Hidrologie

HIDROLOGIE

INTRODUCEREPRELEGEREA Nr. 1

INTRODUCERE

Apa reprezintă unul din elementele naturale indespensabile existenţei lumii vii.

Ea are un rol fundamental în desfăşurarea proceselor naturale (fizico- chimice, biologice,

climatice, în modelarea reliefului) şi a activităţilor social-economice, constituind un mijloc

important de comunicaţie şi de apărare, o materie primă pentru industrie, o sursă

apreciată pentru energie, pentru irigarea culturilor, alimentarea populaţiei.

Prin diferitelor ei forme de manifestare şi prin larga răspândire pe care o are, apa

alcătuieşte unul dintre cele mai extinse învelişuri ale Terrei, cunoscut sub numele de

hidrosferă1. Aceasta se află în relaţii de interacţiune şi influenţă reciprocă cu celelalte

sfere ale Pământului (atmosfera, litosfera şi biosfera).

Pentru cei mai mulţi dintre noi, apa este un corp incolor, inodor şi insipid.

Această definiţie, însuşită încă din copilărie, lasă o impresie de banalitate. Ca urmare a

caracteristicilor sale, apa este o substanţă extraordinară. Dacă Terra este un organism,

apa joacă rolul sângelui. Dacă poate exista viaţă fără aer, nu acelaşi lucru se poate

spune şi despre apă.

În condiţiile societăţii actuale, apa joacă un rol de primă importanţă în economia

şi bugetul oricărei ţări. Ca urmare a locului ocupat pentru societatea actuală, această

substanţă trebuie foarte bine manageriată.

Hidrologia, în cadrul ştiinţelor geografice, ocupă un rol foarte important, fiind

considerată ştiinţă fundamentală. În acest context trebuie acordatî o atenţie deosebită

fenomenelor hidrologice cu implicaţii majore asupra mediului înconjurător.

Apa, ca agent cu mobilitate ridicată, trebuie studiată cub toate formele sale de

agregare.

1 hidrosfera – totalitatea apelor Pământului, sărate sau dulci, sub toate formele de agregare, răspândite în/pe pământ, aer şi Oceanul Planetar (hydrosphere). cf. The Encyclopaedic Dictionary. Physical Geography, Edited by Andrew Goudie

1

Hidrologie

Cursul de faţă este strcuturat pe 12 capitole. Imoprtanţa cea mai mare este

acordată apelor subterane şi râurilor, deoarece acestea contribuie cu cele mai mari

cantităţi în circuitul economiei generale. Un loc foarte important îl ocupă şi studiul gurilor

de vărsare (estuare şi delte). În actuala modalitate de globalizare, locul de vărsare al

marilor fluvii reprezintă locul de consens între peren şi efemer. Încă din cele mai vechi

timpuri gurilor marilor fluvii au atras populaţia ca urmare a binefacerilor oferite „gratuit”

de natură.

O problemă foarte importantă se referă şi la subiectul legat de poluarea apelor,

mai ales a celor utilizate în alimentarea populţiei.

Lucrarea, astfel, concepută, se adresează studenţilor de la facultăţilor de

geografie, ecologie, hidrotehnică, biologie etc. Şi tuturor celor dornici de cunoaştere.

DEFINIŢII ŞI SUBDIVIZIUNI

Hidrologia2 este ştiinţa care se ocupă cu studiul diferitelor unităţi acvatice, cu

fenomenele şi procesele dinamice, fizice şi chimice specifice acestor unităţi, precum şi

cu modul de folosinţă a apelor pentru diferitele necesităţi social-economice. Cu alte

cuvinte hidrologia este ştiinţa apelor sau ştiinţa care studiază hidrosfera (înveliş

complex aflat în strânsă interacţiune cu celelalte geosfere- atmosfera, litosfera şi

biosfera). Etimologic, cuvântul hidrologie derivă din limba greacă: hydros = apă şi logos

= ştiinţă.

O lată definiţie care poate fi dată este aceea conform căreia hidrologia este o

ştiinţă care se ocupă cu studiul apelor naturale. Cercetează şi stabileşte formarea,

circulaţia şi răspândirea apelor, proprietăţile fizice şi chimice, regimul şi acţiunea lor,

legile fenomenelor şi proceselor desfăşurate în cadrul apelor, dar şi acţiunea lor

mutuală3 cu mediul înconjurător şi cu diverselor activităţi umane.

Conform dicţionarului enciclopedic (The Encyclopaedic Dictionary. Physical

Geography, Edited by Andrew Goudie) hidrologia este „ştiinţa care studiază apa sub

diferitele ei forme şi existenţa acestora în natură. Principalele sale preocupări sunt

circulaţia şi distribuţia apei ca o consecinţă a bilanţului apei4 şi ciclului hidrologic5”.

2 hidrologia – ştiinţa care studiază proprietăţile mecanice, fizice, chimice şi biologice ale apelor marine şi continentale, formarea, circulaţia şi distribuţia lor în timp şi spaţiu, precum şi interacţiunea

cu mediul înconjurător.3 mutual - reciproc4 bilanţ al apei – raportul dintre intrările şi ieşirile unui sistem acvatic5 cilul hidrologic – succesiuna fazelor prin care trece apa în sistemul atmosferă - pământ

2

Hidrologie

Ţinând cont de complexitatea structurală şi funcţională a obiectului său de

cercetare, hidrologia poate fi definită mai pe larg ca ştiinţa care studiază toate tipurile de

unităţi acvatice6, din punct de vedere al formării, circulaţiei şi distribuţiei lor, al

proprietăţilor fizice şi chimice care le caracterizează, al proceselor şi legilor generale

care acţionează în hidrosferă, precum şi al modalităţilor de valorificare a resureselor de

apă (I. Pişota).

Întrucât are drept obiect de studiu un element al mediului natural, hidrologia este

încadrată în categoria ştiinţelor fizico- geografice (permite abordări calitative, utilizând

metode descriptive, explicative, conceptuale) sau naturale. În acelaşi timp, prin

metodologiile de investigare, analiză şi prelucrare a informaţiilor, precum şi prin

tehnologiile utilizate în acest scop, hidrologia este o ştiinţă inginerească (permite

abordări cantitative oferind posibilitatea soluţionării numeroaselor aspecte de ordin

parctic – valorificarea resurselor de pă, protecţia lor, reducerea şi eliminarea riscurilor

hidrologice etc.). Cele două aspecte se completează reciproc şi conferă o individualitate

aparte hidrologiei.

Datorită obiectului de cercetare foarte vast şi diversificat, hidrologia ca ştiinţă a

fost divizată în două mari domenii: hidrologia uscatului sau hidrologia continentală şi

hidrologia mărilor şi oceanelor. Această structurare a fost impusă de diferenţele

importante dintre caracteristicile, procesele şi fenomenele specifice celor două două

medii.

Hidrologia continetală, care formează obiectul nostru de studiu pe parcursul

semestrului I, cuprinde mai multe subramuri:

1. potamologia (potamos = râu) se ocupă cu studiul apelor curgătoare de

pe continente;

2. limnologia (limnos = lac) studiază geneza, evoluţia şi

proprietăţileunităţilor acvatice naturale şi artificiale;

3. telmatologia are ca obiect de cercetare mlaştinile;

4. glaciologia studiază răspândirea zăpezilor permanente şi a gheţarilor,

geneza şi mişcarea lor, tipurile de gheţari.

5. hidrogeologia se ocupă cu cercetarea apelor subterane, în scopul

cunoaşterii modalităţilor de formare a straturilor acvifere, izvoarelor, a

6 acvatoriu (unităţi acvatice) – întindere de apă delimitată precis, fie natural prin linia coastei, fie prin construcţii hidrotehnice

3

Hidrologie

caracteristicilor lor, a circulaţiei apelor subterane, proprietăţilor

hidrogeologice ale rocilor;

6. hidrometria se ocupă cu organizarea posturilor şi staţiilor hidrometrice

din reţeaua de râuri, lacuri, mlaştini ale unui teritoriu, cu metodele şi

procedeele de măsurare şi prelucrare a elementelor hidrologice (niveluri,

debite lichide şi solide, temperatura, chimismul apelor etc.);

7. hidrologia urbană studiază caracteristicile proceselor hidrologice din

spaţiile urbanizate;

8. hidrologia rurală cercetează funcţionarea sistemelor hidrografice în

relaţie cu modul de utilizare a terenurilor şi cu practicile asociate fiecărui

tip de folosinţă;

9. hidrometeorologia este un compartiment al meteorologiei care se

ocupă cu studiul apei existente în spaţiul atmosferic.

Ca o ramură aparte hidrologiei poate fi considerată gospodărirea apelor7 ,

care înglobează un ansamblu de acţiuni menite să conducă, în principal, la: cunoaşterea

caracteristicilor cantitative şi calitative ale unităţilor acvatice; conservarea, dezvoltarea şi

protecţia fondului acvatic; prevenirea şi combaterea efectelor distructive ale apelor.

Ca urmare a finalităţii practice se conturează pregnant şi o hidrologie

aplicată.

LEGĂTURA HIDROLOGIEI CU ALTE ŞTIINŢE

Apa constituie obiectul de studiu şi al altor ştiinţe cu care hidrologia este în

strânsă legătură. Dintre acestea menţionăm:

1. hidrofizica şi hidrochimia, care se ocupă cu studiul proprietăţilor fizice, respectiv

chimice ale apelor;

2. hidraulica, ce studiază dinamica apleor;

3. hidroenergetica, al cărei scop este cunoaşterea potenţialului energetic al apelor

şi posibilitatea valorificării lor;

4. hidrotehnica, ce studiază modalităţile şi tehnicile de realizare a lucrărilor de

amenajare a unităţilor acvatice;

7 gospodărirea apelor – activitate care are ca obiect valorificarea resurselor de apă, apărarea împotriva efectelor dăunătoare ale apelor şi protecţia acestora, în conformitate cu cerinţele populaţiei şi tuturor ramurilor economice.

4

Hidrologie

5. hidrobiologia, ale cărei preocupări constau în studierea condiţiilor de viaţă

vegetală şi animală din diferitele unităţi acvatice.

Deoarece fenomenele şi procesele hidrologice se găsesc în strânsă legătură cu

mediul geografic în care se produc, hidrologia are relaţii strânse cu celelalte ştiinţe care

studiază geosferele: meteorologia şi climatologia („râul este un produs al climei”),

geologie, geomorfologie, pedologie, biologie, hidrobiologie, microbiologie,

paleohidrologie, paleohidrologie, filosofie etc.

Hidrologia, prezintă o arie largă de aplicaţii, întrucât apa constituie un element

esenţial pentru viaţa omului şi activităţile social-economice. Cunoştinţele şi cercetările

hidrologice sunt utilizate în diferite domenii de valorificare a apelor: alimentări cu apă

potabilă şi industrială,irigaţii,piscicultură, producere de energie, navigaţie, construcţii

hidrotehnice, amenajări pentru agrement şi ocrotirea sănătăţii, utilizarea forţei mecanice

a apei (pentru mori de apă, joagăre8, gatere, pive, darace de lână) etc.

SCOP

1. Ierarhizarea, explicarea şi definitivarea noţiunilor generale cu privire la problematica

hidrologiei generale.

2. Formarea deprinderilor de analiză şi sinteză a fenomenelor geografice, în general, şi

a celor hidrografice, în special.

3. Integrarea noţiunilor de bază ale hidrologiei generale în domeniul geografiei generale

şi a mediului înconjurător.

4. Formarea unei gândiri analitice globale asupra mediului geografic, în general, şi a

mediului hidrografic, în special.

OBIECTIVELE PRINCIPALE

Cel mai important obiectiv al hidrologiei este cel al cercetării fundamentale.

Deoarece atacă şi domenii tehnice, trebuie să răspundă şi la unele probleme aplicative:

8 joagăre – ferăstrău acţionat de un curs de apă cu cădere mare prin intermediul unei roţi de apă

5

Hidrologie

stabilirea bilanţurilor hidrologice pe teritorii componente din cadrul

continentelor: bazine hidrografice (precipitaţii, umiditatea solului, scurgeri

pe cursurile de apă), unităţi de relief etc.

determinarea volumului de apă care se scurge printr-un profil transversal

din cadrul unui râu (potenţial hidroenergetic)

variaţia volumului de apă scurs în diferite intervale calendaristice;

stabilirea valorilor extreme ale scurgerii din cadrul cursurilor de apă (valori

maxime şi minime)

scurgerea aluviunilor

prognoza volumului şi nivelului

influenţa acţiunii umane asupra cantităţii şi calităţii apelor etc.

1. Concepte şi cunoştinţe

utilizarea adecvată (oral şi scris) a terminologiei generale şi specifice.

perceperea coerentă a realităţii obiective înconjurătoare, concretizată în mediul

hidrografic general şi cel românesc.

perceperea diversităţii, ordonării şi ierarhizării sistemelor naturale hidrologice.

identificarea relaţiilor cauzale în ansamblurile obiective percepute direct sau

indirect.

utilizarea algoritmilor de analiză şi prezentarea informaţiilor referitoare la mediul

hidrografic.

localizarea elementelor şi fenomenelor spaţiale.

însuşirea unui număr cât mai mare de nume proprii.

2. Procedeuri

utilizarea informaţiei (inclusiv transformarea ei).

utilizarea unor proceduri de investigare a realităţii obiective.

utilizarea unui demers ştiinţific învăţat.

trecerea de la informaţia directă la reprezentarea ei grafică şi cartografică.

3. Sistemul de atitudini şi valori

cultivarea rigorii critice.

educarea curiozităţii.

constituirea unui sistem obiectiv de valori.

6

Hidrologie

asumarea responsabilităţii.

4. Obiectivele pot fi grupate în mai multe “câmpuri”

utilizarea terminologiei specifice şi generale.

perceperea coerentă a mediului geografic, în general, şi a celui hidrografic în

special.

perceperea şi reprezentarea spaţiului.

utilizarea informaţiei.

utilizarea unor proceduri de investigaţie

Hidrologia, ca ştiinţă de primă importanţă practică în activitatea umană pune în

valoare puterea hidraulică a cursurilor de apă, măreşte fertilitatea solului, alimentează

cu apă centrele populate şi impulsionează industria etc. (Gh. Romanescu, 1996).

METODE DE CERCETARE ÎN HIDROLOGIE

În cercetarea hidrologică sunt utilizate diferite metode, multe dintre ele fiind

folosite şi de alte ştiinţe ale naturii. Dintre cele specifice hidrologiei se remarcă: metoda

observaţiilor staţionare, metoda observaţiilor experimentale şi metoda cercetărilor

experimentale.

Metoda observaţiilor staţionare sau observaţiile la posturile hidrometrice

constă în observaţii şi măsurători după un anumit program, la posturile hidrometrice,

asupra variaţiilor de nivel, a debitelor de apă, a debitelor de aluviuni, asupra

temperaturii, transparenţei, culorii apei, a reziduului fix9, datele obţinute pe baza unor

observaţii regulate, pe intervale mari de timp, servesc, la realizarea de sinteze şi

generalizări ale unor parametrii de ordin hidrologic şi permit desprinderesa unor legităţi

în manifestarea diferitelor fenomene şi procese hidrologice.

Metoda observaţiilor expediţionare este folosită pentru regiunile greu

accesibile, unde nu se pot instala posturi hidrometrice fixe pentru executarea unor

măsurători şi observaţii regulate (zilnice, lunare sau sezoniere). Observaţiile

expediţionare se desfăşoară pe baza unui plan itinerant în care se are în vedere atât

executarea de măsurători pentru obţinerea unor date cantitative de ordin hidrologic, cât

şi efectuarea de observaţii comparative cu scop aplicativ. Prin observaţii expediţionare

9 rezidiuu fix – totalitatea sărurilor dizolvate în apă, exprimată în mg/l

7

Hidrologie

avem posibilitatea să efectuăm o analiză asupra principalilor parametri hidrologici

(debite, viteza apelor, indici morfometrici, temperatură, salinitate) şi totodată să realizăm

o sinteză asupra eventualelor prognoze hidrologice.

Metoda cercetărilor experimentale ne permite să redăm un fenomen oarecare

din natură, la o anumită scară, în condiţii de laborator în ideea de a se putea analiza

modul în care acţionează diferitele procese naturale (de exemplu, de eroziune şi

acumulare) asupra unei unităţi acvatice.

AUTOEVALUARE

1. Cum este definită hidrologia şi care sunt principalele sale ramuri şi subramuri?

2. Să se enumere ştiinţele înrudite cu hidrologia prin obiectul lor comun de cercetare şi principalele domenii de aplicare a cunoştinţelor hidrologice.

3. Care sunt metodele de cercetare specifice hidrologiei?

SINTEZA

1. definiţia şi obiectul de studiu al hidrologiei uscatului2. subramurile hidrologiei uscatului3. legătura cu alte ştiinţe4. metodele de cercetare (observaţiile staţionare, observaţiile

expediţionare şi cercetarea experimentală)

8