Hidrologia Apelor Curgătoare

Introducere. Potamologia este ştiinţa care se ocupă cu studiul apelor curgătoare. Elementul de bază în studiul potamologiei îl reprezintă râul. Râul este forma scurgerii superficiale organizate, permanentă sau temporară, care-şi păstrează traseul pe întreaga lungime a sa. Din punct de vedere hidrologic, noţiunea include toate cursurile de apă, indiferent de mărmea lor: pârâu, râu sau fluviu. Râul este un produs al climei (Volikov, 1954).

Apa provenită din precipitaţii poate împrumuta diferite căi: o parte se evaporă şi se reîntoarce în atmosferă, alta se infiltrează în sol, iar alta se adună în spaţiile concave dând naştere apelor stătătoare (bălţi, mlaştini, lacuri etc.). Cea mai mare cantitate, sub influenţa gravitaţie, se deplasează din punctele mai înalte ale reliefului spre regiunile mai joase, dând naştere apelor curgătoare.

Gravitaţia, este principala forţă care determină mişcarea apei în râuri. Deplasarea particulei de apă poate fi astfel explicată: pe un plan înclinat, sub un unghi α, o picătură de apă (A), cu greutatea G, va tinde să se deplaseze pe direcţia înclinării planului. Descompunând forţa G în două componente, P1 (P1=G*cosα), perpendiculară pe direcţia planului înclinat şi P2 (P2=G*sinα), paralelă cu planul înclinat, care provoacă curgerea apei, se observă că P2 ar trebui să provoace o accelerare uniformă a vitezei de deplasare a picăturii. În realitate se produce o mişcare neuniformă deoarece forţa P2 se consumă prin aderenţa care se naşte între moleculele de apă şi suprafaţa planului înclinat, dar şi datorită coeziunii dintre moleculele din masa apei.

Forţa de frecare intervine pe interfaţa dintre apă şi suprafaţa pe care curge, ca urmare a rezistenţei pe care o opune fundul albiei la deplasarea apei. Valoarea forţei de frecare depinde de rugozitatea patului albiei şi a malurilor cu care apa intră în contact. În funcţie de mărimea şi forma asperităţilor este şi rezistenţe pe care o opune suprafaţa, fiind estimată prin coeficientul de rugozitate.

Coeficientul de rugozitate reprezintă efectul neregularităţilor albiei şi a malurilor asupra vitezei medii, într-o secţiune transversală a unui curs de apă. Cu cât aluviunile sunt mai grosiere cu atât coeficientul de rugozitate (η) este mai ridicat.

1.Apele de şiroire

Curgerea cu caracter temporar îmbracă diferite forme, de la curgerea în pânză (areolară) sau difuză, până la curgerea concentrată de tipul torenţilor. Între cele două categorii extreme se intercalează diferite forme de tranziţie cunoscute sub numele de şiroaie. Şiroirea se poate face sub forma unor multiple firicele de apă, a unor şuviţe sau curenţi, cei mai puternici dintre ei fiind cunoscuţi sub numele de şuvoaie.

La şiroire nu se distinge un curs bine individualizat ci, după fiecare ploaie, apa îşi croieşte un alt drum. Cel mai important aspect al acestor concentrări este trecerea de la secţiunea de spălare sau eroziune areolară, la cea liniară. În felul acesta şiroirea creează forme de eroziune cu aspect alungit, începând cu unele şenţuleţe abia perceptibile şi instabile, până la excavaţiuni alungite pe sute de metri.

Procesul de spălare a terenurilor este mai ridicat pe suprafeţele lipsite de vegetaţie, iar volumul apei de şiroire depinde de cantitatea, durata şi intensitatea precipitaţiilor, de permeabilitatea şi de gradul de acoperire cu vegetaţie a terenului.

2. Apele torenţiale

Torenţii reprezintă cursuri vijelioase, dar temporare, de apă care se formează pe pantele înclinate cu vegetaţie discontinuă, în urma ploilor abundente sau a topirii zăpezilor.

În raport cu şiroirea, torentul are calitatea de a concentra o cantitate mai mare de apă pe o singură direcţie, ceea ce face ca el să dispună de o mare energie. Prin acţiunea sa complexă (eroziune, transport, acumulare), torentul se compune din trei elemente (Surell, 1870): bazinul de recepţie, canalul se scurgere şi conul de dejecţie.

2.a. Bazinul de recepţie

Reprezintă teritoriul de pe care torentul îşi adună apele de ploaie, adică zona în care apele se concentrează către punctul cel mai jos al locului şi către care se orientează şi se adâncesc ravenele, rigolele şi ogaşele.

2.b. Canalul de scurgere

Este un jgheab alungit, care porneşte din punctul cel mai coborât al bazinului de recepţie, pe care curge apa torentului împreună cu aluviunile desprinse. Valea este adâncă, pereţii uşor înclinaţi iar procesul erozional este mai intens pe verticală (eroziune liniară). Eroziunea laterală se face simţită abia în ultima fază a evoluţiei sale.

2.c. Conul de dejecţie (evantai aluvial, con aluvial, agestru, vărsătură)

Reprezintă partea terminală a organismului torenţial şi se prezintă sub forma unui semicorn teşit clădit din aluviunile cărate şi depuse de torent.

În natură există şi cazuri când cele trei elemente nu se dezvoltă la toţi torenţii. Unele organisme tot fi lipsite de canal de scurgere fapt pentru care poartă denumirea de hunie (Oltenia).