absentă sau slabă 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,7
RS moderată 0,8 0,9 0,9 0,9 0,9 0,8
puternică și foarte
puternică 0,9 0,9 1,0 1,0 1,0 0,8
Er ca,
Er ar foarte puternic ă – – 1,0 1,0 1,0 0,9
Er ro
Er ac foarte puternic ă – – – – 1,1 1,1
Er ti, Er
tz, Er vs, Er pr
Er is, Er
gz excesivă – 1,1 1,1 1,1 1,1 1,1
Er sc
Tabelul 2.4
Diferențierea claselor texturale în func ție de conținutul de argil ă
Clasa textural ă Con ținutul de argil ă (mediu), (%)
N (nisip) 0,3
U (nisip lutos) 0,8
S (lut nisipos) 15
L (lut) 25
T (lut argilos) 40
A (argila) 60
Tabelul 2.5
Semnifica ția simbolurilor folosite la codificarea solurilor
Cod Denumire sol
0 1
SB soluri bălane
C2 cernoziomuri carbonatice
CC cernoziomuri cambice
C1 cernoziomuri argiloiluviale
CM soluri cernozomoide
BM soluri brune eu-mezobaice
CN soluri cenu șii
RZ rendzine
PR pseudorendzine
TR sol roșu (Terra rossa)
BR soluri brune luvice
BD soluri brune argiloiluviale
RP sol brun ro șcat luvic
BR soluri brune luvice
SP luvisoluri albice
PG sol pseudogleic
BO soluri brune acide
NO sol negru acid
BP sol brun feriiluvial (sol brun podzolic)
PD podzol
AN andosol
ER fe erodisol feriiluvial
ER an erodisol andic
HS sol humico – silicotic
LS lăcoviște
NF sol negru clinohidromorf
VS vertisoluri și soluri vertice
SN solonețuri
RS regosol
ER ca erodisol cambic
ER ar erodisol argiloiluvial
ER so erodisol sodic
ER ac erodisol alcalizat
ER ti erodisol tipic
ER rz erodisol rendzinic
Er pr erodisol pseudorendzinic
ER ls erodisol litic
ER vs erodisol vertic
ER gz erodisol gleizat
ER sc erodisol salinizat
Pentru erodabilitate se pot fo losi fie un coeficient de corec ție având
valoarea egal ă cu 2, dac ă anterior unui eveniment pluvial cu agresivitate mare
terenul a fost mobilizat prin lucr ări, fie coeficien ții de corec ție sezonier ă –
Moțoc, Morărescu (2000).
Covorul vegetal
Rezultatul calibr ării se prezint ă în tabelul 2.6 .
Tabelul 2.6
Influența vegetației asupra eroziunii în suprafa ță
Nr.
crt. Folosința pentru culturi Valoarea
factorului
“C”
0 1 2
1 Teren f ără vegetație sau ogor 2,00
2 Porumb în monocultur ă 1,00
3 Porumb în asolament 0,80
4 Cartofi sau sfecl ă 0,60
5 Floarea soarelui 0,50
6 Cereale p ăioase de prim ăvară 0,20
7 Cereale p ăioase de toamn ă 0,14
8 Ierburi perene în primul an 0,20
9 Ierburi perene dup ă al doilea an 0,014
10 Pășuni foarte bine încheiate 0,010
11 Pășuni slab degradate 0,20
12 Pășuni moderat degradate 0,40
13 Pășuni puternic degradate 0,80
14 Planta ții viticole tinere sub 3 ani 0,80
15 Planta ții viticole pe rod 0,70
16 Planta ții pomicole tinere cu întrebuin țarea solului
ca ogor 0,80
17 Planta ții pomicole pe rod cu întrebuin țarea solului 0,60
ca ogor
18 Planta ții pomicole cu intervalele între rânduri
alternativ în țelenite 0,25
19 Fâne țe naturale bine încheiate 0,003
20 Pădure bine încheiat ă și cu litier ă 90 – 100% 0,001
21 Pădure cu acoperire 50% și litieră 75 – 90% 0,004
22 Pădure cu acoperire 30% și litieră 40 – 75% 0,009
Valorile din tabelul 2.6 sunt valabile pentru o calitate medie a
covorului vegetal. În condi țiile unei fertiliz ări și a unor tehnologii
corespunz ătoare capacitatea de protec ție crește cu 20%.
Măsuri și amenajări cu rol de protec ție a solului
Calibrarea s-a f ăcut pe baz ă datelor din literatura de specialitate și a
determinărilor efectuate în condi ții de produc ție. Rezultatele sunt prezentate
în tabelul 2.7 .
Tabelul 2.7
Calibrarea efectului m ăsurilor și amenajărilor cu rol de protec ția solului
Nr.
crt. Măsuri sau lucr ări C.E.S. Valoarea
factorului
CS
1 Culturi în arabil orientate pe linia de cea mai mare
pantă 1,00
pant ă 5 – 10% 0,50
2 Culturi în arabil orientate
pe direcția curbelor de
nivel: pantă 10 – 20% 0,70
pant ă > 20% 0,90
3 Culturi în fâ șii sau cu
benzi înierbate: pantă 10 – 20% 0,35
pant ă > 20% 0,45
4 Terase banchet ă pe arabil 0,15
5 Lucr ări minime ale solului “ zero tillage ” 0,10
6 Terasele în trepte elimin ă eroziunea dac ă
taluzurile sunt bine protejate 0.01
3. Eroziunea în adâncime
3.1 Considera ții generale privind formarea, clasificarea
și evoluția formațiunilor eroziunii în adâncime
Stingerea ravenelor și a torenților a fost și constituie o preocupare
însemnată a speciali știlor în domeniu, îns ă preocupări privind formarea și
evoluția ravenelor sunt mai pu țin avansate în raport cu cele asupra eroziunii
de suprafa ță. Elaborarea unor modele matematice de simulare a evolu ției
ravenelor prezint ă o importan ță mare pentru fundamentarea solu țiilor de
amenajare. Este necesar în acest scop s ă se stabileasc ă în primul rând
influența factorilor care determin ă formarea și evoluția acestor forma țiuni.
În lucr ările publicate de prof. Clinciu a fost stabilit ă legătura între
torențialitatea, desimea și ordinul re țelei hidrografice. Ace ști indicatori
reflectă gradul de concentrare a scurgerii în raport cu suprafa ța de colectare.
Se impune necesitatea extinderii analizei și la nivelul forma țiunilor de
scurgere efemer ă: rigole, oga șe, ravene precum și stabilirea unor al ți
indicatori.
Factori determinan
ți în formarea și evoluția ravenelor
1. Agresivitatea climatic ă
Agresivitatea climatic ă poate să fie privit ă din două puncte de vedere:
zonal și regional sau local.
Agresivitatea climatic ă zonală se poate considera c ă este în func ție de
gradul de ariditate. Es te cunoscut faptul c ă în zonele aride degradarea
terenurilor prin eroziune în adâncime este puternic ă. Indicatorul climatic cel
mai potrivit este dat de raportul P/ETP , în care P reprezint ă precipita țiile
anuale și ETP evapotranspira ția potențială.
Agresivitatea climatic ă regional ă sau local ă. Prima problem ă este
stabilirea sezonului critic în care au loc procese de eroziu ne în adâncime.
După datele din țara noastr ă, sezonul critic cuprinde perioada martie-
septembrie, cu o activitate maxim ă în perioada martie-i unie. Indicatorul cel
mai potrivit este volumul precipita țiilor pe eveniment în 24 ore, pe decade,
luni, sezon sau anual. În cazul ploilo r din 24 ore se poate folosi volumul
precipitațiilor (H) și intensitatea nucleului toren țial cu durata de 30 minute
sau o oră, această durată reprezentând aproximativ timpul de concentrare
pentru ravene, deci HI 30’ sau HI 60’.
O altă problemă care trebuie rezolvat ă este stabilirea pragului critic la
care începe eroziunea în adâncime. Pân ă în prezent nu avem date în leg ătură
cu acest indicator. Dac ă se va rezolva problema, se vor lua în considerare
numai precipita țiile eficace.
Trebuie rezolvat ă și problema precipita ților eficace la topirea z ăpezii
și mai ales când topirea z ăpezii este înso țită de ploi. Se folosesc valori medii
sau curbe de frecven ță pentru anumite durate. Va trebui s ă fie elaborat ă o
raionare a agresivit ății, ca și în cazul eroziunii în suprafa ță.
2. Puterea curen ților concentra ți la punctul de incizie probabil sau
realizat.
(Puterea curentului = Debit unitar panta albiei)
2.1 Debitul unitar = Debitul / L ățimea albiei
2.2 Debit = Suprafa ța de colectare precipita țiile cu
intensitatea corespunz ătoare timpului de concentrare coeficientul de
scurgere.
În cazul unei zone climatice omogene și a unei singure forma țiuni, ca
etalon se poate utiliza în locul debitului suprafa ța de colectare care este
factorul determinant în formarea debitului.
Puterea echivalent ă a curentului = Suprafa ța de colectare / L ățimea
albiei
2.3 Puterea critic ă = Debit critic / L ățimea forma țiunii
Eroziunea în adâncime începe cu formarea rigolelor. În cazul
terenului f ără vegetație și sol mobilizat, debitul cri tic = 0,3-0,6 l/s pentru un
sol cu textur ă medie. Variaz ă cu erodabilitatea și ajunge la suprafa ța critică
de 40-60 m2.
2.4 Panta albiei
– în amonte de punctul de incizie sau prag; – în aval de prag:
– în zona de degradare – în zona de agradare
Puterea se stabile ște pe sectoare omogene privind suprafa ța de
colectare și albie.
2.5 Puterea curentului în cazul sc urgerii dispersate (eroziune
în suprafa ță)
În acest caz se consider ă scurgerea ca uniform ă, deci puterea
echivalent ă a scurgerii = suprafa ța de colectare panta suprafe ței.
La eroziunea în suprafa ță eroziunea se raporteaz ă la unitatea de
suprafață (ha). Determin ările efectuate cu ajutorul parcelelor de scurgere au
stabilit că eroziunea este în func ție de L
0,3 i1,4.
L = lungimea parcelei de scurgere, de regul ă 20-40 m, la care începe
formarea rigolelor în cazul cu lturilor agricole iar produsul Li este în acest caz
puterea curentului.
Este important de stabilit dac ă la scurgerea concentrat ă este liniar ă așa
cum se consider ă în relația menționată.
3. Înălțimea și formarea pragurilor
Din punct de vedere hidraulic în ălțimea pragurilor determin ă
dimensiunile marmitei de la baza pragurilor și formarea curen ților sub form ă
de vârtej care submineaz ă malurile; de asemenea, particip ă la disiparea
energiei cinetice a curentului . Forma pragurilor (în sec țiune orizontal ă) are un
rol foarte mare, intensitatea de subminare a malului este în func ție de gradul
de concavitate al malului. Aceasta ajunge apropiat ă de triunghi și în acest caz
înaintarea vârfului este foarte rapid ă. La forma apropiat ă de orizontal ă ravena
crește în lățime.
4. Erodabilitatea
Rezistența solului la eroziunea prin ap ă este în func ție de propriet ățile
intrinsece ale sedimentelor, de influen ța condițiilor climatice – înghe ț –
dezgheț, umiditate și de interven țiile antropice care modific ă starea fizic ă –
afânare, tasare.
Pentru eroziunea în suprafa ță care afecteaz ă un strat sub țire, se poate
determina direct cu ajutorul infiltrometrului cu pic ături, instala ția de
aspersiune sau în condi ții reale de precipita ții cu ajutorul parcelelor de
scurgere. În cazul eroziunii în adâncime situa ția este mai complicat ă. Se pot
utiliza metode indirecte sau directe. Trebuie avut ă în vedere și erodabilitatea
materialelor care formeaz ă stocul rezultat prin surparea malurilor acestora.
5. Stabilitatea malurilor
Malurile ravenelor constituie sursa principal ă de formare a stocului de
materiale erodabile și determin ă ritmul de evolu ție a suprafe ței ocupate de
ravene.
6. Stocul de sedimente di sponibil pentru transport
Stocul este format din depunerile de la baza malurilo r rezultate prin
surpare, alunec ări și din aluviunile care sunt depus e în albie, în cazul când
puterea curentului scade sub pragul critic. Se poate stabili prin m ăsurători
directe în cazul unei forma țiuni etalon și apoi se pot utiliza func ții de transfer
în raport cu propriet ățile fizice și caracteristicile morfologice. Problema
trebuie studiat ă în continuare deoarece stocul condi ționează eroziunea
efluentă – ieșirea din sistem și stabilitatea malurilor prin instalarea vegeta ției.
În cazul alunec ărilor poate s ă blocheze scurgerea prin albie și să influențeze
negativ stabilitatea malur ilor în anumite cazuri.
7. Vegeta ția
Vegetația este factorul de control al eroziunii și stabilității malurilor.
În controlul eroziunii solului, vegeta ția contribuie prin reducerea puternic ă a
coeficientului de scurgere și ca urmare a debitului și prin creșterea rugozit ății
la reducerea vitezei de scurgere. Are o influen ță mare asupra puterii
curentului. Efectul vegeta ției asupra eroziunii în albie este îns ă discutabil.
Vegetația ierboas ă are în mod indiscutabil un rol pozitiv, iar cea lemnoas ă
poate, prin tulpini, s ă provoace curen ți sub form ă de vârtej și ca urmare
afuieri în albie.
8. Interven țiile antropice
Afânarea solului prin lucr ări agricole, precum și tasarea prin trafic,
favorizeaz ă procesul de eroziune prin rigol e care contribuie la concentrarea
scurgerii și la inițierea eroziunii în adâncime. Compactarea umpluturilor sau
terasamentelor controleaz ă eroziunea.
Distrugerea vegeta ției naturale sau înlocuirea cu plante cultivate mai
puțin protectoare are un impact negativ puternic. Interven țiile antropice cu
caracter ameliorativ – m odelare, nivelare, lucr ări transversale în albie, canale
de evacuare consolidate, canale desc hise de interceptare a scurgerii și
drenurile controleaz ă eroziunea și o stabilizeaz ă.
Modele de prognoz ă a evoluției ravenelor
Factorii care determin ă evoluția ravenelor, în num ăr de opt, se pot
grupa în trei categorii:
– factori care contribuie la declan șarea proceselor de eroziune și de
instabilitate a malurilo r, factori care favorizeaz ă procesele amintite și a treia
categorie, de control.
Reacția sistemului la ac țiunea factorilor men ționați se poate m ăsura
prin următorii indicatori:
– înaintarea vârfului forma țiunii;
– suprafața ocupată de forma țiune;
– volumul de material ex portat în afara suprafe ței de colectare (b.h.);
– depus la schimbarea pantei (baza versantului); – pe versant, în re țeaua permanent ă sau acumul ări.
Evaluarea acestor indicatori prezint ă importan ță practică deoarece cu
ajutorul lor se stabile sc pagubele produse.
Pentru a realiza un model opera țional așa cum a fost realizat în cazul
eroziunii în suprafa ță este nevoie s ă se realizeze o raionare agresivit ății
climatice pentru diferite asigur ări și apoi prin utilizarea sistemului GIS a
influenței celorlal ți factori.
Un nou model de evaluare a intensit ății
procesului de eroziune în adâncime
Intensitatea eroziunii în adâncime exprimat ă prin înaintarea vârfului
ravenei, volumul de material er odat sau turbiditatea se coreleaz ă foarte bine
cu puterea curentului scurgerii concentrate. Dup ă De Ploey , capacitatea de
transport a scurgerii este propor țională cu panta albiei i
a1,25 și debitul unitar
q0,62. Produsul dintre debitul unitar și panta albiei (q x i a) reprezint ă puterea
curentului. Relația este valabil ă pentru eroziunea în rigole.
Dup ă formula ra țională, debitul (în mc/s) este:
Q = 0,167icS, (mc/s)
unde :
i = intensitatea precipita țiilor (în mm/min) pentru durata egal ă cu
timpul de concentrare;
c = coeficient de scurgere;
S = suprafa ța de colectare (ha).
Dac ă se urmărește evaluarea ca medie multianual ă, pentru o zon ă
climatică omogenă, se poate omite factorul precipita ții și rămân coeficientul
de scurgere și suprafa ță. Coeficientul de scur gere se poate estima dup ă
metoda Beasley adaptat ă pentru România. Metoda a fost testat ă de Popescu
N. pentru Valea Seac ă – Bârlad. Dac ă suprafața este uniform ă din punct de
vedere hidrologic, se poate renun ța și la coeficientul de scurgere. R ămâne
suprafața de colectare a scurgerii S (h a). Debitul unitar se raporteaz ă însă la
lățimea albiei de scurgere, în m. Echivalentul debitului unitar ar putea s ă fie
raportul între suprafa ța de colectare și lățimea albiei, deci gradul de
concentrare a suprafe ței de scurgere. Propunem deci, un indicator nou –
gradul de concentrare a scurgerii .
Gradul de concentrare a scurgerii = Suprafa ța de colectare a
scurgerii / l ățimea medie a curentului .
Panta albiei raportat ă la m, se m ăsoară pe tronsoane omogene, la care
corespund și lățimi omogene. Se delimiteaz ă deci, pe planul topografic
tronsoane omogene de pant ă și lățime de albie c ărora le corespund suprafe țe
de formare a scurgerii. Dac ă sunt mai multe tronsoane, suprafe țele rezult ă
prin însumarea din amonte spre aval. Produsul între gradul de concentrare a scurgerii
și pantă reprezint ă
puterea echivalent ă a curentului. În cazul unor suprafe țe neomogene privind
formarea scurgerii pe versan ți, se introduce a doua variabil ă, care este
coeficientul de scurgere. Modelul de evaluare propus este valabil pentru albii omogene ca
erodabilitate și granulometrie. Dac ă acestea difer ă de la o forma țiune la alta,
sau pe traseul acelea și formațiuni, se mai introduc în model înc ă două
variabile. Este bine ca acestea s ă fie, ca și coeficientul de scurgere, tot în
valori relative. Valoarea 1 corespunde pentru erodabilitate maxim ă și
dimensiune minim ă.
Cele patru variabile reprezint ă intrările în model. Ca ie șiri (rezultat al
procesului) se folose ște adâncimea forma țiunii, volumul pe tronsoane sau
viteza de înaintare a vârfului ravenei. În cazul unor m ăsurători succesive,
după un număr mare de ani, rezult ă o medie multianual ă.
Evaluarea intensit ății eroziunii în adâncime și efectul lucr ărilor
transversale de amenajare se poate stabili și prin cercet ări staționare în bazine
hidrografice mici, echipate cu lucr ări de amenajare.
Prezint ă interes ca în studiul eroziunii în adâncime s ă se stabileasc ă și
panta critic ă la care începe depunerea materi alului transportat. Se poate
utiliza în acest caz rela ția propusă de De Ploey pentru eroziunea în rigole:
icr = At0,8 / q0,5
unde:
A – parametru în func ție de diametrul materialului transportat, cre ște
cu diametrul; i
cr – panta critic ă;
t – turbiditatea (g/l);
q – debitul unitar (m2/s).
Prin identificarea sectoarelor de albie cu depuneri se poate stabili puterea critic ă sau puterea echivalent ă la care începe de punerea materialului.
O alt ă problemă cate trebuie rezolvat ă în studiul privind eroziunea în
adâncime este stabilirea put erii critice la care se declan șează eroziunea în
adâncime. În cazul metodei propuse, a puter ii echivalente, care este produsul
între gradul de c oncentrare a suprafe ței și pantă, se stabile ște prin observa ții
la teren acolo unde întâlnim oga șe incipiente, de regul ă pe pârloage.
Oga șele se formeaz ă pe seama unor rigole colectoare care nu sunt
nivelate prin lucr ări agricole.
Cercet ările efectuate în Poligonul pentru studiul form ării rigolelor de
la Perieni, au ar ătat că pentru formarea unei rigole colectoare cu l ățimea de
20 – 30 cm și adâncimea de 5 – 10 cm, pe un teren cu panta de 12%, lucrat ca
ogor, este nevoie de o suprafa ță de colectare de 40 – 60 m2.
În cazul unei culturi de grâu suprafa ța de colectare pentru formarea
unei rigole colectoare este de 120 – 150 m2. Gradul de concentrare a
suprafeței de scurgere = 600 m, iar puterea echivalent ă = 72 m2.
Pe terenuri bine în țelenite, fără intervenții antropice negative, nu se
formează rigole și nici ogașe.
Determin ările au fost efectuate pe un sol cu textur ă lutoasă. Dacă vom
avea în vedere soluri mai coezive, puterea echivalent ă va crește sau va sc ădea
în mod corespunz ător. Determinarea coeziunii se face pe sol saturat la
capacitatea de câmp, cu ajutorul pe netrometrului cu palete, care m ăsoară
forța de forfecare. Pentru erodabilitate se pot utiliza ca orientare valorile
pentru eroziunea în suprafa ță, introducând pentru rocile dure valoarea 0, iar
pentru culturi – tot cele pentru eroziunea în suprafa ță. Pentru terenurile
lucrate și fără vegetație, valoarea erodabilit ății este 2,5.
Lățimea scurgerii concentrate se estimeaz ă ca valoare medie
probabilă în funcție de forma sec țiunii udate. La rigole s-a considerat o
secțiune dreptunghiular ă.
La panta albiei se poate testa puterea 1,0 a șa cum este în ecua ția
puterii curentului, dar și 1,35 ca la eroziunea în suprafa ță sau ca la canale.
Valoarea exponentului se va stabil i mai precis prin calibrarea func ției.
Model de predic ție a inițierii eroziunii în adâncime
(incizie) și a intensit ății de evolu ție
1. Indicator pentru stabilirea sectoarelor probabile de incizie pe v ăi
și talveguri
Ea in = (S col. vers x i vers x C s) / L val x i tal x Erod
Se aleg bazine hidrografice mici cu v ăi sau talveguri de colectare bine
conturateși cu posibilit ăți de delimitare cât mai precise a suprafe țelor de
colectare. Se stabilesc și se trec pe planul de situa ție punctele de incizie, cu
precizie, în cazul forma țiunilor discontinue, și aproximativ în cazul
formațiunilor mai evoluate. Corespunz ător punctelor (sectoarelor) precizate
se măsoară Lval , adică lățimea suprafe ței active la viituri, ital , adică panta
longitudinal ă a sectorului corespunz ător. Se m ăsoară suprafața de colectare,
Scol. vers , situată amonte de sectorul considerat și panta medie a vesantului, ivers
. Se stabile ște clasa de erodabilitate ( Erod ). Valoarea ob ținută se poate
considera prag critic pentru condi ția dată. Cs este coeficientul de scurgere.
Trecerea de la șiroiri la rigole se realizeaz ă prin definirea unei șiroiri
principale care capteaz ă pe cele al ăturate. Când se realizeaz ă o suprafa ță
critică de colecatre, adic ă debitul critic, se formeaz ă o rigol ă. Prin
concentrarea scurgerii are loc o ad ăugare și o creștere în l ățime
corespunz ătoare. Este pragul critic de formare a rigolelor în func ție de debit.
Dacă erodabilitatea materialul ui (solului) este uniform ă pe toată lungimea,
rigola are un traseu aproximativ liniar, o adâncime și o lățime uniform ă. Așa
se întâmpl ă în cazul parcelelor de scurgere cu lungime mic ă. Pe lungimi mari
apar varia ții în ceea ce prive ște erodabilitatea, precum și obstacole care opun
rezistențe. În aceste cazuri are loc o diferen țiere a capacit ății de eroziune în
adâncime, iar hidraulica curentului se schimb ă și se formeaz ă în albie afuieri
mai pronun țate și treptat c ăderi, care amplific ă procesul de turbionare. Acest
proces trebuie aprofundat din punct de vedere hidraulic, pentru scurgere
intermitent ă, pornind de la procesele care au loc în albiile cu scurgere
permanent ă (la pilele de la poduri sau la pragurile de în castrare la radiere).
2. Indicator pentru intensitatea de evolu ție probabil ă
Ea int evol = (S col. vers x i vers x C s) / (L b1 + L b2) x i tal x Erod
Se alege o raven ă sau oga ș într-un bazin hidrografic ca în cazul
anterior. – pentru S
col. vers și ivers se procedeaz ă ca în cazul anterior;
– lungimea activ ă a formațiunii se împarte în sectoare caracteristice dup ă
cum urmeaz ă:
– sector de vârf cu sec țiune aproximativ triunghiular ă și pantă mare sau
în trepte ( Lb1);
– sector cu perete vert ical la vârf, cu l ățime mare la baz ă (Lb2);
– sector de transport și eroziune de mal.
Pentru fiecare sector se m ăsoară lățimea la baz ă și panta talvegului.
– se stabilește adâncimea medie pe sectoare ( h);
– erodabilitatea pe sectoare (erodabilitatea poate s ă fie evaluat ă și după
suprafața activă). Indicatorul se coreleaz ă cu adâncimea ( h) iar
măsurătorile se fac pe etape și se stabilesc valorile medii multianuale;
– la ravenele cu pere te vertical la obâr șie, se realizeaz ă dimensionarea
gropii de afuiere în func ție de înălțimea de c ădere. Se stabile ște creșterea
în lățime a ravenei la vârf ( l2) în funcție de înălțimea de c ădere;
– coeficientul de scurgere Cs se poate înlocui cu num ărul de indexare a
scurgerii stabilit dup ă metoda SCS – SUA;
– (Scol. vers x ivers x C s) este puterea curen ților dispersa ți de pe versan ți (șiroiri
+ rigole);
– raportul ( Scol. vers x i vers x C s) / L este puterea unitar ă a curentului
concentrat pe vale (puterea poten țială), iar acesta înmul țit cu cu panta
longitudinal ă a sectorului corespunz ător, ital, reprezintă puterea efectiv ă a
curentului concentrat în canalul format de eroziu nea în adâncime. Aceasta
este maxim ă în sectorul de vârf și scade cu reducerea pantei spre aval,
putând să ajungă sub puterea critic ă în sectorul depunerii sedimentelor;
– debitul concentrat în sectorul de vârf ac ționează ca un fier ăstrău – dacă
panta este foarte mare iar în cazul c ăderii verticale – ca un sfredel, care
acționează în adâncime și lățime;
Modelul propus are doi parametri de baz ă: puterea unitar ă a
curentului (dispersat pe versant și concentrat pe talveg) și erodabilitatea
materialului supus eroziunii. Nu a fost introdus parametrul climatic
considerând c ă analiza are un caracter local iar temporar multianual. Dac ă
analiza se extinde pe mai multe zone cl imatice sau tipuri de regim hidrologic,
trebuie introdus și parametrul climatic. Acesta ar putea s ă fie HI15’ pentru
suprafețe de colectare mici (oga șe) sau HI30’ în cazul ravenelor, ca valori
anuale sau multianuale. Din punct de vedere practic intereseaz ă ce se
întâmplă anual, pe un ciclu hidrologic multianual (15-20 ani) și la evenimente
extreme, pe 24 – 72 ore.
Având în vedere modelul de estimare a eroziunii în suprafa ță trebuie
testată varianta Svers0,35 și ivers1,40, sau în jurul acestor valori.
Este interesant s ă se încerce o corela re între suprafa ța activă
desfășurată și indicatorul propus. De asemenea s ă se încerce o corelare – în
cazul bazinelor hidrografice cu ravene – cu eroziunea efluent ă calculată după
metoda propus ă de Stănescu (1979).
Modelul propus nu include procesul de surpare a malurilor in cauza
forțelor care ac ționează asupra masivului (for țe interne).
Pe măsură ce se formeaz ă în sectorul de vârf al ravenei un perete
vertical și lățimea la baz ă crește prin subminare lateral ă, puterea curentului
scade chiar la o în ălțime mare de c ădere, deoarece o parte din energia cinetic ă
se disperseaz ă. Dacă și panta în aval de marmita de afuiere scade c ătre 0,
începe sedimentarea albiei, iar înaintarea vârfului se reduce la poten țialul de
surpare. Înaintarea maxim ă se produce în cazul uniri i sectoarelor discontinui
din amonte de vârf și a evolu ției în trepte a vârfului. Este interesant de
analizat condi țiile la limit ă la care o raven ă ajunge în faza de stagnare
îndelungat ă.
3.2 Consideratii privind indicatorii de stare și de risc
privind eroziunea în adâncime
În literatura de specialitate exist ă numeroase preocup ări privind
stabilirea unor indicatori care s ă permită prognoza ritmului de evolu ție a
ravenelor pe o direc ție sau alta. În urma m ăsurătorilor și a prelucr ărilor
statistice dispunem în prezent de urm ătorii indicatori cantitativi:
1. creșterea în lungime sau rata de retragere a capetelor ravenei,
(m/an);
2. creșterea suprafe ței ocupată de ravene, (ha/an);
3. creșterea suprafe ței active desf ășurată a ravenei, (ha/an);
4. creșterea în volum a ravenei, (mc/an);
În România, Moțoc și Vătau (1992), au grupat ace ști indicatori în
următoarele categorii:
1. indicatori de stare sau de stadiu actual al degrad ării;
2. indicatori de impact asupra productivit ății;
3. indicatori de risc pr ivind eroziunea în adâncime.
Dezvoltarea continu ă a formațiunilor de eroziune în adâncime pe cele
3 direcții – în lungime, l ățime și adâncime – are efecte, imediate sau pe termen
îndelungat, și în afara suprafe țelor propriu-zise ocupate de forma țiunile
respective. Aceste efecte pot fi cuantificate, dup ă Moțoc (1992), printr-o serie
de indicatori de stare și indicatori de risc privind vulnerabilitatea bazinelor
hidrografice la ravenare ( impactul raven ării asupra bazinelor
hidrografice ).
3.2.1 Indicatori de stare privind eroziunea în adâncime
Pentru a se aprecia impactul raven ării asupra bazinelor hidrografice
torențiale, Moțoc (1999) a propus urm ătorii indicatori de stare:
1. Starea de afectare a re țelei hidrografice = l
L100 , (%),
unde:
l – lungimea re țelei hidrografice cu scurgere efemer ă sau intermitent ă
care prezint ă eroziune activ ă a albiei sau a malurilor, (m);
L -lungimea total ă a rețelei hirografice din aceea și categorie, (m).
2. Starea de afectare a suprafa ței terenului = s
S100, (%),
unde :
s – suprafa ța ocupată de forma țiunile cu eroziune în adâncime, (ha);
S – suprafa ța totală a terenurilor în pant ă, (ha).
3. Starea de fragmentare a suprafe ței bazinelor hidrografice = L’/S ,
(km/km2).
unde:
L’ – lungimea total ă a ravenei și a ramifica țiilor, (km);
S – suprafa ța totală a terenurilor în pant ă, (km2).
3.2.2 Indicatori de risc priv ind eroziunea în adâncime
Această categorie de indicatori prezint ă o importan ță foarte mare
pentru eroziunea în adâncime și are un caracter complex.
Se consider ă risc natural (geologic, climatic, etc.) probabilitatea ca
un eveniment natural s ă producă pagube omului sau s ă afecteze activit ăți ale
acestuia. În literatura de special itate privind eroziunea hidric ă și alunecările
de teren se folose ște frecvent termenul de risc în detrimentul celui de hazard .
Pentru eroziunea în adâncime sub form ă de ravene se folosesc urm ătorii
indicatori de risc:
– creșterea în lungime , (m/an);
– creșterea în suprafa ță, (ha/an);
– creșterea volumului de sol erodat , (m3/an).
În România, Moțoc (1999), a propus o serie de indicatori de risc
privind eroziunea în adâncime dup ă cum urmeaz ă:
1. Rata de fragmentare a suprafe ței bazinelor hidrografice și de
periclitare a unor obiective situate în amonte prin avansarea vârfului
ravenei :
– se determin ă cu relația
vfrar
SR , (m/an.ha)
unde :
Rar – ritmul anual de avansare a vârfului ravenei, (m/an);
Sr vf. – suprafa ța de recep ție a vârfului, (ha).
Prin avansarea vârfului ravenelor sunt afectate folosin țele, drumurile
de interes local/jude țean/național, căile ferate, conductele, construc țiile civile
și industriale etc.
2. Risc prin cre șterea suprafe ței ravenate :
– se referă la rata pierderii de suprafa ță de teren, în ha/an;
3. Risc în aval prin inundarea și colmatarea suprafe țelor de teren sau a
obiectivelor social-economice amplasate în zona de influen ță:
– se referă la pagubele anuale, evaluate monetar, provocate în aval de
formațiunile de eroziune în adâncime asupra terenurilor și a obiectivelor
social-economice.
3.3 Metode de estimare a eroziunii în adâncime – eroziunea total ă
și efluentă dintr-un bazin hidrografic toren țial mic,
cu folosin țe predominant agricole
Primul studiu sistematic asupra evolu ției actuale a ravenelor din
România a fost efectuat de Moțoc și colab. (1979), în Colinele Tutovei. În
studiul respectiv, prin aplicarea ana lizelor fotogrametrice combinate cu
ridicări topografice clasice, realizate pentru un interval de 16 ani (1960-
1976), au fost determina ți pe trei bazine experimentale urm ătorii parametri cu
semnifica ție important ă pentru dinamica ravenelor, și anume:
– volumul de material erodat, la precipita ții cu diferite asigur ări (2%, 5%,
10%, 20% și 50%);
– eroziunea în adâncime specific ă (m3/ha/an) și ca pondere din rata total ă a
eroziunii, (%);
– rata retragerii ravenelor, (m/an) ;
– producția de sedimente, (t/an);
– dinamica evolu ției forma țiunilor de adâncime în func ție de regimul
precipitațiilor.
Este important de subliniat c ă datele ob ținute de autorii studiului sunt
comparabile cu rezu ltatele altor cercet ători din diferite zone de pe Glob.
Moțoc și colab. (1979), grupeaz ă metodele pentru estimarea
volumului de material solid în dou ă categorii și anume:
1. relații de calcul bazate pe gradul de înc ărcare al scurgerii și pe volumul
de material solid transportat la fiecare ploaie;
2. procedee de estimare ale volumului mediu multianual de material solid
transportat de ravene.
Pentru condi țiile țării noastre sunt stabilite rela ții de calcul pentru
ambele categorii de c ătre următorii autori: pentru prima categorie de rela ții –
Stănescu și colab. (1977), iar pentru a doua categorie de rela ții – Gașpar și
Apostol (1970).
Relația de calcul pentru eroziunea în adâncime, ca medie multianual ă,
stabilită de către Gaspar și Apostol (1970), și folosită frecvent în proiectare,
este de forma:
WWWaa v a a (m3/an)
în care:
Wa este volumul total de aluviuni;
Wav – volumul de aluviuni de pe versant;
Wa aa – volumul de aluviuni din albie.
W ab S q iav ()11
Wb L qaai
i ()22
în care:
a – parametru în func ție de lungimea medie a versantului ( tab. 3.1 );
b – parametru în func ție de lungimea talv egului principal ( tab. 3.2 );
q1 – indice de eroziune în suprafa ță care depinde de categoria de
folosin ță și gradul de eroziune, (m3/ha.an), ( tab. 3.3 );
S – suprafa ța cu o anumit ă folosință și grad de eroziune, (ha);
i1 – panta medie a bazinului hidrografic, (m/m);
L – lungimea activ ă a rețelei hidrografice, (km);
q2 – indice de eroziune în adâncime, (m3/km);
i2 – panta medie a talvegului principal, (m/m);
i – parametru care se ob ține din graficul indicelui de eroziune în
adâncime.
Tabelul 3.1
Valori ale parametrului a
lv (m) 50 100 200 300 400
a 0,7 1,0 1,4 1,7 2,0
Tabelul 3.2
Valori ale parametrului b
Nr. Condi ții Lungime talveg principal, km
crt. 1 5 10 20
1 Versan ți cu profil concav, albia
prezintă coturi numeroase 0,80 0,65 0,57 0,50
2 Versan ți cu profil convex, albia
prezintă coturi pu ține 1,0 0,85 0,77 0,70
3 Situa ții intermediare 0,90 0,75 0,67 0,60
Tabelul 3.3
Valori pentru indicele de eroziune în suprafa ță, q1
Nr.
crt. Categoria de teren și starea de eroziune q1
(m3/ha/an)
1 Pădure cu consisten ța plină, cu litieră, fără eroziune 0,05-0,3
2 Idem., f ără litieră, fâneață sau pășune fără eroziune 0,5-2,0
3 Pădure cu consisten ță sub 0.6, fânea ță, eroziune gradul I, II 1,0-3,0
4 Idem., eroziune gradul III sau IV 3,0-8,0
5 Pășune, eroziune slab ă 1,0-4,0
6 Pășune, eroziune puternic ă 5,0-15,0
7 Pășune, eroziune foarte puternic ă sau excesiv ă cu ogașe și
alunecări 15,0-30,0
8 Teren arabil cu eroziune moderat ă – puternic ă 5,0-10,0
9 Idem., eroziune foarte puternic ă 15,0-40,0
10 Teren neproductiv f ără alunecări 20,0-60,0
11 Teren neproductiv cu alunec ări active 40,0-100,0
Această metodă de calcul – cu aplicabilitate pentru bazinele
hidrografice mici (sub 2.000 ha), par țial împădurite, în care predomin ă
transportul de aluviuni grosiere – cu îmbun ătățirile care i-au fost aduse în
1981 și 1985, poate servi pentru:
– determinarea poten țialului toren țial al bazinelor hidrografice mici;
– dimensionarea capacit ății de reten ție pe care trebuie s ă o asigure
barajele într-un interval de timp dat;
– estimarea eficien ței hidrologice și antierozionale a lucr ărilor proiectate,
înainte și după amenajare.
Testat ă de autori în cazul a 15 bazine-pilot reprezentative,
metoda a condus la re zultate suficient de exacte, comparabile cu cele stabilite
prin măsurători directe în teren.
Pe baza m ăsurătorilor efectuare pe unele ravene din România,
Bâlteanu, (1979) a pus în eviden ță viteze de adâncire a talvegului de 0,10 –
0,40 m în perioadele cu precipita ții intense.
Un interes aparte prezint ă transportul de aluviuni din întregul bazin
hidrografic toren țial, precum și așa-numita ,, efluență aluvionar ă”. Eroziunea
efluentă (efluența aluvionar ă) reprezint ă cantitatea de material solid provenit
din eroziunea total ă, care trece prin sec țiunea de control a bazinului.
Secțiunea de control este amplasat ă de regul ă în partea aval a bazinului
hidrografic considerat.
Un model de prognoz ă a transportul de aluviuni ( producția de
aluviuni ) din bazine hidrografice mici (F<100 km2) a fost elaborat de Ichim
ș.a. (1986). Modelul este axat în mod precump ănitor pe implicarea
elementelor geomorfologice (morfometri ce), pe de o parte pentru faptul c ă
cele mai multe dintre acestea sunt u șor de măsurat sau de determinat în teren
și laborator, iar pe de alt ă parte, pentru faptul c ă factorii geomor fologici sunt
cei care exprim ă rezultatul, în timp lung, al raportului dintre procesul de
eroziune și cel de evacuare a aluviunilor. Modelul elaborat este de tipul
regresiei multiple progresive și este aplicabil bazinelor situate în zona
munților de fli ș și în aria subcarpatic ă a României. Performan țele modelului
au fost puse în eviden ță prin compararea lui cu alte modele propuse pentru
bazine hidrografice mici din țara noastr ă.
În ce prive ște originea și provenien ța aluviunilor, problema trebuie
pusă în contextul definirii sistemului aluviunilor, și anume: ,, sistemul
aluviunilor este un subsistem geomorfologic fluvial în care principalele
intrări sunt factorii de control; transferul și stocajul de depozite sunt
asigurate de triada morfodinamic ă eroziune – transport – sedimentare;
ieșirea din sistem este produc ția de aluviuni, care poate fi considerat ă și
efluența aluviunilor ” (Ichim, 1986 ).
În această concepție, originea aluviunilor trebuie raportat ă la zona de
provenien ță (versanți sau albii, iar în cadrul ace stora – din maluri sau patul
albiei, prin suspensii sau debit târât) și procesele care tranziteaz ă depozitele
în și spre albiile de râu.
Extrapolarea rezultatelor se poate face numai în condi țiile unor bazine
hidrografice mai mici sa u mai mari ca suprafa ță de cel mult dou ă ori decât
bazinul etalon, aflate în condi ții asemănătoare de relief, litologie, sol și
folosințe, cu ajutorul rela ției următoare ( Moțoc, 1975 ):
8,0
mefm efSSE E
unde:
Eef este produc ția de sedimente în bazinul hidrografic interesat;
E efm – producția de sedimente m ăsurate în bazinul hidrografic
etalon;
S – suprafața bazinului hidrografic interesat (km2);
S m – suprafața bazinului hidrografic etalon (km2).
Cercetarea procesului scurgerii de material solid pe versan ți și în
rețeaua de scurgere ridic ă probleme teoretice și practice foarte complexe.
Această activitate științifică se poate realiza în mod ideal pe bazine
hidrografice mici, în care prin metode de cercetare complexe și variate se
poate stabili și evoluția în timp a re țelei hidrografice și a albiilor râurilor
(emisarilor). Varia ția scurgerii aluviunilor și debitul solid (târât și în suspensie),
sunt condi ționate în primul rând de varia ția și mărimea curentului apei
(debitul lichid).
Unele dintre modelele utilizate pentru prognoze în aceste domenii
deduc volumul de aluviuni transp orate pornind de la concentra ția totală a
aluviunilor (în suspensie și târâte) în debitul de viitur ă pe care o înmul țesc
apoi cu volumul viiturilor (Apostol, 1967, 1980, 1985), iar altele (Moțoc,
Stănescu și Taloescu, 1977) combină ambele posibilit ăți. Acestea din urm ă
sunt bazate pe schema general ă utilizată de Serviciul de Conservare a Solului
din S.U.A., dar cuprind și o serie de adapt ări corespunz ătoare condi țiilor din
România.
Astfel, metoda propus ă de Moțoc și colab. (1977), pentru estimarea
eroziunii totale și efluente produse pe bazine hidrografice mici, prezint ă o
proprietate important ă care const ă în faptul c ă permite separarea contribu ției
versanților de cea a re țelei hidrografice la form area eroziunii efluente.
Rela ția de calcul a eroziunii efluente este de forma:
Eefl = E tot * ce (t/ha.an);
în care:
Etot – eroziunea total ă (t/ha.an);
ce – coeficient de efluen ță aluvionar ă (ce <1).
Etot = E sa + E al + E ad + E alte surse
unde:
Esa – eroziunea de suprafa ță actuală, (t/ha.an);
Eal – eroziunea prin alunec ări, (t/ha.an);
Ead – eroziunea în adâncime, (t/ha.an);
Ealte surse – eroziunea din alte surse (localit ăți, maluri de râuri etc.).
Coeficientul de efluen ță aluvionar ă depinde de:
– natura și mărimea sursei de sedimente și distanța față de secțiunea
de control;
– granulometria ma terialului aluvionar;
– panta versantului;
– densitatea re țelei hidrografice.
Din cele de mai sus, rezult ă că eroziunea efluent ă într-un bazin
hidrografic este întotdeauna mai mic ă decât eroziunea total ă, deoarece o parte
din material r ămâne fie pe traseul scurgerii de suprafa ță fie pe al celui de
adâncime.
În majoritatea cercet ărilor efecuate pân ă în prezent se diferen țiază
aportul formelor de eroziune și a categoriilor de folosin țe la formarea
eroziunii totale, considerând c ă raportul se men ține și în cazul eroziunii
efluente. În cercet ările întreprinse pe bazine hirografice mici au fost efectuate
determinări directe pentru a separa aportul eroziunii în suprafa ță de aportul
eroziunii în adâncime la formarea eroziunii efluente.
Astfel, Hadley et al. (1975), citați de Nedelcu-Otl ăcan (1989) , au pus
în evidență participarea ravenelor în procesul de efluen ță aluvionar ă dintr-un
bazin hidrografic mic ( tab. 3.4 ):
Tabelul 3.4
Valorile coeficien ților de efluen ță aluvionar ă în bazine hidrografice mici
(după Hadley et al., 1975) )
Condiția din rețeaua hidrografic ă a bazinelor hidrografice mici,
afluente directe ale re țelei principale Coeficientul
de efluență
Ravene active, f ără vegetație și depuneri 1,0
Ravene fără vegetație, cu depuneri 0,75
Ravene cu vegeta ție instalat ă pe maluri și talveg 0,5
Albii cu eroziune în adâncime, intermitente 0,3 – 0,5
Albii largi, f ără eroziune în adâncime, cu depozite existente 0 – 0,4
Gaspar și Untaru (1979), în cercet ările efectuate pe 5 bazine
hidrografice mici cu caracter toren țial, au stabilit c ă versanții contribuie cu
14,45 – 22,63% la înc ărcarea cu aluviuni a viiturilor, iar re țeaua hidrografic ă
cu 77,37 – 85,55 %.
Ichim (1982), în cercet ările sale privind dimanica evolu ției ravenelor
din Podișul Bîrladului, a stabilit c ă raportul dintre debitul solid și eroziunea
în adâncime este de aproximaiv 0,8.
Moțoc (1984), pe baza datelor statistice elaborate de IGFCOT, a
stabilit influen ța pe care o au categoriile de folosin ță ale terenului la formarea
aluviunilor. Astfel, din to talul de 78,8% cu care te renurile agricole din
România particip ă la formarea aluviunilor, forma țiunilor de eroziune în
adâncime le revin o pondere de aproximativ 29%. Situa ția privind
diferențierea eroziunii în adâncime și a efluen ței aluvionare în diferite zone
din România este prezentat ă în tabelul 3.5 .
Tabelul 3.5
Diferențierea eroziunii în adâncime și a efluen ței aluvionare în România
(după M. Moțoc, 1984 )
Forma de
eroziune Zona natural ă Eroziunea
totală Efluența aluvionar ă
106
tone % 106
tone % Coef.
efluență
Eroziune în
adâncime în
fond agricol Transilvania, centru și
zona de vest 7,80 18,0 2,30 26,3 0,30
Oltenia, Muntenia,
Transilvania-est, Moldova 21,4 27,0 11,1 32,4 0,52
Dobrogea 0,56 20,2 0,34 22,0 0,60
Total România 29,8 23,6 13,8 31,0 0,46
Eroziune în
adâncime și
alunecări în
fond
forestier Transilvania, centru și
zona de vest 1,70 3,9 0,40 4,6 0,24
Oltenia, Muntenia,
Transilvania-est, Moldova 5,0 6,3 2,2 6,4 0,44
Dobrogea 0,15 5,4 0,09 6,0 0,58
Total România 6,8 5,4 2,7 5,9 0,40
4. Amenajarea antierozional ă a versan ților
4.1 Organizarea teritoriului pe folosin țele agricole
4.1.1. Drumuri de exploatare agricol ă
Amplasarea drumurilor tehnologice pe versan ți, atât cele principale
cât și cele secundare, este influen țată în special de folosin ța terenului,
lungimea versantului, gradul de ne uniformitate a reliefului, existen ța
boturilor de deal, a firelor de vale și a altor obstacole naturale – forma țiuni ale
eroziunii în adâncime, debu șee, intravilan etc.- precum și de forma de
propietate asupra terenului. Distanțele dintre drumurile tehnologice secundare sunt
determinate de:
folosința terenului ( tab. 4.1 );
panta și gradul de neuniformitate a versan ților;
lungimea versantului și pericolul eroziunii;
natura lucr ărilor de amenajare din cadrul unit ăților de organizare
respective;
obiectivul care este deservit.
Tabelul 4.1
Distanța recomdat ă între drumurile tehnologice secundare,
în funcție de folosin ța și panta terenului
Folosința terenului Distan ța, în m, pe pante, în (%), de:
<5 5 – 10 10 – 20 20 – 30 >30
Arabil 800 – 500 500 – 400 400 – 300 – –
Pajiști 800 – 600 600 – 500 500 – 400 400 – 300 300 – 250
Livadă clasică 500 – 300 300 – 200 200 – 100 100 – 70 100 – 70
Livadă intensivă 300 – 200 200 – 100 100 – 80 – –
Viță de vie 500 – 400 400 – 300 300 – 100 120 – 100 80
Arbuști fructiferi – – 150 100 80
Elementele constructive ale unui drum tehnologic secundar
Fig. 4.1 Sec țiune transversal ă prin Fig. 5.1.2 Sec țiune transversal ă prin
drum secundar cu platforma orizontal ă drum secundar cu platforma înclinat ă
(P600mm/an) în sens inv ers pantei terenului (P 600mm/an)
unde:
l – lățimea platformei drumului, m;
L – lățimea total ă ampriză drum, m;
hd – înălțimea taluzului debleu (în s ăpătură), în proiec ție pe vertical ă, m;
hr – înălțimea taluzului rambleu (în umplutur ă), în proiec ție pe vertical ă, m;
h = h d + h r reprezint ă înălțimea drumului, m; (în general h d = h r și se noteaz ă
cu y);
m – coeficient de taluz, care are valori diferite în func ție de textura și panta
terenului, astfel: m = 1, pentru terenuri cu textur ă medie;
m = 1.5, pentru terenuri cu textur ă ușoară sau grea.
i
v – panta versantului din zona drumului, %;
ip – panta transversal ă a platformei drumului, %, (în general se consider ă
egală cu 3 5%).
Observație:
Drumurile tehnologice pe terenurile agricole în pant ă se propun în
mai multe variante, care se compar ă între ele din punct de vedere al
următorilor indici tehnici și economici :
Indici tehnici :
lungimea total ă a rețelei de circula ție (în km) și implicit suprafa ța ocupată
de drumuri (în ha);
numărul de subtravers ări necesare pentru evac uarea în aval a apelor
colectate în canalele marginale sau în canalele intersectate de drum;
numărul de lucr ări de art ă necesare asigur ării continuit ății drumului,
(vaduri, pode țe, poduri);
suprafața totală de taluz înierbat ă, m2;
volumul total de terasamente necesar execu ției, m3.
Indici economici :
investiția specific ă la 1km de drum;
investiția specific ă la suprafa ța deservit ă de 1km de drum;
investiția specific ă la 1ha deservit de drum și la 1 ton ă de produse
transportate;
cheltuieli anuale necesare între ținerii și exploatării rețelei de circula ție.
Dimensionarea drumurilo r tehnologice secundare
În vederea determin ării suprafe ței totale de taluz înierbat ă și a
volumului total de terasamente pentru re țeaua de drumuri tehnologice
secundare se parcurg urm ătoarele etape:
pe aliniamentul fiec ărui drum tehnologic longitudinal se delimiteaz ă și
numeroteaz ă sectoarele de drum cu pant ă constant ă a versantului
(realizând profile transver sale prin versant pe un aliniament cu lungimea
de 50 m amonte de drum și 50 m aval de drum);
pentru fiecare sector (tronson) de drum delimitat se determin ă lungimea,
panta versantului, în ălțimea taluzurilor aval și amonte și se stabile ște
valoarea coeficientului de taluz, m.
Pentru calculul înălțimii taluzurilor amonte și aval se folosesc
următoarele rela ții analitice:
vv
r dimilh h12 , m – pentru drumuri secundare cu
platforma orizontal ă;
vp v
r dimiilh h12) ( , m – pentru drumuri secundare cu
platforma înclinat ă în sens invers
pantei versantului .
Notă: valorile iv și ip se introduc în rela țiile de dimensionare
exprimate în m/m.
Pentru determinarea suprafe țelor debleu taluzat ă Stal. sp. și rambleu
înierbată Sîn sp precum și a volumului de terasamente Vt sp, ca valori specifice,
se utilizeaz ă următoarele rela ții de calcul:
Sh m htal sp d d.. 12 , (m2/ml);
Sm hîn sp r.. , (m2/ml);
Vhlhl
ts pdr
..
44 , (m3/ml).
Canalele marginale se dimensioneaz ă hidraulic la debitul colectat de
pe suprafa ța dintre 2 drumuri succesive și la viteza admisibil ă în funcție de
tipul de consolidare ales. Lucrările de art ă (vadurile și podețele) se dimensioneaz ă static și
hidraulic. Se au în vedere sarcinile transmise de vehicule și debitele zonelor
depresionare traversate.
4.2 Măsuri fitoameliorative pe terenurile arabile în pant ă
a) Sistemul de cultur ă în fâșii
Reprezint ă o alternare – pe lungimea lin iei de scurgere – a unor fâ șii
formate din culturi ce ofer ă solului protec ție antierozional ă diferită. Fâșiile,
de lățimi egale, se amplaseaz ă pe direcția general ă a curbelor de nivel și au în
vedere încadrarea culturilor slab prot ectoare între culturi bune protectoare
antierozional. Deoarece acest si stem antierozional de cultur ă nu solicit ă
investiții speciale și nici utilaje sau ma șini deosebite, se poate introduce
relativ ușor pe suprafe țe mari. La stabilirea sistemul ui antierozional va trebui
să se țină seama de panta terenului, rezisten ța solului la eroziune, structura
culturilor și de agresivitatea pluvial ă.
Sistemul antierozional în fâ șii se aplic ă pe pante mai ma ri de 8%, în
zonele cu precipita ții reduse (sub 600 mm/an). Pe ntru ca eficacitatea acestuia
să fie maxim ă se impune dimensionarea și aplicarea lui corect ă în teren.
b) Sistemul de cultur ă cu benzi inierbate
Acest sistem antierozional const ă în realizarea, pe direc ția general ă a
curbelor de nivel, a unor benzi înguste cu l ățimi de 4-6 m, sem ănate cu
ierburi perene bune protectoare pentru sol, care delimiteaz ă fâșiile cultivate
cu plante anuale bune sau slab protectoare antierozional.
Benzile înierbate se infiin țează pe pante de 12–20% și se recomand ă a
fi introduse în majoritate a zonelor pedoclimatice ale țării, îndeosebi în zonele
cu precipi țatii abundente (peste 600 mm/an).
Benzile înierbate sunt îns ămânțate, de regul ă, cu amestecuri
corespunz ătoare de ierburi perene, iar în une le cazuri cu culturi anuale de
borceag, ov ăz, orz, secar ă. Ele au rolul de a dispersa scurgerile de pe versan ți
și de a re ține o parte din suspensiile exis tente în apa care se scurge.
Materialul solid se depune în mare m ăsură la limita din amonte a benzilor,
formând mici platforme. Acestea se extind, cu timpul, ia r agroterasa se
accentueaz ă.
Se recomand ă ca lățimea fâșiilor cultivate s ă se stabileasc ă la o
valoare care s ă permită pierderea unor cantit ăți de sol în limite admisibile.
Totodată trebuie redus ă și lățimea benzilor inierbate, rolul lor rezumându-se
mai ales la filtrarea și dispersarea scurgerilor din amonte
Orientativ, pe baza unor calcule și a determin ărilor din teren, s-au
stabilit urm ătoarele lățimi ale fâ șiilor cultivate, încadrate de benzi înierbate,
(tabelul 4.1).
Tabelul 4.1
Distanța de amplasare a benzilor înierbate
Nr. crt. Panta terenului (%) Latimea fâ șiilor (m)
1 8 – 12 250 – 150
2 12 – 16 150 – 50
3 peste 16 sub 50
Pe solurile rezistente la eroziune, sau când propor ția culturilor
prășitoare este mic ă, se vor utiliza l ățimile maxime, iar în cazul solurilor slab
rezistente la eroziune sau a unei propor ții mari de culturi slab protectoare se
vor utiliza l ățimile minime.
Pentru a-și îndeplini rolul pentru care au fost create, benzile înierbate
se vor înfiin ța numai pe terenuri nivelate. Men ținerea în func țiune a benzilor
se face prin lucr ări agrotehnice (gr ăpat, administrat îngr ășăminte, etc.) și
completarea golurilor.
Dimensionarea l ățimii fâșiilor sau a distan ței dintre benzile inierbate
Dimensionarea l ățimii fâșiilor sau a distan ței dintre benzile înierbate
se poate face, dup ă criteriul vitezei critice de neeroziune sau – cel mai
frecvent în țara noastr ă – după acela al eroziunii medii anuale admisibile.
a) Ca soluții pentru dimensionarea dup ă criteriul vitezei de
neeroziune cităm metodele Kosteakov și Juva-Cablik.
Kosteakov utilizeaz ă pentru calculul distan ței limită de neeroziune
formula:
Lv
mC K Ic2
2
Juva și Cablic recomand ă o formulă asemănătoare:
Lv
aK Ic2
în care:
L – lungimea versantului, în m: (distan ța limită de neeroziune);
vc – viteza limit ă de neeroziune, 0.12–0.15 m/s;
m – parametru privind concentrar ea apei pe versant, având urm ătoarele
valori:
1 – pentru scurgerea dispersat ă; 2 – pentru scurgerea în suvoaie;
Ci;
– coeficient de rugoz itate, cu valori 7 30;
i – panta terenului, în m/m;
K – coeficient de scurgere ;
I – intensitatea precipitatiilor, în m/s;
a – mi.
Utilizarea acestor formule la stabilirea l ățimii fâșiilor dă rezultate
bune dacă prin determin ări la teren, s–au putut st abili valoarile parametrilor
m și , precum și viteza limit ă de neeroziune (vc).
b) La stabilirea l ățimii fâșiilor pe criteriul eroziunii medii anuale
admisibile se face legatura între cantit ătile de sol erodate și factorii care
intervin în procesul de eroziune. Se calculeaz ă distanțele de neeroziune
pentru anumite pierderi ad misibile, stabilite corespunz ător condițiilor de sol
în care se lucreaz ă. Relația de calcul utilizat ă este de forma ( Moțoc, 1979 ):
LE
Ki S C Cadm
as03
15.
.
în care:
L – lățimea fâșiilor cultivate, în m;
Ka – coeficient de agresivitate climatic ă;
i – panta terenului, în %;
S – coeficient de corec ție în func ție de rezisten ța solului la eroziune;
C – coeficient de corec ție în func ție de structura culturilor;
Cs – coeficient de corec ție în func ție de efectul antierozional al
sistemului de cultur ă.
Referitor la coeficientul de corec ție în func ție de structura culturilor, C,
acesta are valori diferite, depinzând de asolamentul practicat. Astfel, mai ales
în funcție de panta terenului și de rezisten ța solului la eroziune, pe terenurile
arabile în pant ă, se recomand ă:
a) 08 09..S și: i v15% 1/3 păioase + 2/3 pr ășitoare
i v15% 1/2 păioase + 1/2 pr ășitoare
b) 09 10..S și: i v15% 1/2 păioase + 1/2 pr ășitoare
i v15% 2/3 păioase + 1/3 pr ășitoare
c) S 1.0 și: i v15% 5/6 păioase + 1/6 pr ășitoare
i v15% asolament de protec ție, format din
1/6 păioase + 5/6 ierburi pere ne, pe care nu se mai
aplică sistemul de cultur ă în fâșii sau benzi înierbate
c) În func ție de rezisten ța solului la eroziune , Stănescu a propus
următoarele formule pentru calculul l ățimii fâșiilor cultivate:
a) log.L=2.22–0.03i v – pe soluri rezistente la eroziune;
b) log.L=2.15–0.03i v – pe soluri mijlociu rezistente la eroziune;
c) log.L=2.05–0.03i v – pe soluri slab rezistente la eroziune.
în care:
L – lățimea fâșiilor, în m;
iv – panta terenului, în %.
d) Distan ța de amplasare a benzilor inierbate, pe terenuri arabile , se
poate stabili și după următoarea rela ție:
DCT I122 8 –0..
în care:
D – distan ța de amplasare a benzilor, în m;
C1 – coeficient cu valorile:
1.90 – pe solurile cu grosimi mai mici de 0.35m, formate pe strat
litologic compact;
2.40 – pe solurile cu grosimi de 0.35–0.60 m, formate pe substrat
litologic afânat;
2.90 – pe solurile cu grosimi mai ma ri de 0.60 m, formate pe material
loessoid;
T – valorile eroziunii admi sibile (4.0 – 7.0 t/ha.an);
I – panta terenului, în %.
4.3 Organizarea antierozional ă a teritoriului
în planta țiile viti – pomicole
În cadrul organiz ării antierozionale a teritori ului se impune rezolvarea
următoarelor obiective:
1) delimitarea unit ăților teritoriale de lucru;
2) trasarea re țelei de circula ție;
3) asigurarea aliment ării cu ap ă pentru aplicarea tratamentelor fito-
sanitare dup ă înființarea planta ției.
Notă:
Deoarece organizarea antierozional ă a teritoriului în planta țiile
pomicole prezint ă unele particularit ăți față de cea din planta țiile viticole, ne
vom ocupa mai întâi de organizarea antierozional ă a teritoriului în
plantațiile viticole, urmând ca în final s ă punctăm micile deosebiri care apar.
1) Delimitarea unit ăților teritoriale de lucru
În cadrul unui trup viticol se delimiteaz ă și se traseaz ă în teren
următoarele unit ăți teritoriale, (fig. 5.2.1):
Tarlaua – ca unitate teritorial ă de lucru, (T 1, T2, … T n);
Parcela – ca unitate teritorial ă de bază.
Descrierea tarlalelor și trasarea limitelor lor
a) Forma tarlalelor :
rectangular ă: dreptunghi, trapez, paralelogram, (p ătrat – în situa ții
rare) – forme impuse de condi țiile de relief, cu laturile lungi
obligatoriu paralele între ele. Se prefer ă formele dreptunghiulare
deoarece faciliteaz ă lucrările de între ținere și exploatare ale
plantației;
b) Orientarea fa ță de direcția curbelor de nivel :
pe terenuri cu panta sub 5% nu sunt restric ții în ce prive ște
orientarea laturilor lungi fa ță de direc ția general ă a curbelor de
nivel; se va avea totu și în vedere criteriul cerin țelor biologice ale
culturii respective (rândurile de vi ță de vie vor fi orientate pe
direcția N-S);
pe terenuri cu panta peste 5% tarl alele vor fi orientate obligatoriu
cu latura lung ă pe direcția general ă a curbelor de nivel, pentru a
răspunde astfel cerin țelor antierozionale; laturile scurte au traseu
perpendicular, oblic sau în serpentin ă față de curbele de nivel (în
funcție de panta versantului).
c) Dimensiunile laturilor tarlalelor
lungimea : 300–1000 m (în medie 400-600m). Aceste dimensiuni
variază în funcție de gradul de fr ământare a reliefului și de
prezența pe versant (pe direc ția general ă a curbelor de nivel) a
unor limite obligate, cum ar fi: ravene de versant, debu șee
artificiale, intravilan etc.
lățimea (latura scurt ă, transversal ă față de direc ția curbelor de
nivel) are dimensiuni d i f e r i t e î n f u n c ție de categoria de pant ă a
versantului, astfel:
Tabelul 4.3.1
Dimensiunile l ățimii tarlalelor în func ție de panta versantului
iv (%) 0 – 5 5 – 10 10 – 20 20 – 25
l max (m) 500 – 400 400 – 300 300 – 150 150 – 100
Trasarea în teren a tarlalelor
La delimitarea și trasarea tarlalelor trebuie respectate urm ătoarele
criterii: 1) geomorfologic: suprafața tarlalelor s ă cuprindă o singur ă categorie de
pantă și o expozi ție cât mai uniform ă;
2) pedologic: tarlaua să fie situată pe un tip genetic de sol, cu un anumit grad
de eroziune în suprafa ță.
Motivul : pentru ca în cadrul fiec ărei tarlale s ă se poată aplica un
sistem unitar de m ăsuri antierozionale.
Fiecare tarla se împarte în subunit ăți teritoriale de lucru (unit ăți
teritoriale de baz ă) numite parcele . În cadrul unei tarlal e pot fi delimitate 3 –
10 parcele, în medie 4 – 6 parcele.
Delimitarea parcelelor
Elementele construc tive ale unei parcele
1) Lungimea parcelei , care corespunde l ățimii tarlalei, și care se
dimensioneaz ă în funcție de categoria de pant ă, în limitele trasate ini țial
pentru tarla;
2) Lățimea parcelei, este situat ă în intervalul 80 – 120m, în medie 100m, ce
corespunde lungimii maxime de rezisten ță a spalierului.
Forma parcelelor
rectangular ă: dreptunghi, p ătrat, trapez – în majoritatea cazurilor, și chiar
de triunghi – în situa ții mai rare. Aceste forme tr iunghiulare sunt admise
numai în situa ții obligate – de condi ții de aliniament, forma țiuni de
eroziune în adâncime, debu șee, drumuri, și de aceea astfel de forme se
amplaseaz ă la capetele tarlalelor.
Trasarea parcelelor
latura scurt ă va fi orientat ă pe direcția general ă a curbelor de nivel, ceea
ce corespunde de fapt cu amplasarea rândurilor de vie;
latura lung ă va fi orientat ă pe linia de cea mai mare pant ă (perpendicular
pe direcția general ă a curbelor de nivel).
2) Trasarea re țelei de circula ție
În cadrul unei amenaj ări viticole, re țeaua de circula ție cuprinde
următoarele elemente:
a) Drumurile principale (D p)
asigură legătura între centrele gospod ărești sau localit ăți și suprafa ța
amenajată.
fac legătura cu drumurile secundare (dru muri de exploatare) din cadrul
amenajării respective.
Criterii de trasare
să aibă un traseu cât mai scurt și să deserveasc ă o suprafa ță cât mai mare;
panta longitudinal ă maximă să fie de 8 (10)%. Pe tronsoanele în care
panta versantului dep ășește 10% drumul principal respectiv se va trasa în
serpentină (drum de pant ă dată).
lățimea platformei s ă fie de 5-6m.
b) Drumurile secundare (D s)
asigură legătura între tarlale și drumurile principale.
Criterii de trasare
să respecte principiile combaterii eroziunii solului;
să asigure accesul cu ma șinile și utilajele agricole la tarlale, parcele,
centrele de produc ție și la drumurile publice;
să evite suprafe țele afectate de alunec ări de teren, pr ăbușiri, surpări,
izvoare de coast ă, microdepresiuni etc;
lățimea platformei s ă fie de 3-4m.
c) Zonele de întoarcere (z.î.)
sunt elemente constructive care se amplaseaz ă la capătul tarlalelor, pe
laturile scurte, deci se traseaz ă pe linia de cea mai mare pant ă;
au lățimea de 6m, se înierbeaz ă și au rolul de a permite întoarcerea
agregatelor la capetele tarlalelor . Zonele de întoarcere se prev ăd
obligatoriu de-a lungul debu șeelor, a forma țiunilor de eroziune în
adâncime, a drumurilor tehnologice principale care constituie limit ă a
tarlalelor, (fig. 5.2.2);
distanța dintre zonele de întoarcere corespunde lungimii tarlalelor.
d) Potecile
delimiteaz ă parcelele între ele, deci corespund laturi lor lungi ale
parcelelor;
au lățimea de 2-4m, sunt înierbate și au rolul de a asigura circula ția cu
piciorul în vedere a transportului produc ției la drumurile tehnologice
secundare și de amplasare a stâlpilor de sus ținere a spalierilor;
în plantațiile înfiin țate pe terase, în zona taluzurilor teraselor, potecile de
acces se execut ă în trepte consolidate.
Observație:
Referitor la trasarea potecilor în cadrul a 2 tarlale consecutive de pe
un versant, (tarlale amonte și aval): pentru a se evita concentrarea scurgerilor,
întotdeauna potecile din aval trebuie s ă aibă o deviere fa ță de cele din amonte
cu 5-6m (fig. 5.2.1 și 5.2.2).
3) Asigurarea aliment ării cu ap ă pentru aplicarea tratamentelor
fitosanitare dup ă înființarea planta ției.
de regulă, sursele de ap ă pentru aplicarea tratamentelor fito-sanitare
necesare planta ției constau în mici acumul ări pe fundul v ăilor, obținute
prin baraje de p ământ cu în ălțimi de max.10m, sau, din mici acumul ări
în zonele depresionare, ob ținute prin captarea izvoarelor de coast ă.
Deosebiri care apar în organizarea antierozional ă a teritoriului în
plantațiile pomicole fa ță de cele viticole
Într-o planta ție pomicol ă care se înfiin țează pe terenurile în pant ă pot
să apară următoarele situa ții în ce prive ște tipul de planta ție:
plantație pomicol ă clasică;
plantație pomicol ă intensivă, susținută pe spalieri.
La planta ția pomicol ă clasică unitățile teritoriale de lucru sunt
aceleași cu unitățile teritoriale de baz ă (tarlaua se confund ă cu parcela), deci
nu mai este necesar ă trasarea potecilor.
La planta ția pomicol ă intensivă, înființată pe spalieri, organizarea
antierozional ă a teritoriului se realizeaz ă identic ca în cazul planta ției viticole,
deci apare parcela ca unitate teritorial ă de bază.
Deosebiri în ce prive ște organizarea antierozional ă a teritoriului în
plantațiile pomicole fa ță de cele viticole apar și în privin ța dimensiunilor
laturilor scurte ale tarlalelor, deci a distan ței dintre drumurile tehnologice
secundare (tab. 4.3.2).
Tabelul 4.3.2
Distanța între drumurile tehnologice secundare
în funcție de folosin ța și panta terenului
Folosința
terenului Distanța (metri) pe pante de (%)
<5 5 – 10 10 – 20 20 – 30 >30
Livadă clasică 500 – 300 300 – 200 200 – 100 100 – 70 100 – 70
Livadă intensivă 300 – 200 200 – 100 100 – 80 – –
Arbuști fructiferi – – 150 100 80
4.4 Terasarea versan ților pentru înfiin țarea planta țiilor viti-pomicole
În cadrul amenaj ării versan ților sub aspect antierozional și a luării în
cultură a acestora, o m ăsură de bază pe terenurile cu pante mai mari decât
15% o constituie executarea teraselor. Terasele permit realizarea mecanizat ă
a lucrărilor agricole, pe categoriile de folosin ță de pe suprafa ța amenajat ă.
Terasarea reprezint ă modelarea în trepte succesive a unui versant,
operațiune care implic ă mișcări de terasamente.
Prin dimensionarea teraselor se rezolv ă următoarele obiective:
obținerea elementelor constructive ale un ei terase, care se transpun apoi
pe teren;
calculul investi ției necesare pentru execu ția teraselor.
Elementele constructive ale unei terase
Fig. 4.4.1 Teras ă cu platforma orizontal ă Fig. 4.4.2 Teras ă cu platforma
(P600 mm/an) înclinat ă în sensul pantei
versantului (P 600 mm/an)
Lp – lățimea platformei terasei (suprafa ța efectiv cultivat ă), în
proiecție în plan orizontal, în m;
h – î nălțimea taluzului terasei (rambleu + debleu), în proiec ție în
plan vertical în m;
H – înălțimea terasei, în m;
a – proiec ția taluzului terasei, a = mh, în m;
m – coeficientul de taluz (se recomand ă m=1, pentru terenuri cu
textură medie și m=1.5 pentru terenuri cu textur ă ușoară sau grea);
Lt – lățimea terasei, Lt = L p + mh , în m;
ip – panta transversal ă a platformei terasei, ip = tg , (în relațiile de
dimensionare ip se introduce exprimat ă la unitate, m/m).
ip = 3 12%, ( ip = 3 8%, pentru iv 20% și ip = 8 12%,
pentru iv 20%)
Dimensionarea elementelor teraselor
1. Se calculeaz ă lățimea platformei terasei:
I) – pe baza condi țiilor geotehnice de stabilitate (impunând în ălțimea maxim ă
a taluzului terasei de 2.0m) și folosind rela ții analitice:
a)
vv
piim hL1
.max , pentru terase cu platforma orizontal ă, m;
b)
p vv
piiim hL1
max , pentru terase cu platforma înclinat ă în sensul
pantei, m.
II) – pe baza condi țiilor impuse de hor ticultori, în func ție de specie și tipul de
plantație:
yxd n Lp 1 , în care:
n – num ărul de rânduri de vi ță de vie sau pomi fructiferi;
d – distan ța dintre dou ă rânduri succesive, în m;
x – distan ța de la piciorul taluzului de bleu la primul rând, în m;
y – distan ța de la ultimul rând la cap ătul platformei, în m;
De regul ă sunt recomandate urm ătoarele valori pentru d, x și y:
d = 2m și x y = 1.6m, pentru planta ții viticole;
d = 3 5m și x y = 2.5m, pentru planta ții pomicole, în
funcție de specie și de tipul de planta ție;
Prin încerc ări succesive se determin ă numărul de rânduri n, care
trebuie să fie un num ăr întreg, astfel încât l ățimea platformei terasei s ă fie
aproximativ egal ă în cele dou ă cazuri I și II. Pot s ă apară două situații și
anume:
lățimea platformei terasei este egal ă în cele dou ă cazuri I și II; rezult ă că
înălțimea de execu ție a taluzului terasei este chiar în ălțimea maxim ă,
impusă, de 2.0m;
lățimea platformei terasei este diferit ă î n c e l e d o u ă cazuri; rezult ă
necesitatea calcul ării înălțimii taluzului terasei.
2. Se calculeaz ă înălțimea taluzului terasei:
a) hLp i
miv
v
1 , pentru terase cu platforma orizontal ă, m;
b) hLp i i
mivp
v
()
1 , pentru terase cu platforma înclinat ă în sensul
pantei, m;
3. Se calculeaz ă lățimea terasei, Lt:
Lt = L p + mh , (m)
4. Se calculeaz ă numărul de terase ce se execut ă pe o tarla sau un versant, N:
NL
Lv
t , în care:
Lv – lungimea versantului sau l ățimea tarlalei ob ținută la organizarea
teritoriului, m; L
t – lățimea terasei, în m.
5. Se calculeaz ă lungimea total ă a teraselor dintr-o tarl a sau de pe un versant,
L tot. terase , în m:
L tot. terase = L tarla N
L tarla – lungimea tarlalei ob ținută la organizarea te ritoriului, în m.
6. Se calculeaz ă volumul de terasamente (volumul de s ăpătură care este egal
cu cel de umplutur ă), în m3:
a) VLhLsp
tot terase 8. , pentru terase cu platforma orizontal ă, m3 sau
mii m3;
b) terasetot pp
s LimhLV. 18 , pentru terase cu platforma
înclinată în sensul pantei, m3 sau mii m3.
7. Se calculeaz ă suprafața de taluz înierbat ă, în m2:
Sî = h 12mLtot terase.
8. Se calculeaz ă suprafața de nivelat, în m2:
S LLniv p tot
9. Se determin ă coeficientul de utilizare a suprafe ței versantului, (coeficientul
de eficien ță a amenaj ării), cef :
cS
SS
SL
Lefcultivată
tarlaL
Lp
tp
t , unde:
SLp – suprafa ța corespunz ătoare platformelor teraselor;
SLt – suprafa ța ocupată de terase, corespunz ătoare lățimii totale a
acestora.
În general cef 0.7 0.8(0.9), în func ție de m ărimea pantei
versantului și a pantei platformei. Pe m ăsură ce panta terenului cre ște,
coeficientul de eficien ță a amenaj ării se reduce datorit ă faptului c ă suprafața
ocupată de taluzuri se m ărește. În acest sens este elocvent exemplul urm ător:
– la o pant ă a versantului de 24% se scoate din circuitul agri col un sfert din
suprafața versantului respectiv, prin suprafa ța totală ocupată de taluzurile
teraselor, deci necultivat ă. De aceea, se recomand ă ca limita maxim ă a pantei
versanților, care urmeaz ă a fi amenaja ți pentru înfiin țarea planta țiilor pomi-
viticole pe terase, s ă fie de 25%
4.5 Regularizarea scurgerilor pe versan ți -proiectarea debu șeelor
Elementele constructive ale unui debu șeu
b – lățimea la fund a
debușeului, m;
B – l ățimea la
suprafață a
debușeului,
(deschiderea) m; h
a – adâncimea apei
în debușeu, m;
h – adâncimea total ă a
debușeului, m;
h s – î nălțimea de
siguranță a
debușeului (garda),
m; m – coeficient de
taluz (m = 1
4)
Problema dimension ării debușeelor implic ă în prealabil analiza unor
anumite concepte ce se impun pentru buna func ționare a acestora și anume:
debușeul respectiv s ă transporte un debit cât mai mare;
viteza apei prin sec țiunea debu șeului trebuie astfel aleas ă astfel încât s ă se
evite 2 pericole de baz ă:
degradarea debu șeului prin eroziune, în zonele cu pant ă mare;
evitarea proceselor de colmatare, în zonele cu pant ă redusă.
lucrările de consolidare a debu șeului să fie cât mai reduse;
alegerea modului de consolidare a debu șeului trebuie s ă se facă avându-se
în vedere posibilit ățile locale.
Fig. 4.5.1 Sec țiune transversal ă printr-un debu șeu
Pornindu-se de la acest ultim crit eriu, sunt posibile 3 variante de
consolidare: 1)
– consolidare biologic ă (prin înierbare sau cu brazde de iarb ă), ceea ce
implică viteze admisibile de max. 2m/s. Se recomand ă pe terenuri cu panta
sub12%;
2) – consolidare mecanic ă (prin betonare, dalare sau cu pereu de piatr ă), se
impune în special când debu șeul respectiv trebuie s ă intre cât mai repede
în funcțiune, când panta tere nului este mare și se condi ționează viteze mari
ale apei (pân ă la max. 5m/s);
3) – consolidare mixt ă.
Etape în dimensionarea debu șeelor
Faza I: Dimensionarea el ementelor constructive
1) Se determin ă debitul maxim de evacuat:
Qmax. p% = 0.167 · k · I · S ,
unde:
Qmax. – debitul maxim cu aceea și asigurare ca aceea a ploii de
calcul, (m3/s);
k – coeficientul de scurgere;
I – intensitatea medie a ploii de calcul cu probabilitatea de
depășire (p%), corespunz ătoare timpului de concentrare, (mm/min);
S – suprafa ța de colectare (ha).
Referitor la asigurarea de calcul, deoarece debu șeele sunt lucr ări cu
funcțiune intermitent ă și datorită faptului c ă se află pe suprafe țe agricole și nu
vizează obiective speciale, pentru a se reduce sec țiunea de scurgere se
recomand ă încadrarea în clasa a IV-a de importan ță și deci o asigurare de
calcul de 20%.
2) Se stabile ște viteza admisibil ă a apei pe sec țiunea debu șeului, anume de
max 2m/s, pentru consolidare biologic ă, și, de max 4(5) m/s, pentru
consolidare mecanic ă.
3) Se stabile ște secțiunea necesar ă de curgere (sec țiunea muiat ă):
Q
vadm , (m2)
Observație: în situația debușeelor de lungimi mari se recomand ă ca
dimensionarea elementelor constructive s ă se facă pe tronsoane de 200 m
lungime, ceea ce implic ă și stabilirea debitelor de evacuat tot pe tronsoane de
aceleași lungimi.
4) Se dimensioneaz ă elementele constructive ale debu șeului b și h în funcție
de (prin metoda taton ării sau metoda grafo-analitic ă):
hb m haa() , (m2) b și ha
Analiză referitoare la stabilirea lui b și h:
se prefer ă viteze reduse ale apei pe sec țiunea debu șeului, respectiv
adâncimi mici ale apei, pentru a se ob ține lucrări mai pu țin costisitoare
din punct de vedere al consolid ării și respectiv a reducerii pantei fundului
debușeului;
la stabilirea lui b pentru debu șee naturale, ca element prealabil de
referință se are în vedere l ățimea fundului microdepresiunii respective și
de asemenea panta fundului microdepr esiunii. Adâncimea apei trebuie s ă
fie de 0.3 – 0.5 m, ca urmare se im pun taluzuri dulci (m = 2 , 3 , 4) și b
0.5 4.0m. Aceste debu șee cu lățimi mari și adâncimi mici reduc
greutatea consolid ării însă măresc suprafa ța ocupată, de aceea în afar ă de
criteriul hidraulic pentru b și ha – care se analizeaz ă în mai multe variante
– se are în vedere și criteriul economic.
Faza II: Verificarea vitezei apei care se scurge prin sec țiunea
debușeului în func ție de elementele constructive stabilite, b și h, și stabilirea
măsurilor de reducere a vitezei
Pentru calculul vitezei se utilizeaz ă formula lui Chezy, pentru un
curent limpede, care are expresia:
vCRI , (m/s)
în care:
C – coeficientul de vitez ă (Chezy )
CnRy1 , după Pavlovski;
CnR116/ , după Manning;
CR
R
87
, după Bazin
R =
P – raza hidraulic ă, în m;- se calculeaz ă în
funcție de elementele b și h rezultate din calcul;
– secțiunea muiat ă, în m2; hb m haa() , (m2),
pentru sec țiune trapezoidal ă;
P- perimetrul muiat, în m, Pb h ma 212 , (m),
pentru sec țiune trapezoidal ă;
n, – coeficien ți de rugozitate, dup ă Manning
I – panta hidraulic ă, în m/m, (se aproximeaz ă ca fiind
panta fundului albiei).
Tabelul
Valorile coeficientului de rugozitate ,, ” din formula lui Bazin
Nr. crt Natura pere ților
1 Pere ți foarte netezi (beton sclivisit, scânduri foarte bine încheiate și
geluite, căptușeală cu tablă nouă etc.) 0.06
2 Pere ți netezi (zid ărie de piatr ă de talie, beton tencuit simplu, scânduri
brute etc.) 0.16
3 Pere ți puțin netezi (zid ărie de moloane sau de c ărămizi puse pe lat și 0.46
bine încheiate, zid ărie de piatr ă brută etc.)
4 Pere ți de pământ bine netezi ți sau acoperi ți cu pereuri etc. 0.85
5 Canale cu pere ți de pământ în condi ții ordinare (cum ar fi canalele
marginale la drumuri, f ără ierburi etc.) 1.30
6 Canale având fundul și taluzurile cu rugozitate foarte mare (fund de
bolovani, pere ți cu iarbă, pereți tăiați în stâncă fără a fi netezi ți etc.) 1.75
Condiția care trebuie îndeplinit ă: vvadm
În situația în care vvadm există pericolul eroziunii și atunci se impun
măsuri de reducere a vitezei de curgere, care pot fi:
mărirea rugozit ății pe secțiunea debu șeului;
redimensionarea elementelor constructive prin m ărirea lui b, și
deci reducerea lui h;
reducerea pantei ini țiale a debu șeului;
modificarea tipului de consolidare.
În cadrul acestor 4 condi ții se va alege solu ția cea mai economic ă, iar
ca soluție general ă se vor executa lucr ări de compensare a pantei debu șeului
(căderi).
Pentru calcularea pantei de compensa ție în func ție de num ărul de
căderi, se impune urm ătoarea succesiune a etapelor:
a) se stabile ște panta admisibil ă a debușeului, Iadm., în func ție de viteza
admisibilă aleasă:
vC R Iadm adm.. Iv
CRadmadm
..2
2 , (m/m)
b) se stabilește înălțimea căderilor, hc :
Criterii de alegere : – se recomand ă ca înălțimea unei c ăderi să fie cât
mai redus ă pentru a se reduce sec țiunea debu șeului și deci implicit volumul
de terasamente.
hc = 0.3 1.0m , optim hc = 0.5 0.8m
c) se calculeaz ă numărul de căderi, Nc , necesare pentru compensarea pantei
debușeului:
NLII
hcdt d
c() ,
unde:
Ld – lungimea debu șeului, respectiv a tronsonului de debu șeu în
cazul dimension ării pe tronsoane, în m;
It – panta ini țială a terenului, în m/m;
Id – panta admisibil ă a fundului debu șeului, în m/m;
hc – înălțimea căderii, în m.
În situa ția în care hc = const. pe tot aliniamentul debu șeului (tronson
de debușeu) vor rezulta distan țe constante între c ăderi.
În situa ția în care condi țiile din teren impun modificarea în ălțimii
căderilor distan ța dintre dou ă căderi succesive, L, se determin ă astfel:
Lh
IIi
td , unde hi este înălțimea căderii alese.
d) se reprezint ă grafic amplasarea c ăderilor pe profilul longitudinal al
debușeului.
Observație: Referitor la c ăderi, pentru buna func ționare a lor se impune
consolidare acestora atât
în amonte de accesul apei (biologic sau mecanic – de preferat), cât și
în aval – prin realizar ea unui disipator de ener gie, pentru care i se
calculează lungimea cu rela țiile:
1) 0 0 . 83.0 2.3 H hH Lc disip
unde:
Hhv
g02
2 sarcina hidraulic ă, și se calculeaz ă
când v1m/s, m;
h – adâncimea apei în debu șeu, m;
hc – înălțimea căderii, m.
2) 0 0 . 24.0 64.1 H YH Lp disip
unde:
hc – înălțimea căderii, m.
Se alege valoarea cea mai mare a lungimii disipatorului ob ținută prin
aplicarea celor 2 rela ții de calcul.
5. Amenajarea ravenelor
Necesitatea amenaj ării bazinelor hidrografice toren țiale rezult ă direct
din pericolul pe care îl prezint ă și pagubele mari pe care le produc procesele
torențiale și de degradare a terenului. Procesele toren țiale pot aduce mari
perturbații în activitatea și viața oamenilor, mergând uneori pân ă la
producerea de victime omene ști. Odată declanșate, aceste procese se
accelereaz ă în timp și, concomitent, cresc dificult ățile și costul de combatere
a lor. De aceea, cu cât se ac ționează mai rapid, de prefer at pentru prevenirea
lor, cu atât combaterea este mai u șoară, mai eficient ă și mai ieftin ă.
În situația actuală din România, asupra sectorului de combatere a
eroziunii solului planeaz ă încă de mai mult ă vreme o întrebare fireasc ă, care
evident, ar trebui s ă primeasc ă un răspuns. Amenaj ările antierozionale vor fi
abandonate, men ținute în situa ția actuală sau vor fi reabilitate?
Despre abandonare – evident – nici nu poate fi vorba, de și acest aspect
se manifest ă pregnant în teren; men ținerea amenaj
ărilor în situa ția actuală,
fără o întreținere, exploatare și consolidare corespunz ătoare, nu reprezint ă o
soluție bună (consolidarea lucr ărilor este în prezent o problem ă aproape total
neglijată); rămâne prin urmare, ca cea mai bun ă soluție, reabilitarea acestor
amenajări.
Cu referire direct ă la amenajarea ravenelor, trebuie men ționat aici
costul destul de ridicat și faptul că populația rurală și administra ția locală nu
pot să suporte astfel de amenaj ări. Bugetul statului este de asemenea redus și
sunt alte priorit ăți, și de aceea se vor realiza în viitor amenaj ări antierozionale
numai în cazuri cu totul speciale, bine justificate. Aceste amenaj ări ar trebui
să beneficieze și de un sistem de supraveghere bine organizat, integrat pe cât
posibil în re țeaua națională de monitoring a factorilor de mediu.
Aspecte privind efectuarea studiilor și proiectarea
de lucrări noi pentru amenajarea ravenelor
La proiectarea unor lucr ări noi de amenajare complex ă antierozional ă,
trebuie să se acorde aten ție mai ales studiului de impact, deoarece pe baza
acestuia se stabilesc priorit ățile și soluțiile de amenajare.
Obiectivele studiului de impact se refer ă la:
– teritorii comunale sau grupe de localit ăți slab dezvoltate din cauza
proceselor de degrad are prin eroziune și care solicit ă sprijin pe plan
național sau interna țional;
– localități cu risc mare de inundabilitate care au suferit pagube din aceast ă
cauză;
– lucrări hidrotehnice, în special lacuri de acumulare;
– căi de comunica ții, autostr ăzi și căi ferate.
Studiul general de impact trebuie s ă aibă în vedere toate procesele de
eroziune dintr-un bazi n hidrografic toren țial. Astfel, M. Moțoc și Gh. Mihaiu
(2000), propun s ă se foloseasc ă următorii indicatori, separat pentru fiecare tip
de procese de degradare
Pentru eroziunea în adâncime obi ectul studiului îl constituie re țeaua
hidrografic ă și bazinul de recep ție. Pe baza studiilor efectuate pe teren se
stabilesc tipurile de ravene: –
ravene care se dezvolt ă pe soluri sau roci cu textura medie sau u șoară,
omogene-uscate;
– ravene care se dezvolt ă pe soluri sau roci argiloase sau argilo-lutoase;
– ravene pe roci alternante de marne și luturi;
– ravene asociate cu alunec ări.
Evaluarea impactului procesului de ravenare se face pe baza
următorilor indicatori:
Indicatori fizici:
Ritmul dezvolt ării ravenei
– creșterea în lungime;
– creșterea suprafe ței ocupată de ravene;
– estimarea volumului de sedimente erodat și transportat.
Indicatori socio-economici:
Estimarea monetar ă a pagubelor:
– pagube privind pierderea suprafe ței;
– pagube privind efectuarea lucr ărilor agricole: randamentul ma șinilor;
– pagube rezultate prin înaintarea vârfului ravenei și afectarea a șezărilor
rurale, a c ăilor de comunica ție, a construc țiilor hidrotehnice etc.;
– pagube produse în aval prin colmatarea acumul ărilor, inunda ții etc.
Pagube asupra mediului înconjur ător:
– estimări calitative privind secar ea izvoarelor în zona afectat ă;
– afectarea peisajului. Se folosesc met ode calitative de comparare cu situa ția
anterioară.
Pagube care privesc calitatea vie ții:
– afectarea patrimoniului cultural. Se compar ă cu situația anterioar ă;
– influența asupra s ănătății locuitorilor prin poluarea surselor de ap ă
potabilă.
Pagubele din aceast ă categorie sunt foarte diverse și se identific ă prin
anchete locale. Referitor la toren ți, se vor folosi instruc țiunile de proiectare privind
stabilirea riscului de toren țialitate.
Alegerea solu țiilor de amenajare
Alegerea solu țiilor de amenajare, amplasarea și dimensionarea
lucrărilor este o problem ă complex ă. În continuare vom prezenta câteva
dintre criteriile mai importante ce trebuie avute în vedere ( Moțoc și Mihaiu,
2000 ):
– tipul de raven ă și stadiul ei de evolu ție;
– materialele locale disponibile ce pot s ă fie aprovizionate la pre țuri
convenabile;
– accesibilitatea la lucr ări a utilajelor de execu ție și a mijloacelor de
transport;
– condiții de stabilitate a lucr ărilor rigide și de instalare a vegeta ției;
– posibilitățile de amenajare a versan ților;
– atitudinea locuitorilor privind protejarea amenaj ărilor;
– importanța obiectivelor ap ărate;
– eficiența hidrologic ă și economic ă a lucrărilor.
Priorități în alegerea solu țiilor de amenajare:
– înlăturarea cauzelor care au determinat formarea ravenei, în special
înaintarea vârfului ravenei;
– folosirea vegeta ției ca mijloc permanent și definitiv de control;
– întreținerea, protec ția și paza lucr ărilor, mai ales pân ă la instalarea
definitivă a vegetației;
– trecerea unor suprafe țe afectate de eroziunea în adâncime în regim special
de pază și protecție, înainte de efectuarea unor amenaj ări costisitoare.
Aspecte privind reabilitarea lucr ărilor existente
de amenajare a ravenelor
Apărarea localit ăților, a c ăilor de comunica ție și a lucr ărilor
hidrotehnice de distrugerile inunda țiilor provocate de viiturile din bazinele
hidrografice cu procese active de ravenare, constituie o problem ă de interes
național. În România exist ă un număr mare de ravene amenajate, mai ales în
bazinele hidrografice ale l acurilor de acumulare, îns ă modul de func ționare a
acestor amenaj ări nu constituie în prezent o preocupare deosebit ă din partea
celor în drept. Prin urmare, se impune elaborarea urgent ă a unei strategii
privind reabilitarea amenaj ărilor de ravene prin real izarea unui studiu special,
așa cum s-a procedat pentru iriga ții.
În ce prive ște prioritățile privind lucr ările de reabilitare, acestea se vor
stabili în func ție de urm ătoarele elemente ( Moțoc și Mihaiu, 2000 ):
– importanța obiectivelor ap ărate;
– eficiența hidrologic ă și antierozional ă;
– costul estimat și eficiența economic ă.
Pentru o selec ție cât mai corect ă a soluțiilor de reabilitare a amenaj ării
ravenelor, se recomand ă să se țină cont de urm ătoarele aspecte:
1) Diferențierea solu țiilor în func ție de deterior ări:
– degradarea lucr ărilor de amenajare a versan ților;
– distrugerea vegeta ției de protec ție;
– alunecări sau surp ări de maluri;
– afuieri laterale ale barajelor;
– alunecarea sau r ăsturnarea barajelor;
– degradări în corpul lucr ărilor transversale.
– afuieri în aval de di sipatorul de energie;
– blocarea disipatorului cu resturi vegetale și sedimente;
– degradarea disipatorului;
2) Stabilirea unor scenarii privind solu țiile posibile și optimizarea
acestora în func ție de priorit ățile menționate anterior:
– amplasarea lucr ărilor transversale de completare și dimensionarea
acestora;
– lucrări de repara ții la amenaj ările de pe versan ți și eventual
completări;
– înființarea planta țiilor de protec ție și completarea celor existente;
– eficiența economic ă și stabilirea surselor de finan țare.
Reabilitarea lucr ărilor de amenajare trebuie s ă fie realizat ă în
următoarele etape:
– întocmirea unei liste a bazinelor hidrografice cu lucr ări de
amenajare, dup ă datele din arhivele ICAS și ISPIF;
– inventarierea lucr ărilor pe bazine hidr ografice, stabilirea
priorităților și elaborarea proiectelor de execu ție.
Într-o prim ă etapă este recomandabil s ă se înceap ă cu realizarea unor
unități etalon, pe bazine hidrog rafice mici afectate de procese de eroziune în
adâncime. Pentru aceste unit ăți se întocmesc separat documenta ții privind
controlul eroziunii în suprafa ță precum și pentru reconstruc ția ecologic ă a
terenurilor degradate.
Clasificarea m ăsurilor și a lucrărilor de combatere
a eroziunii în adâncime
Stabilirea corespunz ătoare a m ăsurilor și a lucr ărilor pentru
amenajarea forma țiunilor eroziunii în adâncime se face diferen țiat în func ție
de o serie de criterii, printre care pot fi enumerate:
poziția forma țiunii eroziunii în adâncime în raport cu re țeaua
hidrografic ă;
configura ția terenului în apropierea forma țiunii ce urmeaz ă să fie
amenajată (configura ția versanților limitrofi);
categoriile de folosin ță actuale și de perspectiv ă ale terenului în care
s-au format și evolueaz ă formațiunile respective;
stadiul de evolu ție a forma țiunii: lungimea zonelor active si propor ția
reprezentat ă de acestea din lungimea total ă;
caracteristicile forma țiunilor de adâncime:
– pante ale talvegului;
– în ălțimea si desimea treptelor naturale;
– adâncimea sec țiunilor transversale.
condiții litologice si hidrogeologice în zona malurilor (prezen ța sau
absența proceselor de mal);
caracteristicile hidrau lice ale curgerii:
– debitul lichid;
– viteza de curgere în albie; – viteza critic ă de antrenare.
granulometria materialului transportat;
prezența sau absen ța unui debit permanent;
condiții climatice de instalare a vegeta ției;
materiale de construc ție existente în zon ă;
condiții de acces pentru utilajele care urmeaz ă să fie folosite în
execuție;
importanța economic ă și socială a obiectivelor care vor fi protejate
prin lucrările propuse;
valoarea investi ției.
În func ție de criteriile enumerate și particularit ățile forma țiunilor de
eroziune în adâncime, particularit ăți analizate în contextul amenaj ării
integrale a suprafe ței interesate, se pot diferen ția două mari direc ții în
stabilirea m ăsurilor și a lucrărilor antierozionale de adâncime, astfel:
1. măsuri și lucrări prin intermediul c ărora se urm ărește stoparea
evoluției forma țiunilor respective și deci stabilizarea acestora (se
realizează astfel stingerea eroziunii în adâncime f ără însă ca
formațiunile respective s ă fie desfiin țate) – sunt specifice
formațiunilor eroziunii în adâncime de vale;
2. măsuri și lucrări prin intermediul c ărora se realizeaz ă nu numai
stingerea forma țiunilor de adâncime existente, dar și desființarea lor,
ceeea ce face posibil ă luarea în cultur ă a întregii suprafe țe ocupată de
formațiunile de adâncime dar și a fostelor zone existente între acestea
(se realizeaz ă prin lucr ări de astupare) – sunt specifice forma țiunilor
eroziunii în adâncime de pe versan ți.
Referitor la amenajarea ravenelor secundare, în func ție de locul unde
se execută, se deosebesc urm ătoarele tipuri de lucr ări de amenajare:
– lucrări în suprafa ța de recep ție;
– lucrări la vârf și pe firul ravenelor;
– lucrări de consolidare a malurilor .
Lucrările din bazinul de recep ție sunt lucr ări obișnuite de st ăvilire a
eroziunii de pe terenurile agricole și lucrări speciale de interceptare a
scurgerilor concentrate la vârful ravenelor.
Lucrările care se realizeaz ă pe fir sunt lucr ări transversale de
consolidare a talvegului și de reducere a pantei aces tuia: cleionaje, fascinaje,
traverse, praguri și baraje din diferite materiale de construc ție.
Pentru consolidarea malurilor se execut ă terase înguste și gărdulețe.
În afară de lucrările menționate pe firul și malurile ravenelor se vor
executa obligatoriu și lucrări de împ ădurire a aterisamentelor lucr ărilor
transversale precum și a malurilor ravenelor.
Pentru proiectarea lucr ărilor de amenajare a re țelei toren țiale este
necesară în prealabil efectuar ea a numeroase studii, și anume:
– studii topografice, constând în: planuri de ansamblu și de situație din care
să rezulte suprafe țele de recep ție totală și din zona vârfului, inclusiv
suprafețele folosin țelor, lungimea albiei principale și a ramifica țiilor,
profile longitudinale prin sectoarele active ale forma țiunilor unde sunt
necesare lucr ări de amenajare, profile transversale caracteristice,
caracteristici ale versan ților etc.;
– studii climatice, din care s ă rezulte: precipita ții medii lunare și anuale,
precipitații maxime în 24 ore, ploi toren țiale;
– studii pedologice, din care s ă rezulte tipurile genetice de sol și
proprietățile lor fizice și chimice, roca mam ă, cartograma degrad ărilor de
teren din suprafa ța de recep ție a forma țiunii;
– studii hidrologice, hidrogeologice și hidraulice , din care s ă rezulte
debitul maxim al viiturii de calcul, debitul solid, nivele maxime și
secțiuni de scurgere, coeficien ți de rugozitate și de scurgere, pante
hidraulice, natura, forma și mărimea materialelor transportate de viituri,
eventuale izvoare etc.;
– studii geotehnice , care să cuprindă natura, omogenitatea, stabilitatea și
rezistența la compresiune a terenurilor de fundare și încastrare pentru
amplasamentele lucr ărilor transversale pe forma țiune etc.;
– studii socio-economice , care ofer ă date despre de ținătorii de teren și
folosințele actuale, pagubele produse de evolu ția forma țiunilor și
încadrarea în clase de importan ță a lucrărilor de amenajare, materiale de
construcție, căi de acces și forța de munc ă din zonă etc.
Prin prelucrarea datelor ob ținute în urma studiilor efectuate trebuie s ă
rezulte o serie de elemente de baz ă pentru proiectare, dintre care cele mai
importante sunt debitele de viitur ă necesare dimension ării lucrărilor
hidrotehnice și panta de proiectare necesară stabilirii în ălțimilor acestor
lucrări transversale și a distanțelor dintre amplasamente.
Deoarece forma țiunile eroziunii în adâncime prezint ă particularitatea
că au o suprafa ță de recepție mică (bazine hidrografice cu suprafe țe mai mici
de 10 km2), în studiul hidrologic se utilizeaz ă modele de simulare a
scurgerilor de suprafa ță valabile pentru bazine hidrografice mici, situa ție în
care se poate considera c ă intensitatea ploii este uniform ă.
În cazul lucr ărilor de amenajare a bazi nelor hidrografice toren țiale
mici, în general nu se dispune de un num ăr suficient de m ăsurători directe,
pentru a folosi metode statistice la st abilirea debitelor cu diferite probabilit ăți
de depășire. De aceea, în pr oiectare se utilizeaz ă metode de estimare a
debitelor stabilite pe baza cercet ărilor efectuate în bazine hidrografice
reprezentative. În literatur a de specialitate sunt prezentate numeroase modele
de calcul, multe dintre acestea conducând la ob ținerea unor rezultate
asemănătoare.
Debitul maxim al viiturii se stabile ște în baza teoriei bilan țului
scurgerii și se fac verific ări orientative bazate pe determin ări expediționare,
în baza urmelor de viitur ă lăsate în sectoarele hidrometrice, pode țe sau
deversoare ale unor lucr ări transversale. Debitul maxim care intr ă pe la vârful
formațiunii sau debitele din orice alt ă secțiune de pe aliniamentul albiei
torențiale se calculeaz ă cu ajutorul formulei ra ționale a debitului, care are
următoarea expresie:
Qmax. p% = 0.167 · k · I · S ,
unde:
Qmax. este debitul maxim cu aceea și asigurare cu cea a ploii de calcul,
(m3/s);
k – coeficientul de scurgere;
I – intensitatea medie a ploii de calcul cu probabilitatea de dep ășire
(p%), corespunz ătoare timpului de concentrare pe întregul bazin,
(mm/min); S – suprafa ța de colectare (ha).
Factorii referitori la acoperirea bazinului sunt reda ți în mod global
prin
coeficientul de scurgere și au, mai ales în cazul bazinelor mici, un rol
important în declan șarea și respectiv în intensitatea scurgerilor pe versan ți.
Determinate de ace ști factori, valorile coeficientului de scurgere se schimb ă
odată cu modific ările survenite în urma diverselor calamit ăți naturale sau a
intervențiilor antropice, uneori imprevizibile și necontrolate (suprap ășunat,
despăduriri masive, incendii etc.).
În consecin ță, la data proiect ării ar trebui definit ă o stare fizico-
geografic ă probabil ă a acestor bazine – într-o perioad ă de timp egal ă cu
durata de func ționare normat ă a lucrărilor -, iar debitele lichide maxime de
viitură ar trebui stabilite corespunz ător acestei st ări. Dar, din motive de
simplificare, se admite c ă valoarea coeficientului de scurgere depinde într-un
caz dat numai de ploaia de calcul luată în considerare, respectiv c ă debitul
are aceea și probabilitate cu ploaia care l-a generat. Potrivit sensului dat în
hidrologie, ploaia de calcul reprezint ă ploaia de o anumit ă probabilitate de
depășire și durată, căreia îi corespunde o anumit ă înălțime a stratului de
precipitații.
Pentru stabilirea expeditiv ă a coeficien ților medii de scurgere, pe
folosințe, pante și diferite compozi ții mecanice ale solului se pot folosi
valorile din tabelul 5.1 :
Tabelul 5.1
Valoarea medie a coeficien ților de scurgere ( după Frevert )
Folosința Panta terenului Textura solului
(%) U șoară mijlocie grea
0-5 0.10 0.30 0.40
Pădure 5-10 0.25 0.35 0.50
10-30 0.30 0.50 0.60
0-5 0.10 0.30 0.40
Pășune 5-10 0.15 0.35 0.55
10-30 0.20 0.40 0.60
0-5 0.30 0.50 0.60
Culturi agricole 5-10 0.40 0.60 0.70
10-30 0.50 0.70 0.80
Pentru bazine hidrografice neomogene în care exist ă o variabilitate a
condițiilor de relief, textur ă a solului, vegeta ție și prezența lucrărilor de
C.E.S. se va proceda la un calcul de medie ponderat ă pentru fiecare factor
component din rela ția de calcul a coeficientului de scurgere, conform
metodologiei elaborat ă de către I.C.P.A. (1987). Valo area coeficientului de
scurgere k este dată de următoarea rela ție:
k = k s·I·T·V·L·F
unde:
ks – coeficient de scurgere standard, ks =0.35 , stabilit la Sta țiunea de
Cercetări pentru C.E.S.- Perieni, Vaslui, pentru urm ătoarele
condiții: sol cu textur ă medie la suprafa ță și cu subsolul cu un
drenaj mai slab, panta medie a terenului de 12%, plante pr ășitoare
și fără lucrări C.E.S.;
I – coeficient de corec ție în func ție de textura solului (factor
infiltrație);
T – coeficient de corec ție în func ție de panta medie a terenului din
suprafața de recep ție a lucrării respective (factor topografic);
V – coeficient de corec ție în func ție de folosin țe și culturi (factor
vegetație);
L – coeficient de corec ție în func ție de lucr ările antierozionale (factor
lucrări);
F – coeficient de corec ție în func ție de asigurarea de calcul (factor
frecvență).
5.1 Amenajarea forma țiunilor de adâncime de pe versan ți
Pe terenurile agricole în pant ă din bazinele hidrografice toren țiale se
întâlnesc adesea forma țiuni ale eroziunii în adâncime care trebuie s ă fie
desființate. Măsurile de st ăvilire a eroziunii în adâncime difer ă în raport cu
forma și dimensiunile forma țiunilor respective. În cazul în care versantul are
o pantă uniformă care este br ăzdată de ogașe puțin adânci, cea mai adecvat ă
lucrare este nivelarea terenului și redarea în circuitul agricol a suprafe ței
respective. Dac ă ogașul corespunde unei zone depresionare, atunci acesta se
amenajeaz ă ca debușeu pentru evacuarea apelor. Pe oga șele și ravenele care
nu pot să fie amenajate pentru a fi transfor mate în terenuri agricole este
necesară o serie de m ăsuri și lucrări silvoameliorative și hidroameliorative.
Ponderea pe care o reprezint ă lucrările silvoameliorative sau hidrotehnice
depinde de intensitatea eroziunii și de importan ța obiectivelor care urmeaz ă a
fi apărate. În numeroase cazuri, pentru s tingerea ravenelor de versant care
afectează terenurile agricole se recurge numai la lucr ări silvoameliorative.
Lucrări hidrotehnice pe firul ravenelor se fac numai în cazul în care este
nevoie să fie apărate unele obiective importante (c ăi de comunica ție,
construcții etc.). În toate cazurile este îns ă obligatoriu s ă se aplice complexul
de măsuri și lucrări de stăvilire a eroziunii pe toate folosin țele agricole din
suprafața de recep ție a ravenei.
Opera țiunea de astupare se recomand ă a fi realizat ă în cazul
formațiunilor (oga șe, ravene de versant) cu adâncimi reduse, de maximum 4-
5 m. Astuparea const ă în aducerea p ământului din zona limitrof ă formațiunii
și depunerea lui în forma țiunea respectiv ă conform volumului acesteea, plus
un volum suplimentar de cca.15% pentru bombament, dup ă care se va realiza
obligatoriu acoperta cu material fertil.
Avantajul lucr ărilor de astupare const ă nu numai în desfiin țarea
formațiunilor existente pe suprafa ța supusă ameliorării ci și în aceeea c ă, odată
desființate aceste forma țiuni de adâncime, se creeaz ă simultan condi ții normale de
valorificare și exploatare a suprafe țelor dintre forma țiunile respective.
Lucr ările de astupare a forma țiunilor de adâncime presupun în general
volume mari de terasamente și de aceea este necesar ca în prealabil s ă se
realizeze studiile topografi ce, prin determinarea el ementelor caracteristice
fiecărei forma țiuni în parte, pentru a se putea calcula cu precizie volumele
parțiale și în final volumul total de terasamente. În acest sens, se stabilesc
pentru fiecare forma țiune elementele morfometrice: lungimea total ă,
adâncimea, l ățimea la fund, deschiderea la suprafa ță și înclinarea malurilor în
diferite sectoare caracteristice situate la distan țe de 20-50 m, în func ție de
gradul de uniformitate a forma țiunii. Pentru fiecare tronson caracteristic
astfel delimitat se vor determina sec țiunile și respectiv volumele par țiale, din
însumarea acestor volume par țiale se va ob ține apoi volumul total, echivalent
cu volumul necesar de terasamente care trebuie adus pentru astuparea formațiunii.
În situa ția unor forma țiuni de adâncime care prezint ă debite
permanente provenite din izvoare de coast ă, se impune în prealabil captarea
izvorului respectiv și evacuarea debitului prin intermediul unui dren din
materiale elastice, care va r ămâne definitiv pe talvegul forma țiunii.
5.2 Amenajarea forma țiunilor eroziunii în adâncime de vale
La alegerea lucr ărilor de amenajare a forma țiunilor eroziunii în
adâncime situate pe fundul v ăilor (forma țiuni secundare) este necesar s ă se
țină seama de faptul c ă orice forma țiune de adâncime evolueaz ă într-un ritm
mai mult sau mai pu țin accentuat pe trei direc ții: în lungime, adâncime și
lățime. La stăvilirea eroziunii în adâncime trebuie s ă se aibă în vedere factorii
care intervin în acest proces . Adâncirea fundului ravenelor și prăbușirea
malurilor sunt influen țate de debitul de ap ă care este colectat de bazinul
hidrografic, de viteza de scurgere a apei pe firul ravenei și de rezisten ța
materialelor în care se formeaz ă fundul ravenei.
Soluționarea ra țională a problemelor de amenajare a unei forma țiuni de
adâncime secundare trebuie f ăcută prin analiza situa ției din zona vârfului , care este
partea cea mai activ ă a formațiunii și prin care aceasta se dezvolt ă în lungime, zona
rețelei propriu-zise , unde forma țiunea se dezvolt ă în adâncime și lățime și zona
inferioară de evacuare unde au loc procesele de inundare și colmatare a diferitelor
obiective sociale și economice. Prin urmare, în schema de amenajare a re țelei
torențiale se pot diferen ția trei grupe de lucr ări după locul de aplicare:
– lucrări de amenajare în zona de vârf;
– lucrări de amenajare în lungul re țelei (pe talveg și pe maluri);
– lucrări de amenajare în zona de evacuare a viiturilor.
5.2.1 Lucr ări de amenajare în zona vârfului ravenelor
Dup ă cum a fost prezentat în capitolele anterioare, zona vârfului
ravenelor reprezint ă partea cea mai activ ă a acestora în care se concentreaz ă
cea mai mare cantitate de ap ă, a cărei forță distructiv ă se concretizeaz ă în
surparea și prăbușirea vârfului și prin urmare dezvoltarea regresiv ă în ritm
rapid a ravenelor. Pentru proiectarea amenaj ării zonei de vârf se iau în considerare
numai zonele de vârf în care partea terminal ă a ramifica ției este în stadiul
activ de dezvoltare. Pent ru zonele în care aceast ă parte terminal ă este
stabilizată natural, se aplic ă măsuri corespunz ătoare men ținerii stabilit ății și
valorificării suprafe ței zonei.
Din studiul de teren al fiec ărui vârf de re țea torențială necesar a fi
amenajat, trebuie s ă rezulte urm ătoarele date caracteristice: suprafa ța de
recepție, profile longitudinale și transversale prin partea superioar ă a
ramificației rețelei toren țiale, microrelieful și pantele în zon ă, debitul maxim
de acces cu probabili ățile de dep ășire de 5 și 10% și stadiul de dezvoltare al
vârfului de re țea.
În vederea amenaj ării zonei de vârf a unei forma țiuni de adâncime se
analizează două mari grupe de lucr ări:
1) lucrări antierozionale ex ecutate pe suprafa ța de recep ție din zona
vârfului: valuri de p ământ sau canale orizontale – pentru re ținerea
totală a volumului de ap ă scurs, sau, lucr ări de dirijare a scurgerilor
în afara vârfului forma țiunii de eroziune în adâncime;
2) lucrări de consolidare propriu-zis ă a vârfului forma țiunii: cădere
simplă, cădere în trepte, baraj, canal rapid.
În ultimul timp, în Belgia, a fost testat ă și utilizată o soluție modern ă
de stabilizare a vârfului unor ravene formate în depozite loessoide, cu dimensiuni mici, de regul ă sub 2 m adâncime la vârf. Solu ția mixtă –
structural ă și biologic ă, presupune folosirea geom embranelor în scopul
protejării zonei vulnerabile de la vârf, aceste geomembrane fiind ancorate în
maluri și zona limitrof ă acestora cu ajutorul unor țăruși din salcie, care s ă
permită intrarea rapid ă a acestora în vegeta ție. Geomembranele acoper ă o
umplutură formată din diferite materiale locale, în special piatr ă, în zona de
cădere a lamei de ap ă la vârful ravenei, pe o distan ță de cca. 10 m în aval și
se încastreaz ă în amonte de vârf la o distan ță de 2-3 m.
5.2.2 Lucr ări de stabilizare a talvegului forma țiunilor de adâncime
Dintre toate tipurile de lucr ări folosite în amenajarea forma țiunilor de
eroziune în adâncime, cele mai importante sunt lucrările hidrotehnice
transversale . Acestea îndeplinesc func țiuni multiple și sunt deseori
hotărâtoare pentru atingerea scopurilor principale urm ărite prin ac țiunea de
amenajare: re ținerea aluviunilor, consolidarea fundului și a malurilor
formațiunilor, reducerea vitezei de scurgere și atenuarea viiturilor, crearea
condițiilor de echilibru necesare instal ării vegetației etc.
În funcție de rolul lucr ărilor hidrotehnice transversale, acestea pot fi
împărțite în dou ă mari grupe: lucrări transversale de reten ție și lucrări
transversale de consolidare . Aceasta este numai o clasificare conven țională
deoarece, indiferent de în ălțimea lor, lucr ările hidrotehnice transversale
îndeplinesc, concomitent sau succesiv, mai multe func țiuni.
Lucr ările specifice pentru stab ilizarea fundului forma țiunilor de
eroziune în adâncime sunt lucr ări transversale de urm ătoarele tipuri:
– traverse îngropate (de înălțime utilă 0 – 0,2m);
– praguri (cu înălțimea utilă de până la 2m);
– baraje (cu înălțimea utilă de peste 2m).
Alegerea materialelor de construc ție pentru lucr ările transversale se
face ținând seama de importan ța economic ă și socială a lucrărilor, de natura
terenului, de în ălțimea lucr ărilor, de solicit ările la care sunt supuse aceste
lucrări și de existen ța materialelor de construc ție locale. În func ție de natura
materialelor de construc ție, lucrările transversale pot fi din lemn, p ământ,
piatră, beton simplu, beton armat, gabioane, c ăsoaie sau din combina ții de
aripi din p ământ cu p ărți centrale din piatr ă sau beton.
Aplicarea lucr ărilor transversale pe ravene trebuie f ăcută numai în
cazuri foarte bine justificate economic și social. În aceste cazuri justificate,
lucrările transverasale se aplic ă în primul rând pentru consolidarea treptelor
sau căderilor naturale, în sectoarele de s ăpare cu adâncimi ale talvegului și cu
surpări de maluri intense, precum și în sectoarele de transport unde este
necesară și posibilă reținerea în cantit ăți mari a aluviunilor din curentul de
viitură.
Traverse îngropate
Se recomand ă când rolul func țional al lucr ărilor transversale este
numai de consolidare a talvegului. Sunt constituite numai din partea de fundație a lucrărilor transversale obi șnuite, deci sunt cele mai ieftine lucr ări
transversale și pot avea adâncimi de 0.8 – 1.0 m. De regul ă, se realizeaz ă din
zidărie de piatr ă brută cu mortar de ciment sau din beton ciclopian.
Cele mai recomandate amplasamente pentru traverse sunt: imediat aval de lucr ările transversale înalte și importante, pentru a le feri de
eventualele submin ări, jucând rolul pintenilor; aval de pode țele periclitate de
subminări, precum și pe sectoarele de s ăpare active, ale c ăror secțiune nu
trebuie mic șorată. Pentru a constitui elemente de rezisten ță nu numai în
privința menținerii cotei talvegului, ci și a menținerii lărgimii sec țiunii albiei
în amplasament, zid ăria traversei se încastreaz ă în maluri pe o adâncime de
1-2 m (dup ă natura terenului) și se ridic ă până la nivelul corespunz ător în
secțiunea de calcul.
Distan ța dintre traverse se stabile ște cu ajutorul pantei de execu ție
care trebuie s ă fie ceva mai mic ă, cel mult egal ă cu panta de proiectare.
Praguri
Au înălțimi de pân ă la 2 m și pot fi realizate din material lemnos,
piatră, beton, sau combina ții de materiale – de regul ă, lemn cu piatr ă – și
gabioane. Pragurile din mate rial lemnos sunt de cel e mai multe ori realizate
sub forma unor garduri de nuiele, numite cleionaje , sau din trunchiuri de
copaci, cu crengi cu tot. Tot din aceast ă categorie, a pragurilor din material
lemnos, fac parte și fascinajele .
Mai rezistente și cu o durat ă de funcționare mai mare s-au dovedit a fi
pragurile din lemn cu piatr ă, cu elemente de construc ție de tipul căsoaielor .
Acestea sunt cutii cu pere ții din grinzi, bu șteni sau bârne.
Cele mai adecvate praguri de pe re țeaua toren țială care tranziteaz ă
aluviuni grosiere sunt cele din gabioane .
Cleionaje
Cleionajele sunt lucrări transversale din lemn, alc ătuite din împletituri
de nuiele pe pari. Ele pot fi simple sau duble . Se recomand ă pentru
consolidarea fundului forma țiunilor eroziunii în adâncime, mai ales pe
tronsoanele cu pante longitudinale mai mari de 10%, de regul ă în treimea
superioară a fomațiunii, în zone greu accesibile. Materialul transportat prin
albie trebuie s ă fie fin sau mijlociu și sunt necesare condi ții cu umiditate
suficientă pentru intrarea în vegeta ție a nuielelor.
Cleionajele simple au înălțimea de 0.6-0.8m.
Cleionajele duble sunt asem ănătoare cu cele simple, cu deosebirea c ă
sunt alcătuite din dou ă rânduri de garduri para lele, amplasate la distan ța de
0.8 – 1.0 m.
Fascinaje
Fascinajele sunt lucr ări transversale simple din lemn cu ajutorul
cărora se consolideaz ă fundul și baza malurilor forma țiunilor de eroziune în
adâncime (oga șe și ravene mici) cu grad redus de toren țialitate, situate
preponderent în zonele cu substrat litologic format din nisipuri, loess sau
pietrișuri cu nisip.
Fascinele se execut ă în general sub dou ă forme și anume: fascine
simple și fascine lestate (un înveli ș de nuiele cu miez de piatr ă, care au
diametrul mult mai mare decât fascinele simple și sunt, evident, mult mai
stabile la viituri).
Baraje
Prin volumul și costul lor ridicat barajele ocup ă un loc central în
ansamblul lucr ărilor de amenajare a re țelei hidrografice toren țiale.
Barajele sunt lucr ări transversale cu în ălțimea util ă de peste 2 m,
executate pe albia forma țiunilor de eroziune în adâncime atât pentru re ținerea
aluviunilor grosiere cât și pentru stabilizarea și fixarea nivelurilor de baz ă,
consolidarea în mod direct sau indire ct (prin aterisamente) a surselor de
aluviuni, regularizarea traseului albiilo r, reducerea vitezei apelor de viitur ă,
asigurarea condi țiilor favorabile pent ru instalarea vegeta ției forestiere pe
maluri și pe aterisamente etc. Spre deosebire de tipurile de lucr ări prezentate
anterior – traverse și praguri -, barajele contribuie într-o m ăsură mai mare la
atenuarea viiturilor toren țiale, respectiv la redu cerea debitului maxim de
viitură, precum și la decalarea în timp a vârfului viiturii.
Un baraj utilizat în amenajarea re țelei hidrografice toren țiale, privit în
ansamblul lui, se compune din dou ă părți principale ( fig. 5.1 ), care difer ă
esențial atât din punct de vedere al construc ției, cât și al funcționalității, și
anume:
– barajul propriu-zis;
– disipatorul hidraulic de energie.
Fig. 5.1 Baraj din beton cu disipa torul deteriorat (pinten aval afuiat)
Valea Baiasca/Sl ănic-Buzău (foto S. Mircea, 1997)
Pentru dimensionarea static ă și hidraulic ă a unui astfel de baraj, se
impun câteva preciz ări și recomand ări în ce prive ște dimensiunile, adâncimea
de fundare, încastrarea în maluri, presiunea pe terenul de funda ție etc., din
literatura de specialitate:
Pentru a asigura o cât mai bun ă comportare static ă și funcțională,
adâncimea de fundare a unui baraj trebuie s ă îndeplineasc ă câteva condi ții
principale, și anume:
1. să fie mai mare decât adâncimea maxim ă de înghe ț (este de ordinul
90…110 cm în zona colinar ă de pe teritoriul țării noastre, conform STAS
6054-77);
2. să fie astfel aleas ă încât efortul de compresiune transmis pe terenul de
fundație să nu depășească presiunea conven țională de calcul a terenului
respectiv.
3. să depășească adâncimea maxim ă (probabil ă) până la care se pot produce
afuierile în bieful aval al barajului, atunci când lucr ările nu sunt prev ăzute
cu radier;
4. să fie corelat ă cu înălțimea utilă a barajului, precum și cu panta albiei din
aval.
Adâncimea de fundare a unei lucr ări transversale trebuie s ă fie cu atât
mai mare cu cât înălțimea sa util ă este mai mare. Potrivit normativelor
actuale se recomand ă ca adâncimea de fundare s ă se înscrie în intervalul 1.0 –
2.0 m în cazul traverselor îngropate și a pragurilor și în intervalul 1.5-2.5m în
cazul barajelor. Valorile maxime se adopt ă în condi țiile în care: lucr ările
transversale (exclusiv traversele) nu sunt prev ăzute cu radiere, terenul de
fundație este caracterizat print r-o compresibilitate ridicat ă, iar panta albiei din
aval de baraj este mare (peste 15 – 20%). Valorile minime corespund lucrărilor cu radiere, care sunt fundate pe tere nuri greu compresibile și sunt
amplasate pe sectoare de albii cu pante reduse (sub 10 – 15%).
Referitor la adâncimea de încastrare a aripilor barajului, care se
efectueaz ă în trepte, în func ție de natura substratului litologic, aceasta trebuie
să se înscrie în urm ătoarele limite:
terenuri stâncoase, constituite din roci metamorfice sau sedimentare, dure
sau foarte dure … 0.5-1.0 m;
terenuri tari, stabile și compacte, situate pe subs trat de roci metamorfice
și sedimentare …. 1.0-1.5 m;
terenuri instabile, cu alunec ări și surpări etc., al c ăror substrat este de
natură nisipoasă, argiloasă sau marnoas ă .. …1.5-2.5 m.
Referitor la condi țiile de stabilitate și de rezisten ță ale barajelor,
acestea se dimensioneaz ă static ca baraje de greutate , după metode analoage
cu cele utilizate în calculul barajelor de greutate de mare în ălțime din
domeniul hidroenergetic.
Condițiile de stabilitate și de rezisten ță pe care trebuie s ă le
îndeplineasc ă tronsonul de calcul sunt:
tronsonul să nu se răstoarne în jurul muchiei aval a t ălpii funda ției (A);
tronsonul să nu alunece nici pe talpa funda ției AB (alunecare plan ă) și
nici după o suprafa ță de rupere situat ă mai jos de talpa funda ției
(alunecare cilindric ă);
tronsonul să nu se foarfece după nici o sec țiune orizontal ă X – X ce trece
prin corpul lui;
eforturile unitare normale de întindere pe paramentul amonte s ă nu
depășească limita admisibil ă pentru materialul di n care este construit
barajul;
eforturile unitare normale de compresiune pe teren, sub talpa funda ției, să
nu depășească presiunea admisibil ă a terenului de funda ție (presiunea
convențională de calcul a terenului).
Fig. 5.2 Ilustrarea condi țiilor de stabilitate și de rezisten ță ale unui tronson de baraj
Ym – înălțimea utilă; Y f – adâncimea funda ției; Y – în ălțimea total ă; a – grosimea la
coronament; b – l ățimea la talpa funda ției; b 1 – lungimea prismei de p ământ;
– fructul parametrului aval; X – X o suprafa ță de rupere oarecare.
Dimensionarea corpului ba rajului prin metoda ra țională cuprinde:
* stabilirea l ățimii la coronament, în zona deversat ă:
a min = 0.40 m în cazul betonului simplu, și
a min = 0.50 m în cazul zid ăriei de piatr ă cu mortar de ciment.
se impune o valoare ini țială pentru în ălțimea consolei amonte, h2i,
cât mai aproape de cea necesar ă, folosind în acest scop, prin
interpolare, valorile din tabelele 5.1 și 5.2;
se calculeaz ă fructul paramentului aval, , din relația: x
Yh2
se determin ă lungimea consolei amonte;
se determin ă înălțimea necesar ă a consolei amonte.
Folosind metode de dimensionare optim ă (metoda sa tisfacerii la
limită a condițiilor de stabilitate și de rezisten ță, metoda program ării liniare)
au fost realizate tabele de dimensiuni, dintre care o parte sunt prezentate în
tabelele 5.1 și 5.2 (Pricop, 1985) .
Tabelul 5.1
Dimensiunile optime ale barajelor cu funda ție evazată,
cu consol ă amonte, din zid ărie de piatr ă cu mortar de ciment
Rt= -2 daN/cm2; z= 2500 daN/cm2; k aps=0.45; ps=1155 daN/cm2; ac=3.0 daN/cm2
(după Pricop A., 1985 )
Hu
(m) hf
(m) Y
(m) Hd
(m) a
(m) d2
(m) h2
(m) Kr A
St
(m2)
0.50 0.50 0.2597 0.743 0.77 1.349 2.96 3.846
2.50 1.05 3.55 1.00 0.50 0.3154 0.738 0.78 1.332 2.98 4.198
1.50 0.50 0.3657 0.735 0.79 1.320 2.99 4.517
2.00 0.67 0.3403 0.813 0.89 1.351 2.99 5.031
0.50 0.50 0.3310 0.866 1.00 1.435 2.99 6.509
3.50 1.15 4.65 1.00 0.50 0.3811 0.855 1.00 1.422 2.98 7.043
1.50 0.50 0.4268 0.845 1.00 1.411 2.98 7.531
2.00 0.67 0.4144 0.918 1.00 1.442 2.99 8.262
0.50 0.50 0.3768 1.050 1.32 1.550 2.99 10.007
3.50 1.25 5.75 1.00 0.50 0.4235 1.018 1.29 1.531 2.99 10.736
1.50 0.50 0.4.661 0.994 1.27 1.517 2.99 11.410
2.00 0.67 0.4585 1.084 1.40 1.556 2.99 12.385
0.50 0.50 0.4125 1.565 2.19 1.814 2.99 17.020
6.00 1.40 7.40 1.00 0.50 0.4586 1.469 2.06 1.777 2.99 18.062
1.50 0.50 0.4992 1.407 1.98 1.753 2.99 19.041
2.00 0.67 0.4992 1.562 2.22 1.813 2.99 20.446
Tabelul 5.2
Dimensiunile optime ale barajelor cu funda ție evazată,
cu consol ă amonte, din beton simplu;
Rt= -4 daN/cm2; z= 2200 daN/cm2; k aps=0.45; ps=1155 daN/cm2; ac=3.0 daN/cm2
(după Pricop A., 1985 )
Hu
(m) hf
(m) Y
(m) Hd
(m) a
(m) d2
(m) h2
(m) Kr A
St
(m2)
0.50 0.40 0.1898 1.128 0.85 1.362 2.95 3.321
2.50 1.05 3.55 1.00 0.40 0.2288 1.178 0.91 1.362 2.94 3.633
1.50 0.40 0.2646 1.215 0.96 1.360 2.94 3.913
2.00 0.51 0.2512 1.300 1.05 1.381 2.99 4.318
0.50 0.40 0.2481 1.402 1.19 1.463 2.98 5.657
3.50 1.15 4.65 1.00 0.40 0.3851 1.435 1.24 1.453 2.99 6.119
1.50 0.40 0.3189 1.468 1.29 1.451 2.99 6.548
2.00 0.51 0.3127 1.577 1.41 1.487 2.98 7.157
0.50 0.40 0.2876 1.727 1.61 1.588 2.99 8.790
3.50 1.25 5.75 1.00 0.40 0.3223 1.756 1.66 1.581 2.99 9.436
1.50 0.40 0.3543 1.785 1.71 1.578 2.98 10.040
2.00 0.51 0.3520 1.905 1.85 1.615 2.99 10.866
0.50 0.40 0.3197 2.469 2.58 1.883 2.99 15.393
6.00 1.40 7.40 1.00 0.40 0.3535 2.464 2.60 1.864 2.99 16.335
1.50 0.40 0.3849 2.460 2.62 1.847 2.99 17.213
2.00 0.51 0.3815 2.664 2.87 1.914 2.99 18.539
Barajele de p ământ se realizeaz ă în albii cu sec țiunea simetric ă și cât
mai largă pentru ca raportul dintre volumul terasamentelor și cel al zid ăriei să
fie cât mai mare. Un astfel de baraj folosit în amenajarea forma țiunilor de
eroziune în adâncime este alc ătuit dintr-un masiv de p ământ, care constituie
corpul, funda ția și încastrările lucrării și dintr-o instala ție de deversare sau
descărcare, care trebuie executat ă din materiale de construc ție mai rezistente.
Înălțimea corpului lucr ării poate s ă fie de 2 10 m. Nu se recomand ă înălțimi
mai mici de 2 m, pentru c ă raportul dintre volumul terasamentelor și cel al
zidăriei ar fi prea redus, și deci ar fi neeconomic, iar pentru în ălțimi mai mari
de 10 m riscul ar fi prea mare.
În România astfel de baraje de p ământ au fost realizate cu rezultate
bune începând din 1960 pe unele ravene din bazinul Bârladului și la începutul
anilor ’80 pe unele ravene din bazinul hidrografic Ol ănești.
În ultima perioad ă de timp, mai ales dup ă 1985, s-au constatat în țara
noastră preocupări din ce în ce mai intense de folosire a prefabricatelor din
beton, cu diferite forme de blocuri în alc ătuirea lucr ărilor transversale,
deoarece prezint ă unele avantaje, printre care: calitatea superioar ă a execuției,
pierderi foarte mici de materiale, durata redus ă de execu ție etc.
Lucrările filtrante sunt cele mai economice în privin ța volumului de
materiale de construc ție; chiar în situa ția când sunt realizate din beton armat
sau din metal sunt mai economice decât celelalte tipuri de baraje. Acestea
dau rezultate bune în general numai în cazul viiturilor mari de ap ă cu piatră.
În ultimii 15 ani în România au fost înregistrate preocup ări însemnate
pentru găsirea de noi solu ții constructive de amenajare a re țelei de scurgere
torențială (Giurma, 1995 ), sub form ă de baraje filtrante elastice. Astfel de
baraje elastice au un consum redus de materiale deficitare și energie
înglobată, fiind astfel mult mai economice decât barajele clasice, au un grad
ridicat de pefabricare și tipizare și au o stabilitate mai bun ă, putând fi
executate și în locuri greu accesibile. Un exem plu în acest sens în constituie
barajul filtrant cu elemente flexibile pentru amenajarea albiilor toren țiale.
O situa ție special ă întâlnită pe unele forma țiuni de eroziune în
adâncime, pe sectoarele care traverseaz ă zone cu mare instabilitate (alunec ări
curgătoare), este cea referitoar e la realizarea unor lucr ări flexibile și
permeabile pentru stabilizarea versan ților limitrofi, a fundului și a malurilor
formațiunilor respective, constând într-un canal din gabioane. Este cazul
ravenei de pe Valea Tulbur ea din bazinul hidrografic Ol ănești, bazin ai c ărui
versanți limitrofi ravenei – pe unele sectoare, sunt afecta ți de intense
alunecări curgătoare ( Mircea și colab., 1993 ). Canalul din gabioane, în
lungime de 126 m ( fig. 5.2 ) a fost realizat pe traseul forma țiunii, în treimea
medie a v ăii, fiind înso țit de execu ția unor lucr ări de drenare a versan ților și
de lucrări hidrotehnice transversale pe forma țiune pentru ridicarea și
consolidarea fundului ace steia. Starea tehnic ă a acestui canal este foarte bun ă,
chiar și la ploi toren țiale excep ționale comportându-se bine și îndeplinindu- și
rolul pentru care a fost realizat, spre deosebire de barajele izolate din
gabioane realizate pe forma țiune amonte de acest canal , care au fost distruse
parțial sau total în urma viiturilor mari.
Fig. 5.2 Canal din gabioane executat pentru stabilizarea ravenei
de pe Valea Tulburea, b.h. Ol ănești (foto: S. Mircea, 1993 )
5.3.3 Metode de amplasare a lucr ărilor hidrotehnice transversale pe
sectoarele active ale forma țiunilor de eroziune în adâncime
Pentru stabilirea amplasamentului lucr ărilor hidrotehnice transversale
pe sectoarele active ale forma țiunilor eroziunii în adâncime se folosesc mai
multe metode, care vor fi prezentate succint în continuare ( Munteanu și
colab., 1993 ):
a) Metoda pantei de compensa ție
Aceast ă metodă, care este cunoscut ă și sub denumirea de metoda
clasică franceză, este cea mai veche dintre metodele de amplasare a lucr ărilor
transversale pe re țeaua hidrografic ă torențială. În țara noastr ă, această metodă
a fost utilizat ă în mod curent pân ă în anul 1960, dup ă care a fost abandonat ă;
multe țări europene o mai aplic ă, însă, chiar și în prezent.
Fundamentul tehnic al acestei metode se bazeaz ă pe o idee simpl ă,
aceea de a reduce viteza de scurgere pân ă la o valoare limit ă de neeroziune.
În acest scop, se ac ționează separat sau simultan asupra celor trei parametri
de care depinde viteza medie a cure ntului: coeficientul de vitez ă (C – după
Chezy), raza hidraulic ă (R) și panta longitudinal ă a albiei ( i).
Stabilitatea albiei se asigur ă din aproape în aproape prin lucr ări de
diferite ordine și înălțimi, corespunz ătoare pantelor succesive de
compensa ție, până se ajunge la valoarea final ă a pantei de echilibru.
Folosirea acestei metode în țara noastr ă a u s c o s l a i v e a l ă trei
deficiențe principale:
1) – îngroparea în masa de aluviuni a lucr ărilor din amonte;
2) – subminarea deosebit de puternic ă a lucrărilor din aval; și
3) – interven ția repetată cu noi lucr ări pentru completare.
În unele cazuri, au survenit deficien țe și datorită faptului c ă după
realizarea lucr ărilor din prima etap ă – corespunz ătoare primei pante de
compensa ție – nu s-a intervenit la timp sau chiar deloc cu lucr ările din etapa
următoare, fapt care a determinat ca lucr ările executate ini țial să fie afectate
de diferite avarii prin af uierea disipatorilor de ener gie sau prin îngroparea lor
în masa de aluviuni.
b) Metoda sus ținerii reciproce a lucr ărilor
Aceast ă metodă, deși lipsită de un fundament teoretic, se remarc ă
printr-un grad ridicat de eficien ță antierozional ă, datorat atât amplas ării
lucrărilor hidrotehnice transversale pe întreaga lungime a re țelei hidrografice
cu degrad ări, cât și a posibilit ăților existente de instalare a vegeta ției
forestiere pe re țeaua hidrografic ă. În cadrul metodei se ac ționează cu lucrări
de înălțime mică, în general neprev ăzute cu radier.
Susținerea reciproc ă a lucrărilor transversale se poate realiza în dou ă
moduri:
prin intermediul aterisamentelor, respectiv printr-o distan țare
corespunz ătoare a pragurilor și barajelor, astfel încât dup ă colmatarea
acestor lucr ări, aterisamentele create s ă acopere integral biefurile dintre
lucrări;
prin aterisamente și prin nivele de baz ă intermediare create prin
intermediul traverselor.
De și această metodă nu are un fundament teor etic, are în schimb un
fundament practic. Panta de proiec tare, care este elementul de baz ă al
metodei, prin intermediul c ăreia se stabilesc distan țele dintre lucr ări și
implicit num ărul de lucr ări, se adopt ă pe baze pur empirice, și ca urmare a
nesiguran ței în prognozarea acestui element, sunt aproape iminente fie
afuierile în aval de lucr ările hidrotehnice transversale, fie îngroparea acestor
lucrări în masa de aluviuni transportate de viituri.
În ălțimea total ă de acoperit cu lucr ări transversale pe sectoare
omogene de albie se determin ă cu ajutorul rela ției:
Hlucr. = L sect. (itv – i pr.)
în care: H
lucr. este înălțimea total ă de acoperit cu lucr ări, (m);
Lsect. – lungimea sectorului de raven ă cu panta talvegului
constantă, (m);
itv – panta fundului albiei forma țiunii de adâncime, (m/m);
ipr. – panta de proiectare, (m/m).
Distan ța dintre dou ă lucrări transversale succesive, d1-2 (m), poate fi
determinat ă cu ajutorul rela ției lui Heede (1976), citat de Morgan (1995) ,
astfel:
cos21tgkHdb
în care:
Hb = înălțimea lucrării transversale, (m);
= panta fundului ravenei, ( );
k = constantă, având valorile: k = 0,3 pentru tg 0,2 și k = 0,3
pentru tg 0,2
Rezultând un num ăr foarte mare de lucr ări transversale, metoda
susținerii reciproce a lucr ărilor nu a putut fi aplicat ă în țara noastr ă decât pe
unele sectoare scurte de pe re țeaua unor toren ți (Rușețu, Gura V ăii, Bujoreni,
Valea Satului, Târgu-Ocna, Putreda, Blidari, Moscu, Jari ștea) – ( Racoviță și
colab, Teju și colab. , citați de Munteanu, 1993 ). În schimb, în unele țări
europene (Austria, Elve ția etc.) aceast ă metodă se aplică în mod curent, chiar
cu panta de proiectare zero între lucr ări.
c) Metoda nodurilor hidrotehnice
În situa ția în care re țeaua hidrografic ă toențială prezintă anumite
caracteristici petrografice și stratigrafice, iar accesib ilitatea în bazin este
asigurată, amplasarea în serie a lucr ărilor transversale în albie – specific ă
metodei anterioare – poate fi înlocuit ă cu o amplasare grupat ă (sub form ă de
baterie) sau chiar izolat ă a lucrărilor, cu condi ția ca atât grupele de lucr ări, cât
și lucrările dispuse individual, s ă fie separate între ele prin sectoare de albie
stabile (care nu sunt vulnerabile la eroziune – pat de stânc ă etc.).
Zonele de albie amenajate, cara cterizate printr-o asemenea dispozi ție
a lucrărilor hidrotehnice transversale, poart ă denumirea de noduri
hidrotehnice. Din punct de vedere morfologic, ele reprezint ă baze
intermediare de eroziune create în m od artificial, care sunt localizate cât mai
aproape posibil de de locurile în care se formeaz ă și se pun în mi șcare
aluviunile. Cele mai caracteristice și mai eficiente sub raportul randamentului
de retenție sunt nodurile hidr otehnice create în zonele de confluen ță, precum
și cele pozi ționate pe segmentele terminale ale re țelei hidrografice, imediat în
aval de obâr șii.
Pe sectoarele dintre unele noduri hidrotehnice vor fi intercalate, la
nevoie, traverse și praguri cu rol de consolidare a albiei. În amonte se vor
amplasa cleionaje, fascinaje și garnisaje, gradându-se în ălțimea acestor
lucrări în mod corespunz ător și asigurându-se condi țiile necesare pentru
intrarea și menținerea în vegeta ție a acestora.
Dat fiind gradul mare de dispersare a lucr ărilor, aceast ă metodă
reprezintă un dezavantaj pentru hidroameliorator, mai ales dac ă bazinele de
amenajat au relieful accidentat și nu prezint ă condiții de acces a utilajelor. De
aceea, în condi țiile țării noastre, metoda nodurilor hidrotehnice s-a aplicat și
se aplică nu ca o metod ă de sine st ătătoare, ci în combina ție cu alte sisteme
de lucrări și moduri de amplasare a acestora.
d) Metoda etaj ării lucrărilor
Conceput ă și introdus ă în tehnica amenaj ării albiilor toren țiale de
către francezul Breton (1867), metoda etaj ării lucrărilor se aplic ă pe scară
largă în zona Mun ților Alpi, unde datorit ă datorită condițiilor naturale cu
totul deosebite (z ăpezi, ghe țari etc.) nu se poate ac ționa eficient nici pe
rețeaua hidrografic ă și nici pe versan ții limitrofi. În asemenea cazuri, la gura
albiei toren țiale – de preferat în locuri st âncoase, cu randament maxim de
retenție – se amplaseaz ă un baraj cât mai înal posibil (5-10 m), dup ă aceea,
pe aterisamentul lui se supraetajeaz ă b a r a j e c u î n ălțimea din ce în ce mai
mică, realizate în dou ă sau mai multe faze.
Deoarece nu se poate ac ționa în mod direct asupra surselor de
aluviuni, iar zona de albie acoperit ă cu lucrări este foarte scurt ă, procesele
torențiale se manifest ă în continuare cu intensitate mare și sub toate formele,
atât pe versan ții bazinului de recep ție cât și pe rețeaua hidrografic ă torențială
neconsolidat ă cu lucrări. De aceea, în condi țiile țării noastre, metoda etaj ării
lucrărilor hidrotehnice transversale se impune a fi limitat ă strict la
formațiunile toren țiale dezvoltate în zone cu relief foarte accidentat, unde,
datorită lipsei de accesibilitat e, nu sunt posibile m ăsuri și lucrări de
amenajare nici pe suprafa ța bazinului și nici pe re țeaua lui.
e) Metoda “ap ărării imediate a obiectivului din aval”
Avantajele și dezavantajele rezultate din aplicarea metodelor
anterioare au condus, în timp, la ob ținerea unei metode române ști de
amplasare a lucr ărilor hidrotehnice tr ansversale. Metoda ține seama de
condițiile naturale și social economice în care evolueaz ă procesele toren țiale
și se aplic ă într-o strâns ă corelație cu măsurile și lucrările de organizare
hidrologic ă a versanților bazinelor toren țiale.
Plecând de la metoda etaj ării lucrărilor, dar impunând sus ținerea
reciprocă a acestora, metoda de fa ță preconizeaz ă u n a n s a m b l u d e l u c r ări
hidrotehnice transversale (traverse, praguri și baraje) și longitudinale, a c ăror
amplasare se face numai în zona obiectivelor periclitate de viituri. Caracteristicile lucr ărilor și numărul lor sunt impuse de condi țiile de teren
(morfometria albiilor etc.), de natura și importan ța obiectivelor de ap ărat, de
afluxul de aluviuni din bazin etc. Spre deosebire de metoda sus ținerii reciproce a lucr ărilor, în cazul
metodei de fa ță se prevăd radierela toate lucr ările hidrotehnice transversale.
O primă variantă a acestei metode a fost conceput
ă în anul 1958
(Apostol , citat de Munteanu, 1993 ). Pornind de la faptul c ă metodele de
calcul al transportului de aluviuni conduce la rezultate aproximative și că, în
general, valorile ob ținute nu ar reprezenta decât o probabilitate, autorul a
preconizat o amplasare etapizat ă a lucrărilor hidrotehnice tr ansversale, cu o
perioadă de revenire a interven țiilor de 4-5 ani, în a șa fel încât obiectivele,
situate la gura forma țiunii de eroziune în adâncime, s ă fie apărate în
permanen ță. Prin acest mod de dispunere a lucr ărilor hidrotehnice
transversale s-ar p ărea că această metodă răspunde numai la ni ște deziderate
de moment. Dar, amplasarea etapizat ă a lucrărilor, pe de o parte, și analiza
efectelor lucr ărilor realizate anterior, pe de alt ă parte, fac ca aplicarea
metodei “române ști” de amplasare a lucr ărilor hidrotehnice transversale s ă se
deruleze într-o strâns ă corelație cu evolu ția proceselor toren țiale din bazin și,
deci, să vină în sprijinul organiz ării hidrologice a bazinului.
Drept dovad ă, în ultimii 30-35 de ani, metoda s-a aplicat pe sacr ă
largă în țara noastr ă, iar rezultatele cele mai bune s-au ob ținut tocmai acolo
unde lucr ările de pe re țeaua hidrografic ă torențială s-au corelat cu cele de pe
versanții bazinului hidrografic toren țial.
5.3.4 Lucr ări de amenajare și împădurire
a malurilor forma țiunilor de adâncime
Amenajarea malurilor forma țiunilor de eroziune în adâncime se
realizează prin îniebare sau împ ădurire, în func ție de cerin țele de consolidare,
după ce s-au asigurat în prealabil condi țiile minime de stab ilitate a malurilor.
Asigurarea condi țiilor de stabilitate a malurilor se realizeaz ă, în
funcție de importan ța lor social-economic ă, prin taluz ări simple sau în trepte
cu gărdulețe, cleionaje, prin îmbr ăcăminți din zidărie de piatr ă sau din dale de
beton, prin contrabanchete din anrocam ente, gabioane, prin ziduri de sprijin
și prin lucr ările transversale care duc la colmatarea ravenei. Pe anumite
sectoare active de ravene din intravilan , care pun în peri col obiective social
economice importante (construc ții, căi de comunica ție, poduri etc.), pentru
stabilitate se poate folosi armarea malurilor cu geosintetice, în special cu geogrile.
Gărdulețele sunt lucrări simple, constând din împletituri de nuiele, pe
pari de lemn bine încastra ți în pământ. Rolul lor este de a asigura stabilizarea
provizorie a terenului, pân ă ce vegeta ția forestier ă, instalată la adăpostul lor,
preia func țiile de stabilizare. Durata g ărdulețelor este de 4 – 6 ani, în func ție
de materialul lemnos folosit (nuiele și pari). Dup ă modul de amplasare pe
teren (malurile ravenelor) g ărdulețele sunt liniare, în solzi și rombice .
– Gărdulețele liniare dispuse de-a lungul curbei de nivel, au dat rezultate
bune pe maluri instabile cu înclinare de 20 – 40(45), cu substrat din roci
moi (nisipuri, loess, pietri șuri cu nisip, marno-argile și complexe de argile,
marne și gresii) cu o amplasare a lor la distan ța de 2 – 2.5 m din ax în ax.
– Gărdulețele rombice se pot executa pe maluri cu grad ridicat de
instabilitate, cu înclinarea de 40 – 60, formate de asemenea în roci moi.
– Gărdulețele în solzi au 3-5m lungime, form ă semieliptic ă, dispuse pe
curba de nivel, și nu se folosesc, în general, pe malurile ravenelor.
Terasele înguste armate vegetativ , cu tulpini și ramuri de c ătină albă,
se recomand ă pe maluri de raven ă formate în marne și complexe de marne cu
gresii, cu înclin ări de 20 – 40, semistabile. Amplasarea lor se face la 2 – 3 m
din ax în ax.
La consolidarea baze i malurilor de raven ă și a canalelor de scurgere
ale torenților, cu deosebire între lucr ările hidrotehnice transversale (baraje),
rezultate bune ar putea s ă dea și cleionajele simple și duble, amplasate
longitudinal. Modul lor de construc ție este similar cu cel al cleionajelor
transversale, cu men țiunea că acestea trebuie f ăcute din nuiele verzi de salcie,
care să intre în vegeta ție, iar în spatele lor (pe teras ă), între garduri (în cazul
cleionajelor duble) și imediat în aval de ele s ă se execute planta ții cu specii
rustice, de regul ă repede cresc ătoare (plop, salcie, anin, salcâm), care s ă preia
funcția cleionajelor, dup ă ce acestea putrezesc.
Bibliografie
1. Drăgan Livia, St ănescu P. (1970), Zonarea erozivit ății pluviale. Analele
ICIFP, vol 2, XXVII.
2. Dumitrescu N. (1972), Influența vegetației ierboase asupra st ăvilirii
eroziunii solului în Câmpia Moldovei. Teză de doctorat. Institutul
Agronomic, Ia și.
3. Dumitrescu N. și colab. (1999), Ameliorarea paji știlor degradate din
zona de silvostep ă. Editura “Ion Ionescu de la Brad”, Ia și.
4. Eppink L.J. (1985), Erosion in the Neatherlands: Damage and farmer’s
attitude. Workshop, Firenze.
5. Gaspar R. (1967), Norme pentru proiectarea lucr ărilor de corectare a
torenților și de amelior ări silvice a terenurilor erodate. Ministerul
Economiei Forestiere, Bucure ști.
6. Hudson N.W. (1981), Soil conservation. London, Batsford.
7. Lal R. (1976), Soil erosion problems on an alfisol in western Nigeria and
their control. Tropical Agriculure, Hudan, Nigeria.
8. Luca Alex. (1971), Cercetări privind satbilirea unor indici calitativi fizici
și chimici de clasificare a solurilor erodate. Teză de doctorat, IANB
București.
9. Mircea S. (1999), Studiul evolu ției formațiunilor eroziunii în adâncime în
condiții de amenajare și neamenajare din zona Buz ăului. Teză de
doctorat. Universitatea de Științe Agronomice și Medicin ă Veterinar ă
București.
10. Morgan R.P.C., Quinton J.N., Rickson R.J. (1992), EUROSEM,
documentation manual version 1. Silsoe College Grandfield, Silsoe, U.K.
11. Morgan R.P.C. (1995), Soil erosion and conservation. Longman Group,
London.
12. Morgan R.P.C., Nearing M.A. (1999), Soil erosion models: present and
future . European Society for Soil Conser vation International Congress,
Valencia.
13. Moțoc M., Avram P. (1953-1954), Contribuții la cercetarea eroziunii
solului în Câmpia Transilvaniei. Analele ICAR, vol. XXIII, Bucure ști.
14. Moțoc M. (1956), L’epoque critique d’erosion dans la Sylvosteppe
Transylvaine de la Republique Populaire Roumanie , Sixieme Congres de
la Science du Sol, Paris.
15. Moțoc M. (1963), Eroziunea solului pe terenurile agricole și combaterea
ei. Editura Agro-Silvic ă, București.
16. Moțoc M. (1970), Estimation de l’influence des facteurs de l’erosion .
Water Erosion Symposium Proceedings, Praha.
17. Moțoc M., St ănescu P., Luca Al., Popescu N. (1973), Instrucțiuni și
calcule necesare la proiectarea lucr ărilor de combatere a eroziunii
solului . Redacția Revistelor Agricole, Bucure ști.
18. Moțoc M., St ănescu P., Taloiescu Iuliana (1979), Metode de estimare a
eroziunii totale și efluente pe bazine hidrografice mici. Buletin ICPA,
București.
19. Moțoc M. (1982), Ritmul mediu de degradare erozional ă a solului în
România . Buletinul Informativ ASAS, nr.12, Bucure ști.
20. Moțoc M., Ioni ță I. (1983), Unele probleme privind metoda de stabilire a
indexului ploaie și vegetație la intervale scurte de timp . Buletinul
Informativ ASAS, nr.12, Bucure ști.
21. Moțoc M. (1986), Producerea și transportul sedimentelor . Instrucțiuni de
proiectare, ISPIF, Bucure ști.
22. Moțoc M., Ioni ță I., Nistor D. (1998 ), Erosion and climatic risk at the
wheat and maize crops in the Moldavian Platea u. Romanian Journal of
Hydrology, vol. 5, no 1-2, Bucharest.
23. Moțoc M., Mor ărescu V. (2000), Erodabilitatea solului în cazul eroziunii
în suprafa ță. Revista Știința Solului, 1/XXXIV, Bucure ști.
24. Neamțu I. (1980), Influența plantațiilor pomicole asupra procesului de
eroziune a solului. Teză de doctorat. Academia de Științe Agricole și
Silvice, Bucure ști.
25. Nearing M.A. et al. (1988), A consolidation model for estimating changes
in rill erodability . Transaction of ASAE, vol 31, no 3.
26. Nearing M.A., Foster G.R., Lane L.J., Finker S.C. (1989), A proces-based
soil erosion model for USDA-Wat er Erosion Project Technology .
Transaction of ASAE, vol 31, no 3.
27. Nearing M.A. et al. (1999), Using Fuzzi Logic-Ba sed Modelling to
improve the performance of the RUSLE. Abstracts – International Soil
Conservation Conference, Indiana U.S.A.
28. Nistor Doina (1998), Contribuții la îmbun ătățirea metodelor de protec ție
a solului și sporirea produc ției de porumb pe terenurile în pant ă. Teză de
doctorat. Universitatea de Științe Agronomice și Medicin ă Veterinar ă,
Iași.
29. Popa N. (1999), Contribuții la elaborarea unor modele de prognoz ă a
pierderilor de sol și elemente fertilizante prin eroziune de pe versan ții cu
folosințe agricole, cu referire la Podi șul Bârladului . Teză de doctorat.
Universitatea Tehnic ă “Al. Ioan Cuza”, Ia și.
30. Popescu N. (1999), Erosional risk in the Valea Seac ă watershed (Vaslui
county) in terms of land use, crop structure and tilling technologies.
Symposium proceedings – Vegetation land use and erosion processes.
Institute of Geography, Bucharest.
31. Renard K.G., Foster G.R, Wees ies G.A., Porter J.P. (1991), RUSLE:
Revised Universal Soil Loss Equation . Journal of Soil and Water
Conservation, 46: 30-3.
32. Simota C. (1993), Metode orientate pedologic pentru simularea form ării
recoltelor . Simpozion Academia Român ă și ASAS.
33. Stanciu P. (1999), Bidimensional model for th e calculation of surface
erosion. Symposium proceedings – Vegetation land use and erosion
processes. Institute of Geography, Bucharest.
34. Stănescu P. (1960), Estimarea scurgerii și eroziunii pe versan ții plantați
cu viță de vie . Lucrări Științifice ICHV, vol. IV.
35. Stănescu P. (1969), Contribuții la stabilirea unor indicatori de estimare a
erozivității pluviale. Analele ICIFP, seria Pedologie, nr. 2 (26).
36. Stănescu P., Dr ăgan Livia (1970), Zonarea erozivit ății pluviale . Analele
ISCIFP, vol. III.
37. Șerban P. (1995), Modele hidrologice deterministe . Editura Didactic ă și
Pedagogic ă București.
38. Ștefan V., Ene Al., Mircea S., Ungurea nu Livia, Radu Alexandra (1999),
Dynamics of erosion processes in te rms of plant cover and their impact
on the general state of land degradation in some torrential drainage
basins of the Buz ău hills. Symposium proceedings – Vegetation land use
and erosion processes. Institute of Geography, Bucharest.
39. Zlate I. (1999), Distributed modelling of wa ter erosion processes in
experimental basins. Symposium proceedings – Vegetation land use and
erosion processes. Institute of Geography, Bucharest.
40. Williams J.R., Miler E.A., Baird R.W. (1971), Prediction of Sediment
Yields from Small Watersheds . Transaction of ASAE, vol. 14, no 6.
41. Williams J.R. et al. (1989), The EPIC crop growth model, Transaction of
ASAE, vol. 32, no 2.
42. Wischmeier W.H. (1959), A Rainfall Erosion Index for Universal Soil
Loss Equation . Soil Science Society of America Proceedings, vol. 22.
43. Wischmeier W.H. et al. (1971), An erodability monograph for farmland
and construction sites . Journal of Soil and Water Conservation, vol. 26.
44. Wischmeier W.H., Smith D.D. (1978), Predicting rainfall erosion losses .
USDA Agricultural Research Serv ice Hndbook 537, Washington D.C.
45. Wu Fagi (1999), Small Watershed Management . International Training
Workshop on Soil and Water Conser vation and Dryland Farming,
Yangling – China.
46. *** (1987), Metodologia elabor ăriii studiilor pedologice , ICPA
București.
47. *** (1997), RUSLE – Revised Universal Soil Loss Equation . Agriculture
Handbook no 703.
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: ANTIEROZIONAL Ă A VERSAN ȚILOR ÎN VEDEREA VALORIFIC ĂRII DURABILE A RESURSELOR DE SOL CUPRINS 1. Eroziunea solului în lume și în România …….. [614574] (ID: 614574)
Dacă considerați că acest conținut vă încalcă drepturile de autor, vă rugăm să depuneți o cerere pe pagina noastră Copyright Takedown.