Identificarea Zonelor de Risc la Inundații în Lunca Râului Argeș

2. FORMAREA ŞI TRANZITAREA VIITURILOR

2.1. Formarea viituriilor prin scurgera la suprafaţa

Bazinul de recepţie al râului este unitatea hidrografică la nivelul căreia se produce şi evoluează fenomenul scurgerii de suprafaţă în urma căruia apar viiturile. Elementele scurgerii şi concentrării scurgerii de suprafaţă sunt deci dependente de caracteristicile bazinului hidrografic şi de factorii de mediu din bazin: climă, sol, vegetaţie etc.

Pe teritoriul ţării noastre predomină viiturile provenite din ploi. In funcţie de distribuţia în timp şi spaţiu a precipitaţiilor, viiturile pot avea un singur maxim (viituri singulare) sau mai multe maxime, dintre care numai unul sau o parte dintre ele sunt semnificative (viituri mixte).

Datorită formelor variate ale acestor viituri, pentru calculele practice se stabilesc în secţiunile importante ale bazinelor hidrografice unde de viitură singulare tip, care au o anumită formă şi ca vârf, unul dintre debitele maxime semnificative. De altfel, cele mai importante unde de viitură care s-au înregistrat pe teritoriul ţării noastre au avut formă singulară.

O caracteristică importantă a ploilor torenţiale din România este că majoritatea au o durată mai mică de 6 (şase) ore. Pentru astfel de viituri, la care formarea, concentrarea şi propagarea scurgerii are loc într-un interval de timp relativ scurt se pretează foarte bine simularea lor printr-un model de tip şiroire, scurgerea de suprafaţă fiind componenta principală în formarea scurgerii în reţeaua hidrografică.

Modelarea procesului ploaie - scurgere prin modelul de tip şiroire se referă la evaluarea şi integrarea precipitaţiei nete.

Pentru evaluarea precipitaţiei nete se propune varianta simplificată a modelului S.S.A.R.R (Streamflow Synthesis and Reservoirs Regulation) care are la bază corelaţia dintre coeficientul de scurgere ( ), umiditatea solului (w) şi intensitatea precipitaţiei ( ), a cărei reprezentare grafică este o familie de curbe , diferenţiate prin

Aceste curbe sunt rezultatul dependenţei funcţionale între parametrii potrivit ecuaţiei:

(2.1)

în care "e" este intensitatea evapotranspiraţiei, iar "f" este intensitatea alimentării cu apă a stratului subteran. In timpul precipitaţiei umiditatea solului atinge la un moment dat o valoare maximă, determinată de maximizarea parametrilor , pentru care rezultă , respectiv:

(2.2)

In această relaţie reprezintă capacitatea de câmp a solului, iar are semnificaţia unui plafon maxim al coeficientului de scurgere pe curba , ( ).

Se observă din (2.2) că Dacă în relaţia (2.2) ne referim la valori instantanee ale parametrilor , rezultă că există o intensitate minimă a precipitaţiei , pentru care coeficientul de scurgere este nul.

Pentru calculul efectiv al variaţiei umidităţii solului în timpul precipitaţiei se scrie în diferenţe finite ecuaţia diferenţială ( ) care devine:

(2.3)

în care indicele "i" se referă la momentul t, iar indicele "i+1", la momentul t+

Produsul exprimă precipitaţia ( - mm ) căzută în intervalul de timp Parametrii şi au o pondere redusă în calcule în raport cu scurgerea superficială pe durata unei viituri şi din acest motiv se pot neglija.

Pe baza corelaţiei dintre umiditate şi intensitatea precipitaţiei se determină valoarea coeficientului de scurgere la momentul t+ ,

Fig.nr.1 - Corelaţiile dintre coeficientul de scurgere,

umiditate şi intensitatea precipitaţiei

Pentru evaluarea umidităţii iniţiale a solului ( la momentul t = 0 ) se recurge la o relaţie de forma:

(2.4)

în care este precipitaţia în mm produsă în ziua j, anterioară momentului de formare a viiturii (primele cinci sau zece zile anterioare numărate în sens invers scurgerii timpului), iar "r" este un parametru specific bazinului hidrografic ( ).

Variaţia în timp a intensităţii precipitaţiilor rezultă din măsurătorile de precipitaţii pe durata ploii care determină viitura.

Pentru integrarea precipitaţiei (determinarea hidrografului de debite al viiturii) se foloseşte ecuaţia integrală de convoluţie:

(2.5)

în care T este durata hidrografului , este funcţia hidrografului unitar, iar este precipitaţia netă (mm):

(2.6)

Funcţia hidrografului unitar are expresia: