AMENAJARI DE DESECARE - DRENAJ

AMENAJĂRI DE DESECARE - DRENAJ

VI.1. GENERALITĂŢI

În cadrul lucrarilor de îmbunatatiri funciare din România, lucrarile de desecare - drenaj ocupa un loc deosebit prin implicatiile pe care le au asupra evolutiei si calitatii solurilor.

În conditii de climat secetos, când 313g62d terenurile agricole necesita cu stringenta irigatia, desecarea - drenajul este necesar pentru protectia terenurilor împotriva saraturarii secundare a solurilor (prin retinerea, interceptarea pierderilor de apa a ascensiunii capilare).

În conditii de climat umed, desecarea - drenajul trebuie sa determine producerea în stratul activ de sol , a unui raport optim între apa si aer. Deci indiferent de categoria climatica a unui teritoriu, amenajarea lui hidroameliorativa necesita si lucrari de desecare - drenaj.

Prin drenaj - se întelege lucrarile aplicate cu scopul de a colecta si evacua umiditatea excesiva din sol.

Oameni ai tinutului mlastinos din estul Angliei. Înainte de drena-re, aceste regiuni erau mlastini neospitaliere, va-loroase doar pentru pes-carii si vânatorii aven-turieri. În secolul al XVII - lea, îndrumati de expertii olandezi, englezii au dre-nat zona, rezultând apro-ximativ 200.000 de hecta-re de pamânt fertil.

În limbaj international, drenajul prezinta doua subdiviziuni:

a). Drenaj de suprafata, care se ocupa cu evacuarea excesului de umiditate de la suprafata terenului si sin stratul superficial de sol, folosind canale deschise. Pentru aceasta categorie de lucrari, în tehnologia româneasca s-a folosit termenul de desecare;

b). Drenaj subteran, care cuprinde lucrari având drept scop controlul nivelului apei freatice sau excesul de apa din profilul de sol, folosind cu precadere tuburi perforate, îngropate, numite drenuri.

Drenajul, ca lucrare hidroameliorativa î-si propune urmatoarele obiective:

pe terenurile cu regim hidrologic normal, sa previna producerea excesului de umiditate, cauzat de irigatii si inundatii;

pe terenurile cu regim hidrologic excedentar, sa asigure colectarea si evacuarea umiditatii excesive din sol si terenul respectiv sa poata fi utilizat cu randament agricol maxim;

pe terenurile neproductive din zonele joase (luncile râurilor, câmpii intramontane, etc.), sa colecteze umiditatea stagnanta la suprafata solului si în sol, determinând astfel introducerea terenului respectiv în circuitul agricol.

În afara rolului hidroameliorativ, lucrarile de drenaj au si un pronuntat rol ecologic prin protectia calitatii solurilor împotriva degradarii prin salinizare sau înmlastinire secundara.

În cazul terenurilor neproductive de lunca, lucrarile de drenaj intervin brutal în mediul ambiant prin modificarea radicala a biotopului si biocenozelor caracteristice acestor zone. Scopul acestor interventii, însa, este strict economic si de aceea lucrarile trebuie aplicate cu discernamânt, pentru a îmbina efectul lor economic favorabil cu pastrarea unor ecosisteme tipice sau rare.

Suprafete afectate de exces de umuditate din România.

În functie de variatia climatica anuala, suprafata afectata de exces de apa, are amploare diferita. În anii umezi, suprafata afectata de exces de umiditate însumeaza 7.470.000 ha, iar în anii normali, din punct de vedere pluviometric suprafata însumeaza 5.530.000 ha.

Fata de suprafata agricola a tarii, excesul de umiditate afecteaza 42% din aceasta, cu grade de intensitate diferite.

Repartizarea suprafetei cu exces de umiditate pe teritoriul tarii noastre este diferita, în functie de caracteristicile climatice regionale. Raportat la suprafata agricola, Câmpia de Vest a tarii reprezinta 65% din terenurile cu exces de umiditate. Apoi urmeaza zona de N si zona de munte cu 38%, zona de S care are 37% din terenurile cu exces de umiditate, zona de centru (Podisul Transilvaniei) 28% sufera de exces de umiditate, zona de E cu 25%, exces de umiditate si zona de S - E (Baraganul si Dobrogea) 17% cu exces de umiditate si cu tendinta de 35% din suprafata agricola sa se produca ridicarea nivelului freatic la cote care sa determine excesul de umiditate.

Notiunea de exces de umiditate. Stabilirea momentului în care umiditatea din sol devine excesiva a constituit o problema în decursul stabilirii raportului: apa - sol - planta. Conceptia moderna, actuala, sustine ca excesul de umiditate începe atunci când umiditatea solului depaseste capacitatea de câmp (C.C.) a solului pentru apa. Se considera ca nivelul de umiditate corespunzator capacitatii de câmp (C.C.), reprezinta limita superioara a umiditatii optime din sol. Depasirea acestei limite determina excesul de apa, manifestat prin umplerea unui volum de pori important, cu apa.

Concluzii:

excesul de umiditate începe când se depaseste capacitatea de câmp pentru apa;

excesul de umiditate se manifesta cu intensitati diferite, fiind vizibil numai în faza de baltire;

variatia excesului de umiditate poate fi apreciata prin masuratori asupra umiditatii solului sau prin metode expeditive, mai putin exacte.

Cauzele excesului de umiditate.

Producerea excesului de umiditate este dependenta de clima zonei la care ne referim. România, î-si defineste clima prin efectul combinat al asezarii sale geografice si prin distributia reliefului în trepte, concentrice, dinspre centru spre periferie.

Asezarea geografica determina ca evolutia climatica sa depinda în principal de doi centri de maxima presiune numiti anticicloni si anume: anticiclonul azoric (care persista 259 zile pe an) si anticiclonul groso - siberian (care exista 130 zile pe an).

Sursele excesului de umiditate

Principalele surse ale excesului de umiditate din zonele care impun lucrari de drenaj si desecare sunt urmatoarele:

precipitatiile atmosferice cazute sub forma de ploaie, zapada sau condensatie atmosferica;

scurgerile superficiale provenite din zonele adiacente suprafetelor supuse lucrarilor de desecare - drenaj;

debite provenite din pânza de apa freatica;

infiltratiile provenite si produse prin diguri sau pe sub diguri, în cazul incintelor aparate cu aceste tipuri de lucrari;

aportul izvoarelor de la baza versantilor si a vailor afluente în zonele amenajate;

debitele provenite de pe suprafetele amenajate pentru irigatii, de pe acumularile de apa sau de la amenajarile piscicole din zona;

apele provenite din revarsarea cursurilor de apa neîndiguite in timpul viiturilor (inundatiior).

Contributia diferitelor surse la realizarea excesului de umiditate depinde de: contributia diferitelor surse la realizarea excesului de umiditate, conditiile climatice, hidrogeologice, litologice si de formele de relief a fiecarei zone.

Precipitatiile în sistemele de desecare - drenaj

Durata (minute sau ore) si intensitatea ploii sunt caracteristici determinante în procesele de eroziune si exces de umiditate.

O intensitatea si durata mare a ploii determina blocarea aerului în porii solului, ceea ce face sa creasca volumul scurgerii fata de volumul apei infiltrate.

Din totalul unei ploi, o parte este retinuta de catre vegetatie (valoarea maxima a retinerii în cazul padurilor fiind de 10 - 25%), iar ceea ce ramâne din ploaia respectiva se împarte în:

scurgere la suprafata terenului;

infiltratie.

Ploaia se poate suprapune si cu topirea zapezilor.

Apa freatica în sistemele de desecare - drenaj.

Apa freatica, este a doua cauza ca importanta a excesului de umiditate. Efectul ei se produce atunci când nivelul apei freatice se gaseste la adâncimea critica, de unde prin capilaritate se ridica spre suprafata terenului.

Prin adâncime critica, se întelege adâncimea la care se afla apa freatica, de la care, debitul capilar este < 1 mm/zi (si nu se depun saruri):

adâncimea critica = 1 -3 m;

adâncimea subcritica = 3 - 5 m;

adâncimea acritica > 5 m.

Inundatiile în sistemele de desecare - drenaj.

Reprezinta o cauza a excesului de umiditate cu caracter temporar si întâmplator, deoarece toate cursurile de apa importante sunt îndiguite. Atunci când se depaseste asigurarea de calcul a debitelor transportate, are loc deversarea apei peste coronamentul digului, provocând inundatii.

Inundatiile se produc într-un complex de factori favorabili si anume:

precipitatiile abundente care cad pe versantii defrisati;

când solurile sunt umede si eventual se topesc si zapezile.

Infiltratiile prin dig sau pe sub dig în sistemele de desecare - dre-naj.

Se produce datorita deteriorarii lucrarilor de îndiguire, sau a unor deficiente de calcul sau de executie. În mod obisnuit prin proiectare sunt luate masuri de prevenire a acestor infiltratii. Totusi prin tasarea inegala a pamântului din corpul digului, sau prin producerea de catre animalele rozatoare a unor galerii prin dig (în cazul digurilor executate din pamânt), apare posibilitatea ca pe durata viiturii, când nivelul apei atinge corpul digului sa se produca inundatii prin acestea.

Cât timp curba de infiltratie si apa din dig este limpede, nu este nici un pericol, trebuind colectata într-un canal paralel cu digul. Daca apa din dig devine tulbure, înseamna ca antreneaza pamânt din corpul digului, deci se produc goluri în dig si atunci se surpa digul si permite accesul apei în incinta aparata.

Infiltratiile pe sub dig au loc când în fundatia digului exista un strat cu permeabilitate ridicata, din nisipuri si pietrisuri, iar prin acestea se produce o infiltratie intensa cu tendinta ca apa sa apara în incinta la diverse distante de dig, sub forma de grifoane sau izbuc.

Irigatiile în sistemele de desecare - drenaj

Desi scopul irigatiilor este sa asigure plantelor necesarul de apa pentru crestere si dezvoltare, totusi cu ocazia transportului apei pe canale si la aplicarea udarilor în câmp, se produc pierderi importante de apa.

Efectul pierderilor de apa poate fi privit în diferite moduri:

ca pierdere de resursa naturala - apa fiind resursa naturala limitata, iar potentialul hidrologic al apelor de suprafata fiind deja epuizat;

ca pierdere de energie - prin treptele de pompare succesiva la care este supusa apa pentru irigatii, aceasta înmagazinând un volum important de energie. Orice pierdere de apa înseamna si pierderea energiei folosita la pomparea acesteia;

ca efect ecologic - pierderile de apa pot determina, fie alimentarea pânzei freatice daca aceasta se afla la mica adâncime sub canal, fie determina formarea unor pânze freatice sezoniere care cu timpul se pot transforma în pânze freatice permanente, modificând în sens defavorabil regimul natural al solurilor.

Alte cauze ale excesului de umiditate în sistemele de desecare - drenaj.

Amenajarile cu caracter special (orezarii, amenajari piscicole) produc exces de umiditate prin infiltratii în subsol si cresterea nivelului freatic în zonele limitrofe. La aceste pierderi de apa se adauga debite de primenire (alimentare), pentru asigurarea calitatii apei folosita în bazinele respective. Izolarea hidrogeologica a acestor amenajari se face prin canale colectoare de centura (C.C.C.) care pot prelua debitele infiltrate în apa freatica.

Un fenomen specific din amenajarile complexe îl constituie, deversarea apelor uzate în canalele de drenaj de suprafata. Desfasurarea acestor actiuni este considerata ilegala si se produce din lipsa existentei unei solutii de utilizare a apelor uzate. Din aceasta cauza canalele se colmateaza în masura importanta (mai mare de 40%), producându-se si poluarea apelor freatice si a solului din zonele respective.

Efectele eliminarii excesului de umiditate din sol, prin sistemele de desecare - drenaj

Prin aplicarea lucrarilor de desecare - drenaj, o parte din apa cantonata in porii solului se elimina, în locul ei patrunde aer, cresterea gradului de aerare al solului fiind principalul efect al eliminarii excesului de umiditate.

Acesta determina o serie de procese favorabile pentru evolutia solurilor si a fertilitatii acestuia si anume:

îmbunatatirea regimului termic - solurile se încalzesc primavara mai devreme, se lucreaza mai usor, lucrarile fiind de calitate mai buna;

creste gradul de mineralizare a materiilor organice, înnoindu-se fondul nutritiv prin formarea humusului;

îmbunatatirea structurii, a porozitatii si a permeabilitatii solului, precum si cresterea capacitatii de retinere pentru apa a solului.

Aceste procese se desfasoara pe o durata de pâna la 5 - 8 ani, intensitatea lor depinzând de tehnologia de utilizare a terenului si aplicarea lucrarilor secundare de drenaj. Pentru reducerea duratei de reabilitare a solurilor se propun lucrari de fertilizare cu materie organica (gunoi de grajd). Efectul vizibil al îmbunatatirii calitatii solurilor se manifesta prin disparitia buruienilor specifice terenurilor cu exces de umiditate (coada calului, pipirig, piciorul cocosului, trestie, stuf, etc.), precum si unor boli specifice (fainare, taciune, etc.).

IV.2. ELEMETELE COMPONENTE

ALE UNUI SISTEM DE DESECARE - DRENAJ

Lucrarile de desecare - drenaj pot fi clasificate dupa originea excesului de umiditate, astfel:

de suprafata, cuprinzând: canale deschise, afânare, modelarea, nivelarea;

de subsuprafata, cuprinzând: drenajul cârtita, drenajul cârtita plus afânarea adânca;

de adâncime, cuprinzând: drenajul orizontal închis cu tuburi de ceramica sau plastic, drenajul încrucisat si drenajul vertical.

Sistemele de desecare - drenaj cuprind: totalitatea retelelor închise sau deschise (de regularizare, colectare si evacuare), a constructiilor, instalatiilor si retelelor de drumuri, care realizeaza:

reglarea regimului aero - hidro - termic;

colectarea, conducerea si evacuarea apelor de suprafata în exces;

împiedicarea apelor externe de suprafata si adâncime sa patrunda în zonele desecate;

asigurarea functionarii cailor de acces si de exploatare hidrotehnica si agricola a suprafetelor amenajate.

Perimetrele interesate în lucrari de desecare - drenaj cuprind: suprafata neteda, efectiv cultivata si suprafata bruta, incluzând suprafata neteda, reteaua de canale, constructii hidrotehnice si zone de protectie.

Exploatarea acestor suprafete presupune reglarea umiditatii în orizontul arabil si a normei de desecare în raport cu cerintele culturilor agricole. Norma de desecare nu trebuie sa fie aceasi de-a lungul întregii perioade de vegetatie, plantele manifestând sensibilitate maxima fata de excesul de umiditate în stratul arabil poate conduce la compromiterea culturilor.

4

7 6

4 2

4

4

3

6 5

1

10

2 9

0

9

Emisar

Rigole provizorii pentru descarca-rea apelor din de-presiuni a). sau din spatele depo-nilor b).:

1-microdepresiuni; 2-deponie nivelata sau neîmprastiata; 3-rigola de scurge-re.