1.10. Infiltrarea Evaluarea infiltrării cu infiltrometrul

Transcript

1 .. Infilrarea Infilrarea ese fenomenul de părundere a apei de la suprafața erenului în zona de aerare (sol, sedimen sau rocă permeabilă), unde urmează o mişcare descendenă care se finalizează în zona de saurație. Fenomenul de infilrare, în sens larg, are două faze disince: părunderea apei prin suprafața erenului şi inrarea ei în eren, sub suprafață opografică; mişcarea descendenă a apei cu componena principală vericală, înr-un eren nesaura, de la suprafața erenului până la primul nivel piezomeric, care marchează limia superioară a acviferelor freaice. Procesul de infilrare conribuie la ransformarea precipiațiilor aâ în apă de reenție câ şi în apă hidrodinamic acivă care generează scurgerea hipodermică, scurgerea suberană şi refacerea rezervei acviferelor. Pe perioade mai mari, infilrarea acționează ca un proces de regularizare a regimului hidrologic, punând în rezervă o pare din apa amosferică, resiuiă ulerior, mai len, cursului de apă. Capaciaea de reenție a bazinului hidrogeologic se reflecă în forma hidrografului, pe porțiunea curbei de epuizare (Fig..33). Procesul fizic de infilrare a apei ese domina de ineracțiunile complexe dinre cele rei faze prezene: faza solidă reprezenaă de maricea minerală a formațiunilor din zona nesauraă prin care se produce infilrarea; faza lichidă reprezenaă de apa proveniă din precipiații; faza gazoasă reprezenaă de aerul prezen în spațiul poros nesaura cu apă. Forțele deerminane ale infilrării sun graviația şi capilariaea, care pun în mişcare apa din zonele mai umede căre cele cu grad de umidiae mai redus. Ca forțe rezisene apar: frecarea apei de suprafața pariculelor minerale şi conrapresiunea exerciaă de aerul conținu în eren. Dinre facorii secundari se menționează vâscoziaea apei influențaă de emperaură şi mineralizația (conținuul de săruri dizolvae) apei. În sadiul inițial al infilrării, acțiunea forțelor capilare ese mul mai imporană decâ cea a graviației, moiv penru care liniile de curen, care indică raseul de deplasare a apei, po fi deviae în oae direcțiile. Efecul capilar descreşe pe măsura înainării fronului umed, asfel încâ la adâncimi de ordinul a un meru, infilrarea graviațională devine dominană, ea dezvolându-se în adâncime cu o vieză relaiv uniformă. Un rol imporan în dinamica infilrării îl are aerul din eren. La începu, fronul umed înainează neuniform, aerul ese evacua în diferie direcții, iar vieza de infilrare scade daoriă consumului de energie. Dacă procesul de infilrare coninuă, o pare a aerului ese dizolva şi se poae înregisra chiar şi o creşere a viezei de infilrare.... Evaluarea infilrării cu infilromerul Complexiaea procesului de infilrare a simula dezvolarea sudiilor empirice care se bazează exclusiv pe experimenări in siu sau în laboraor şi nu pe ecuația generală a mişcării apei în mediul nesaura. Rezulaele experimenelor sun sineizae în formule empirice de formă exponențială, din care cea mai frecven uilizaă ese formula lui Horon (933): 46

2 γ ( ) = u + u u ) e u c ( c (.35) unde u( ) - vieza de infilrare la momenul ; u - vieza inițială de infilrare/capaciaea de infilrare; uc - vieza de infilrare consană, ainsă după o anumiă perioadă; γ - paramerul infilrării, care sineizează efecul a numeroşi facori de eren. Capaciaea de infilrare u( ) (infilrarea poențială) u reprezină Valoare vieza maximă cu care un eren poae măsuraă absorbi un flux de apă în condițiile dae. Vieza de infilrare ( u ( ) ) descreşe u = uc + uo u exponențial în imp, de la până la o u o valoare consană ( u c ) (Fig..36). Experimenul de eren se realizează cu ajuorul unor dispoziive numie infilromere. Un ip de infilromeru frecven uiliza ese forma din doi cilindri concenrici în care se menține un nivel de apă consan, folosind un flacon grada (Fig..37). Cilindrul exerior are rolul de a dirija verical-descenden liniile de curen din inerior, puându-se în felul acesa să se ia în calcule, ca secțiune de umezire, secțiunea cilindrului inerior. Cilindru inerior 4 5cm Φ = cm Φ = 35cm Împărțind volumele de apă scoase din flacon, la secțiunea cilindrului inerior se obțin viezele de infilrare ( u ( ) ) pe baza cărora se rasează curba exponențială. Prin liniarizarea modelului exponențial se deermină paramerul γ, el reprezenând coeficienul unghiular al drepei rasae pe un grafic în coordonae u( ) uc ln şi, de forma: u u c ( ) u uc ln = γ.(.36) u u Fig..37. Infilromeru cu doi cilindri Fenomenul de infilrare ese influența de: facori hidrogeologici: permeabiliaea şi gradul de umidiae al erenurilor la începuul precipiației; facori meeorologici: caniaea oală, duraa şi inensiaea precipiației; caracerisici ale suprafeței erenului: morfologie şi covor vegeal. u o Flacon grada Cilindru exerior γ ( ) ( ) e c u c Fig..36. Variația viezei de infilrare în rapor cu impul (model Horon). Teren permeabil c 47

3 5 5 Vieza de infilrare[mm/oră] 75 Argilă cu umidiae inițială redusă 4 Nisip cu umidiae inițială mare 8 Nisip cu umidiae inițială redusă Argilă cu umidiae inițială mare [min] Fig..38. Curbe de infilrare-imp penru erenuri cu permeabiliăți şi umidiăți inițiale diferie. de infilrare ese foare redusă independen de umidiaea inițială. Sarea inițială a umidiății erenului are o mare influență asupra viezei de infilrare; dacă umidiaea inițială ese mare (daoriă unei precipiații anerioare), viezele de infilrare vor fi reduse ca mărime. Alăuri de umidiae, granulomeria şi permeabiliaea deermină vieza de infilrare (Fig..38). Terenurile argiloase se saurează rapid cu apă, după care vieza... Evaluarea infilrării cu lizimerul Lizimerele sun dispoziive de observație şi de măsură in siu, a componenelor bilanțului apei în zona de aerare (evaporanspirație şi infilrare), cu perurbarea minimă a condițiilor naurale. Ele permi deerminarea direcă a infilrării. O insalație lizimerică (Fig..39) cuprinde o cuvă păraică sau drepunghiulară eanşă, mealică sau ( 4)m din beon, în care se depune erenul cu respecarea succesiunii liologice a srucurii naurale. Puț Penru realizarea drenajului, la baza Cuvă cuvei se uilizează un sra de pieriş. O conducă înclinaă permie scurgerea apei infilrae căre un Pieriş recipien insala în baza unui puț. hidrosaic Fiecare insalație lizimerică Conducă ese compleaă cu o sație meeorologică, penru a puea corela infilrarea cu facorii climaici. Fig..39. Schema unui lizimeru Recipien Lizimerele de mică adâncime (de la la 3 m) măsoară infilrația oală în zona de aerare. 48

4 Lizimerele de adâncime au o consrucție mai complicaă, cuprinzând una sau mai mule galerii amplasae în jurul unui puț cenral. Scopul acesor insalații ese de a furniza dae asupra infilrării în adâncime până la nivelul freaic. Infilrația eficace ( I e ) reprezină I e [ mm / an] b X[ mm/ an] Fig..4. Corelație liniară înre infilrarea eficace şi pluviomerie caniaea de apă infilraă de la suprafața erenului care raversează zona de aerare şi ajunge efeciv la nivelul freaic, alimenând acviferul respeciv. Ea poae fi deerminaă cu ajuorul lizimerelor de adâncime. Infilrarea eficace are loc numai când infilrarea (oală) de la suprafața erenului depăşeşe scurgerea hipodermică, apa necesară refacerii umidiății din zona de aerare (apa de reenție) şi apa consumaă prin evaporanspirația suberană. Toae acese mărimi po fi exprimae în mm.col.h O pe uniaea de imp. În inerprearea daelor lizimerice se sabileşe o corelație, de cele mai mule ori liniară, înre precipiație ( X ) şi infilrarea eficace ( I e ; Fig..4) de forma: I e ( X b) a = (.37) Consanele a şi b sineizează efecul facorilor hidrogeologici şi climaici precum şi al caracerisicilor suprafeței erenului (morfologie, covor vegeal). Pragul pluviomeric (b ) reprezină valoarea minimă a precipiației de la care apare infilrația eficace. Sub valoarea pragului pluviomeric, oaă precipiația ese reținuă în cadrul zonei de aerare. În condițiile regimului empera, pragul pluviomeric variază înre 5 şi 6 mm/an... Evaluarea scurgerii suberane cu ajuorul hidrografului Evaluarea scurgerii suberane care conribuie la alimenarea cursurilor de apă de suprafață (râurile) ese conrolaă de ipul de relații hidrodinamice înre acvifere şi rețeaua hidrografică precum şi de exinderea acviferelor care deermină perioada de epuizare a acesora....caracerisicile cursurilor de apă Cursurile de apă de suprafață (la care se adaugă şi celelale suprafețe de apă liberă: lacuri, oceane ec.), în funcție de relațiile cu acviferele, se po diferenția în: curs de apă drenan, afla în legăură hidraulică direcă cu un acvifer riveran (cu nivel liber sau sub presiune) pe care îl drenează şi penru care consiuie o fronieră hidrodinamică de ip sarcina piezomeică impusă (Fig..4a); curs de apă independen, care daoriă colmaării paului văii nu are legăură hidraulică direcă şi nici schimburi de apă cu acvifere riverane; dacă nu ese suspenda, paul colmaa consiuie un conur impermeabil al acviferului, inerior sau marginal, adică o fronieră hidrodinamică de ip debi impus nul (Fig..4d,e); curs de apă infilran, care alimenează acviferele libere riverane; cursul de apă poae fi în legăură hidraulică cu acviferul, penru care reprezină un 49

5 conur de alimenare de ip Dirichle, sau poae fi suspenda, siuație în care funcționează ca un conur de alimenare de ip Neumann (Fig..4b,c); curs de apă suspenda, separa de acviferul cu nivel liber riveran prinr-o zonă nesauraă, fără o legăură hidraulică direcă înre ele; el poae sau nu să alimeneze acviferul devenind infilran sau independen (Fig..4c,e). Acese paru ipuri fundamenale de cursuri de apă (la care se adaugă şi combinații înre acesea, cum ar fi: curs de apă suspenda şi infilran, suspenda şi independen) sun deerminae de relațiile srucural-geologice şi geomorfologice din secțiunea albiei minore, precum şi de condițiile hidrologice şi hidrogeologice. Cursuri de apă în legăură hidraulică cu acviferul a) b) Linie de curen Curs de apă drenan c) Curs de apă infilran Linie echipoențială Profil piezomeric Curs de apă suspenda şi infilran Cursuri de apă fără legăură hidraulică cu acviferul d) e) Talveg colmaa (conur impermeabil) Curs de apă independen Curs de apă suspenda şi independen Fig..4. Relațiile hidraulice înre cursurile de apă de suprafață şi acviferele riverane (după Casany, G., Marga, J., 977) Acelaşi curs de apă, în imp, îşi poae schimba caracerul: în perioada viiurilor el poae funcționa ca infilran iar în res ca drenan. Exisența şi coninuiaea în imp a legăurilor hidraulice depinde, în principal, de poziția paului impermeabil al acviferului aluvionar în rapor cu nivelul apei în albia râului, nivel care are un regim variabil în imp (Fig..4). În acese condiții alimenarea suberană a unui curs de apă poae avea un regim consan sau variabil în imp. 5

6 a) maxim minim c) maxim Izvor minim b) maxim Izvor minim d) maxim minim Fig..4. Legăuri hidraulice înre cursurile de apă şi acviferele aluvionare: a) legăură hidraulică permanenă, cu un acvifer cu nivel liber; b) legăură hidraulică periodică; c) fără legăură hidraulică; d) legăură hidraulică permanenă cu un acvifer sub presiune. În hidrologie, scurgerea suberană are o imporanță deosebiă deoarece penru cursurile de apă permanene scurgerea minimă ese asiguraă în oaliae prin descărcarea acviferelor riverane. Din punc de vedere hidrogeologic, scurgerea suberană, evaluaă cu ajuorul hidrografului debiului scurgerii oale, reprezină o informație globală asupra poențialului bazinului hidrogeologic siua în amone de secțiunea hidrografului sudia. Daoriă variației în imp a condițiilor de alimenare şi descărcare a acviferelor riverane, scurgerea suberană (respeciv debiul de alimenare suberană a unui curs de apă de suprafață) va avea variații în imp....perioada de epuizare a acviferelor Scurgerea suberană, penru o evaluare corecă, rebuie sudiaă în două perioade disince: perioada de epuizare a acviferelor; resul anului hidrologic. Hidrologic, perioada de epuizare a acviferului coincide cu perioada de secare a cursurilor de apă. În cadrul unui hidrograf anual, aceasă perioadă fără alimenare a acviferului din precipiații sau din cursul de apă de suprafață, începe acolo unde curba hidrografului îşi reduce semnificaiv coeficienul unghiular (în momenul corespunzăor puncului D de pe curba descendenă a hidrografului; Fig..33). 5

7 De la aces momen al începuului perioadei de epuizare are loc o descreşere coninuă a debiului cursului de apă, corespunzăoare epuizării acviferelor, în lipsa oricărei precipiații. Chiar dacă în aceasă perioadă inervin accidenal averse, ele nu schimbă alura generală a curbei hidrografului. Regimul apelor mici şi de eiaj vor fi condiționae de mărimea rezervei de apă suberană acumulaă în acvifer la sfârşiul perioadei cu precipiații. Regimul de secare a cursurilor de apă depinde de posibiliaea de epuizare a acviferului. Dacă paul Epuizare parțială albiei se găseşe în a) Epuizare oală b) limiele acviferului, exisă posibiliaea unei epuizări parțiale a acviferului, iar cursul de apă ese permanen chiar la perioade mari de seceă (Fig..43a). Înr-o asfel de siuație, scurgerea de bază corespunde unui debi minim consan care apare după o perioadă seceoasă lungă. Dacă paul albiei ese siua în formațiunea impermeabilă, la perioade lungi de seceă acviferul poae fi comple epuiza, iar scurgerea de bază devine nulă (Fig..43b). Analiza curbelor de epuizare în regim neinfluența prezină imporanță penru regimul cursurilor de apă şi al rezervelor de apă suberană. Acese rezerve au efec de regularizare, ele fiind înmagazinae în acvifer înr-o perioadă anerioară. Originea unei curbe de epuizare corespunde pracic cu începuul perioadei seceoase, iar o min o debiul corespunzăor acesui momen ese noa cu şi se deermină pe hidrograf. Finalul curbei de epuizare corespunde cu debiul minim al scurgerii de bază. Aces momen final ese eviden pe hidrograf deoarece, după el, urmează o creşere a debiului. Se poae sudia analiic epuizarea unui acvifer, asimilându-l cu un rezervor care se goleşe prinr-un buşon poros, prevăzu la baza acesuia (Fig..44). Dacă în impul d nivelul Scurgere de bază h Curbă de epuizare parțială Curbă de epuizare oală Fig..43. Faza de epuizare a acviferelor o debiul cursului de apă la începuul perioadei de epuizare; min debiul cursului de apă de la sfârşiul perioadei de epuizare. dh Ω Ω ' L Fig..44. Modelul de ip exponențial al epuizării unui acvifer 5

8 apei coboară cu dh se poae scrie ecuația volumului de apă respeciv: Ω dh = d (.38) în care Ω - secțiunea rezervorului; - debiul drena prin buşon. Acelaşi debi ( ) raversează buşonul poros de lungime L şi conduciviae hidraulică K, iar cu vieza de filrare exprimaă din legea lui Darcy se poae scrie ecuația: dh d = K Ω' (.39) L Prin eliminarea lui dh din ecuațiile (.38) şi (.39), rezulă: L d = d K Ω' Ω (.4) din care, prin separarea variabilelor se obține: d K Ω' = d = α d L Ω (.4) K Ω' ecuație în care s-a noa α =, un coeficien de epuizare a acviferului care L Ω depinde de conduciviaea hidraulică ( K ) şi dimensiunea ( L ) acviferului. Prin inegrarea ecuației (.4) de la începuul perioadei de epuizare ( ) până la un momen da ( ): se obține: ln d = α d (.4) ( ) ln = α (.43) din care, dacă momenul inițial =, se obține ecuația de golire (epuizare) a o rezervorului. Aceasă ecuație ese de ip exponențial şi mai poae fi scrisă sub forma: α = e (.44) În cazul acviferelor, paramerul α are o srucură pariculară care înglobează efecul uuror caracerisicilor hidrogeologice ale rezervorului. Asfel Maille (Casany,G.,968) a ajuns pe cale analiică la aceeaşi ecuație, în cazul unui acvifer cu nivel liber: α = e unde - debiul la momenul în perioada seceoasă; (.45) 53

9 α - coeficienul de epuizare a acviferului a cărui srucură ese (Boussinesq; Schoeller, H.,96): K H α = π (.46) 4 na L în care K - conduciviaea hidraulică a acviferului; H - presiunea acviferului; na - poroziaea acivă; Periodă de L - disanța dinre albia minoră epuizare şi cumpăna acviferului. Penru calculul coeficienului de epuizare α nu se uilizează ecuația (.46) deoarece operația de evaluare a paramerilor reprezenaivi ai acviferului ( K, na, ) ese cosisioare. Coeficienul de epuizare i ( α ) se evaluează pe baza formei curbei de epuizare a acviferului. Penru modelarea maemaică a curbei de i epuizare a acviferului se Fig..45. Daele necesare evaluării coeficienului uilizează ecuația Maille iar de epuizare a acviferelor ( i, i ; i =,,,..., n ) daele necesare sun minimum rei perechi de valori ( i, i ; i =,,..., n ; Fig..45) măsurae pe duraa perioadei de epuizare a acviferului. Înr-un sisem de referință recangular, de coordonae ln, se reprezină prin punce perechile de valori (, ) măsurae în perioada de epuizare (Fig..46a). ln ln g β ln a) b) Fig..46. Soluțiile grafice penru schemele de calcul Maille (a) şi Tisson (b) 54

10 Disribuția puncelor ese inerpolaă de dreapa de ecuație: ln ln α (.47) = al cărui coeficien de epuizare se calculează cu: ln ln lg lg gβ α = = = (.48),434,434 Valoarea medie a coeficienului de epuizare deerminaă pe baza ecuației (.48) ese valabilă riguros penru H=consan. Uilizarea modelului Maille ese admisă doar dacă reducerea sarcinii piezomerice în perioada seceoasă ese mică în rapor cu grosimea acviferului. Dacă grosimea acviferului de un anumi volum (V) ese mică în rapor cu reducerea nivelului piezomeric, se poae folosi soluția analiică a lui G.Tison: = ( + α ) K V în care α = 5,57 (.49) 3 4 n L a Calculul coeficienului α se bazează pe acelaşi procedeu grafo-analiic. Prin liniarizarea ecuației (.49) sub forma: α = + (.5) pe baza a două perechi de valori (,) şi (,) calculul lui α se face cu relația: ciie pe grafic (Fig..46, b), = α (.5) În mod pracic, alegerea uneia din cele două soluții analiice (Maille sau, : Tison) se face pe baza analizei corelației daelor experimenale ( ) se calculează coeficienul corelației liniare r penru perechile ( ln, ); se calculează coeficienul corelației liniare r penru perechile (, ); dacă r > r se calculează coeficienul de epuizare cu modelul Maille (ec..48); dacă r < r se calculează coeficienul de epuizare cu modelul Tison (ec..5). Ecuațiile (.45) şi (.49) sun uilizae penru evaluarea capaciății de înmagazinare a acviferelor la momenul o, exprimaă sub formă de rezervă de regularizare ( V s ): modelul Maille: V = d = α s e d = (.5) α 55

11 modelul Tisson: V s = (.53) α Penru ambele modele rezerva de regularizare ese invers proporțională cu coeficienul de epuizare a acviferului. O valoare redusă a coeficienului de epuizare asigură o alimenare coninuă din suberan a cursurilor de apă pe o lungă perioadă de imp...3.procedee de separare a scurgerii suberane Penru evaluarea scurgerii suberane care conribuie la formarea scurgerii oale a rețelei hidrografice se uilizează în mod curen meoda hidrografului şi meoda hidrochimică Meoda hidrografului Separarea scurgerii suberane cu ajuorul hidrografului debielor scurgerii oale se bazează pe reflecarea relației hidraulice înre râu şi acvifere în variația debielor. În funcție de pariculariățile relațiilor hidrodinamice înre râu şi acvifere se separă paru siuații: alimenarea râului din acvifere cu nivel liber fără legăură hidraulică cu râul (Fig..47a); a) b) H hidrosaic H hidrosaic râu râu s + - s + - -A T +A Fig..47. Separarea scurgerii suberane pe hidrograful unui râu alimena de un singur acvifer freaic: a) fără legăură hidraulică cu râul; b) în legăură hidraulică cu râul 56

12 alimenarea râului din acvifere cu nivel liber în legăură hidraulică cu râul (Fig..47b); alimenarea râului din două acvifere cu nivel liber (Fig..48); alimenarea râului din rei acvifere, două cu nivel liber şi unul sub presiune (Fig..49). Acviferele cu nivel liber/freaice fără legăură hidraulică cu râul (coa culcuşului impermeabil al acviferului ese mai mare decâ coa nivelului maxim al apei din râu) îl alimenează coninuu prin inermediul izvoarelor (Fig.47a). Creşerea alimenării suberane în perioada apelor mari ese daoraă alimenării prin infilrare a acviferelor freaice care ese mai inensă în perioadele cu precipiații abundene. Decalajul în imp dinre nivelul hidrosaic maxim al acviferului freaic şi nivelul maxim al apei din râu ese direc proporțional cu grosimea zonei de aerare. În cazul acviferelor freaice în legăură hidraulică cu râul (Fig..47b), se remarcă fapul că în perioada apelor mari şi a viiurilor, nivelul apei în râu creşe rapid, depăşind nivelul hidrosaic al acviferului şi provocând schimbarea sensului de a) () () () () (3) H hidrosaic () hidrosaic () H hidrosaic () hidrosaic () s s -A T râu +A s + - s + - s A T râu NP(3) +A Fig..48. Separarea scurgerii suberane pe hidrograful unui râu alimena: a) din două acvifere freaice; b) din două acvifere freaice şi unul sub presiune. 57

13 curgere, deci o alimenare a acviferului de căre râu. După reragerea viiurii are loc o cedare lenă a apei acumulae anerior în acviferul riveran. Aces fenomen, cu cele două faze (-A şi +A), reprezină regularizarea hidrogeologică a viiurii (T- perioada de regularizare hidrogeologică a viiurii). Alimenarea suberană a unui râu din două acvifere freaice (Fig..48a), unul în legăură hidraulică şi celălal suspenda (fără legăură hidraulică cu râul), ese o însumare a alimenărilor suberane din cele două acvifere. În perioada de regularizare hidrogeologică a viiurii, coninuiaea alimenării suberane ese asiguraă de acviferul freaic suspenda. Sun mai rare cazurile în care un râu ese alimena de rei acvifere, două freaice şi unul sub presiune (Fig..48b). Variabiliaea celor paru ipuri de alimenare suberană a râurilor ese reflecaă de hidrografele nivelurilor din râu şi din cele rei acvifere. Conribuția rezisenței hidraulice a formațiunilor permeabile ese esențială în reducerea variabiliății scurgerii suberane în rapor cu cea de suprafață. Esimarea scurgerii suberane cu ajuorul hidrografului are un caracer aproximaiv. Eroarea poae fi redusă prin cunoaşerea disribuției în spațiu şi imp a sarcinii piezomerice a acviferelor şi a hidrografelor nivelului apei râului în mai mule secțiuni caracerisice. În cazul unui acvifer cu nivel liber în legăură hidraulică cu râul (Fig..49), segmenele OA şi DE reprezină perioade de epuizare ale acviferului, perioadă în care scurgerea suberană se confundă cu hidrograful scurgerii oale. Înre puncele A şi D legea de variație a scurgerii suberane ese necunoscuă. O meodă simplisă consă în a considera că valoarea minimă a scurgerii suberane coincide în imp cu maximul hidrografului. În aceasă ipoeză se exrapolează forma ronsonului OA până în A (inersecția cu vericala din apexul C) şi se rasează curba A D. Când puncul A cade sub abscisă ( ) se produce regularizarea acvifer < hidrogeologică a viiurii, perioadă în care râul alimenează acviferul. Eroarea meodei consă în fapul că cele două momene principale ale scurgerii suberane (minim şi maxim) au fos aproximae. Dacă în secțiunea sudiaă C Debiul râului () D O A D E A A Timpul () Fig..49. Esimarea scurgerii (alimenării) suberane cu ajuorul hidrografului debielor 58

14 (aproape de albia râului) exisă un foraj hidrogeologic, cele două momene po fi sabilie cu precizie pe baza comparării coei nivelului hidrosaic cu coa nivelului apei din râu: momenul înregisrării diferenței minime înre cele două niveluri ( H min ) corespunde scurgerii suberane minime (A ); momenul înregisrării diferenței maxime ( H max ) înre cele două niveluri corespunde scurgerii suberane maxime(d ). Cunoscând cele două momene (corespunzăoare puncelor A şi D ) rezulă hidrograful scurgerii suberane AA D D (Fig..49). Dacă acviferul freaic nu ese în legăură hidraulică cu râul, scurgerea C suberană minimă corespunde puncului A iar cea maximă puncului D, deermina pe cale grafică sau pe baza nivelurilor hidrosaice D măsurae în foraj. Înre cele două punce se consideră o creşere A lineară a scurgerii O D suberane. E În cazul scurgerii suberane de adâncime, proveniă din acvifere sub presiune, se poae considera că ea ese consană şi egală cu debiul minim al râului în anii seceoşi şi în consecință hidrograful acesei scurgeri apare ca o linie orizonală. Cu ajuorul hidrografului scurgerii suberane, pe perioada AA D D se poae calcula volumul scurgerii respecive, folosind meoda rapezelor penru inegrare: V s = d s (.54) i= n si + sf T i= Penru aceasa, hidrograful se împare în n inervale de imp T, fiecare inerval având debiul inițial şi cel final şi o pană consană a curbei ( ) (Fig..5). Debiul râului () si A T T T T T T T Fig..5.Calculul volumului scurgerii suberane prin meoda rapezelor sf b) a i n- s 59

15 ..3.. Meoda hidrochimică Scurgerea suberană poae fi esimaă cu ajuorul meodei hidrochimice folosind ecuațiile bilanțului debielor: = + (.55) sub sup şi bilanțului concenrațiilor unui componen din apa râului: c = sub c (.56) + sup c unde - debiul măsura în râu; c - concenrația unui componen (de exemplu clorul) din apa râului, în perioada de observație; c - concenrația aceluiaşi componen în apa suberană (acviferul drena de râu); c - concenrația aceluiaşi componen în scurgerea de suprafață (în aceeaşi perioadă); - debiul scurgerii de suprafață; sup sub - debiul scurgerii suberane. Din ecuația (.56) rezulă că dacă: c = c, râul se alimenează numai pe cale suberană, deci sub = ; c = c rezulă că alimenarea suberană ese nulă şi = Din ecuațiile (.55) şi (.56) rezulă: sup. c c sub = şi c c sup c c c c = (.57) Repeând deerminările în mai mule perioade caracerisice ale anului se po consrui hidrografele alimenării suberane şi a celei de suprafață, pe baza cărora se poae sabili regimul surselor de alimenare a râului respeciv. 6

16 46