România este poziționată in sud-estul Europei Centrale, fiind învecinată la nord și est cu Ucraina și Republia Moldova, la sud cu Bulgaria și la vest… [301481]

UNIVERSITATEA DE ȘTIINȚE AGRONOMICE ȘI MEDICINĂ VETERINARĂ

BUCUREȘTI

FACULTATEA DE ÎMBUNĂTĂȚIRI FUNCIARE ȘI INGINERIA MEDIULUI

PROIECT DE DIPLOMĂ

Îndrumător științific:

Absolvent: [anonimizat]

2016

UNIVERSITATEA DE ȘTIINȚE AGRONOMICE ȘI MEDICINĂ VETERINARĂ

BUCUREȘTI

FACULTATEA DE ÎMBUNĂTĂȚIRI FUNCIARE ȘI INGINERIA MEDIULUI

PROIECT DE DIPLOMĂ

STUDIU PRIVIND INUNDAȚIILE ÎN BUZĂUL SUPERIOR

Îndrumător științific:

Absolvent: [anonimizat]

2016

I. [anonimizat], [anonimizat].

Conform „Anuarului Statistic al României” (2014), țara are o suprafață totală de 238391 km2 și o populație totală de 21,4 milioane locuitori. Densitatea medie este de 90 locuitori pe km2 .

Răspândirea inegală a populției pe teritoriul țării este dată în următoarea figură:

Figura 1: [anonimizat] a României, avand o suprafață de 6103 km2 (2,5% din teritoriul țării) și o populație de 508 387 locuitori. [anonimizat], [anonimizat], [anonimizat].

Zona de studiu Buzău ocupă cea mai mare parte a [anonimizat]. [anonimizat] a [anonimizat] o altitudine de aproximativ 1800 m [anonimizat], având un curs de 308 km. Râul Buzău primește 102 [anonimizat]: Strâmbul (S = 25 km2; L = 9 km), Buzoelul (S = 54 km2; L = 15 km), Coșoaca Mare (S = 57 km2; L = 15 km), Bâsca (S = 776 km2; L = 71,4 km), Bâsca Chiojdului (S = 348 km2; L =39 km), Sărățel (S = 188 km2; L= 28 km).

Debitul mediu al Buzăului la stația hidrometrică Racovița este de 31,3 m3/s ([anonimizat] V, 2005). Debitul maxim la asigurare de 1% este de 1400 m3/s, iar cel minim cu o asigurare de 95% este de 1,72 m3/s.

Râul Siret izvorăște din Ucraina și se varsă în Dunăre în apropiere de Galați.

[anonimizat] o suprafață de 43000 km2 , în timp ce bazinul hidrografic al Buzăului se întinde pe o suprafață de 5 264 km² (aproximativ 12 % din bazinul hidrografic al Siretului și 2,2% din teritoriul țării). Altitudinea bazinului hidrografic Buzău variază între 1250 m în zona de munte și 8 m în zona de confluență. Panta medie a bazinului este de 4 ‰.

Zona de studiu face referire doar la partea superioară a [anonimizat], respectiv o lungime de 130 km (aproximativ 170m deasupra nivelului Mării Negre).

Cele mai importante zone urbane din partea superioară a Buzăului sunt: [anonimizat], Zăbrătău, Crasna, Siret, [anonimizat], Păltineni, Chirlești, [anonimizat], Mărunțișu, Poienile, Cislău, Viperești, Ciuta, Pârscov, Măgura. Zonele care fac obiectul studiului sunt Întorsura Buzăului și Nehoiu.

II. TOPOGRAFIE ȘI RELIEF

Suprafața relativ mică a României se caraterizează prin complexitate si diversitate astfel: aproximativ 31% munți, 36% dealuri și podișuri și 33% câmpii sau lunci. Partea vestică a bazinului hidrografic al Buzăului prezintă cele mai înalte zone, ce corespund Munților Carpați, iar partea cea mai joasă a bazinului este situată la confluența cu Siretul în Câmpia Româna, aproape de confluența cu Dunărea.

Configurația bazinului hidrografic al Buzăului este variată. Se dezvoltă intr-o regiune muntoasă și deluroasă și curge printr-un defileu (vale îngustă), până la Nehoiu, valea lărgindu-se în zona care traversează Subcarpații de Curbură, până la orașul Buzău.

Zona de studiu este cuprinsă în întregime într-o regiune muntoasă, care delimitează o albie majoră relativ îngustă.

În următoarele imagini este prezentat relieful general al bazinului hidrografic al Buzăului superior obținut prin prelucrarea datelor unui model digital al terenului care acoperă țara și din imagini recente prin satelit care prezintă și acoperirea cu vegetație a solului. Zonele urbane sunt situate pe dealuri despădurite (indicate în imagini), de-a lungul văii, ceea ce justifică și plângerile locuitorilor care s-au confruntat cu scurgerile abundente de pe dealuri în cursul ultimelor ploi, dar fără efecte majore asupra hidrologiei Buzăului în sine.

Se poate observa faptul că valea Buzăului rămâne relativ îngustă până la Măgura și Berca, iar configurația topografică se modifică în aval de Berca (în aval de zona de studiu), unde valea se lărgește.

Figura 2: Relieful bazinului Buzău

III. GEOLOGIE, LITOLOGIE ȘI PEDOLOGIE

Elemente de pedologie

Pedologia Carpaților și a Subcarpaților este dominată de soluri brune provenite în urma eroziunii dealurilor, regiunea Moldovei este acoperită în principal de depozite aluviale și podzoluri. Solurile brune domină și partea superioară a bazinului Buzăului.

Straturile pedologice principale ale bazinului Buzăului sunt următoarele:

– soluri brune acide în cea mai mare parte a zonei amonte a bazinului,

– soluri brune mezobazice de la Nehoiu la Măgura-Berca,

– depozite aluviale în Câmpia Română.

Elemente de geologie și litologie

Din punct de vedere geologic, Carpații Orientali sunt constituiți din așa numitul fliș reprezentat printr-o succesiune de marne, argile, gresii, șisturi și conglomerate, toate formând uneori cute-solzi aliniate pe direcția nord-est, sud-vest. În zona colinară predomină marnele, argilele, nisipurile, gresiile și calcarele, iar câmpia este alcătuită din pietrișuri și nisip în adânc și din lut (loess) spre suprafață. Vârsta rocilor este de aproximativ 30-70 milioane de ani (paleogenă).

Municpiul Buzău este situat pe Platforma Moessică, ce este alcătuită dintr-un fundament cristalin fragmentat și scufundat. Cuvertura platformei este alcătuită din sedimente paleozoice, mezozoice și neozoice . Dintre acestea, cele mai semnificative ca pondere sunt formațiunile neozoice, miocen-cuaternare, reprezentate de gresii, marne, argile, pietrișuri, nisipuri și loessuri, litologie ce determină un efect al seismelor mai puternic.

Bazinul superior al Buzăului este caracterizat de trei categorii geologice principale:

– partea muntoasă a bazinului este reprezentată în principal din roci silicate, roci carbonate și roci organogene

– zona subcarpatică are la bază roci silicate și roci carbonate

– zona de câmpie este caracterizată din roci arenitice și pelitice.

IV. MORFOLOGIA BAZINULUI

Lungimea totală a cursurilor de apă principale din rețeaua hidrogeafică a României este de aproximativ 78 905 km.

Din rețeaua hidrografică națională, bazinul Siretului reprezintă aproximativ 20%, lungimea totală a acestuia fiind de 15 407km.

Bazinul total al Siretului este reprezentat în proporție de 12% de bazinul Buzăului. Majoritatea afluenților importanți ai bazinului Buzău sunt situați pe partea stângă a acestuia:

– in zona de studiu afluenții sunt: Ciumernic, Cașoca, Bâsca (principalul afluent din zona de studiu), Nehoiu, Bâsca Chiojdului și Bălăneasca.

– în partea din aval a râului se enumeră: Sărățel, Slănic, Nișcov, Câlnău, Valea Boului, Buzoel și Ciulnița.

Luând în considerare debitele naturale (fără a ține cont de baraje și zonele intens antropizate), la debitul râului Buzău, râul Bâsca contribuie aproape în aceeași măsură ca râul Buzău, în aval de confluența acestora.

V. GEOMORFOLOGIA VĂII RÂULUI

Bazinul hidrografic al râului Buzău este variat și în funcție de panta longitudinală; astfel că, până la Cislău valea are o pantă cuprinsă între 1% și 1,5%, conturată destul de adânc în partea amonte, iar în partea aval panta descrește semnificativ ajungând pâna la 0,2% la confluența cu Siretul.

VI. OCUPAREA NATURALĂ A SOLULUI ȘI UTILIZAREA TERENURILOR

Mare parte a teritoriului județului Buzău este acoperit de păduri și pășuni. Pădurile îmbracă aproape toată suprafața montană și în general versanții Subcarpaților (culoarea verde închis, figura 3). Pășunile ocupă toată pajiștea alpină a munților, precum și zona depresionară a dealurilor (culoarea verde deschis, figura4).

Culoarea portocaliu (figura 4) face referire la culturi, exprimându-se astfel deosebita importanță a agriculturii, în special în câmpia din aval a Buzăului, de la Măgura până la confluența cu Siretul. Culturile dominante din bazin sunt livezile, cerealele pentru boabe (porumb, grâu, orz, ovăz), plante tehnice ( in, cânepă, floarea-soarelui), leguminoase ( mazăre, fasole).

„Petele” roșii indică zonele urbane, observându-se așezarea populației în special de-a lungul văilor, zonele vulnerabile nefiind răspândite de-a lungul principalelor cursuri de ape.

Figura 3. Ocuparea solului în bazinul hidrografic al Buzăului

VII. FLORA ȘI FAUNA

Conform Planului Urbanistic General din anul 2009, speciile floristice și faunistice prezente pe teritoriul arealului analizat vor fi prezentate în următoarele rânduri.

În ceea ce privește flora, aceasta este reprezentată de gorun- Quercus petraea în amestec cu mojdrean- Fraxinus ornus și cărpiniță- Carpinus orientalis. Din speciile de arbori întâlnite amintim: stejar pedunculat- Quercus robur, stejar brumariu- Quercus pedunculiflora, ulm- Ulmus minor, măr pădureț- Malus sylvestris.

Arbuștii întâlniți în cadrul municipiului: porumbar- Prunus spinosa, gherghin- Crataegus monogyna, sânger- Cornus sanguina, mălin- Prunus padus, măceșul- Rosa canina.

Ierburile sunt reprezentate de: iedera- Glechoma hirsuta, Glechoma hederacea, păiuș- Festuca valensiaca, colilie- Stipa pennata, pir cristat- Agropyron cristatum, firuță bărboasă- Poa bulbosa.

Asemenea vegetației, fauna are o distribuție altitudinală, fiind alcătuită dintr-o mare varietate de specii. Pădurile de munte și din Subcarpați adăpostesc o bogată și variată lume animală: urși, cerbi, căprioare, jderi, mistreți, lupi, veverițe,vulpi, iepuri, șoareci, șerpi, șopârle, mierle, ciocănitoare. În zona de stepă și silvostepă sunt întâlnite nenumărate rozătoare (șoareci de câmp, iepurele de câmp, popândăi etc), păsări (prepelița, potârnichea, graurul, ciocârlia, uliul, cioara etc), insecte (lăcuste, greieri, păianjeni etc). Apele râurilor sunt bogate în păstrăvi (în zona de munte), clean, biban, lipan, somn etc.

VIII. RESURSE NATURALE

În subsolul județului Buzău se găsesc însemnate resurse de zăcăminte de sare (Mânzălești, Bisoca), zăcăminte de perol (Berca, Arbănași, Tisău ș.a), gaze naturale (Tisău, Boldu, Padina ș.s), lignit (Ojasca), nămol sapropelic, cu valoare terapeutică (Balta Albă), gresie de Tarcău, argilă de calitate superioară (Simileasca, Sătuc, Râmnicu Sărat).

În zona de studiu, principalele resurse naturale sunt calcarul ( Viperești, Ciuta, Măgura), gips, apele minerale sulfuroase, feruginoase, clorosodice (Nehoiu), diatomită (Pătârlagele), nisipuri cuarțoase (Pătârlagele).

IX. CARACTERISTICI CLIMATICE

Clima României este temperat-continentală de tranziție, marcată de unele influențe climatice oceanice, continentale, scandinavo-baltice, submediteraneene și pontice. Partea de sud-vest a țării poate fi considerată a avea climat mediteranean.

Județul Buzău se încadrează în zona de climat temperat continental. Datorită reliefului divers, în județ se disting trei tipuri principale de climat: de munte, de deal și de câmpie.

Climatul de munte este caracterizat prin vânturi care bat deseori violent, predominant fiind cel de nord-est. Se remarcă prezența foenului, format de masele de aer ce coboară de la altitudini înalte, în zonele unde se produc inversiuni de temperatură. Temperatura medie anuală este de 2-3o C.

În zona subcarpatică, unde predomină climatul de deal, temperatura medie anuală este de 7-8o C, în luna iulie aceasta ajungând la 19-20 ͦ C. Vânturile din nord-vest bat mai puțin violent datorită culmilor ce țin adăpost. Și aici, ca și la munte, se formează foenul.

La câmpie temperatura medie anuală este cuprinsă intre 11-14 ͦ C, în timpul verii maxima atingând valori de 37,4 ͦ C (în luna iulie), iar în timpul iernii -21 ͦ C. Vânturile dominante sunt cele din nord-est și sud-vest.

Mai exact, în bazinul Buzăului, temperatura medie anuală este cuprinsă între -4 ͦ C (în munți) și 11 ͦ C (la câmpie).

Temperatura medie lunară a oscilat de-a lungul timpului, sunt luni a căror temperatură medie a crescut: ianuarie, mai, iulie, august, septembrie, octombrie, decembrie, dar și luni ce au suferit scăderi ale temperaturii: februarie, martie, aprilie, iunie, noiembrie (Tabel 1).

Tabel 1. Temperatura medie lunară și anuală

Caracteristici ale precipitațiilor

Conform Anuarului Statistic al României, capitolul „ Geografie, meteorologie și mediu înconjurător” publicat de către Institutul Național de Statistică (2006), cele mai înalte valori ale precipitațiilor lunare pot fi observate în timpul verii (în lunile iunie și iulie), iar cele mai scăzute, în timpul iernii.

Prcipitațiile medii anuale variază intre 300 și 400 mm pe an pe litoral și între 1000 și 1500 mm pe an în părțile sudice și extrem nordice ale Munților Carpați.

Precipitațiile atmosferice au o caracteristică tipic continentală, cu influențe montane, având diferențiere pronunțată de la o lună la alta și de la un an la altul. Distribuția acestora nu este omogenă, majoritatea având loc în medie între lunile iunie și octombrie.

Valorile statistice ale precipitațiilor din bazinul râului Buzău, pe baza datelor generale privind România sunt următoarele:

– media precipitațiilor anuale este cuprinsă intre 400 mm în zona de aval și 1200 mm în partea superioară a bazinului

– cantitatea maximă de precipitații în 24 de ore este cuprinsă intre 100 și 150 mm în întregul bazin.

În anul 2005 s-au produs pagube deosebite, când debitul Râului Buzău a crescut din cauza cantităților însemnate de precipitații ducând la prăbușirea podului de la Mărăcineni, fiind astfel afectată circulația pe E85.

Distribuția precipitațiilor nu este omogenă, majoritatea desfășurându-se între lunile iunie și octombrie.

Zăpada

Pe lângă precipitații, un alt factor principal care determină regimul hidrologic este zăpada.

În România, cea mai mare cantitate de zăpadă este acumulată în perioada decembrie-februarie, în zonele muntoase ( în Carpați). Conform lui Konecsny (1999) zăpada în curs de topire constituie principalul izvor pentru râul carpatin, contribuind cu până la 40%-50% la debitele râurilor transilvănene.

În zona de câmpie, valoarea medie multianuală a stratului de zăpadă, corespunde unei cantități de precipitații cuprinsă între 10 și 40 mm, în zona de deal sau munte valoarea se situează între 50 și 200 mm.

Topirea zăpezii și, în special, topirea gheții pot fi o cauză a inundațiilor locale. Pe Buzăul superior, în special pe platou, până la satul Crasna este deseori înregistrat acest tip de inundație locală. O inundașie locală se produce atunci când gheața se rupe ca un bloc, un astfel de bloc de gheață poate rămâne blocat de un pod, provocând un blocaj de bușteni, astfel mărind local nivelul apei.

X. HIDROMETRIE

Din cauza datelor insuficiente privind precipitațiile și debitele din bazinul hidrografic al Buzăului (din cauza unui număr limitat de stații pluviometrice, lipsei inundațiilor mari recente și, mai ales, din cauza impactului hidrologic al barajului Siriu), parametrii hidrologici ai modelării pentru râul Buzău au fost calibrați pe un bazin hidrografic care a fost mai bine documentat și studiat mai detaliat: bazinul hidrografic al Trotușului. Bazinul Trotușului a fost utilizat drept bazin „donator” pentru Buzău, iar parametrii calibrați în cursul simulărilor pentru Trotuș au fost transpuși asupra bazinului Buzăului. Aceasta este o aproximare simplistă; cu toate acestea, folosirea unui bazin donator pentru ajustarea parametrilor hidrologici este o metodologie clasică, iar această metodă a fost considerată relevantă având în vedere puținele date disponibile.

Prin urmare, capitolele următoare vor prezenta în principal calibrarea parametrilor hidrologici în bazinul Trotușului și se vor concentra pe bazinul Buzăului, atunci când va fi cazul.

XI. STAȚII HIDROMETRICE

În bazinul hidrografic al Buzăului există 15 stații hidrometrice, aflate în administrarea și sub controlul Direcțiilor de ape corespunzătoare (DA Siret) și sub coordonarea metodologică a Institutului Național de Hidrologie și Gospodărire a Apeor (INHGA), măsurând cursul pe principalele râuri.

Tabelul 2. Lista stațiilor hidrometrice din bazinul hidrografic al Buzăului

Figura 4 . Localizarea stațiilor hidrometrice din bazinul hidrografic al Buzăului

INUNDAȚII ISTORICE

În urma inundațiilor din anii 2005 și 2006, pe teritoriul României au fost afectate peste 1,5 milioane de persoane, printre care 93 de morți, având efecte dezastruoase și asupra infrastructurii, pagubele ajungând la peste 2 miliarde de euro.

Principalele inundații înregistrate pe râul Buzău în cursul anilor trecuți au avut loc în:

iulie 1969,

iulie 1971,

iulie 1975,

mai 1980,

mai 1984,

iulie 1991,

mai 2005.

Din această enumerare a principalelor evenimente reiese faptul că inundațiile majore din bazin au avut loc fie în luna mai, fie în luna iulie.

Stația hidrometrică Măgura a înregistrat cel mai important eveniment ce a avut loc în luna iulie 1975 când, după ploi torențiale, debitul maxim a atins 2100 m3/s, această inundație provocând multe pagube. După această inundație au fost adoptate măsuri structurale împotriva inundațiilor, în special construcția barajului de la Siriu (finalizat în 1994), acesta fiind gestionat de Aquaproiect. Pe lângă prevenirea inundațiilor, barajul de la Siriu prezintă și alte întrebuințări precum producerea de apă potabilă, industrială și de electricitate.

Totuși, barajul nu protejează valea împotriva inundațiilor provocate de afluenții râului Buzău, cum s-a întâmplat în iulie 2004 la Nehoiu, unde partea inferioară a satului a fost inundată de afluenții Buzăului.

Evenimentul din mai 2005 poate fi menționat aici ca inundație semnificativă după construcția barajului de la Siriu, aceasta afectând împrejurimile localității Întorsura Buzăului și, în principal, zona din aval a bazinului (în aval de Măgura), la o distanță de peste 70 km de baraj. În zona de studiu (Vama Buzăului-Măgura), inundația din 2005 a determinat pagube de aproximativ 7,5 mil. EUR. Punctele critice au fost Valea Nehoiului, localitățile Chiojdu, Pătârlagele și Chirlești. Zeci de case au fost inundate, alte sute de gospodării au fost izolate, iar mai multe drumuri județene și un drum național au fost închise. Viiturile care au atins pe alocuri 7-8 m au afectat 5 poduri, dintre care 2 distruse complet, au rupt podețe, lucrările de regularizare au fost distruse în proporție de 50 %, fiind izolate 370 de gospodării cu 1700 de locuitori, a fost afectată calea ferată și de asemenea și alimentarea cu energie electrică.

În satul Cătiașu drumul a fost distrus pe o distanță de 2 km, podul pentru tonaj mai mare de 20 tone a fost luat de apă, s-au produs alunecări de teren cu lungimi cuprinse între 50 și 800 m, fiind inundate aproape 150 de gospodării. Apele au rupt 5 stâlpi de la rețeaua de telefonie fixă, iar traficul în zonă, atât pietonal, cât și cel auto este întrerupt, fiind izolate 110 gospodării, respectiv 300 de locuitori. Tot aici, peste 2500 m2 teren arabil a fost acoperit de apă, iar fântânile au fost inundate în proporție de 80%. Totuși, aceste pagube iau în considerare pagubele produse de afluenți, iar raportul pagubelor post-inundații ( „rapoarte de sinteză”) nu permite diferențierea între afluenți și râul Buzău.

Pe data de 7 mai 2005, o viitură puternică ce depășea de aproximativ 30 de ori debitul mediu de la Racovița, a înclinat unul dintre pilonii podului metalic de la Mărăcineni (construit de nemți în anul 1932), amplasat pe Drumul Național E85 ce face legătura între Moldova și Muntenia, având nouă deschideri, dintre care trei au fost grav afectate din cauza nivelului crescut al apei. Pe data de 9 mai un pilon de susținere a segmentului de pod avariat (lung de 50 m) a cedat iar unul dintre capete s-a prăbușit în apa Buzăului stârnind panică printre călătorii care cu o zi înainte îl traversau pe jos. La această dată, surpările de stânci și curgerile noroioase au blocat drumul de legătură (DN10) cu Transilvania prin Brașov. În data de 11 mai, în condițiile unor debite de peste 200 m3/s, tronsonul de 50 m al podului s-a prăbușit și de pe cel de-al doilea pilon în apele râului Buzău, întrerupând pentru o perioadă destul de îndelungată (din luna mai până în luna noiembrie 2005) legătura Munteniei cu Moldova, producând astfel pagube însemnate (Ivan, 2006).

Lucrările de reabilitare au început cu consolidarea pilonilor. Pentru a asigura traficul rutier și pietonal, au fost construite trei poduri provizorii în amonte de obiectivul de pe râul Buzău. Din cauza precipitațiilor abundente ce depășeau 80-100 l/m2 , aceste poduri provizorii au fost închise, având câteva palee rupte.

Ca urmare circulația rutieră către Moldova pe drumul E85 a fost închisă și deviată pe alte rute ocolitoare: pentru traficul ușor pe la Berca (o deviere de cca 40 km), iar pentru traficul greu pe la Brăila (o deviere de aproximativ 200 km), până la terminarea lucrărilor.

Vizitele la fața locului și anchetele locale au arătat faptul că recent nu au mai fost înregistrate evenimente majore. Periodic, locuitorii din amontele bazinului (platoul de la izvoare până la Crasna) menționează unele inundații locale periodice la sfârșitul iernii, în special atunci când topirea gheții cauzează desprinderea unor bucăți de gheață care provoacă blocarea cu bușteni a podurilor.

Figura 5. Debite istorice înregistrate la stația hidrometrică Măgura

Este de remarcat că inundația din iulie 1975 a produs numeroase pagube, însă nu au putut fi găsite decât foarte puține informații privind pagubele ulterioare și urmele de viitură.

În următoarea imagine se poate observa o urmă de viitură găsită pe podul Nehoiu:

Figura 6. Urmă de viitură pe podul Nehoiu-inundația din 1975 (conform Administrației Naționale „Apele Române”)

Conform datelor furnizate de Institutul Național de Hidrologie și Gospodărire a Apelor (INHGA) valorile statistice ale debitelor de vârf pentru bazinul Buzăului superior, sunt prezentate în tabelul următor:

Tabelul 3: Debite statistice la stațiile hidrometrice ale Buzăului – INHGA 2008

Din acest tabel se poate observa faptul că inundația din 1975 poate fi similară unui eveniment cu perioada de revenire de 200 ani.

Descrierea lucrărilor existente de protecție împotriva inundațiilor

Ca principale lucrări de apărare  împotriva inundațiilor  în spațiul hidrografic Buzău – Ialomița sunt amintite 12 acumulări permanente, 600 km de diguri pe principalele cursuri de apă, 330 km de regularizări de albii, 8 derivații și 261 km de consolidări de albii și maluri.

La Buzău, Planul de Management al Riscului la Inundații se realizează prin monitorizarea volumului de apă prin 16 stații hidrometrice din care 15 sunt automatizate,  34 stații pluviometrice din care 23 sunt automatizate și 6 stații meteorologice.

Pentru a diminua efectele inundațiilor în bazinul râului Buzău, au fost construite lucrări cu rol de apărare împotriva inundațiilor, în conformitate cu abordarea tradițională aplicată în România, ținând cont și de faptul că în partea superioară a bazinului se concentrează valoarea maximă a precipitațiilor atât din punct de vedere cantitativ cât și al intensității, conducând la debite importante în aval, respectiv acumulările Siriu și Cândești .

În cazul acțiunilor de apărare împotriva inundațiilor, lacurile de acumulare cu volum permanent de retenție, joacă un rol deosebit, ele putând conduce la atenuarea viiturilor. Pentru perioada apelor mari este necesar să se respecte anumite reguli de exploatare care să permită tranzitarea undei de viitură, fără periclitarea construcției și a obiectivelor situate în aval, prin descărcări bruște a unor debite periculoase. În vederea reducerii efectelor distructive a apelor mari din bazinul râului Buzău s-au construit următoarele lucrări cu rol de apărare împotriva inundațiilor :

– acumulare Siriu;

– acumulare Surduc;

– îndiguire râu Buzau în zona Viperești;

– îndiguire și regularizare râu Bălăneasa în zona comunei Pârscov;

– îndiguire râu Buzău în zona municipiului Buzău;

– îndiguire râu Valea Larga, comuna Mărăcineni;

– îndiguire râu Câlnau, comuna Mărăcineni;

– amenajare hidroenergetică Cândești – Simileasca.

În bazinul râului Buzău atenuarea undelor de viitură se face în principal prin cele 2 lacuri de acumulare:

a) Acumularea Siriu este amplasată pe râul Buzău la 10 km amonte de localitatea Nehoiu. Lacul are o adâncime maximă de 120 m, lungimea de 11,5 km, o suprafata de 420 ha și un volum de 155 milioane m3 de apă.

Debitele maxime ce pot fi tranzitate prin deversor sunt de 3000 m³/s, din care prin evacuatorul de semiadâncime 800 m³/s și prin orificiile de preaplin 280 m³/s. Tranzitarea viiturilor mici cu ridicarea nivelului cu 5 – 10 m în 24 de ore se realizează prin CHE Nehoiașu, cu coborârea nivelului prin evacuarea apelor cu viteza de coborâre egală cu cea de ridicare în primele 3 zile după producerea viiturii astfel: se vor deschide evacuatorii prizei timp de 3 ore, după care coborârea nivelului va continua cu viteza maximă admisă de evacuatori cu condiția ca debitul defluent să nu depășească 280 m³/s. În cazul producerii unor viituri mari, care pot ridica nivelul apei în lac cu 10 – 30 m în 24 ore, pe măsura creșterii nivelului se vor pune în funcțiune CHE Nehoiașu cu 2 turbine, cele 2 vane ale galeriei de priză se vor deschide complet, pe rând, după care se vor deschide pe rând cele două vane ale galeriei de adâncime. Acumularea Siriu are plan de avertizare – alarmare a populației, obiectivelor economice și sociale situate în aval, întocmit conform instrucțiunilor și prevederilor legale în vigoare în scopul stabilirii normelor pentru salvarea populației și eliminarea pagubelor în caz de avarii și accidente la baraje (deplasări, ruperi, blocări de stavile) sau efectuarea unor manevre greșite la instalațiile de golire, seisme puternice ce impun pregolirea preventivă (slăbirea structurii de rezistență) și alte pericole (atac aerian, arme chimice, etc.).

b) Acumularea Cândesti – este amplasatã pe malul stâng al râului Buzău, la 19 km amonte de orașul Buzău și este creată de un baraj deversor de tip stăvilar cu prag lat și diguri de contur construite din materiale locale. Are o suprafață de 0.6 km2 și o adâncime medie de 5 m.

Aceste acumulări au ca principale folosințe: alimentarea cu apă a populației, producerea de energie electrică, irigații și atenuarea viiturilor. Aceste construcții hidrotehnice s-au dovedit eficiente împotriva inundațiilor frecvente sau medii, localnicii neamintindu-și evenimente majore după ridicarea lor.

Tabelul 4. Diguri – Administrația Bazinală de Apă Buzău-Ialomița

Tabelul 5. Baraj care realizează acumulări permanente – Administrația Bazinală de Apă Buzău-Ialomița

Tip baraj*: AA – Baraj din anrocamente etanșat cu argile

Folosințe**: V- Apărare împotriva inundațiilor; I – irigații; H – hidroenergie; A – alimentări cu apă;

Tabel 6. Baraj care realizează acumulări nepermanente – Administrația Bazinală de Apă Buzău-Ialomița

Tip baraj*: PO – Baraj de pământ omogen

Influența structurilor de apărare existente asupra bazinului

Structura majoră de apărare în bazinul Buzăului supeior este barajul Siriu, realizat din pământ. Acesta a influențat puternic funcționarea râului Buzău, întrucât nu a mai fost înregistrată nici o inundație majoră de la construirea sa.

Localitatea Siriu este situată chiar în aval de baraj, așa cum putem observa în următoarea imagine:

Figura 7. Imagini ale barajului Siriu – Vedere către lacul de acumulare din amonte și către Siriu, în aval de baraj

Un alt baraj existent în zona de studiu este barajul de la Cirșu, pe Bâsca Mare, însă principalele obiective ale acestui baraj sunt alimentarea cu apă și producerea de electricitate.

Alte construcții majore sunt barajul Cândești, la Berca și barajul Valea Boului, pe râul Valea Boului.

În afară de barajul Siriu, zona nu prezintă prea multe elemente de protecție împotriva inundațiilor. Doar platoul din amonte, de la Întorsura Buzăului până la Sita Buzăului, prezintă diguri de apărare și „canalizarea” râului.

În aval de Sita Buzăului și până la Crasna, zona prezintă foarte puține elemente locale de apărare, precum valurile de pământ, care nu afectează comportamentul râului și hidrologia bazinului.

Metodologia analizei hidrologice

Studiul hidrologic a fost efectuat pentru întreg bazinul Siretului, în ansamblu, detaliindu-se apoi bazinul Trotușului, bazinul Buzăului și bazinul Siretului inferior. Următoarele paragrafe descriu metoda și rezultatele acestui studiu, concentrându-se asupra bazinului Trotușului și asupra aplicării acestor rezultate în cazul bazinului Buzăului.

Descrierea sintetică a metodologiei generale pentru analiza hidrologică

Metodologia generală pentru analiza hidrologică a fost bazată pe diferite abordări combinate, care includ:

Prelucrarea statistică a măsurătorilor la stațiile hidrometrice disponibile pe Trotuș și afluenții acestuia. Prin intermediul ajustărilor, calitatea rezultatelor a fost analizată în ceea ce privește coerența dintre înregistrările succesive ale stațiilor și precizia ajustărilor în sine, pentru a evalua ordinul de mărime al valorilor statistice ale debitelor pentru inundațiile cu frecvențe reduse. De exemplu, atunci când au fost constatate evenimente relativ îndepărtate de curbele de ajustare, s-a considerat că perioada de revenire a acelui eveniment era subevaluată sau supraevaluată, iar apoi a fost corectată. În plus, astfel de ajustări sunt puternic influențate de precizia și corectitudinea de ansamblu ale măsurătorilor: având în vedere perioada relativ scurtă de măsurare, doar inundațiile care au o perioadă de revenire de până la 20 ani (adică inundații cu probabilitatea statistică de 5%) ar trebui considerate ca fiind exact evaluate, în timp ce inundațiile cu probabilități de 1% și chiar mai rare sunt doar ipoteze. Prin aplicarea teoriei sau abordării hidrogeomorfologice, curbele de ajustare au fost utilizate pentru identificarea influențelor antropice ale bazinelor hidrografice măsurate, precum și a frecvențelor mobilizării teraselor morfologice medii și joase. Această abordare arată că inundațiile curente care au o perioadă de revenire de 5-10 ani corespund mobilizării complete a teraselor joase, în timp ce inundațiile medii care au o perioadă de revenire de 50-100 ani ar mobiliza terasele morfologice medii, permițând astfel o evaluare a valorilor corespunzătoare ale debitelor de vârf;

Utilizarea de hidrografe reale la stațiile de măsurare (cu privire la cinci inundații) pentru măsurarea timpilor caracteristici, precum timpul de întârziere și cel de concentrare, ai bazinelor hidrografice. Astfel de parametri, precum și valorile statistice ale debitelor, au fost comparați și ajustați din valori oficiale, astfel cum au fost elaborate de INHGA, respectiv ca tabele de sinteză, formule regionale și un set de abace pentru debite și timpii caracteristici;

Modelarea hidrologică a bazinelor și sub-bazinelor hidrografice, cu luarea în considerarea a parametrilor calibrați pentru modelul hidrologic al Trotușului. Modelele au fost elaborate cu ajutorul software-ului HEC-HMS. Principiul este acela de a simula precipitații de diferite durate și perioade de revenire asupra bazinelor hidrografice și de a calcula drept răspuns hidrografele la punctele de control.

Având în vedere că un tip de precipitații care are o anumită perioadă de revenire (de exemplu, 100 ani) nu conduce în mod necesar la o inundație care are aceeași perioadă de revenire (acest lucru depinzând de timpii caracteristici ai bazinului), procedura generală trebuie să ajusteze precipitațiile simulate, astfel încât valorile calculate ale debitelor să corespundă valorilor statistice ale evenimentelor medii și rare. Ajustările precipitațiilor, efectuate asupra modelului Trotușului, au fost aplicate în cazul bazinului Buzăului pentru modelarea evenimentelor statistice.

Descrierea HEC-HMS și metodele utilizate

În cursul unei inundații calcularea debitelor generate a fost modelată prin utilizarea software-ului HEC-HMS (Hydrologic Engineering Center – Hydrologic Modeling System). Acest sistem de modelare a fost dezvoltat de U.S Army Corps of Engineers și are drept obiectiv reprezentarea proceselor ploaie-scurgere din bazinele hidrografice. Acest software permite simulări precipitații-scurgere-propagare. Eeste un program care poate calcula transformările precipitații/debite prin intermediul descrierii multor fenomene hidrologice precum scurgerea directă, infiltrarea, pierderile, scurgerea subterană etc. Pentru a lua în calcul timpul de întârziere sau adăugarea de hidrografe, propagarea hidrografului rezultat într-un tronson simplificat poate fi calculată și cu o metodă de propagare.

HEC-HMS calculează volumele generate în cursul unei precipitații prin calcularea ploilor nete, care reprezintă diferența dintre precipitații și pierderi (datorate infiltrării, evapotranspirației, scurgerii subterane etc.). Pentru transformarea ploaie netă/debit, HEC-HMS propune mai multe metode de calcul. În acest studiu, a fost aleasă metoda SCS (Soil Conservation System) utilizată la nivel global, întrucât este o metodă de încredere. Această metodă empirică ia în calcul potențialul solului de a absorbi o anumită cantitate de apă (stocare), această capacitate variind în funcție de tipul de sol și de ocupare a solului, dar și de condițiile de umiditate (gradul de saturare) ale solului, care evoluează în cursul întregii ploi.

Primul pas este apoi acela de a reprezenta și simula ploile. Utilizând HEC-HMS, pot fi folosite precipitațiile reale înregistrate, precum și diagramele ploilor teoretice. Descrierea oricărei precipitații de la o stație este efectuată prin intermediul hietografului său, care este diagrama ce arată evoluția în timp a intensității ploii. Pentru bazinele hidrografice mari, pot fi „atașate” hietografe diferite unor stații diferite, definind totodată ariile de influență ale fiecărei stații pluviometrice. Este propusă metoda Thiessen, deoarece este cea mai des utilizată, care constă în determinarea poligoanelor din jurul stațiilor pluviometrice, fiecare poligon fiind vizat de ploaia de calcul la nivelul stației în cauză. O precipitație omogenă poate fi apoi estimată pe baza ponderării (după suprafața poligoanelor) a precipitațiilor de la stații. Prin urmare, generarea volumului inundației este bazată pe un model neliniar ploaie-scurgere, cu un singur parametru de scurgere, așa-numitul indice CN („Curve Number”). Acest indice CN depinde de tipul solului și de caracteristicile precipitațiilor (care afectează condițiile de umiditate ale solului). Este utilizat în scopul reprezentării evoluției coeficientului de scurgere de-a lungul întregii ploi, la nivelul bazinului hidrografic.

Transferul este, de asemenea, întemeiat pe metoda SCS și necesită o definire a unui hidrograf unitar pentru fiecare unitate hidrografică. Forma acestui hidrograf unitar este puternic influențată de timpul de întârziere dintre centrul masei precipitațiilor și centrul masei scurgerii sau punctul maxim al hidrografului scurgerii. Propagarea hidrografului de-a lungul râului (ca o propagare a undei de debit) se bazează pe formula Muskingum, care ia în considerare caracteristicile văii (secțiunea hidraulică, panta medie etc.) de-a lungul tronsoanelor omogene, astfel cum sunt identificate de-a lungul rețelei hidrografice.

În ansamblu, modelarea hidrologică prin intermediul HEC-HSM se bazează pe următoarele etape:

Descrierea, apoi simularea la intervale regulate a precipitațiilor, prin utilizarea uneia sau mai multor stații pluviometrice;

Calcularea volumului de scurgere pentru fiecare unitate geografică, apoi a hidrograful unitar corespunzător, calculat prin intermediul metodei SCS pornind de la caracteristicile timpului de întârziere ale fiecărei unități;

Calcularea transferului tuturor unităților hidrografice către bazinul hidrografic;

În cele din urmă, calcularea propagării hidrografului rezultat de-a lungul tronsoanelor de râu până la locul unde se află punctul de control.

Reprezentarea schematică a modelului hidrologic HEC-HMS

.

Modelul HEC-HMS este împărțit în patru părți sau subaplicații software:

Un model de bazin: pentru descrierea rețelei hidrografice a bazinului și a sub-bazinelor acestuia (suprafață, coeficientul de impermeabilitate, timpul de întârziere, metoda de transformare ploaie netă-scurgere etc.), dar și descrierea tronsoanelor de râu (caracteristici geometrice și metodă de propagare) și alte elemente structurale care au o influență asupra condițiilor de scurgere și debit, precum acumulările, devierile, sursele etc.

Un „model de precipitații”: permite conexiunea dintre seria cronologică adecvată din tabel sau din catalog, astfel cum a fost pregătită de utilizator, și bazinul hidrografic corespunzător;

Specificații de control: acest modul este dedicat selectării momentelor de început/sfârșit ale simulării și intervalelor de timp pentru calculare;

Date privind seriile cronologice: toate datele necesare, precum precipitații, debite, niveluri, temperaturi și alți parametri care evoluează în timp, sunt introduse într-o bază de date specifică pentru o simulare ulterioară.

Figura următoare prezintă un exemplu al reprezentării schematice a bazinului hidrografic Buzău efectuate prin intermediul „modelului de bazin”, care indică toate sub-bazinele modelate, rețeaua hidrografică și punctele de control (de exemplu, pentru calibrare la nivelul stațiilor hidrometrice).

Figura 8. Reprezentarea schematică a bazinului Buzăului în HEC-HMS

În plus, HEC-HMS poate calcula automat debitul rezidual, ca diferență dintre debitul observat și cel calculat, care este util pentru calibrarea modelului.

În cazul Buzăului, parametrii modelului hidrologic („Curve Number”), inundația din 2005 și precipitațiile statistice au fost calibrate pe modelul Trotușului, iar apoi transpuse la modelul hidrologic al Buzăului.

Comparație HEC-HMS între hidrografele observate și calculate

CARACTERISTICILE HIDROLOGICE ALE BAZINULUI BUZĂU

Delimitarea bazinului hidrografic

Întregul bazin al Buzăului a fost împărțit în 34 de sub-bazine. Această delimitare a fost elaborată pentru obținerea unei evaluări realiste a contribuțiilor afluenților și a scurgerii difuze. Pentru afluenții principali (Bâsca, Bâsca Chiojdului), bazinele hidrografice au fost împărțite în unități mai mici: punctele de control utilizate drept guri de ieșire ale acestor sub-bazine corespund fie confluenței cu râul principal din bazin, fie unei stații hidrometrice.

Împărțirea în sub-bazine a fost efectuată luând în considerare în principal doi factori:

Modelele hidrologice nu pot reprezenta corespunzător răspunsul hidrologic la inundație al bazinelor foarte mari, în special atunci când infrastructura (în principal acumulări precum cea de la Siriu) modifică în mod considerabil condițiile naturale de scurgere și propagare a inundațiilor de-a lungul văilor. Ca o consecință, sub-bazinele în cauză, fiind puternic influențate de antropizare (adică schimbări majore produse de om în ceea ce privește condițiile de debit), necesită o analiză adecvată din punct de vedere hidrologic și o modelare care să țină seama de această influență umană;

În scopul efectuării calibrării, este necesar să se includă un „punct de control” în locul unde se află stațiile hidrometrice, acest fapt generând împărțirea bazinului râului în mai multe sub-bazine. Această regulă a fost aplicată în cazul modelului hidrologic al Buzăului.

Figura următoare prezintă bazinul Buzăului împărțit în sub-bazine.

Figura 9. Delimitarea sub-bazinelor bazinului hidrografic Buzău

Timpul de concentrare și timpul de întârziere

Timpul de concentrare al unui bazin hidrografic este intervalul maxim de timp în care o picătură de ploaie care cade în bazin ajunge în punctul de ieșire; acest parametru este esențial în hidrologie, deoarece măsoară durata minimă a unei ploi pentru care scurgerile provenite din amontele bazinului ar ajunge la punctul de ieșire atunci când scurgerile ar proveni din toate părțile bazinului. Cu alte cuvinte, o ploaie care are timpul de concentrare identic cu durata reprezintă situația cea mai gravă. Timpul de întârziere este celălalt factor temporal cel mai des luat în calcul în hidrologie: acesta măsoară intervalul de timp dintre centrul căderii masei de precipitații și debitul de vârf; ar putea fi explicat ca „timpul de răspuns” al bazinului hidrografic.

În mare parte a timpului, ambii factori temporali sunt corelați: diferiți autori au propus astfel de rapoarte medii sau standard între cei doi factori. În plus, au fost elaborate multe formule empirice care sunt utilizate în prezent pentru evaluarea unuia sau ambilor parametri.

În acest document, timpul de concentrare al fiecărei unități hidrologice (sau sub-bazin) a fost stabilit prin utilizarea formulelor clasice Ventura, Passini și BRL. Având în vedere domeniile valide și caracteristicile fiecărui sub-bazin, a fost selectată cea mai adecvată formulă pentru evaluarea corectă a timpului de concentrare. Apoi timpul de întârziere a fost calculat ca 60% din timpul de concentrare. Acest parametru este utilizat pentru efectuarea calculelor în HEC-HMS.

Tabelele următoare prezintă timpul de concentrare și timpul de întârziere calculate pentru fiecare dintre sub-bazinele din întregul bazin hidrografic Buzău.

Tabelul 7 . Timpul de concentrare și timpul de întârziere – bazinul Buzăului

Valoarea medie globală pentru raportul Tc / suprafață este 0,09. Cele mai mari valori ale acestui raport corespund, de exemplu, bazinelor care sunt afluenți mici și al căror caracter fusiform este mai pronunțat decât al altor bazine. Cel mai scăzut raport Tc/suprafață a fost calculat pentru sub-bazinele care prezintă o formă de evantai.

MODELUL HIDROLOGIC AL BAZINULUI HIDROGRAFIC

Descrierea modelului

Intervalul de timp ales pentru simulările precipitațiilor și calculul hidrologic este de 3 ore. Acest interval este bine adaptat pentru precipitațiile din bazinele hidrografice care au timpi de concentrare de câteva ore, până la 90 ore. Următoarele caracteristici ale fiecărui bazin hidrografic sau sub-bazin au fost identificate și apoi integrate în modelul hidrologic HEC-HMS:

Suprafața, în kilometri pătrați, măsurată (pe platforma GIS) în baza delimitărilor bazinelor și sub-bazinelor într-un cadru georeferențiat;

Timpul de întârziere, evaluat ca reprezentând 60% din timpul de concentrare calculat prin selectarea celei mai adecvate formule – după testarea formulelor Ventura, Passini și BRL;

Indicele CN (Curve Number) caracteristic, care depinde în principal de caracteristicile solului și ale utilizării acestuia, precum și de pantele naturale ale bazinelor, factori care sunt identificați pe platforma GIS din Corine Land Cover, hărțile geologice și pedologice și relieful cunoscut din extrasele din modelul digital al terenului SRTM, care acoperă întreaga lume cu o precizie de circa 10 m în altitudine, ceea ce este destul de suficient pentru evaluarea pantelor într-o analiză hidrologică la această scară.

În plus, tronsoanele de râu au fost descrise în modelul HEC-HMS cu următorii parametri:

Lungimea tronsonului,

Panta medie a tronsonului,

Coeficientul de rugozitate Manning pentru propagare, măsurând rugozitatea generală față de debite în vale în caz de inundație,

Secțiunea hidraulică medie a tronsonului.

Influența barajelor și acumulărilor de-a lungul râurilor din bazin – în afară de barajul Siriu – a fost luată în calcul ca parte a procesului de calibrare și este reflectată de parametrii aleși. Barajul Siriu a fost luat în considerare doar ca parte a modelării hidraulice. Prin urmare, din perspectiva râului Buzău, se poate considera că modelul hidrologic are în vedere un „comportament natural” al râului.

CALIBRAREA MODELULUI HIDROLOGIC

1.Metodologia de calibrare

Nici un model hidrologic sau hidraulic nu poate fi considerat ca fiind precis fără o validare prin intermediul unei calibrări a principalilor parametri incluși în model. În fapt, o calibrare este o ajustare a parametrilor fizici, astfel încât simularea evenimentelor recente să reproducă în mod corespunzător situațiile înregistrate sau observate. În cazul unui model hidrologic, după selectarea principalelor metodologii, în funcție de domeniul lor de validitate în ceea ce privește zona de studiu, calibrarea este efectuată prin ajustări succesive fie a timpilor de întârziere, fie a indicilor CN, uneori ale amândurora. În general, sunt avute în vedere două niveluri de calibrare:

O calibrare preliminară a modelului hidrologic este realizată pe baza hidrografelor înregistrate la stațiile hidrometrice, cu ocazia simulării precipitațiilor corespunzătoare înregistrate în bazin;

O calibrare finală este posibilă, atunci când nu există suficiente date pentru calibrarea anterioară, în cazul în care simulările hidraulice (ca un pas ce urmează după pregătirea unui model hidraulic cuplat cu un model hidrologic) permit compararea nivelurilor apei sau adâncimii apelor calculate cu nivelurile observate sau înregistrate cu ocazia inundațiilor recente.

În cazul proiectului de față, calibrarea preliminară a fost efectuată pe un bazin învecinat, bazinul Trotușului, iar apoi s-a dovedit a fi suficientă, datorită unui număr destul de mare de stații hidrometrice care furnizează date fiabile, în ceea ce privește precizia generală dorită a modelelor. În plus, o mare parte a calibrării a fost realizată pornind de la (recenta) inundație din iulie 2005 din bazinul râului Siret. Parametrii ajustați au fost aplicați apoi la modelul hidrologic al Buzăului.

2. Parametri ajustați

În acest document, calibrarea a fost efectuată în principal prin ajustarea indicelui CN (Curve Number) pentru fiecare tip de utilizare a terenurilor. Au fost testate mai multe combinații de CN, iar următoarea a fost aleasă drept cea mai potrivită:

Tabelul 8. Ajustarea numărului de curbă după calibrarea fiecărei clase de ocupare a solului

Indicele CN al fiecărui sub-bazin a fost determinat prin calcularea mediei ponderate a indicilor CN de mai sus în baza procentului de suprafață al fiecărei clase de acoperire a solului din cadrul sub-bazinului. În general, indicii CN calculați nu au trebuit să fie schimbați după ponderare. Cu toate acestea, în unele cazuri (câteva), indicele CN a fost mărit puțin pentru a atinge vârful de viitură maxim măsurat.

În cele din urmă, valorile selectate ca fiind relevante pentru bazinul Trotușului (și, ca o consecință, pentru bazinul Buzăului) pentru modelarea inundațiilor majore trebuie considerate ca fiind supraestimate pentru inundațiile obișnuite, întrucât în etapa de calibrare au fost luate în considerare efectele saturării totale a solului cu umiditate. Acest fapt explică și de ce valorile selectate în acest document se situează la nivelurile cele mai înalte ale valorilor standard propuse recent ca referință pentru România de către INHGA sau chiar la niveluri ușor mai ridicate (trimitere: “Ordin nr 976/2008 privind aprobarea Metodologiei pentru determinarea bazinelor hidrografice cu caracter torențial în care se află așezări umane expuse pericolului viiturilor rapide”).

COMPORTAMENTUL HIDROLOGIC PENTRU INUNDAȚIILE DE REFERINȚĂ

Metodologie

Inundațiile de referință au fost alese în conformitate cu Directiva europeană 2007/60/CE privind evaluarea și gestionarea riscurilor de inundații. Astfel, „inundațiile cu probabilitate mare” au fost modelate după un eveniment cu o perioadă de revenire de 10 ani, iar „inundațiile cu probabilitate medie” au fost modelate după un eveniment cu o perioadă de revenire de 100 ani.

Ploile de calcul pentru modelarea evenimentelor cu perioadă de revenire de 10 și 100 de ani au fost construite astfel încât să corespundă valorilor statistice ale debitelor cu perioade de revenire de 10 și 100 de ani la stațiile hidrometrice. Acestea nu sunt în mod necesar precipitații cu perioade de revenire de 10 sau 100 de ani, ci ploi care conduc la o inundație cu perioadă de revenire de 10 sau 100 de ani. În Directiva europeană privind inundațiile nu este dată nici o indicație cu privire la modelarea scenariului pentru „cazuri extreme”. Am optat pentru modelarea cazului extrem ca o omotetie și o majorare a vârfului de 100 ani cu 40%. Aceasta înseamnă că toate datele privind debitele de intrare din model pentru a simula un eveniment cu perioadă de revenire de 100 de ani au fost majorate cu 40% pentru a modela evenimentul extrem. Această valoare de 40% a fost aleasă după analizarea valorilor statistice la diferite stații hidrometrice din bazinul Siretului, ceea ce a condus la observarea faptului că există un procent de aproximativ 40% între valorile statistice cu perioadă de revenire de 100 de ani și cele cu perioadă de revenire de 500 de ani. Aceasta înseamnă că majorarea cu 40% a tuturor valorilor debitelor de intrare ar conduce la un scenariu teoretic care se înscrie în sfera evenimentului cu perioadă de revenire de 500 de ani și care probabil are o perioadă de revenire puțin mai mare.

Ploi de referință

Pentru a defini hidrograful de calcul pentru fiecare perioadă de revenire studiată, metoda a constat în ajustarea ploii sintetice care a produs debitul de vârf statistic (calculat la stațiile hidrometrice) la punctele de control ale modelului pentru fiecare unitate hidrologică omogenă.

Forma ploii sintetice a fost aleasă după analizarea distribuției temporale a ploii pentru bazinul hidrografic principal al Siretului în cursul inundației din iulie 2005 în conformitate cu și a fost aplicată o distribuție similară în cazul bazinului Buzău.

Pentru proiectarea ploii sintetice a fost aleasă următoarea distribuție:

Prima zi: 20 % (saturarea bazinului),

A doua zi: 75 % (vârf de precipitații),

A treia zi: 5 %.

Tabelul 9. Distribuția temporală a precipitațiilor pentru evenimentele de referință

Pentru fiecare eveniment, au fost create trei seturi de ploi, pentru a reprezenta variabilitatea în spațiu și timp a precipitațiilor din bazinul Buzău.

Figura 10: Repartizarea precipitațiilor în bazinul hidrografic Buzău

Figura 11. Ploaia sintetică utilizată pentru bazinul Buzău

Tabelul 10. Rezultatele modelului hidrologic – Inundații de referință

(*) pozițiile nu corespund în mod necesar unei stații hidrometrice. Debitul dat corespunde debitului calculat pe tronsonul care traversează o localitate

Rezultatele arată că evenimentul cu perioadă de revenire de 10 ani este foarte bine reprezentat la Sita Buzăului de modelul hidrologic, cu o diferență de doar 10% la punctul de vârf. În același loc, modelul prezintă debite mai scăzute decât valorile statistice pentru evenimentul cu perioadă de revenire de 100 ani: aceasta corespunde observației de mai sus referitoare la supraestimarea valorilor statistice de la Sita Buzăului. Raportul Q100/Q10 indicat de modelul hidrologic (1.35) este mai sensibil, având în vedere forma naturală a bazinului în acest punct.

La stațiile hidrometrice Nehoiu și Măgura, se pare că valorile simulate cu modelul hidrologic sunt mai înalte decât valorile statistice ale INHGA. Astfel, pentru evenimentul cu perioadă de revenire de 10 ani, valorile calculate prezintă o diferență de 100% și 75% față de valorile statistice ale celor două stații. Acest fapt poate fi explicat prin aceea că ambele stații sunt localizate în aval de barajul Siriu, ceea ce afectează comportamentul debitelor în cazul evenimentelor frecvente, în timp ce această atenuare a debitului nu este inclusă în modelul hidrologic pentru acest baraj: ca o consecință, modelul hidrologic supraestimează debitele din aval de acesta. Acest fapt nu are importanță pentru prezentul studiu, de vreme ce hidrografele din aval de Siriu nu sunt luate din modelul hidrologic, ci incluse direct în modelul hidraulic, iar modelul hidrologic nu are drept scop reproducerea hidrografelor de la stația Măgura: doar rezultatele modelului hidraulic trebuie comparate cu hidrografele înregistrate, de vreme ce nici un model hidraulic nu poate integra în mod adecvat atenuarea debitelor de-a lungul largii văi a Buzăului în aval de Nehoiu.

Pentru evenimentul cu perioadă de revenire de 100 ani, debitele calculate la Nehoiu și Măgura sunt, de asemenea, mai mari decât debitele statistice, dar într-o măsură mai mică. Astfel, diferența dintre evenimentul cu perioadă de revenire de 100 ani calculat și debitul statistic oferit de INHGA este de doar 26% la Nehoiu și de 16% la Măgura. Aceasta subliniază faptul că barajul Siriu are un efect major asupra inundațiilor frecvente, dar un efect mai mic asupra inundațiilor mari. Elementele supraestimate din modelul hidrologic sunt explicate, de asemenea, de faptul că acest model nu poate simula adecvat atenuarea debitului de către albia majoră naturală, acest efect fiind calculat de modelul hidraulic.

Efectul major al barajului Siriu este luat în calcul în cadrul modelării hidraulice.

Concluzie:

Următoarele hărți prezintă:

Debitele simulate care ies din fiecare sub-bazin în bazinul hidrografic Buzău,

Debitele simulate calculate pe fiecare tronson al modelului hidrologic, pentru a fi incluse în simulările cu modelul hidraulic al Buzăului.

METODOLOGIE

Prezentarea generală a sistemului de modelare

Pentru a stabili impactul inundațiilor, am ales sistemul de modelare MIKE11 dezvoltat de Danish Hydraulic Institute (DHI).

Acest program este destinat să realizeze calcule hidraulice și hidrodinamice unidimensionale, dar cu elemente de suprafețe hidraulice, numite zone de stocare (și deseori numite „fals 2-D”), pentru o rețea completă de canale naturale și construite. Acesta dă posibilitatea unor calcule pentru curgeri în regim stabil și variabil. Pentru acest studiu au fost efectuate numai calcule pentru curgeri în regim variabil.

În esență, procedura de calcul se bazează pe o soluție numerică a ecuațiilor unidimensionale de conservare a energiei și a masei (sistemul de ecuații Barré-de-Saint-Venant). Pierderile de energie sunt evaluate în principal prin frecare (ecuația Manning) și contracție/dilatare (coeficient multiplicat cu schimbarea sarcinii dinamice).

În calcule pot fi avute în vedere efectele diferitelor obstrucții, precum podurile, barajele, deversoarele și alte structuri din albia majoră.

Cel care efectuează modelarea procesează datele geometrice necesare prin trasarea schemei rețelei hidrografice în baza secțiunilor transversale, zonelor de stocare și deversoarelor.

Figura 11. Exemplu de reprezentare schematică a câmpiei râului cu MIKE11

STRUCTURA MODELULUI TOPOGRAFIC

A. Date topografice

Secțiunile transversale și rețeaua zonei de studiu au fost proiectate pe baza următoarelor date topografice:

model digital al terenului (MDT) furnizat de BlomInfo, pe baza datelor LIDAR pentru albia majoră și a datelor ANCPI pentru restul văii. Rezoluția MDT este 2 m x 2 m. Precizia verticală este 0,20 m pentru datele LIDAR și 0,50 – 1,50 m pentru datele ANCPI. Secțiunile transversale pentru modelare au fost extrase din MDT, folosind o distanță de 2 m între puncte în albia principală și o distanță de 5 m pentru albia majoră;

Geometria podurilor și deversoarelor furnizată de BlomInfo.

Majoritatea datelor topografice din modelul Buzăului au fost concepute cu aplicația software Mike GIS. Acest program permite utilizarea mai multor straturi georeferențiate pentru generarea modelului (puncte batimetrice, MDT, cursuri de apă, localizarea structurilor etc.).

B. Albie principală și albii secundare

Râul Buzău a fost modelat în două părți, luând în considerare faptul că ar fi irelevantă modelarea defileurilor înguste unde nu există bunuri expuse riscului la inundații și unde Buzăul este îndiguit (excluzând orice efect de atenuare a debitului). Prin urmare, modelul a fost împărțit în două:

de la Vama Buzăului până la Crasna (modelul Buzău_Amonte),

de la barajul Siriu până la Măgura (modelul Buzău_Aval).

În modelul Buzău_Amonte, au fost introduse aproximativ 210 secțiuni transversale ca descriere a albiei majore a Buzăului, aflate în medie la 200 metri distanță una de alta.

În modelul Buzău_Aval, au fost introduse aproximativ 170 secțiuni transversale ca descriere a albiei majore a Buzăului, aflate în medie la 400 metri distanță una de alta. Întrucât panta este mai redusă decât în amonte de barajul Siriu, acest interval este suficient aici.

Fiecare secțiune transversală a fost împărțită în trei sectoare: revărsare stânga/dreapta (zone cu debit redus), albia principală (zonă cu debit ridicat); diferiți coeficienți de rugozitate au fost aplicați în consecință.

Figura 12. Reprezentarea secțiunilor transversale în MIKE11

În modelul Buzău_Amonte, nu a fost identificată nicio albie secundară, cu excepția sectorului aflat la confluența cu Valea Boului și Valea Sita. Între aceste două confluențe, partea stângă a albiei majore devine mai joasă decât nivelul malului Buzăului, ceea ce conferă văii o formă de acoperiș. Această particularitate topografică a fost reprezentată prin modelarea părții stângi a albiei majore printr-o ramură paralelă.

Partea din aval a zonei de studiu (Siriu – Măgura) nu prezintă nicio particularitate care să necesite reprezentarea printr-o ramură paralelă.

C. Zonele de stocare

În modelul Buzău_Amonte au fost identificate și introduse în model 18 zone de stocare pentru a reprezenta acumularea din spatele unui dig, precum și alte zone de stocare cu viteze reduse.

Astfel, partea stângă a albiei majore în Acriș a fost reprezentată printr-o succesiune de acumulări, ca și sectorul Întorsura Buzăului, unde localitatea este protejată de un set de diguri. În plus, partea stângă a drumului din Crasna a fost reprezentată ca un dig, dat fiind că este situată sub nivelul drumului.

Figura 13. Localizarea zonelor de stocare în zona Acriș

Figura 14. Localizarea zonelor de stocare în Întorsura Buzăului

Figura 15. Localizarea zonelor de stocare în Crasna

În partea Buzău_Aval a modelului, zonele de stocare au fost folosite pentru a reprezenta caracteristicile topografice din Siriu, Pănătău și Pârscov.

Figura 16. Localizarea zonelor de stocare în Siriu

Figura 17. Localizarea zonelor de stocare în Pănătău

Figura 18. Localizarea zonelor de stocare în Pârscov

Zonele de stocare sunt definite cu ajutorul unei relații de stocare care indică evoluția suprafeței udate în funcție de nivelul apei, astfel cum este indicat în figura următoare.

Figura 19. Reprezentarea zonei de stocare în MIKE11

Conexiunile dintre zonele de stocare și albia principală sau dintre zonele de stocare sunt descrise cu ajutorul:

relației deversor: parametrii de descriere sunt reprezentați de geometria deversorului (nivel, raportul adâncime/lățime) și de coeficienții de pierdere de sarcină;

sau al relației de rugozitate: parametrii de descriere sunt geometria secțiunii transversale a legăturii și coeficientul de rugozitate aferent.

D. Poduri și deversoare

Toate podurile și deversoarele care au o influență semnificativă asupra debitului Buzăului au fost incluse în model. Podețele și podurile foarte mari care nu cauzează o pierdere de sarcină semnificativă nu au fost reprezentate.

Podurile au fost modelate, acolo unde a fost cazul:

cu unități conductă MIKE11, folosind un raport adâncime/lățime în asociație cu o unitate deversor pentru a reprezenta ocolirea podului sau revărsarea (depășirea) peste pod,

sau cu unități de pierdere de sarcină MIKE11.

Următorul tabel prezintă o listă de poduri și structuri de-a lungul Buzăului, datele topografice disponibile pentru descriere și modul în care au fost modelate în MIKE11.

Tabel 11. Structuri (poduri, deversoare) integrate în modelul Buzăului

CALIBRAREA MODELULUI

A. Date utilizate pentru calibrare

Deoarece în ultimii ani nu au avut loc inundații recente și relevante și erau disponibile puține informații privind condițiile de debit în cursul inundațiilor pentru calibrarea modelului, acesta din urmă a fost verificat prin compararea dimensiunilor calculate ale inundațiilor cu dimensiunile maxime cunoscute ale inundațiilor. Pe de altă parte, parametrii au fost, de asemenea, ajustați astfel încât valorile debitului de vârf calculate să atingă valorile statistice furnizate de INHGA.

În plus, luând în considerare condiții de debit similare de-a lungul unor părți ale Buzăului în comparație cu Trotușul, coeficienții de rugozitate au fost estimați mai întâi în baza modelului hidraulic al Trotușului, pentru care au fost găsite numeroase urme de viitură pentru calibrare.

B. Parametri de rugozitate

În model sunt utilizate mai multe tipuri de coeficienți de pierdere pentru a evalua pierderile de energie. Valorile Manning n sau coeficienții de rugozitate Strickler K echivalenți reprezintă pierdere de sarcină prin frecare (pierderi de energie regulate).

Selectarea unei valori corespunzătoare pentru coeficientul Manning n este foarte importantă pentru profilurile suprafețelor acvatice calculate.

Valoarea coeficientului Manning n este foarte variabilă și depinde de un număr de factori, inclusiv: rugozitatea suprafeței, vegetația, iregularitățile albiei, rectificarea cursului, dimensiunea și forma albiei.

C. Rezultatele calibrării

Ca și în cazul calibrării modelului hidrologic, nu a existat niciun eveniment recent și important disponibil în scopul calibrării. Prin urmare, calibrarea modelului hidraulic a fost efectuată pe evenimentele statistice, prin ajustarea debitelor pentru a atinge același interval precum valorile statistice furnizate de INHGA, precum și pe dimensiunile maxime cunoscute ale inundațiilor în câmpie, ca și pe câteva urme de viitură în urma inundațiilor istorice. Ipotezele formulate și rezultatele simulărilor pentru evenimentele statistice sunt prezentate în următorul paragraf.

SIMULĂRI

Atât modelul Buzău Amonte, cât și modelul Buzău Aval au fost aplicate pentru:

Un eveniment cu perioadă de revenire de 10 ani (probabilitate ridicată),

Un eveniment cu perioadă de revenire de 100 ani (probabilitate medie),

Un eveniment extrem, care a fost modelat prin creșterea tuturor debitelor de intrare în model cu 40 % și care corespunde în linii mari unui eveniment cu perioadă de revenire de 500 de ani.

A. Secțiunea Vama Buzăului – Crasna (modelul Buzău_Amonte)

Pentru evenimentul cu perioadă de revenire de 100 ani, debitele de ieșire din modelul hidrologic au fost înmulțite cu 1,5 pentru a coincide cu debitele statistice furnizate de INHGA în stațiile cheie, întrucât debitele calculate de modelul hidrologic au fost considerate subestimate.

Pentru evenimentul cu perioadă de revenire de 10 ani, debitele calculate de modelul hidrologic au dat rezultate relativ rezonabile și au rămas neschimbate.

Următorul tabel furnizează debitul maxim calculat în pozițiile stațiilor hidrometrice pentru toate evenimentele modelate.

Tabelul 12: Debitul maxim calculat la stațiile hidrometrice

Acest tabel indică faptul că atunci când cresc cu 40% toate debitele de intrare ale evenimentului cu perioada de revenire de 100 ani, debitul calculat rezultat la stațiile hidrometrice este și el mai mare cu aproximativ 40%: acest fapt indică în mod clar că, pentru inundațiile mai mari decât evenimentul cu perioada de revenire de 100 ani, întreaga capacitate de stocare a apei a văii este saturată și nu poate mai atenua debitul.

În 1975, debitul a atins 400 m3/s în Sita Buzăului, care în linii mari corespunde unui eveniment cu perioadă de revenire de 10 ani, conform modelului hidraulic. Acest fapt este cu atât mai rezonabil dacă luăm în considerare că evenimentul din 1975 nu a fost cel mai mare eveniment în această parte a bazinului, ci numai al patrulea eveniment ca mărime înregistrat în ultimii 40 ani.

B. Secțiunea Siriu – Măgura (modelul Buzău_Aval)

Pentru evenimentul cu perioadă de revenire de 100 ani, valorile debitului de vârf simulate de modelul hidrologic au fost ajustate în ansamblu (după testarea mai multor metode și efecte ale factorilor) și în final au fost înmulțite cu 1,5 pentru a coincide cu debitele statistice furnizate de INHGA la stațiile hidrometrice de pe Buzău, întrucât debitele calculate de modelul hidrologic au fost considerate subestimate. Pentru evenimentul cu perioadă de revenire de 10 ani, debitele calculate de modelul hidrologic au dat rezultate relativ rezonabile și au rămas neschimbate.

Pentru a lua în considerare impactul barajului Siriu asupra debitelor, au fost luate în calcul mai multe scenarii, ținând cont de caracteristicile barajului și de câteva caracteristici de funcționare.

Prin urmare, am luat în considerare următorii parametri:

Capacitatea maximă de retenție a barajului destinată atenuării inundațiilor este de 30 milioane m3,

Nivelul normal al apei în lacul de acumulare: 579 metri (nivel Marea Neagră),

Debitul maxim pentru un eveniment cu perioadă de revenire de 100 ani la gura de ieșire a barajului este de 980 m3/s, când este gestionat regulat,

Debitul maxim pentru un eveniment cu perioadă de revenire de 10 ani la gura de ieșire a barajului este de 465 m3/s, când este gestionat regulat.

Aceste informații au fost colectate de pe internet din surse diferite, dar consecvente:

http://facultate.regielive.ro/proiecte/geografie/barajul_siriu-58585.html

http://www.baraje.ro/baraje/anroc/siriu.htm

Dacă avem în vedere evenimentul cu o perioadă de revenire de 100 ani, trebuie remarcat că volumul total care intră în lacul de acumulare în cursul inundației este de 148 milioane m3, acesta fiind de 70 milioane m3 în cazul unui eveniment cu perioadă de revenire de 10 ani. Acestea trebuie comparate cu capacitatea maximă de retenție a lacului de acumulare al barajului (30 milioane m3).

Luând în considerare aceste informații, au fost studiate următoarele ipoteze:

Ipoteza 1

Debitele calculate de modelul hidrologic („regim natural”, fără baraj) la intrarea acumulării Siriu au fost modificate prin utilizarea unei transformări omotetice, astfel încât vârful corespunde la 980 m3/s pentru un eveniment cu perioada de revenire de 100 ani și 465 m3/s pentru un eveniment cu perioada de revenire de 10 ani .

Aceasta corespunde stocării a 57 milioane de m3 în lacul de acumulare pentru un eveniment cu perioada de revenire de 100 ani, adică mai mare decât capacitatea de retenție maximă a barajului dedicată atenuării inundațiilor. Deși această ipoteză nu poate fi relaționată cu adevărat cu o situație reală, poate fi în esență asimilată unei ipoteze care consideră că barajul este parțial gol înaintea inundației (sub nivelul normal).

Ipoteza 2

Utilizând debitele calculate în modelul hidrologic drept date de intrare ale modelării comportamentului barajului, lacul de acumulare se umple progresiv până la capacitatea maximă de stocare (30 milioane m3) și, după atingerea acestei limite, tot debitul este descărcat din baraj. Aceasta reprezintă o opțiune de „proastă administrare a barajului” care are în vedere barajul la nivelul normal al acestuia înainte de inundație și fără a deschide vanele de securitate/control la începutul inundației. Pentru evenimentul cu perioada de revenire de 100 ani, acest lucru aproape că nu afectează forma hidrografului, iar debitul de vârf rămâne același ca pentru evenimentul cu perioada de revenire de 100 ani într-un „regim natural” (fără baraj).

Ca și pentru evenimentul cu perioada de revenire de 100 ani, în cursul evenimentului cu perioada de revenire de 10 ani lacul de acumulare este de asemenea plin înainte de vârful hidrografului, ceea ce înseamnă că debitele de vârf din amonte și din aval de baraj rămân aceleași. Cu toate acestea, întrucât evenimentul cu perioada de revenire de 10 ani implică un volum mai mic decât evenimentul cu perioada de revenire de 100 ani, impactul barajului este major asupra volumului inundației cu perioada de revenire de 10 ani.

Ipoteza 3

Această ipoteză utilizează și ea debitele calculate în modelul hidrologic drept date de intrare pentru modelarea comportamentului barajului. Cu toate acestea, această opțiune consideră că barajul începe să se descarce înainte de a fi plin și că debitul maxim este de 980 m3/s pentru un eveniment cu perioada de revenire de 100 ani și 465 m3/s pentru un eveniment cu perioada de revenire de 10 ani. Această ipoteză corespunde unei opțiuni de „bună administrare barajului, care consideră că barajul este la nivelul normal înainte de inundație”. Aceasta implică faptul că debitul maxim al barajului este păstrat constant timp de 21 ore în cazul unui eveniment cu perioada de revenire de 100 ani.

Ipoteza 4

Această ipoteză utilizează și ea debitele calculate în modelul hidrologic drept date de intrare pentru modelarea comportamentului barajului. Cu toate acestea, această opțiune consideră că barajul începe să se descarce înainte de a fi plin și că debitul maxim este de 980 m3/s pentru un eveniment cu perioada de revenire de 100 ani și 465 m3/s pentru un eveniment cu perioada de revenire de 10 ani. Se consideră, de asemenea, că nivelul apei este mai ridicat decât nivelul normal, și că doar 15 milioane m3 sunt disponibili pentru atenuarea inundațiilor. Această ipoteză corespunde unei opțiuni de „bună administrare a barajului, care consideră că barajul este pe jumătate plin înainte de inundație”. Aceasta implică o fază de golire a barajului înainte de atingerea vârful de viitură.

Ipoteza 5

Această ipoteză este ipoteza „regimului natural”, care utilizează direct rezultatele din modelul hidrologic, și care consideră că barajul nu are nici un impact asupra inundațiilor.

Toate cele cinci ipoteze sunt rezumate de graficele următoare, care prezintă, pentru fiecare ipoteză, debitul la gura de ieșire a barajului Siriu și volumul stocat în baraj.

Figura 21. Ipoteze de debit la gura de ieșire a barajului Siriu – eveniment cu perioada de revenire de 100 ani

Figura 22. Volumul stocat în barajul Siriu conform unor ipoteze diferite – eveniment cu perioada de revenire de 100 ani

Modelarea acestor diferite scenarii indică faptul că vârfurile nivelurilor de apă și debitele de vârf din următoarele ipoteze sunt similare:

ipotezele 2 și 5,

ipotezele 1, 3 și 4 (doar durata vârfului este mai mare), astfel cum se poate observa în figura 48.

Prin urmare, doar rezultatele ipotezei 1 (ipoteză care consideră că barajul este parțial gol înainte de inundație), ipotezei 3 (bună administrare a barajului, care consideră că barajul este la nivelul normal înainte de inundație) și ipotezei 5 (barajul nu are impact asupra inundațiilor) sunt prezentate mai jos.

Tabelul 13: Debitul maxim la stațiile hidrometrice pentru evenimentele modelate

Acest tabel indică faptul că atunci când cresc cu 40% toate debitele de intrare ale evenimentului cu perioada de revenire de 100 ani, debitul calculat rezultat la stațiile hidrometrice este și el mai mare cu aproximativ 40%: acest fapt indică în mod clar că, pentru inundațiile mai mari decât evenimentul cu perioada de revenire de 100 ani, întreaga capacitate de stocare a apei a văii este saturată și nu mai poate atenua debitul.

Figura 23. Forma hidrografului la stația Nehoiu pentru ipotezele 1 și 3

PREZENTAREA ȘI ANALIZA REZULTATELOR

Rezultatele Mike11

După cum se arată în figurile următoare, aplicația Mike View permite celui care modelează să aibă acces la rezultate grafice sau tabelare (nivelul apei, debit, viteză, capacitate hidraulică etc.).

Întregul model este împărțit în două categorii: punctele h (nivelul apei) și punctele Q (debitul):

Figura 24. Captură de ecran a unui model de rețea în Mike View

Mike View permite vizualizarea unui profil dinamic longitudinal al nivelului apei, al debitului și al vitezei.

Figura 25. Captură de ecran a unui profil longitudinal în Mike View

Mike View permite modelatorului vizualizarea unei secțiuni transversale dinamice a nivelului apei:

Figura 26. Captură de ecran a unei secțiuni transversale în Mike View

Cu aplicația Mike View pot fi vizualizate alte serii cronologice, precum nivelul apei, debitul, viteza, volumul, capacitatea hidraulică:

Figura 27. Captură de ecran a unui hidrograf în Mike View

ANALIZA STRUCTURILOR HIDRAULICE

A. Profiluri longitudinale ale simulărilor

Localizarea profilurilor longitudinale și localizarea secțiunilor transversale sunt furnizate în anexa 4. Profilurile longitudinale pentru partea din amonte a modelului (de la Vama Buzăului la Crasna) care prezintă nivelul maxim al apelor pentru evenimentul cu perioada de revenire de 10 ani, pentru evenimentul cu perioada de revenire de 100 ani și pentru evenimentul extrem se regăsesc în anexa 4.

Anexele 5 și 6 cuprind profilurile longitudinale pentru partea din aval a modelului (Siriu – Măgura) care prezintă nivelul maxim al apelor pentru evenimentul cu perioada de revenire de 10 ani, pentru evenimentul cu perioada de revenire de 100 ani și pentru evenimentul extrem, ținând seama de ipotezele 1 și, respectiv, 5. Ipoteza 2 este considerată a fi asimilată, în ceea ce privește debitele de vârf și cele mai ridicate niveluri ale apei, de ipoteza 5. La fel, ipotezele 3 și 4, pentru care debitele de vârf și cele mai ridicate niveluri ale apei sunt aceleași ca pentru ipoteza 1. Anexa 7 prezintă, pe un profil longitudinal, o comparație a celor mai ridicate niveluri ale apelor atinse pentru ipotezele 1 și 5. În medie, nivelurile apelor pentru ipoteza 5 sunt 0,70 metri deasupra nivelurilor apelor în ipoteza 1.

B. Analiza podurilor

Pentru fiecare eveniment simulat și pentru situația actuală, a fost realizată o analiză hidraulică a podurilor de pe Buzău. Aceasta ia în considerare următoarele trei criterii:

Pierdere de sarcină la nivelul maxim al apei,

Depășirea de către apă,

Viteză maximă.

Tabelul următor prezintă rezultatele acestei analize pentru poduri.

Tabelul 14: Pierderea de sarcină și vitezele maxime la pod – Modelul părții din amonte a Buzăului

Tabelul 15: Pierderea de sarcină și vitezele maxime la pod – Modelul părții din aval a Buzăului – Ipoteza 5

În acest tabel, pierderea de sarcină de peste 50 cm a fost evidențiată cu mov, iar vitezele maxime de peste 2,5 m/s au fost evidențiate cu roșu. Unele poduri înregistrează pierderi de sarcină mari și viteze ridicate pentru toate evenimentele simulate: acestea au fost evidențiate cu portocaliu. Aceste poduri au un risc ridicat de a fi distruse în cursul unei inundații: ele sunt amenințate în același timp de o presiune ridicată, deoarece induc O

pierdere de sarcină ridicată, și de eroziunea pilonilor datorită vitezei apei.

În special partea din aval a modelului subliniază viteza ridicată care poate fi atinsă aproape de Siriu și Nehoiu, unde panta este abruptă, valea îngustă și debitele sunt mari. Aceasta induce și un risc mare de eroziune a malului.

Viteze și eroziune

Obiectivul acestui paragraf este de a lua în considerare impactul vitezelor de curgere asupra procesului de eroziune a malurilor râurilor. Idea este de a localiza secțiunile unde viteza medie a cursului de apă dintre maluri este ridicată. Cu toate acestea, MIKE 11 furnizează utilizatorului doar vitezele medii într-o secțiune transversală, fără a distinge vitezele din albia majoră sau din canal, astfel încât este necesară o anumită precauție în analizarea rezultatelor simulării pentru inundațiile mari.

Vitezele maxime calculate la fiecare secțiune transversală au fost reprezentate pe o hartă, pentru a identifica dintr-o privire sectoarele cu risc major de eroziune. Harta prezentată mai jos reprezintă sectorul de la Siriu până la Pătârlagele. Alte sectoare ale Buzăului sunt prezentate în anexele 6 și 7.

Analiza vitezelor de-a lungul Buzăului indică în mod clar diferențe în comportamentul râului în funcție de sector. În partea din amonte a bazinului (Vama Buzăului – Crasna), râul nu atinge viteze ridicate. Astfel, 80% din punctele de calcul indică viteze maxime de mai puțin de 2,5 m/s pentru un eveniment cu o perioadă de revenire de 100 ani. Viteza medie în sector este de 1,8 m/s pentru un eveniment cu o perioadă de revenire de 10 ani și de 2 m/s pentru un eveniment cu o perioadă de revenire de 100 ani. Cu toate acestea, sectorul nu este omogen, iar vitezele cele mai ridicate apar în vecinătatea Întorsurii Buzăului, unde albia râului este limitată de diguri, iar cursul principal este canalizat. Cele mai mari viteze se produc în apropierea podurilor, unde secțiunea este expusă la îngustare, viteza maximă fiind de până la 4,8 m/s. În fapt, întregul sector al Întorsurii Buzăului este în esență amenințat de viteze cuprinse între 2 și 3 m/s chiar pentru un eveniment cu o perioadă de revenire de 10 ani. De asemenea, vitezele tind să crească înspre Crasna, întrucât valea devine mai îngustă înainte de intrarea în chei.

În partea din aval a văii, sectorul Siriu – Pătârlagele reprezintă în mod clar o zonă cu viteze de la mari la foarte mari. Într-adevăr, valea rămâne foarte îngustă în partea în care traversează substratul dur al Subcarpaților, iar debitele sunt relativ mari, având în vedere dimensiunea bazinului hidrografic. Prin urmare, aceasta induce niveluri ridicate și viteze mari, cuprinse între 2 și 5 m/s. Aceasta reflectă observațiile făcute în cursul vizitelor la fața locului, unde s-a putut observa faptul că râul curgea direct pe stâncă, subliniind astfel puternicul efect de eroziune al debitelor. În plus, acțiunea destructivă a debitelor și a vitezelor a fost, de asemenea, vizibilă prin prezența în Nehoiu a pilonilor rămași din podul care a fost distrus în cursul unei inundații trecute:

Figura 52: Pod distrus în Nehoiu – pilonii rămași folosiți pentru un podeț

Prin urmare, în acest sector riscul este de distrugere a altor poduri din cauza eroziunii la nivelul pilonilor, dar și eroziunea malurilor, dacă nu sunt bine protejate. Aceasta reprezintă o preocupare majoră pentru sectorul Siriu – Nehoiu, întrucât multe case, deși nu sunt în pericol de inundare, sunt amenințate de prăbușirea malului în apropierea căruia sau pe care sunt construite. În plus, în acest sector, majoritatea structurilor de trecere peste râu sunt reprezentate de podețe fragile, care sunt expuse riscului de a fi rupte de viteza mare a apelor. De asemenea, ar trebui reamintit faptul că riscul ca oamenii să fie luați de ape crește dramatic odată cu viteza, deși adâncimea apei rămâne scăzută.

Progresiv, vitezele maxime atinse de Buzău descresc pe măsură ce valea se lărgește, în special în zona Cislău – Viperești, unde albia majoră se întinde pe câteva sute de metri. În acest sector, vitezele nu depășesc 1,5 m/s chiar în cazul evenimentelor cu perioadă de revenire de 100 de ani. În sectorul Ciuta, valea devine din nou mai îngustă, iar malurile mai abrupte, și, prin urmare, modelul indică viteze mai mari. Podul feroviar din această zonă poate fi amenințat de eroziune, întrucât este localizat chiar în amonte de Ciuta și de îngustarea văii. Cele mai mari viteze la podul feroviar sunt de aproximativ 2,9 m/s pentru un eveniment cu perioadă de revenire de 100 ani.

Deși vitezele calculate în model rămân la un nivel scăzut în zona Pârscov pentru un eveniment cu perioadă de revenire de 10 ani, vitezele calculate în acest sector ating local 3 m/s pentru un eveniment cu perioadă de revenire de 100 ani. În plus, vizitele la fața locului relevă forța de eroziune locală a debitelor, având în vedere că podul rutier din Măgura a fost reconstruit, ca urmare a distrugerii podului anterior. Motivul distrugerii este vizibil: pilonii fostului pod, rămași parțial, (și fundațiile acestora) zac dezgoliți din cauza eroziunii și a acțiunii incisive a apelor asupra albiei râului.

Figura 53: Podul rutier din Măgura – fundația pilonilor este dezgolită din cauza eroziunii

PROTEJAREA DIGURILOR ÎN ÎNTORSURA BUZĂULUI ȘI SITA BUZĂULUI

În modelarea hidraulică, nivelurile de intrare pentru digurile din Întorsura Buzăului și Sita Buzăului au fost extrase din MDT. Pentru că MDT-ul este alcătuit din celule de 2 m, care sunt doar puțin mai înguste decât lățimea digurilor, este probabil ca valorile MDT-ului să nu cuprindă în mod necesar valorile de la vârful digului. O anchetă suplimentară efectuată pentru studiile de fezabilitate va permite o mai bună precizie.

Imaginea de mai jos indică localizarea a două profiluri longitudinale a nivelurilor apelor extrase din simularea pe 100 ani prin modelare hidraulică. La Întorsura Buzăului, albia râului a fost reprezentată în model prin secțiuni transversale, în timp ce albia majoră din spatele îndiguirilor a fost reprezentată de un set de zone de stocare.

Figura 55: Localizarea a două profiluri longitudinale din Întorsura Buzăului

Următoarele profiluri longitudinale indică nivelurile apelor calculate pentru un eveniment cu o perioadă de revenire de 100 ani în Întorsura Buzăului și reprezintă și înălțimea coronamentului digului de pe malul drept (în roșu) și al digului de pe malul stâng (în verde) conform MDT.

Primul profil indică în mod clar o zonă unde digul stâng devine local mai jos (de la secțiunea transversală 12 914 până la secțiunea transversală13 835), și unde apa se poate revărsa în cazul unui eveniment cu o perioadă de revenire de 100 ani. Revărsarea apei din această parte conduce la inundarea părții orașului situată în aval de locul de revărsare, apa curgând pe lângă râu, de partea cealaltă a malului. O astfel de „depresiune” în dig pare să nu fie observabilă la fața locului și ar fi necesare date topografice suplimentare pentru confirmarea formei malului.

Figura 56: Profilul longitudinal 1 la Întorsura Buzăului

Figura 57: Profilul longitudinal 2 la Întorsura Buzăului

În al doilea profil, malul stâng este în general mai sus de nivelul maxim al apelor evenimentului cu perioadă de revenire de 100 ani, protejând zona urbană. Cu toate acestea, încă o data, în două locații (secțiunile transversale 15 035 și 17 089), MDT indică faptul că malul este local mai jos, arătând că apa ar putea trece peste coronamentul digului și ar putea inunda câmpia. Date topografice suplimentare ar confirma sau infirma această informație a MDT-ului. Dacă se are în vedere panta generală a malului stâng de la profilul 15 475 până la profilul 16 559 și se extinde aceasta în amonte și în aval avându-se în vedere aceeași pantă, zona urbană a Întorsurii Buzăului ar fi protejată de evenimentul cu o perioadă de revenire de 100 ani de-a lungul întregului râu.

În ceea ce privește malul drept din acest loc, situația este relativ diferită, întrucât de-a lungul profilului pare să fie relativ aceeași înălțime ca cea a nivelului apelor evenimentului cu o perioadă de revenire de 100 ani și nu mai apar „puncte înalte” sau „puncte joase”. Modelul indică revărsarea apei în mai multe locuri, dar, din nou, sunt necesare date topografice suplimentare pentru a confirma sau infirma această informație a MDT-ului.

Spre deosebire de rezultatele modelului, vizitele la fața locului par să indice faptul că zona urbană a Întorsurii Buzăului beneficiază de un bun sistem de apărare și, prin urmare, rezultatele modelului în acest loc ar trebui interpretate cu grijă, cel puțin până la elaborarea studiilor de fezabilitate.

ANALIZĂ MORFOLOGICĂ

Metodologie

Râul Buzău curge printr-o zonă în principal rurală, traversând doar două orașe: Întorsura Buzăului (8 900 locuitori) și Nehoiu (11 600 locuitori).

Toate celelalte localități traversate de râul Buzău sunt sate sau comune: Vama Buzăului, Sita Buzăului, Zăbrătău, Crasna, Siriu, Lunca Priporului, Păltineni, Chirlești, Valea Lupului, Pătârlagele, Mărunțișu, Poienile, Cislău, Viperești, Ciuta, Pârscov, Măgura.

În prezentul capitol, a fost efectuată o scurtă analiză morfologică de-a lungul Buzăului în zona de studiu, prin determinarea și analizarea tronsoanelor omogene. Acest diagnostic a fost obținut prin vizite la fața locului, prin studierea hărților topografice și geologice și prin intermediul fotografiilor aeriene, când au fost disponibile. Este îmbunătățit prin utilizarea informațiilor despre hidrologia râurilor și a anchetei referitoare la ultimele evenimente majore.

Atenția a fost concentrată pe:

Panta generală din sector,

Caracteristicile geologice,

Dimensiunea sedimentelor, oferind indicații privind intensitatea și viteza debitelor în cursul inundațiilor,

Situația actuală a malurilor,

Bunurile expuse riscului de-a lungul tronsonului.

Ideea este aceea de a descrie comportamentul hidraulic al râului, gradul până la care acesta a devenit artificial în urma acțiunilor umane, și de a determina dimensiunilor maxime naturale ale inundațiilor prin analizarea variațiilor de înălțime pe teren. Se acordă atenție în special pantei râului, dimensiunii materialelor transportate, vegetației, utilizării terenurilor și formei malurilor (în principal, pantei acestora). Comportamentul hidraulic al râului descrie dacă râul, în principal, erodează sau depozitează și cât de mobilă este albia râului.

Pentru efectuarea acestei analize, este necesară împărțirea râului în secțiuni omogene, de-a lungul cărora comportamentul hidraulic rămâne aproximativ la fel.

Evoluția râului este progresivă de-a lungul Buzăului și nu există discontinuități majore. Totuși, având în vedere faptul că zonele largi de tranziție nu sunt detaliate aici, pot fi observate trei părți majore ale Buzăului:

Partea superioară, de la Vama Buzăului la Crasna, unde Buzăul curge pe un platou (podiș);

Partea mediană, de la Crasna la Siriu, unde Buzăul curge printr-un defileu și ajunge în lacul de acumulare de la Siriu. Râul Buzău este aici un torent de munte;

Partea inferioară, din aval, de la lacul de acumulare Siriu până la Măgura, unde albia majoră a Buzăului se lărgește și unde Buzăul are un traseu divagant în unele locuri.

Cu toate acestea, pentru realizarea unui studiu detaliat al comportamentului râului și pentru a se avea în vedere și zonele de tranzit, au fost luate în considerare următoarele șase secțiuni omogene:

Secțiunea 1 – De la Vama Buzăului până la Întorsura Buzăului (12 km)

Secțiunea 2 – Întorsura Buzăului și Sita Buzăului (6 km)

Secțiunea 3 – De la Sita Buzăului până la Crasna (12 km)

Secțiunea 4 – De la Crasna până la Siriu (15 km)

Secțiunea 5 – De la Siriu până la Chirlești (18 km)

Secțiunea 6 – De la Chirlești până la Măgura (37 km)

MORFOLOGIA TRONSOANELOR OMOGENE

A. Secțiunea 1 – De la Vama Buzăului până la Întorsura Buzăului (12 km)

Izvorul Buzăului se află în Munții Ciucaș, parte a masivului Subcarpaților de Curbură, la o altitudine de aproximativ 950 metri, cel mai apropiat sat fiind Vama Buzăului. Această secțiune 1 este parte a unui platou (podiș) pe care curge Buzăul.

Panta în acest sector este destul de redusă, descrescând progresiv de la 1,5% până la 0,5%.

Valea este rurală și relativ îngustă. Lățimea râului variază de la 20 la 50 metri. Debitul rămâne foarte scăzut în această zonă, valorile debitelor fiind relativ scăzute.

Taluzul natural de 10 și 100 ani, format prin procese naturale din cauza inundațiilor istorice, este bine marcat în zonă, astfel cum se poate vedea la Vama Buzăului.

Utilizarea terenurilor în acest sector este dominată de pășuni. Principalul afluent este Dălghiu.

Principala preocupare în acest sector este o ușoară eroziune a malurilor.

Figura 58: Taluz marcat de inundație pe albia majoră a Buzăului (malul stâng) la Vama Buzăului

Figura 59: Valea Buzăului la Vama Buzăului

B. Secțiunea 2 – Întorsura Buzăului și Sita Buzăului (6 km)

Secțiunea de la Întorsura Buzăului până la Sita Buzăului este mai „urbană” decât secțiunea anterioară, iar albia majoră este acoperită de o combinație de clădiri urbane (blocuri mici), case și terenuri agricole (pășuni, culturi).

Figura 60: Ocuparea solului în vecinătatea Sitei Buzăului

În acest sector, Buzăul este cuprins într-o serie de diguri.

Figura 61: Îndiguiri la Sita Buzăului

C. Secțiunea 3 – De la Sita Buzăului până la Crasna (12 km)

În acest sector, cursul râului revine la o formă mai naturală. Încă curge pe „platou” în amonte de chei.

Ocuparea solului este reprezentată în principal de pășuni și terenuri agricole, precum și case rare, localizate în apropierea podurilor.

În sector pot fi observate multe poduri mici, unele dintre ele fiind relativ fragile, din cauza construirii deficitare, și făcute din lemn. Altele prezintă semne clare de degradare.

Figura 62: Pod de lemn și pod degradat în sectorul Sita Buzăului – Crasna

Malurile indică și ele puterea de eroziune a râului în acest sector.

D. Secțiunea 4 – De la Crasna până la Siriu (15 km)

În acest sector, Buzăul trece prin substratul de rocă al Subcarpaților. Panta în acest sector crește la 1%, iar valea devine mai îngustă, cu margini abrupte. Râul este torențial cu viteze mari și are un traseu foarte drept.

Nu există nici un bun important în acest sector.

Partea din aval a acestei secțiuni este determinată de barajul Siriu, deja descris în acest document, și de lacul de acumulare al bazinului.

Figura 63: Cheile Buzăului

Figura 64: Buzăul la intrarea în lacul de acumulare al barajului Siriu

E. Secțiunea 5 – De la Siriu până la Chirlești (18 km)

În aval de barajul Siriu, valea continuă să fie îngustă, deși se lărgește treptat. Zonele urbane de la Siriu și Nehoiu sunt bunurile majore din acest sector. Râul este caracterizat de viteze mari și o de forță de eroziune foarte mare. Panta este în continuare foarte ridicată, iar forma râului continuă să fie dreaptă, aproape torențială în unele locuri, transportând bolovani mari.

Figura 65: Buzăul la Siriu

Figura 66: Buzăul în Nehoiu

F. Secțiunea 6 – De la Chirlești până la Măgura (37 km)

În aval de Chirlești, valea se lărgește și panta descrește, râul adoptând un traseu divagant. În mod diferit față de sectorul din amonte, unde râul este foarte eroziv, acest sector este caracterizat prin depozite. Partea din aval de la finalul acestui sector este determinată de barajul de la Berca (în aval de Măgura și de zona de studiu a prezentului proiect).

Figura 67: Vedere a văii Buzăului de la Cislău

CONCLUZIE

Riscuri majore sau cauze de risc pe valea Buzăului par să fie următoarele:

Localizarea clădirilor în interiorul albiei majore;

Podurile care nu sunt proiectate să facă față inundațiilor, în special din cauza vitezelor ridicate ale apei și a riscului de revărsare în caz de inundații majore, care apoi induc riscul de distrugere a podului;

Reducerea secțiunii din cauza gheții la podurile mici din partea din amonte a zonei de studiu poate genera blocaje, creșterea nivelului și riscul de distrugere a podului și de inundare a drumului și a unor case situate foarte aproape de râu;

Multe podețe fragile care generează un risc major în cazul în care pietonii încearcă să le traverseze în cursul inundațiilor, chiar dacă sunt mici (din cauza vitezelor mari ale apelor);

Lipsa protecției eficiente împotriva eroziunii malurilor, după caz;

Lipsa sistemelor de apărare împotriva inundațiilor în unele zone urbane vizate de riscul la inundații în cazul unei inundații majore.

ANALIZA REZULTATELOR MODELĂRII HIDRAULICE PRIVIND LUCRĂRILE EXISTENTE DE APĂRARE

a) Îndiguiri de-a lungul Buzăului

Simulările efectuate prin intermediul modelului hidraulic al Buzăului arată că digurile existente (în Întorsura Buzăului) sunt în general depășite în caz de inundații medii care au o perioadă de revenire de 100 ani, adică o probabilitate de doar 1%.

Cu toate acestea, la acest nivel, digurile existente sunt privite ca nefiind perfect eficiente pentru evenimentul de referință (inundația cu perioadă de revenire de 100 ani) și ca necesitând îmbunătățiri în viitor.

b) Apărări de mal

Apărările de mal existente de-a lungul Buzăului sunt de fapt diguri de apărare, în general construite din beton.

Nu a fost observată nici o problemă deosebită cu privire la aceste apărări.

c) Poduri și podețe

Analiza rezultatelor modelării hidraulice arată viteze destul de ridicate, precum și o capacitate hidraulică insuficientă a mai multor poduri sau podețe. Proiectarea inadecvată a podurilor și podețelor de-a lungul Buzăului superior explică distrugerea a până la 51 de poduri sau podețe în cursul inundației din mai 2005, care reprezintă doar un eveniment obișnuit.

În fapt, pentru a evita pagubele sau chiar distrugerea totală a unor asemenea structuri în valea Buzăului superior, este necesar să se țină seama de condițiile de debit, din punct de vedere al adâncimilor apei, vitezelor și distribuirii debitului în vale: un singur pod peste albia majoră este deseori insuficient, iar podurile secundare sunt necesare în câmpie.

În plus, trebuie ținut seama de condițiile geotehnice și, mai presus de toate, de situația geomorfologică, pentru a identifica mobilitatea potențială necesară a albiei majore din câmpie.

CONCLUZII PRIVIND INFRASTRUCTURILE EXISTENTE ȘI SISTEMUL DE APĂRARE

În concluzie, ar trebui observat că valea Buzăului superior deține sisteme existente de apărare împotriva inundațiilor care au o eficiență destul de ridicată: diguri în Întorsura Buzăului și acumularea Siriu.

În plus, aceste structuri de apărare par a fi într-o stare bună.

Pe de altă parte, ar trebui acordată o atenție specială proiectării și construirii podurilor și podețelor, luând în considerare potențialele evoluții ale râului din punct de vedere al debitului și al geomorfologiei. De asemenea, par necesare anumite apărări de mal atunci când malurile au pante abrupte în zonele cu viteze mari de curgere și acolo unde există case și/sau infrastructuri de transport de-a lungul râului, ca de exemplu în Nehoiu.

RISCUL LA INUNDAȚII ÎN VALEA BUZĂULUI

Hazard de inundații

Hazardul de inundații se referă la condițiile de debit de-a lungul văii în caz de inundații produse de apele Buzăului sau ale afluenților acestuia. În acest proiect au fost utilizate două metode pentru identificarea hazardului de inundații de-a lungul Buzăului:

Prima metodă a constat în desenarea de hărți a extinderii zonelor de inundații ale Buzăului care să arate dimensiunile celor mai mari inundații istorice cunoscute, în baza anchetelor efectuate în rândul populației și reprezentanților autorităților, respectiv „Apele Române”. Rezultatul acestei abordări prezintă două mari dificultăți pentru scopul propus: nu oferă informații exacte despre condițiile de debit (adâncimile apei, viteze, curenți în câmpie etc.) și nu se referă la un singur eveniment identificat, nici nu face deosebire între diferite evenimente cu probabilități diferite;

A doua metodă este necesară atât pentru identificarea condițiilor de debit pentru mai multe niveluri de probabilitate de inundații, astfel cum este prevăzut de Directiva europeană privind inundațiile, cât și pentru proiectarea soluțiilor propuse în studiile actuale privind inundațiile. Această a doua metodă este întemeiată pe o modelare hidrologică a bazinului hidrografic și pe un model hidraulic al râului și a albiei majore a acestuia.

Ambele metode sunt în fapt complementare, de vreme ce prima este necesară pentru calibrarea modelelor.

BUNURI EXPUSE ȘI VULNERABILITATE LA INUNDAȚII

Metodologie

Pentru identificarea bunurilor și a vulnerabilității acestora, au fost utilizate mai multe metode complementare:

Aplicarea metodologiei de evaluare a pagubelor directe: această metodă dezvoltată în cadrul prezentului proiect este descrisă în detaliu în rapoarte specifice. Principiul este de a încrucișa informațiile din diferite straturi geografice legate de condițiile de debit (dimensiunile inundațiilor, adâncimea apelor etc.), utilizarea terenurilor (cunoscută din Corine Land Cover, dar bazată doar pe pixeli de 25 ha) și infrastructuri (straturi specifice legate de drumuri, căi ferate) și un inventar de poduri. În plus, în analiză sunt incluși unii factori, precum densitatea umană în zonele urbane. Aplicarea funcțiilor pagubelor permite apoi evaluarea pagubelor potențiale directe legate de inundațiile de referință avute în vedere;

Utilizarea bazei de date naționale a bunurilor: pornind de la inventarele existente ale bunurilor expuse riscului la inundații, pregătite la nivel comunal, și centralizate la nivel județean, Consultantul a creat o bază de date națională și un sistem GIS care reunește toate informațiile disponibile. Baza de date este prezentată în detaliu și exploatată în raportul referitor la analiza națională preliminară a riscului la inundații, în cadrul prezentului proiect. Informațiile extrase se referă la numărul de case, obiective economice și sociale, lungimea drumurilor naționale, județene și comunale, suprafața terenurilor agricole, a pădurilor etc. Unitatea geografică pentru prezentarea prin intermediul hărților este tronsonul de râu din fiecare comună. Problema acestor informații este că nu sunt atașate nici unei informații locale și geografice exacte (nu se indică unde sunt casele vizate de riscul la inundații) și nu sunt legate de anumite inundații cunoscute, astfel încât informația nu poate fi folosită pentru compararea diferitelor scenarii hidrologice sau de apărare;

Utilizarea hărților de hazard de inundații și anchetele la fața locului: de asemenea, au fost efectuate anchete locale pentru inventarierea și descrierea bunurilor specifice din zonele de inundații, cu evaluarea vulnerabilității acestora conform localizării lor actuale, altitudinii, normelor de construire și a funcțiilor acestora, în special pentru obiectivele economice și sociale precum școlile. În plus, astfel de anchete au permis clasificarea caselor din punct de vedere al materialelor folosite în prezent.

Rezultate principale

Următorul tabel prezintă numărul bunurilor considerate oficial ca fiind expuse riscului la inundații de-a lungul Buzăului superior, informațiile fiind extrase din planurile județene de apărare:

Tabelul 16: Bunurile în mod oficial expuse de-a lungul Buzăului superior (din planurile județene de apărare)

(*) Drumurile și căile ferate în km, suprafețele în ha

(**)Evaluare efectuată din studii în caz de rupere a barajelor

Prin aplicarea costurilor directe medii ale pagubelor (de vreme ce funcțiile pagubelor nu sunt disponibile în România în prezent), pagubele potențiale directe în caz de inundație majoră pe Buzăul superior ar conduce atunci la următoarele costuri:

Case: 3,6 mil. EUR, cu aproximativ 2 000 persoane afectate direct;

Poduri și podețe: 0,8 mil. EUR

Drumuri: 5 mil. EUR

Agricultură: 0,1 mil. EUR

Total: 9,5 mil. EUR

În ceea ce privește calitatea destul de scăzută a caselor în majoritatea zonelor expuse la inundații de-a lungul Buzăului superior, este rezonabil a se presupune că multe vor fi distruse în totalitate de o nouă inundație în cazul în care adâncimea apei va fi moderată (mai mică de 50 cm), multe case fiind în fapt foarte sensibile la apă și nămol.

Risc la inundații

Riscul la inundații este definit de hazardul la inundații și de analiza vulnerabilității tuturor bunurilor aflate în zonele expuse la inundații. Principiile de bază sunt următoarele:

În zonele de inundații fără construcții, activități economice sau infrastructuri umane prezente, hazardul de inundații permite identificarea mai multor niveluri de pericol, în funcție de frecvența inundațiilor, vitezele de curgere și adâncimea apelor. Orice nouă construcție ar trebui apoi evitată în zonele expuse la inundații cu grad ridicat de pericol, ținând seama totodată de faptul că așezările umane ar trebui limitate și realizate numai prin respectarea anumitor specificații (referitoare în special la materiale și acces) în zonele expuse la inundații cu pericol scăzut de inundații. În plus, zonele expuse la inundații sunt zone de expansiune în caz de inundații, care participă în mod natural la limitarea vitezei apelor și debitelor în aval, și, prin urmare, ar trebui menținute ca zone inundabile. În fapt, hărțile de hazard de inundații ar trebui să fie utilizate pentru a preveni orice creștere a riscului la inundații din cauza unei eventuale sporiri viitoare a bunurilor expuse riscului, în special case noi;

Pentru cele existente, definirea riscului tinde să identifice zonele prioritare pentru acțiunile relevante de atenuare a riscului. Astfel de acțiuni ar putea fi măsuri structurale sau nestructurale.

În consecință, diferitele hărți de inundații pot fi considerate a avea diferite utilizări:

Hărțile de hazard de inundații ar trebui utilizate în principal pentru difuzarea informațiilor, pentru gestionarea integrată a resurselor de apă și pentru amenajarea teritoriului;

Hărțile de vulnerabilitate și de bunuri din zonele expuse la inundații ar trebui utilizate pentru managementul riscului la inundații și pentru elaborarea schemelor directoare pentru proiectarea măsurilor structurale și nestructurale;

Harta de risc la inundații ar trebui privită drept o combinație a amândurora.

CONCLUZII

Ca o concluzie privind riscul la inundații de-a lungul Buzăului superior, se pare că:

Peste 2000 de persoane locuiesc în zonele expuse la inundații. Toate aceste persoane sunt potențial afectate de inundații, fie direct, fie indirect (datorită drumurilor inundate și podurilor distruse, pierderilor economice cu consecințe regionale etc.). De asemenea există și alte riscuri direct legate de inundații precum: contaminarea apei potabile, distrugerea căilor de comunicație, distrugerea locuințelor etc.

Peste 800 de case sunt expuse riscului la inundații, multe dintre casele afectate fiind probabil distruse în caz de inundații;

Agricultura nu reprezintă un bun foarte vulnerabil, de vreme ce destul de puține suprafețe sunt vizate, iar acestea par a fi progresiv abandonate sau utilizate pentru o agricultură mai puțin vulnerabilă (pajiști, livezi);

Nu există nici o măsură structurală majoră de vreme ce zonele urbane expuse sunt deseori foarte aproape de râu și nu a putut fi implementată nici o acumulare mare cu o reducere eficientă a valorilor debitelor de vârf;

Multe poduri și podețe au fost distruse în cursul inundațiilor din mai 2005 (un număr de 51), iar structurile reconstruite par a fi proiectate fără o luare în considerare adecvată a riscului, astfel încât pagubele potențiale directe în caz de inundații rămân destul de ridicate pentru aceste structuri;

Vitezele mari pot cauza pierderi de vieți omenești și o eroziune majoră a malului râurilor, inclusiv la nivelul infrastructurilor de transport și al caselor.

În general, riscul la inundații rămâne destul de ridicat și repartizat de-a lungul întregii văi a Buzăului superior, ceea ce justifică prezentul studiu privind inundațiile.