Hidrologie: Studiu și Ciclul Apei

Capitolul 2: Elemente de Hidrologie Inginerescǎ

• Hidrologia este ştiinţa care studiază hidrosfera.
• Funcţia de obiect de studiu:
  • Hidrologia continentală:
    • Studiul râurilor (potamologia)
    • Studiul lacurilor (limnologia)
    • Studiul mlaştinilor (telmatologia)
    • Studiul apelor subterane (hidrogeologia)
    • Studiul gheţarilor şi al zăpezilor (glaciologia)
  • Hidrologia mărilor şi oceanelor (oceanografia)
• Hidrologia cuprinde trei ramuri principale:
  • Hidrografie
  • Hidrometrie
  • Prelucrarea datelor hidrologice

2.1 Generalităţi

• Scurgerea apelor la suprafața pământului este determinată de ciclul hidrologic.
• Factorii naturali care influenţează scurgerea apelor sunt:
  • Factori climatici: precipitaţii, temperatură, presiune atmosferică, vânt, evapotranspiraţie.
  • Factori geomorfologici: caracteristicile reţelei hidrografice, bazinului hidrografic, şi albiei râului.

2.2 Factorii naturali ai scurgerii apelor

• Cursurile de apă de suprafață se clasifică dupǎ mǎrimea debitului de apǎ scurs şi dupǎ gradul de permanenţǎ a curgerii în:
  • Cursuri mici: cu scurgerea intermitentă (şuvoaie, torenți, pâraie).
  • Cursuri mijlocii şi mari: cu curgere continuǎ (râuri şi fluvii).
• Izvorul râului: punctul de origine al râului (lac, mlaştină, apă subterană).
• Cursurile rǎurilor : divizate în trei sectoare (superior, mijlociu, inferior) pe baza caracteristicilor hidrologice, topografice, fizico-geografice şi geologice.
• Vǎrsarea rǎului: locul unde rǎul se varsǎ într-un alt râu mai mare.
• Reţeaua hidrograficǎ: sistemul de văi afluente (directe sau indirecte, permanente sau temporare) care se scurg într-un curs de apă principal.
  • Caracteristici: lungimea râurilor din retea; densitatea reţelei hidrografice.
  • Lungimea cursului de apǎ: distanța dintre punctul de origine şi punctul de vǎrsare.
  • Densitatea rețelei hidrografice: lungimea totală a tuturor ramificațiilor unui curs de apă împărțită la aria suprafeței.
• Văile râurilor: forme negative de relief determinate de apa provenită din precipitații şi care curge sub acțiunea gravitației. - Secţiune transversalǎ: intersecţia râului cu un plan vertical, perpendicular pe direcţia de curgere a apei. - Traseu în plan: formǎ sinuoasă, cu curbe şi contracurbe (eventual porţiuni rectilinii intermediare). - Profilul în lung: are o formă parabolǎ, influenţat de limita talvegului, panta şi structura geologicǎ. - Panta unuia râul: panta talvegului, calculată ca raport ΔH / ΔL (exprimatǎ în m/km)
• Bazin hidrografic: suprafaţa terenului de pe care apele se scurg într-un curs de apă; bazine hidrografice de suprafată si subterane
  • Cumpǎna apelor: locul geometric al punctelor de la care apa se scurge prin gravitație spre cursul de apă considerat.
  • Caracteristici geometrice ale bazinului hidrografic: suprafaţa, forma, lungime, lățime medie, coeficientul de formǎ, asimetrie, graficul de dezvoltare.
  • Altitudinea medie a bazinului hidrografic: medie ponderatǎ în raport cu suprafața bazinului.
  • Pantǎ medie a bazinului hidrografic: calculată ca rata de scǎdere a altitudinii de-a lungul bazinului
• Caracteristici fizico-geografice ale bazinului hidrografic: poziție geograficǎ, structura geologicǎ, climat, înveliş vegetal, orientare.

2.3 Debitele cursurilor de apǎ

• Debitele de apǎ: principalele mărimi caracteristice ale scurgerilor de apǎ, din punct de vedere hidrologic. - Debit lichid: cantitatea de apǎ care se scurge printr-o secțiune într-un interval de timp (m³/s sau l/s). Sunt alimentate din: precipitaţii, scurgerea la suprafaţă, scurgerea hipodermicǎ, scurgerea subterană, precipitaţii directe. - Debit aluvionar (debit solid): cantitatea de aluviuni transportată de apă într-un interval de timp.
• Curbe caracteristice ale debitelor
  • Cheia limnimetrică: corelația dintre debitul de apǎ şi nivelul apei.
  • Curba integralǎ a debitelor (CIQ): variația în timp a volumelor cumulate.
  • Curba integralǎ a diferențelor de debit (CI8Q): variația în timp a diferențelor de volume cumulate.