Hidrologie CURS NR. 9 SCURGEREA SOLIDA Generalitati Actiunile de eroziune cauzate de precipitatii, alternanta dintre inghet si dezghet cat si de scurgerea lichida in bazinul receptie pe versanti si albiile râurilor conduc la existenta unei cantitati importante de material solid care este transportat de ape de la izvor catre varsare. Dupa dimensiunile particulelor erodate, acestea pot fi de diametre mici sau foarte mici, constituind categoria aluviunilor in suspensie care, datorita dimensiunilor fine si greutatilor mici, sunt transportate in masa apei pe distante foarte mari sau de dimensiuni mari, bucati rupte din sol, care sunt cunoscute sub numele de aluviuni târâte deoarece, datorita greutatilor si dimensiunilor mari, sunt târâte pe patul albiei de curentul apei. Transportul aluviunilor târâte depinde de dimensiunile solului dislocat si de debitul si viteza curentului de apa. Un rol deosebit in formarea aluviunilor il joaca si factorii geologici. Constitutia si rezistenta rocilor care formeaza solul determina gradul de stabilitate al acestuia, rezistenta sa la actiunile de eroziune ale precipitatiilor sau scurgeri lichide. Factorii de influenta difera de la un punct la altul al unui teritoriu si din aceasta cauza scurgerea solida prezinta, de regula, un caracter azonal. Aluviunile, de toate categoriile, transportate in cursul scurgerii superficiale ajung si in unitatile lacustre de toate tipurile, aprovizionate cu apa din apele curgatoare, in care datorita vitezelor mici de deplasare a apei sau in conditiile stagnarii acesteia, datorita greutatii proprii, se depun in timp pe fundul lacului, constituind categoria aluviunilor sedimentate. Procesul de sedimentare al aluviunilor il intalnim si pe cursul apelor curgatoare. In lacurile de toate tipurile si bazinele piscicole prezenta aluviunilor fine sau grosiere este determinata si de existenta valurilor sau curentilor, care actionand asupra malurilor sau a barajelor construite pentru retinerea apelor provoaca erozinea acestuia. Forta de erodare depinde de frecventa si intensitatea valurilor, iar transportul materialului erodat este asigurat de curenti. Depunerea aluviunilor pe fundul lacurilor, bazinelor piscicole sau al râurilor determina fenomenul de colmatare, proces mult mai evident la lacuri si care exprima gradul de imbatranire al acestora. Masurarea aluviunilor Masurarea aluviunilor de toate tipurile se face dupa planul stabilit de masuratori, prin prelevara de probe si analiza acestora. ln perioadele de aflenta a apelor aluvionate An univ. 2007-2008 1
Transcript
Hidrologie
CURS NR. 9
SCURGEREA SOLIDA
Generalitati
Actiunile de eroziune cauzate de precipitatii, alternanta dintre inghet si dezghet
cat si de scurgerea lichida in bazinul receptie pe versanti si albiile râurilor conduc la
existenta unei cantitati importante de material solid care este transportat de ape de la
izvor catre varsare. Dupa dimensiunile particulelor erodate, acestea pot fi de diametre
mici sau foarte mici, constituind categoria aluviunilor in suspensie care, datorita
dimensiunilor fine si greutatilor mici, sunt transportate in masa apei pe distante foarte
mari sau de dimensiuni mari, bucati rupte din sol, care sunt cunoscute sub numele de
aluviuni târâte deoarece, datorita greutatilor si dimensiunilor mari, sunt târâte pe patul
albiei de curentul apei.
Transportul aluviunilor târâte depinde de dimensiunile solului dislocat si de debitul
si viteza curentului de apa. Un rol deosebit in formarea aluviunilor il joaca si factorii
geologici. Constitutia si rezistenta rocilor care formeaza solul determina gradul de
stabilitate al acestuia, rezistenta sa la actiunile de eroziune ale precipitatiilor sau scurgeri
lichide.
Factorii de influenta difera de la un punct la altul al unui teritoriu si din aceasta
cauza scurgerea solida prezinta, de regula, un caracter azonal.
Aluviunile, de toate categoriile, transportate in cursul scurgerii superficiale ajung
si in unitatile lacustre de toate tipurile, aprovizionate cu apa din apele curgatoare, in care
datorita vitezelor mici de deplasare a apei sau in conditiile stagnarii acesteia, datorita
greutatii proprii, se depun in timp pe fundul lacului, constituind categoria aluviunilor
sedimentate. Procesul de sedimentare al aluviunilor il intalnim si pe cursul apelor
curgatoare.
In lacurile de toate tipurile si bazinele piscicole prezenta aluviunilor fine sau
grosiere este determinata si de existenta valurilor sau curentilor, care actionand asupra
malurilor sau a barajelor construite pentru retinerea apelor provoaca erozinea acestuia.
Forta de erodare depinde de frecventa si intensitatea valurilor, iar transportul
materialului erodat este asigurat de curenti. Depunerea aluviunilor pe fundul lacurilor,
bazinelor piscicole sau al râurilor determina fenomenul de colmatare, proces mult mai
evident la lacuri si care exprima gradul de imbatranire al acestora.
Masurarea aluviunilor
Masurarea aluviunilor de toate tipurile se face dupa planul stabilit de masuratori,
prin prelevara de probe si analiza acestora. ln perioadele de aflenta a apelor aluvionate
An univ. 2007-2008 1
Hidrologie Curs nr 9
este indicat ca masuratorile sa fie executate la intervale de timp mai scurte, pentra a
putea urmari cu atentie procesul de aluvionare.
Prelevarea probelor de apa pentru masurarea aluviunilor in suspensie se
realizeaza in verticalele de rada sau pe profile la lacuri, in profilul mirei la rauri sau pe
profilele stabilite in cadrul masuratorilor expeditionare, folosind batometrele .
In cazul unitatilor in care nu exista curenti se pot folosi batometrele cu umplere
instantanee, iar pentru lacurile cu curenti sau rauri se recomanda folosirea batometrelor
cu umplere lenta.
In practica hidrometrica de la noi, pentru recoltarea probelor de apa cu aluviuni,
cu umplere instantanee se foloseste batometrul din fig. 1. Este format dintr-un cilindru
de tabla, cu capacitatea de 1-2. litri, având un diametru interior de 8-10 cm , deschis la
ambele capete. Se introduce deschis la ambele capete in apa, la adancimea dorita si
dupa ce apa a patruns in cilindru cele doua deschideri se inchid cu doua capace
prevazute cu garnituri pentru etansare.
Fig. 1 Batometrul Jukovski
Inchiderea celor doua capace se face automat, prin intermediul unui cablu, care
tras de pe vas actioneaza doua arcuri care tin cele doua capace deschise. Ridicat la
suprafata, batometrul plin cu proba de apa, se deschide la un capat si se goleste intr-un
vas de continutul de apa. In lipsa batometrelor, pentru preluarea probelor instantanee se
folosesc si sticle simple cu capacitatea de 1-2 litri, care se introduc cu o tija pentru
umplere la adancimea dorita. Pentru preluarea probelor de apa, in bazinele cu curenti se
folosesc aparatele de umplere lenta, de tipul sticlelor cu ajutaje (fig.2)
Fig. 2 Sticla cu ajutaje
An univ. 2007-2008
2
Hidrologie Curs nr 9
Acest instrument este format dintr-o sticla cu capacitatea de 1 litru, prevazuta cu
ajutaje de diametre diferite si este fixata pe o tija intr-un ghidaj metalic orientat la 25 -
30 grade fata de orizontala. Sticla este prevazuta cu un gat larg si care se inchide etans
cu un dop. Patrunderea apei in sticla se face cu ajutajul orientat cu deschiderea in sensul
curentului, iar prin celalalt ajutaj, indreptat in sens opus, se face eliminarea aerului din
sticla. Ajutajele in mometul recoltarii probei de apa, trebuie sa fie situate in acelasi plan
vertical. Tija, pe care este montat ghidajul sticlei, este prevazuta la partea inferioara cu
un lest pentra a usura plasarea sticlei la adancimea dorita si lateral cu o aripa pentru
orientarea intregului angrenaj astfel ca sticla sa stea transversal pe curent si sa poata
recolta proba. La aparatele de umplere lenta viteza de patrundere a apei in sticla este
reglata prin diametrele ajutajelor si prin distanta pe verticala, dintre cele doua ajutaje.
Continutul probelor luate in mai multe puncte se toarna in sticle etichetate pe care
se noteaza data, ora si numarul profilului de unde a fost recoltata proba.
Probele transportate in laborator se filtreaza cu ajutorul unor hartii de filtru
speciale, pregatite pentru dimensiunile palniilor folosite si cântarite inainte de folosire.
Greutatea filtrului uscat se inscrie, dupa cantarire, pe fiecare filtru in parte.
Filtrarea probelor se poate face pentru fiecare sticla in parte sau pe stative special
amenajate pentru filtrare (fig 3).
Pe stativ, apa filtrata se scurge pe jghiaburi asezate inclinat, colectându-se toata
intr-un vas. In timpul filtrarii, pe hartia de filtru raman aluviunile existente in proba de
apa. Filtrul cu aluviuni se usuca apoi intr-o etuva la o temperatura de 105°C, dupa care
se cântareste din nou. Diferenta de greutate intre cele doua cantariri reprezinta
greutatea aluviunilor, din proba de apa, care se exprima in grame.
Fig. 3 Stativ pentru filtratrea aluviunilor
Pentru a se evita unele greseli la prelucrarea datelor culese este necesar ca toate
datele sa fie inscrise pe un tabel in care sa se inregistreze: data prelevarii probei,
numarul sticlei, profilul si punctul de unde s-a luat proba, greutatea hartei de filtru
inainte de filtrare, greutatea hartiei de filtru dupa filtrare si uscare si diferenta dintre
An univ. 2007-2008
3
Hidrologie Curs nr 9
aceste doua greutati sau mai corect greutatea aluviunilor din proba, dupa care se
calculeaza si se inscrie turbiditatea apei in profil.
Aluviunile târâte le intalnim, in special, in râuri si lacurile alimentate de rauri, ca
de exemplu in lacurile de acumulare in scop hidroenergetic sau pentru irigatii, in special
in zona de varsare a râului acolo unde curentul este mai puternic si poate transporta
aluviunile grosiere de fund.
Cantitatea cea mai mare de asemenea aluviuni o intalnim in timpul unei viituri
mai prelungite sau imediat dupa producere a unei viituri puternice dar de scurta durata.
Pentru recoltarea probelor se foloseste batometrul de fund (fig. 4) sau batometrul
cu sita ( fig. 5).
Instrumentele se introduc pe fundul albiei cu gura de intrare deschisa si orientata
spre curent, asteptandu-se intre doua si zece minute sa patrunda aluviunile de fund in
interior.
Fig. 4 Batometrul
a. vedere generala b. sectiune longitudinala
Fig. 5 Batometrul cu sita
Dupa acest interval de timp instrumentul se ridica la suprafata, aluviunile retinute se
rastoarna intr-un vas si apoi se spala batometrul cu un jet de apa pentru a transmite in
vas si ultimele resturi retinute in batometru.
Dupa aceste operatii aluviunile retinute in vas sunt lasate sa se scurga si apoi sa
se usuce. Probele uscate se cantaresc si apoi se reporteaza gretatea masurata la
sectiunea gurii batometrulul pentru a determina greutatea aluviunilor târâte, captate pe
unitatea de lungime. Dupa cantarire asupra aluviunilor târâte se fac si analize
granulometrice prin cernerea lor intr-un set de site cu ochiuri din ce in ce mai mici si care
An univ. 2007-2008
4
Hidrologie Curs nr 9
le sorteaza pe dimensiuni. Stabilind in cadrul ecartului de dimensiuni gasite la cernere,
anumite trepte si raportand greutatea aluviunilor gasite la fiecare treapta la greutatea
totala a alaviunilor, putem afla raportul sau procentul aluviunilor pentru fiecare treapta
de dlmensiune.
Aluviunile in suspensie si cele târâte aduse din bazinul de receptie de raurile
afluente sau purtate dintr-un punct in altul al lacului, de curenti, ajung la un moment
dat in zone mai linistite unde se depun, acumulandu-se in timp cantitati impotrante care
provoaca procesul de colmatare al lacului sau riului. Aceasta sedimentare a aluviunilor
este un proces firesc in viata lacurilor, colmatarea fiind in stransa depedenta cu varsta
lor.
Pentru bazinele piscicole colmatarea reprezinta un fenomen important si cu
implicatii in activitatea productiva. Depunerea aluviunilor in timp, provoaca ridicarea
cotei fundului bazinelor, scaderea fireasca a nivelului apei, faciliteaza invazia vegetatiei si
determina pierderea unor portiuni din suprafata exploatabila piscicol. Pentru studiul
aluviunilor depuse la fundul râului, lacului este necesar sa sa ia probe de fund cu ajutorul
unei drage (fig. 6) care se lanseza la apa mecanic.
Materialul recoltat cu draga se depune pe vas, se usuca, se cantareste si apoi se
trece la masurarea dimensiunilor.
Pentru matierialul grosier recoltat masurarea particulelor se poate face cu rigla,
iar materialul de dimensuni mai mici se cerne in setul de site cu ochiuri din ce in ce mai
mici.
Fig. 6. Draga-pentru recoltat aluviuni
Pe diferitele trepte de dimensuni stabilite se fac cantariri separate, rezultatele
putand fi inscrise pe o curba granulometrica. Aceasta curba poate reda greutatea fiecarei
trepte de dimensiune stablita pentru granule sau in procente daca raportam greutatea
fiecarei trepte la greutatea totala a probei recoltata.
Cantitatea de aluviuni depusa precum si intensitatea colmatarii nu prezinta o
repartizare uniforma pe toata suprafata lacurilor si mai ales la lacurile cu afluenti sau
lacurile de acumulare. La aceste tipuri de lacuri se pot distinge mai multe sectoare in
care actiunea de depunere a aluviunilor se face diferentiat. Un prim sector este
An univ. 2007-2008
5
Hidrologie Curs nr 9
reprezentat de coada lacului in care, de regula, intalnim cursurile de apa care
alimenteaza lacul si unde prezenta aluviunilor târâte sau in suspensie este notabila mai
ales in perioadele de viitura. Daca unele lacuri primesc afluenti si in alte puncte decat
coada lacului sau au unul sau mai puncte de alimentare, atunci cele mai mari depuneri le
intalnim in acele zone. Cel de-al doilea sector este reprezentat de partea centrala a
lacului unde influenta curentilor este mai redusa, deci si aportul de aluviuni este mai mic.
O alta zona caracteristica este zona malurilor unde actiunea valurilor si a sloiurilor
provoaca procese de eroziuni mai puternice si, ca o consecinta directa, in aceasta zona
depunerile de material grosier si aluviuni de dimensiuni mai mici sunt apreciabile. Un
ultim sector esta reprezentat de zona limitrofa barajului, unde adancimile sunt cele mai
mari, actiunea curentilor mica si in care inregistram cel mai scazut proces de depunere
de aluviuni.
Masuratorile privind prezenta si gradul de marime al depunerilor de aluviuni se fac
diferentiat pe sectoare, astfel ca:
a. In primul sector, cel de la coada lacului sau al punctelor de alimentare, este
indicat sa se execute ridicari topografice si masuratori batimetrice la intervale
precise si in special dupa fiecare viitura, valorile masurate sa fi
b. inscrise pe planuri si se compare rezultatele obtinute la fiecare masuratoare
pentru a uramari evolutia procesului de colmatare precum si modul in care sunt
afectate de acest proces diferitele sectoare ale zonei cercetate. La fiecare
masuratoare trebuie recoltate probe din toate tipurile de aluviuni (in suspensie,
târâte sun sedimentate), care se analizeaza global cat si granulometric,
deterninindu-se greutatea, dimensinile precum si natura lor;
c. in zonele centrale si de langa baraj se executa masuratori asupra aluviunilor in
suspensie, in puncte fixe (verticalele de rada) prin prelevari de probe dupa un
program stabilit si analiza lor cantitativa Pentru aluviunile sedimentate, se
executa recoltari de probe cu draga cara sint apoi analizate din punct de vedere al
naturii sedimentelor.granulometric si prin recoltari efectuate in dlferite puncte sa
stabileste distributia depunerilor de aluviuni si concentratia in aceste zone;
d. in sectorul de mal se executa masuratori pentru determinarea gradului de marime
al proceselor de eroziune, depunerile de material erodat precum si transportul
acestora de-a lungul malului:
Este limpede ca procesul de aluvionare la lacurile cu suprafete mai mari se petrece
intr-un timp mai indelungat si de aceea masuratorile privind aluviunile de toate tipurile se
executa pe baza unui program in care investigatiile se fac esalonat, pe tot parcursul
anului si in special in perioadele ce urmeaza viiturilor.
An univ. 2007-2008
6
Hidrologie Curs nr 9
Pentru lacurile si bazinele mai mici, procesul de colmatare este mai intens si se
petrece intr-o perioada de timp mai scurta, mai ales cand alimentarea se realizeza dintr-
un curs de apa ce dreneaza un bazin hidrografic. Din aceste motive, masuratorile privind
cantitatea de aluviuni ce patrunde in lac, modul in care se distribuie aluviunile pe
suprafata lacului si felul in care se sedimenteaza, se fac la intervale mai scurte de timp,
iar in perioadale de golire a cuvetei lacului se executa ridicari topografice, in zonele in
care intalnim depuneri de aluviuni, precum si foraje si prelevari de probe pentru studiul
depunerilor, al evolutiei acestor depuneri si al naturii lor. Materializarea profilelor si a
bazelor de masuratori se face cu ajutorul pichetilor sau al bornelor.
Calculul turbiditatii
Deterrninarea continutului de aluviuni in suspensie existent in apa raurilor sau
lacurilor se face prin prelevarea de probe de apa cu ajutorul batometrelor, buteliilor cu
ajutaje sau a sticlelor simple odata ca operatiunea de masurare a vitezei executata cu
morisca hidrometrica si determinarea turbiditatii in punctul de luare a probelor prin
metodele studiate anterior.
Turbiditatea (ρ ), se exprima in grame la litru de apa sau kilograme la metrul cub
de apa.
In verticalele de viteze stabilite, sau verticalele de prelevare a probelor in lacuri,
se recolteaza probe de apa. Daca apa contine cantitati reduse de aluviuni, apa
prezentand-se la vedere suficient de limpede, se recomanda recoltarea in fiecare punct a
unei cantitati mai mari de apa (2-10 litri) pentru a putea asigura obtinerea valorii
turbiditatii mai apropiata de realitate. In alte conditii se recolteaza din fiecare punct cate
un litru de apa.
Prin filtrarea apei si cantarirea filtrelor uscate la etuva, (dupa cantarirea prealabila
a filtrelor inainte de folosirea lor), prin diferenta de greutate se obtine cantitatea de
aluviuni retinute de filtru exprimata in grame la litru prin raportul intre greutatea
aluviunilor retinute si volumul apei filtrate.
33 /1000/
1mgr
mgrxlsaugr
litrugr
VG
====ρ
Pentru calculul debitului de aluviuni valoarea turbiditatii se exprima in gr/m3.
Turbiditatea apei, datorita gravitatiei creste de la suprafata apei spre fundul sectiunii. Din
aceste motive in calculele ce se fac privind debitul aluviunilor in suspensie se folosesc,
similar cu valorile de viteze, turbiditati medii pe verticala.
An univ. 2007-2008
7
Hidrologie Curs nr 9
An univ. 2007-2008
8
In acest sens la masurarea turbiditatii se recolteaza probe din punctele standard,
calculul turbiditatii medii pe verticala facandu-se prin aceleasi relatii ca si la viteze si
anune:
In cazul masurarii turbiditatii in 5 puncte :
10233 8,06,02,0sup fundhhhr
mediu
ρρρρρρ
++++=
In cazul masurarii turbiditatii In 3 puncte:
42 8,06,02,0 hhh
mediu
ρρρρ
++=
In cazul masurarii vitezei si a turbiditatii in 2 puncte:
22 8,02,0 hh
mediu
ρρρ
+=
In cazul masurarii vitezei si a turbiditatii intr-un singur punct, la suprafata sau 0,6 h:
1sup *kmediu ρρ =
2sup *kmediu ρρ =
In aceste relatii coeficientii de corectie k1 si k2 au valori ce se determina pe baza
raportului intre valorile turbiditatii realizate pe baza masuratorilor complete si cele
masurate la suprafata si respectiv 0,6 h :
sup1 ρ
ρ completmediuK ⋅=
h
completmediuK6,0
1 ρρ ⋅=
Pentru simplificarea operatiunilor de calcul, pe baza de masuratori complete ale
turbiditatii si debitelor de apa si masuratorile corespondente la 0,6 h si suprafata se
pot construi grafice de corelatii ale coeficientilor de trecere K1 si K 2 pe baza relatiilor:
pentru turbiditate:
( )hmed f 6,0ρρ =
In afara metodei analitice, prezentata mai inainte pentru determinarea turbiditatii
medii pe verticala se mai pot folosi, la fel ca si Ia determinare vitezelor medii, metoda
grafoanalitica si grafomecanica. Pentru aplicare acestor metode este necesar sa se
construiasca, la scara,epura turbiditatii, pe baza masuratorilor facute in punctele
( )supρρ fmed =
Hidrologie Curs nr 9
standard, dupa care calculul turbiditatii se face aplicand aceleasi metode ca in cazul
determinarii vitezelor medii.
Calculul debitului de aluviuni in suspensie
Debitul de aluviuni in suspensie exprima cantitatea de aluviuni in suspensie care
trece printr-o sectiune de rau in unitatea de timp. Acest debit se noteaza cu litera R, se
exprima in kg/sec sau tone/an.
In mod analog ca si la calcularea debitului lichid,operatiunea incepe cu masurarea
pe teren si transpunerea pe un grafic, la scara, a sectiunii raului unde se executa
masuratoarea, respectand sistemul de lucru indicat anterior pentru aceasta operatiune.
In practica masuratorilor hidrometrice, pentru calculul debitului de aluviuni in suspensie,
turbiditatea nu se masoara in toate verticalele de viteza si de regula probele de apa se
iau din doua in doua verticale sau chiar mai rar. In orice caz aceste verticale se aleg
astfel încât sa se asigure recoltarea de probe la cele doua maluri si la mijlocul sectiunii
raului si se mentin aceleasi toata perioada de timp.
Masuratori complete se fac la anumite intervale pentru control.
In fig. 7 se prezinta o sectiune de riu in care s-au stabilit un numar de 5 verticale.
Fig. 7 Schema de calcul al debitului de aluviuni in suspensie intr-o sectiune de riu
Masurarea debitului lichid se efectueaza prin masuratori de viteze complete, in toate cele
5 verticale stabilite, in timp ce, pentru masuratoarea debitului de aluviuni in suspensie
se stabileste prelevarea de probe pentru aluviuni numai in trei verticale si anume
verticalele 1, 3 si 5.
La fel ca si in cazul debitului lichid si calculul debitului de aluviuni in suspensie se poate
efectua printr-una din cele trei metode cunoscute si anume:
a. metoda analitica;
b. metoda grafoanalitica;
c. metoda grafomecanica.
An univ. 2007-2008
9
Hidrologie Curs nr 9
Pentru aplicarea metodei analitice, dupa trasarea sectiunii raului si stabilirea elementelor
geometrice ale acesteia, se preleveaza probe de apa pentu aluviunile in suspensie in
verticalele 1, 3 si 5 in fiecare din acestea, in functie de adincime siprogramul stabilit, in
5, 3, 2 sau un singur punct.
Cu ajutorul acestor probe de apa se trece la calcularea turbiditatii in fiecare punct
masurat. Valoarea turbiditatii (ρ) se exprima in gr/litru si se transforma in gr/mc.
Metodologia de calcul al debitului de aluviuni in suspensie prevede urmatoarele:
a. determinarea debitului unitar de aluviuni in suspensie (α ) care reprezinta
cantitatea de aluviuni, masurata in grame sau kilograme, car trece in unitatea de timp
(secunde), prin unitatea de suprafata (cm2 sau m2 ). Valoarea se obtine multiplicand
turbiditatea cu fiecare viteza din fiecare punct de masurare si se exprima in gr/sec.cm2
sau kg/sec. m2.
In cazul masurarii vitezelor si turbiditatii in 5, 3 sau 2 sau 1 punct valorile debitelor
unitare sunt urmatoarele:
- in cinci puncte:
eruperr Vs supsup *ρα = () m/sec x gr/m3= gr/sec.m2 )
hhh V 2,02,02,,0 * ρα =
hhh V 6,06,06,,0 * ρα =
hhh V 8,08,08,,0 *ρα =
fundfundfund V ρα *=
- in trei puncte:
hhh V 2,02,02,,0 *ρα = ( m/sec x gr/m3 = gr / sec.m2)
hhh V 6,06,06,,0 * ρα =
hhh V 8,08,08,,0 *ρα =
- in doua puncte:
hhh V 2,02,02,,0 *ρα = ( m/sec x gr/m3 = gr / sec.m2)
hhh V 8,08,08,,0 * ρα =
An univ. 2007-2008
10
Hidrologie Curs nr 9
- intr-un singur punct
hhh V 6,06,06,,0 * ρα = ( m/sec x gr/m3 = gr / sec.m2)
ruperr Vs supsup *ρα =
aplicandu-se in aceste ultime doua cazuri si coeficientii de corectie respectivi.
b. determinarea debitelor unitare medii pe verticale( mα ) cu ajutorul valorilor debitelor
unitare (α ) aplicand principiul de calcul al vitezelor medii pe verticala:
- in cazul calcularii debitului unitar in 5 puncte;
10233 8,06,02,0sup fundhhhr
m
αααααα
++++=
- in cazul calcularii debitului unitar in 3 puncte;
42 8,06,02,0 hhh
mααα
α++
=
- in cazul calcularii debitului unitar in 2 puncte.
28,02,0 hh
mαα
α+
=
- in cazul calcularii debitului unitar intr-un singur punct, fie cel de la suprafata sau 0,6h
acest debit se considera ca fiind debit unitar mediu.
c. determinarea debitelor unitare medii intre verticale .
Deoarece in exemplul ales, masuratorile de aluviuni in suspensie s-au realizat in
verticalele 1,3,si 5 rezulta ca acest calcul se va efectua intre aceste verticale, deci:
110 32
mm αα =−
231
31mm
mααα +
=−
253
53mm
mααα +
=−
505 32
mm αα =−
d.determinarea sectiunilor partiale de rau (ω), care se vor exprima in m2
101 *21 hb=ω
An univ. 2007-2008
11
Hidrologie Curs nr 9
)(2 21
312 bbhh
++
=ω
)(2 43
533 bbhh
++
=ω
554 *21 hb=ω
e. se calculeaza debitele partiale de aluviuni in suspensie (ΔR) (gr/sec. m2 x m2= gr/sec)
231
2 *2
ωαα mmR +=Δ
353
3 *2
ωαα mmR +Δ
454 *32 ωα mRΔ
f. se calculeaza debitul total de aluviuni in suspensie (R)
Rgr/sec = 432
4
11 RRRRR Δ+Δ+Δ+Δ=Δ∑
Acest calcul al debitului de aluviuni in suspensie se poate prezenta, cu aceleasi date, sub
forma tabelara:
Calculul debitului de aluviuni in suspensie
Tabel 2
Verticala de
viteza
Debitul unitar
mediu
( gr/m2)
Debitul unitar
mediu intre
verticale
(gr/sec.*m2)
Suprafata
intre verticale
(m2)
Debite partiale
R
(gr/sec)
Debitul
total de
aluviuni in
suspensie
R (gr./sec)
1 2 3 4 5 6
0 0 132
mα ω1 132
mα * ω1
1 1mα 2
31 mm αα + ω2 2
31 mm αα + ω2
3 3mα 2
53 mm αα + ω3
253 mm αα +
ω3
5 5mα 532
mα ω5 532
mα ω4 R=∑ Δ4
1
R
An univ. 2007-2008
12
Hidrologie Curs nr 9
An univ. 2007-2008
Dupa calcularea debitului de aluviuni in suspensie (R) se calculeaza, de regula si valoarea
turbiditatii medii pe profil, cu ajutorul relatiei:
QR
med =ρ
In care: R - reprezinta debitul total de aluviuni in suspensie; Q - debitul total de apa in
profilul respectiv.
Turbiditatea medie pe profil se exprima in grame/litru sau Kg/ m3, dupa cum sunt
exprimate R si Q.
Calculul debitului de aluviuni in suspensie prin metodele grafoanalitica si grafomecanica
comporta in general aceleasi operatiuni ca si la calculul analitic prezentat cu singurele
deosebiri ca:
a. daca masurarea vitezelor si a turbiditatii in verticalale stabilite si dupa calculul
debitelor unitare de aluviuni in suspensie, cu aceste valori se construiesc la scara
epurele respective
b.determinarea vitezelor medii, a turbiditatii medii si a debitelor medii de aluviuni pe
verticala, se face prin planimetrarea epurelor respective (metoda grafomecanica) sau
prin calcularea suprafetei epurei prin metode analitice (metoda grafoanalitica).
Suprafetele planimetrate sau calculate se impart la adancimea raului in verticala
respectiva sau se imparte in fasii egale calculandu-se valorile medii .
c.dupa calcularea debitelor elementare de aluviuni in suspensie pe fiecare verticala,
debitelor unitare medii, cu aceste valori se construiesc epurele respective care se
planimetreaza sau se calculeaza marimea suprafetei.
In rest se respecta acelasi procedeu ca la determinarea debitului de aluviuni prin
