Iv_

CAPITOLUL IV LUCRĂRI DE DESECARE - DRENAJ 4.1. GENERALITĂŢI Excesul de umiditate constituie un factor limitativ al productivităţii solurilor şi totodată poate să creeze un mediu de viaţă insalubru şi poluat.

Prin exces de umiditate se înţelege acea cantitate de apă care aduce solul într-o stare necorespunzătoare de lucrare şi cultivare (Oprea, 1974). Excesul determină reducerea sau chiar calamitarea recoltelor, prin stânjenirea sau întreruperea vegetaţiei plantelor.

Formele de manifestare a excesului de apă pot fi: de băltire la suprafaţa terenului şi de îmbibaţie în profilul solului. În legătură cu cea de a doua formă de manifestare a excesului, se consideră umiditate în exces acea mărime a umidităţii care depăşeşte capacitatea de câmp pentru apă a solului, precum şi limita inferioară de plasticitate, de la care solul nu mai poate fi lucrat în vederea cultivării. Starea de sol cu exces de umiditate este corelată cu porozitatea şi starea de tasare. Astfel într-un sol cu porozitate bună, poate fi supraumezire fără a fi saturat, în timp ce într-un sol tasat chiar la subumezire se poate realiza saturaţie în apă.

Excesul de umiditate se clasifică după mai multe criterii: • din punct de vedere al sursei excesului: - exces de natură pluvială; - de natură freatică; - de altă natură: scurgeri pe versanţi, inundaţii, irigaţii excesive etc.

• după durata excesului: - exces temporar sau periodic; - exces permanent.

Prezenţa excesului de umiditate într-o anumită zonă cauzează pagube a căror mărime depinde de natura şi durata excesului, precum şi de folosinţa terenului.

Pagubele produse agriculturii de excesul de umiditate constau din: 66

- neexecutarea la timpul optim a lucrărilor agricole; - scumpirea costului lucrărilor ca urmare a creşterii consumului de energie; - calamitarea parţială sau totală a producţiei agricole.

La aceste pagube se pot adăuga cele provenite din deteriorarea drumurilor de acces, a infrastructurii construcţiilor agricole şi a altor amenajări teritoriale. Pe lângă pierderile materiale amintite, excesul de umiditate determină şi efecte negative cu aspect social. Este vorba de migrarea spre zone favorabile a forţei de muncă şi chiar depopulări de zone din cauza productivităţii reduse din agricultură şi a lipsei de rentabilitate. În vederea înlăturării excesului de umiditate din sol şi de la suprafaţa solului s-au realizat în ţara noastră numeroase lucrări de desecare şi drenaj. Primele lucrări hidroameliorative datează din secolul al XIII-lea şi ele au constat din asanarea unor terenuri agricole din depresiunea „Ţara Bârsei”. În intervalul 1717 – 1800 s-au redat agriculturii întinse terenuri inundabile şi mlăştinoase din Câmpia Banatului, s-au construit canale de desecare în jurul oraşului Timişoara şi în bazinele hidrografice ale râurilor Timiş şi Bârzava şi a început amenajarea canalului Bega în scop de navigaţie. Începând din anul 1847 s-a regularizat albia râului Someş şi s-au efectuat lucrări în scopul desecării terenurilor dintre Crişuri şi Mureş. În secolul XX, s-au executat în vestul ţării lucrări de refacere şi completare a vechilor sisteme de îndiguiri şi desecări bazate pe principiile tehnicii moderne.

Studiile şi cercetările cu privire la situaţia terenurilor agricole afectate de exces de umiditate au arătat că acestea cuprind o suprafaţă de 5,53 milioane de hectare, din care 2,53 milioane de hectare sunt situate în luncile inundabile ale râurilor interioare, iar 3 milioane de hectare reprezintă terenuri grele şi areale depresionare cu drenaj natural neasigurat.

4.2. SURSELE ŞI FACTORII CARE DETERMINĂ EXCESUL DE UMIDITATE Cauzele excesului de umiditate sunt multiple şi acţionează, după caz, individual sau asociat.

67

Factorii favorizanţi rezidă în elementele cadrului natural al zonei, la care se adaugă contribuţia factorului antropic.

Factorii naturali care generează excesul de umiditate pot fi externi sau interni, ei intervenind în procesele de hidromorfism atât pe calea regimului hidric al solului, cât şi pe cea a drenajului natural.

Principalii factori externi sunt cei climatici, hidrogeologici, hidrologici şi geomorfologici, iar factorii interni sunt cei de natură pedolitologică.

4.2.1. Factorul climatic Studiul elementelor climatice (precipitaţii, temperatură, evapotranspiraţie, vânt, umiditate atmosferică etc.) arată efectele lor în declanşarea sau accentuarea excesului de apă din sol sau de la suprafaţa solului.

Precipitaţiile reprezintă principala sursă a excesului de apă, atât prin cantitatea totală anuală, cât şi prin repartizarea lor sezonieră, lunară, decadală sau chiar zilnică.

La acestea se adaugă o analiză a fiecărei ploi importante sub aspectul duratei, intensităţii şi repartiţiei.

Apele din precipitaţii căzute pe sol se fragmentează în: - ape care se reîntorc în atmosferă prin evaporaţie şi transpiraţie; - ape care se infiltrează în sol, contribuind la formarea terenurilor umezite şi înmlăştinite şi a pânzei freatice; - ape care se scurg la suprafaţa terenului, concentrându-se spre cursurile de apă.

Studiul temperaturilor se referă la valorile medii lunare şi variaţia lor de la an la an, la valorile extreme (media minimelor şi maximelor), precum şi la cele absolute.

Solul absoarbe radiaţiile solare şi le transformă în energie calorică, starea de încălzire depinzând de caracteristicile fizice ale acestuia şi de gradul de umiditate. În ceea ce priveşte temperatura solului aceasta condiţionează apariţia şi dezvoltarea culturilor.

Evapotranspiraţia reprezintă consumul productiv prin transpiraţia plantelor şi pierderile prin evaporaţie de la suprafaţa solului. Dacă nu există date determinate direct asupra consumului total 68

de apă, evapotranspiraţia se poate stabili indirect folosind diferite relaţii de calcul. Normativele tehnice indică folosirea în condiţiile ţării noastre a formulei Thornthwaite.

Luând în considerare caracteristicile climatice ale ţării, ultima zonare complexă pedoclimatică făcută de Florea şi colaboratorii (1988) a condus la împărţirea teritoriului ţării noastre în patru zone climatice de umiditate: călduroasă-secetoasă, moderat călduroasăsemiumedă, răcoroasă umedă şi rece foarte umedă (tabelul 4.1).

Tabelul 4.1 Principalele caracteristici ale zonelor pedoclimatice (Florea şi colab.)

Zonă climatică

Temp. medie anuală 0 C

∑T> 00C

∑> 100C

Precipit. medii anuale mm

Precipit. medii IV-X mm

P-ETR IV-X mm

I Călduroasăsecetoasă

10,5-11,5

4100-4400

3500-3600

400-600

150-330

281-447

II Moderat călduroasăsemiumedă

8,0-10,5

3400-4100

3200-3500

500-700

400-475

220-391

III Răcoroasăumedă

5,0-9,0

2900-3500

2400-3000

550-800

380-560

152-243

IV Rece foarte umedă

-2,0-6,0

<2900

<2400

800-1400

>560

<152

O altă zonare agroclimatică efectuată de Berbecel, 1983, cuprinde 3 zone: caldă-secetoasă, moderată-subumedă şi răcoroasăumedă, cu caracterizări cantitative a doi parametrii: suma temperaturilor pozitive şi precipitaţiile anuale (tabelul 4.2).

Tabelul 4.2 Caracteristicile zonelor pedoclimatice (Berbecel O.) Zona climatică

∑T > 00C

I Caldă-secetoasă II Moderată-subumedă III Răcoroasă-umedă

4300-4000 4000-3400 3400-3000

69

Precipitaţii anuale (mm) 350-560 550-650 600-750

Rolul factorului climatic este determinant în apariţia excesului de umiditate. Importanţa primordială o au precipitaţiile (în special prin torenţialitatea lor) care, asociate cu temperatura, umiditatea aerului şi evapotranspiraţia, pot provoca exces de umiditate în zonele climatice.

4.2.2. Factorul hidrologic – hidrografic Factorii de natură hidrologică sunt reprezentaţi de afluxul superficial de apă atât sub forma scurgerilor de pe versanţi şi de pe terenuri înalte învecinate cât şi sub forma inundaţiilor cauzate de revărsarea cursurilor de apă şi a torenţilor. Excesul de umiditate este cu atât mai pronunţat cu cât frecvenţa şi durata revărsărilor sunt mai mari.

Densitatea şi adâncimea reţelei hidrografice influenţează drenajul natural al terenurilor şi implicit mărimea şi intensitatea excesului de apă. Astfel o reţea densă de văi torenţiale favorizează reducerea excesului, în timp ce o reţea hidrografică rară determină o acumulare a apei în interfluvii cu drenaj natural nesatisfăcător.

Dacă reţeaua hidrografică are o capacitate de transport insuficientă, cu albii adeseori colmatate sau invadate de vegetaţie, terenul este inundat frecvent, rezultând exces de umiditate.

4.2.3. Factorul hidrogeologic Nivelul ridicat al apei freatice temporar sau permanent reprezintă o altă sursă a excesului de umiditate.

Acest nivel poate fi influenţat atât de apele din precipitaţii, cât şi de infiltraţiile din zonele limitrofe (râuri, lacuri de acumulare, bazine piscicole, amenajări pentru irigaţii).

La solurile care au un strat impermeabil situat la adâncimea de 40-60 cm şi chiar deasupra hardpanului, în urma topirii zăpezii sau a căderii unor precipitaţii abundente pot să apară straturi de apă suprafreatică (strat freatic sezonier). Acesta nu trebuie confundat cu stratul freatic propriu-zis, măsurile de prevenire şi combatere fiind diferite. Apa freatică cu nivel ridicat liber creează un exces de umiditate ce se manifestă prin ridicarea nivelului apei către zona rădăcinilor plantelor, sau ajungând chiar deasupra nivelului terenului sub formă de luciu de apă afectând luncile şi câmpiile joase.

4.2.4. Factorul geomorfologic Relieful şi microrelieful teritoriului sunt factori dominanţi în producerea excesului de umiditate.

70

Zonele de luncă şi câmpie joasă caracterizate printr-un relief depresionar sau plat, cu pante mici, insuficiente pentru a asigura un drenaj extern eficient, sunt predispuse la exces de umiditate.

Nota de preponderenţă a reliefului decurge din caracterul de neuniformitate a suprafeţei solului. Aceasta favorizează stagnarea sau scurgerea apei cu viteze foarte mici, umezirea excesivă a solului şi formarea excesului de umiditate, fie la suprafaţa solului, fie în profilul de sol. Suprafeţe cu pante mici se întâlnesc frecvent în lunci, câmpii joase, terase, câmpii înalte, culmi deluroase cu relief plan sau uşor ondulat, unde apa provenită din ploi sau din topirea zăpezilor se scurge lent, producând exces de umiditate şi uneori înmlăştinirea solului.

4.2.5. Factorul pedolitologic Factorii interni de natură pedolitologică sunt strâns legaţi de drenajul intern al unor soluri determinat de textura straturilor care imprimă o anume permeabilitate pentru apă.

Astfel, cu cât solul este mai argilos (mai greu), cu atât drenajul intern este mai redus, excesul de umiditate mai frecvent, cu o durată mai mare, care poate să apară chiar şi la cantităţi reduse de precipitaţii.

Este cazul solurilor din clasa luvisoluri, care au ca diagnostic un orizont Bt greu permeabil, împiedicând pătrunderea apei în adâncime. În aceeaşi situaţie sunt hidrisolurile sau vertosolurile care, datorită conţinutului ridicat de argilă pe primii 50-60 cm ai profilului, au drenajul intern neasigurat, favorizând apariţia excesului de umiditate.

4.2.6. Factorul antropic Acest factor poate genera, accentua sau chiar reduce excesul de umiditate. Intervenţiile neraţionale ale omului prin care se provoacă intensitatea excesului de umiditate sunt următoarele: - aplicarea unei agrotehnici necorespunzătoare, prin executarea arăturilor la aceeaşi adâncime şi tasarea excesivă a solului prin treceri repetate cu utilaje grele; - execuţia sau exploatarea defectuoasă a unor lucrări hidrotehnice şi hidroameliorative, cum sunt lacurile de acumulare şi amenajările piscicole, unde prin infiltrare pot influenţa terenurile situate în apropiere; 71

- irigaţii excesive fără asigurarea unui drenaj suplimentar al solului; - reducerea capacităţii de colectare şi transport a albiilor naturale şi a canalelor prin neglijarea lucrărilor de întreţinere; - bararea scurgerilor de suprafaţă către reţeaua hidrografică prin amplasarea unor ramblee de drumuri, căi ferate, diguri.

La acestea se adaugă cauzele de natură agrofitotehnică, reprezentate de categoria folosinţelor şi de intensitatea cultivării, care pot modifica regimul de apă din sol prin consumuri specifice diferite.

Referitor la sursele de apă care generează excesul de umiditate, acestea sunt prezentate schematic în figura 4.1.

Fig.4.1 – Surse de apă caret favorizează formarea excesului de umiditate 1-precipitaţiile căzute pe suprafaţă; 2-precipitaţiile căzute pe suprafeţe limitrofe înalte; 3-apa freatică la mică adâncime; 4-apa freatică din zone limitrofe; 5ape de infiltraţie prin şi pe sub dig; 6-apele de irigaţie în exces; 7-aportul izvoarelor de la baza versantului; 8-apele provenite din revărsarea cursurilor neîndiguite.

4.3. INFLUENŢA EXCESULUI DE UMIDITATE ASUPRA SOLULUI ŞI PLANTEI Excesul de umiditate din sol şi de la suprafaţa solului influenţează în mod negativ atât evoluţia solurilor cât şi creşterea şi dezvoltarea plantelor.

4.3.1. Influenţa asupra solului Se manifestă prin aceea că excesul de umiditate micşorează gradul de aerare a solului. Aeraţia insuficientă încetineşte procesele de oxidare din sol, stânjeneşte activitatea microorganismelor aerobe şi favorizează procesele bacteriene anaerobe care nu asigură descompunerea materiei organice, dând naştere la fenomene de reducere care au ca rezultat gleizarea şi pseudogleizarea solurilor.

72

Aceste fenomene determină compactarea excesivă a solului, compactare care micşorează, în mare măsură, permeabilitatea pentru apă şi aer a acestuia.

Pe de altă parte, fenomenul de reducere exercită o influenţă defavorabilă asupra compuşilor asimilabili ai azotului, fosforului, fierului şi sulfului, care sunt imobilizaţi sub formă de compuşi organici insolubili în apă şi deci inaccesibili plantelor.

Astfel, compuşii ferici trec în compuşi feroşi (prin pierdere de oxigen), fosfaţii asimilabili se fixează sub formă de fosfaţi de fier, aluminiu şi mangan, iar nitraţii nu numai că nu se formează, ci chiar dispar total, atât prin folosirea azotului nitric de către microorganismele anaerobe, cât şi prin reducerea lor până la azot elementar.

Excesul de umiditate influenţează în mod nefavorabil şi regimul termic al solului. Astfel, solurile umede sunt mai reci decât solurile uscate din cauza evaporaţiei abundente şi faptului că se încălzesc mai greu, având nevoie de 4-5 ori mai multă căldură pentru a-şi ridica temperatura cu 10C. Excesul de umiditate predispune solul la îngheţ pe adâncimi mai mari, îndeosebi în iernile fără zăpadă, precum şi în timpul îngheţurilor târzii de primăvară.

Din motivele arătate, aceste soluri nu se pot pregăti şi însămânţa în perioada optimă, iar lucrările de întreţinere a culturilor se fac cu întârziere şi de o calitate inferioară. În concluzie, solurile cu exces de umiditate se pot identifica uşor, deoarece faţă de cele cu regim hidric normal prezintă următoarele aspecte: - sunt, de obicei, soluri grele şi astructurale; la apăsare sunt elastice; - în stare uscată se întăresc, formând o crustă şi chiar crăpături adânci care împiedică creşterea plantelor; - au coeziune mare şi se lucrează greu, necesitând un consum de energie cu peste 25 % mai mare decât solurile normale; de asemenea pe aceste terenuri circulaţia maşinilor agricole se face cu foarte mare greutate; 73

- în timpul primăverii zăpada de pe aceste soluri se topeşte mai greu, amânând lucrările agricole; vegetaţia este întârziată, iar culoarea plantelor devine galben – verzuie; - deasupra terenurilor cu exces de umiditate ceaţa este mai densă şi persistă mai mult; - pe aceste terenuri se dezvoltă o floră spontană, caracteristică solurilor umede (hidrofilă) ca : stuful, papura, rogozul, pipirigul etc.

4.3.2. Influenţa asupra plantelor Excesul de umiditate este dăunător plantelor nu prin el însuşi, ci prin faptul că determină în sol o aeraţie insuficientă vegetaţiei.

După cum s-a arătat, apa şi aerul ocupă împreună spaţiile lacunare dintre particulele de sol. Plantele au o creştere normală atunci când aerul şi apa se găsesc în sol în raport de 1/2 - 1/3, mai exact când aerul ocupă 30 – 40 % şi apa 60 – 70 % din volumul porilor.

Excesul de umiditate modifică acest raport în defavoarea aerului. Altfel spus, apa în exces îndepărtează aerul din porii solului şi odată cu aerul şi oxigenul. Lipsa oxigenului împiedică dezvoltarea sistemului radicular al plantelor, reducând capacitatea de absorbţie a rădăcinilor.

Dacă excesul de umiditate este permanent, iar nivelul freatic se menţine ridicat, plantele îşi dezvoltă un sistem radicular superficial, care explorează un volum mic de sol, înrăutăţind aprovizionarea plantelor cu elemente nutritive.

Fluctuaţia nivelului freatic afectează şi mai mult sistemul radicular, deoarece ridicarea şi coborârea repetată a acestui nivel face ca respiraţia rădăcinilor din aerobă să devină anaerobă şi invers şi ca urmare în sol să se acumuleze produse toxice. În sfârşit, umiditatea excesivă favorizează atacul unor boli ale rădăcinilor, în special putregaiul.

4.4. METODE DE ELIMINARE A EXCESULUI DE UMIDITATE În funcţie de originea apelor ce produc excesul de umiditate, desecarea-drenajul, ca măsură de combatere a excesului de umiditate, poate fi clasificată astfel: 74

• de suprafaţă, cuprinzând: canalele deschise, afânarea, modelarea, nivelarea: • de sub suprafaţă: drenajul cârtiţă, drenajul cârtiţă plus afânarea adâncă; • de adâncime: drenajul orizontal închis, drenajul încrucişat, drenajul vertical.

Pentru eliminarea excesului de umiditate de pe terenurile agricole se folosesc următoarele metode : - metoda de desecare prin canale deschise, care urmăreşte eliminarea excesului de umiditate de la suprafaţa terenului; - metoda drenajului pentru eliminarea excesului de umiditate din profilul solului; - evacuarea apei prin scurgere la suprafaţa terenului şi drenarea stratului radicular, care constă din aplicarea concomitentă a desecării prin canale deschise şi a drenajului; - desecarea biologică a apei în exces, care constă din folosirea de culturi şi plantaţii cu un consum mare de apă şi cu rezistenţă ridicată la excesul de umiditate; - colmatarea terenului cu nivel freatic ridicat, prin depunerea materialelor solide în zonele joase în scopul ridicării cotei terenului şi realizării în felul acesta a adâncimii de drenaj; - drenajele frontale, care constau din şiruri de puţuri amplasate după diferite scheme.

Desecarea prin canale deschise se recomandă în zonele în care excesul de umiditate este de natură pluvială. Cantităţile de precipitaţii provoacă băltirea apei la suprafaţa terenului precum şi umezirea excesivă a stratului superior al solului.

Această metodă constă din rigole, şanţuri şi reţea de canale de colectare şi evacuare care preiau apa în exces, eliminată din câmp şi o transportă în afara teritoriului amenajat până la cel mai apropiat curs de apă natural. În zonele în care microrelieful terenului determină un drenaj natural extern slab, iar solul are un drenaj intern neasigurat, se pot recomanda lucrări de nivelare în pantă şi de modelare a terenului care îmbunătăţesc scurgerea apei. De asemenea se pot recomanda lucrări 75

pentru favorizarea circulaţiei apei pe verticală cum sunt: subsolajul şi afânarea adâncă a solului, lucrări care au rolul de a preveni o acumulare de apă în exces, fie la suprafaţa terenului, fie în sol, pe o durată de timp mai mare decât rezistenţa plantelor la excesul de umiditate.

Drenajul se aplică în zonele cu nivel freatic la mică adâncime, cu scopul coborârii şi menţinerii acestuia sub stratul radicular al plantelor. Constă din drenuri orizontale, verticale şi din canale deschise adânci. În zonele fără pericol de sărăturare şi înmlăştinare a solului, reţeaua de drenuri, ca şi cea de canale deschise, poate fi folosită şi pentru aplicarea subirigaţiei.

Evacuarea apei prin scurgere la suprafaţa terenului şi drenarea stratului radicular se realizează prin aplicarea concomitentă a celor două soluţii. Se practică pe suprafeţe unde excesul de umiditate are o provenienţă atât pluvială, cât şi freatică.

Desecarea biologică a terenurilor cu exces de umiditate, metodă cunoscută şi sub numele de biodrenaj, se bazează pe transpiraţia ridicată a unor specii (pomicole, silvice sau chiar culturi agricole), însoţită de evaporaţia apei de la suprafaţa terenului.

Colmatarea este procedeul care constă din supraînălţarea nivelului terenului prin depuneri de pământ în mod natural (folosind aluvionările) sau artificial (preluând material din gropi de împrumut).

Colmatarea artificială devine economică atunci când se foloseşte pământul rezultat din săparea unor canale magistrale, sau din lucrările de regularizare a cursurilor de apă. Poate fi realizată şi prin hidromecanizare.

Drenurile frontale se prevăd pentru preluarea infiltraţiilor rezultate din surse de apă cu niveluri mai ridicate decât cotele terenului supus ameliorării. Drenajul frontal alcătuit din puţuri forate, colectori şi staţii de pompare captează debitul infiltrat din surse exterioare (infiltraţii din lacurile de acumulare, râuri şi canale cu nivele ridicate sau debite afluente subterane) şi le evacuează prin pompare, menţinând nivelul subteran sub al normei de desecare.

Trebuie menţionat faptul că pe lângă măsurile tehnice care se iau pentru ameliorarea solurilor cu exces de umiditate, se impun şi măsuri agrofitotehnice specifice, adică o agrotehnică adaptată noilor 76

condiţii create prin aplicarea măsurilor hidroameliorative. Această adaptare se referă la soiuri, asolamente, îngrăşăminte şi amendamente, la modul de executare a lucrărilor solului, la un sistem de maşini agricole potrivite situaţiei create şi altele.

4.5. SCHEMA GENERALĂ A SISTEMULUI DE DESECARE–DRENAJ 4.5.1. Elementele şi clasificarea sistemelor de desecare–drenaj Ansamblul de lucrări şi măsuri tehnice aplicat pe o anumită suprafaţă de teren, în scopul colectării şi îndepărtării apelor în exces constituie sistemul de desecare-drenaj (fig.4.2).

Principalele părţi componente ale sistemului sunt: - reţeaua de canale şi drenuri; • reţeaua de desecare-regularizare a regimului de umiditate şi • reţeaua de colectare şi evacuare; - construcţiile hidrotehnice; - recipientul – emisarul; - suprafaţa de amenajat. În cadrul sistemului de desecare–drenaj pot fi folosite atât reţele de canale deschise, cât şi reţele de drenuri subterane, ori numai unele din acestea, după cum pot interveni şi unele construcţii şi amenajări speciale sau construcţii şi instalaţii pentru exploatare.

Lucrările hidrotehnice de desecare–drenaj se aplică eficient numai în asociere cu lucrările agropedoameliorative.

Fig.4.2 - Sistem de desecare – drenaj 1-emisar; 2-canal de evacuare sau colectorul principal; 3-canal principal;4-canal secundar; 5-canal terţiar; 6-canal de colectare a apelor scurse de pe versanţi (de centură); 7-drenuri absorbante;8-limita sectorului de desecare

77

Clasificare: • După modul de evacuare a apei în emisar distingem: - sisteme cu evacuare gravitaţională; - sisteme de evacuare mecanică (prin pompare); - sisteme cu evacuare mixtă.

• În funcţie de modul de transport al apei se întâlnesc: - sisteme deschise; - sisteme închise; - sisteme mixte.

• După posibilitatea de reglare a regimului de apă, sistemele de desecare se clasifică în: - sisteme simple, când se urmăreşte doar evacuarea surplusului de apă; - sisteme complexe, cu posibilităţi de reglare a regimului de apă.

• După poziţia în plan a elementelor de desecare se diferenţiază: - sisteme de tip orizontal; - sisteme de tip vertical; - sisteme de tip radial, mixt.

• După modul în care sunt descărcate apele colectate în emisar, sistemele de desecare-drenaj pot fi: - directe, când apele sunt descărcate direct în emisar; - indirecte, când canalul de evacuare descarcă apele într-unul din elementele altui sistem, respectiv indirect în emisar.

Reţeaua de canale şi drenuri a sistemului de desecare–drenaj Reţeaua de desecare-regularizare a regimului umidităţii sau canalele terţiare şi drenul absorbant reprezintă elementele de ultim ordin ale sistemului de desecare.

Canalele colectoare de ultim ordin sau canalele terţiare au rolul de a colecta apa stagnantă sau care se scurge la suprafaţa terenului şi apa adusă de elementele provizorii ale amenajării (şanţuri, rigole, drenuri cârtiţă).

Drenul absorbant este elementul de regularizare a regimului de apă, aer şi temperatură din profilul solului.

78

Reţeaua de colectare şi evacuare este alcătuită din canale colectoare de diverse ordine ( principal, secundar) sau din drenul colector care adună apele din reţeaua de regularizare, eventual a canalelor de intercepţie (centură şi infiltraţie) respectiv dren absorbant şi le conduce în canalul magistral de evacuare sau în emisar.

Reţeaua de desecare poate fi completată în unele situaţii cu drenuri subterane sau canale deschise cu rolul de a intercepta afluxul de ape externe scurse de pe versanţi (canale de centură) şi canale sau drenuri de captare a apelor de infiltraţie (canale de infiltraţie), care se descarcă, fie direct în emisar, fie în canalele de evacuare.

Construcţii hidrotehnice în sistemul de desecare-drenaj Construcţiile hidrotehnice pot fi de mai multe feluri şi anume: - de dirijare a curgerii (stăvilare, ruperi de pantă); - de traversare (podeţe, subtraversări); - de consolidare a secţiunii canalelor şi - de evacuare (staţii de pompare şi guri de evacuare).

De la caz la caz, se pot executa construcţii şi amenajări speciale ca: lucrări pentru reţinerea sau devierea apelor mari (baraje de retenţie, canale de deviaţie), lucrări de amenajare a albiei emisarului sau a altor cursuri naturale din zonă pentru a le spori capacitatea de transport sau pentru a intensifica drenajul extern, lucrări de amenajare a suprafeţei desecate prin astuparea albiilor părăsite, modelarea suprafeţelor lipsite de pantă de scurgere şi altele.

Sistemele mari de desecare se dotează cu instalaţii şi construcţii anexe necesare supravegherii şi întreţinerii lucrărilor, cum sunt: mire hidrometrice sau instalaţii adaptate pentru măsurarea de debite şi niveluri, puţuri hidrogeologice, instalaţii de telecomunicaţii, depozite de materiale, clădiri administrative.

Emisarul. Recipientul sau emisarul este, de regulă, un curs natural în care sunt evacuate apele gravitaţional sau prin pompare, dar se pot folosi ca emisar şi un lac, o vale sau un strat drenant subteran cu o mare capacitate de înmagazinare a apei.

Suprafaţa de amenajat Suprafaţa sistemului de desecare–drenaj este aria de pe care sunt colectate apele în exces şi cuprinde atât terenurile agricole cât şi cele neagricole (păduri, intravilan, neproductiv).

79

Nu se cuprind în suprafaţa sistemului terenurile care nu generează scurgeri către reţeaua de canale (localităţi canalizate), lacuri şi bălţi care sunt în perimetrul amenajat dar nu se descarcă în reţea.

Deasemenea, nu se cuprind versanţii şi bazinele văilor limitrofe sistemului, a căror aflux este separat prin lucrări de intercepţie. Suprafaţa deservită de reţeaua de canale şi drenuri este definită ca suprafaţă desecată şi se împarte în suprafaţă netă care este folosită agricol în urma realizării lucrărilor de amenajare şi suprafaţă brută, când la suprafaţa netă se adaugă suprafaţa ocupată definitiv de lucrările de desecare–drenaj.

4.5.2. Calculul bilanţului apei pe terenurile desecabile Mărimea excesului de apă şi perioadele din an în care el se produce poate fi determinat prin metoda bilanţului apei, atunci când se dispune de date pe o perioadă de 20-25 ani.

Forma generală a ecuaţiei bilanţului apei este: Ve = Ri + 10 P + A f + As − Σ( e + t )

unde: Ve este cantitatea de apă în exces ce trebuie evacuată prin sistemul de desecare, în m3/ha; Ri – rezerva de apă în sol la începutul perioadei considerate, în m3/ha; P – precipitaţiile căzute în perioada considerată, în mm; Af – alimentarea stratului activ al solului cu apă freatică, în 3 m /ha; As – afluxul de ape străine, în m3/ha; Σ(e+t) – consumul de apă prin evapotranspiraţie, în m3/ha.

Calculul bilanţului apei se face lunar, pentru fiecare an din perioada realizată, iar pentru unul sau doi ani caracteristici se întocmeşte şi decadal, pe perioada de vegetaţie.

Pe această bază se determină pentru fiecare lună din şirul de ani analizaţi, frecvenţa apariţiei excesului de umiditate, reţinând cazurile când în stratul activ al solului se realizează valori ale umidităţii mai mari decât capacitatea de câmp pentru apă. De asemenea se calculează durata intervalelor cu exces de umiditate şi mărimea acestuia, precum şi valorile de o anumită asigurare (50 %, 10 %, 5 %, 3 % şi 1 %).

80

Ecuaţia bilanţului poate fi modificată în funcţie de situaţiile întâlnite în practică astfel: a) pentru exces de umiditate temporar, cu caracter stagnant, cauzat de precipitaţii, pe terenuri cu pante mici şi cu microdenivelări locale, ecuaţia bilanţului are următoarea formă:

P − Σ ( e + t ) 〉 S + i + Wmax

unde: P este cantitatea de precipitaţii căzute, în mm; ∑(e+t) – consumul prin evapotranspiraţie, în m3/ha; S – apa scursă la suprafaţa terenului, în m3/ha; i – apa infiltrată în profunzime sub zona rădăcinilor plantelor; Wmax – cantitatea maximă de apă pe care o poate înmagazina solul în zona rădăcinilor plantelor, fără a diminua porozitatea de aeraţie minim necesară pentru respiraţia normală a rădăcinilor plantelor şi microorganismelor aerobe.

Această formă simplificată a ecuaţiei bilanţului este suficient de completă în ceea ce priveşte factorii naturali care determină excesul de umiditate în vederea stabilirii lucrărilor necesare pentru prevenirea şi combaterea acestuia.

Situaţia este specifică pentru majoritatea terenurilor agricole cu soluri argiloase permeabile din zonele umede şi subumede, cu soluri argiloase greu permeabile situate pe terase, câmpii înalte, culmi deluroase şi podişuri din Banat, Crişana, Maramureş, Transilvania, din nordul Olteniei şi Munteniei, din zona dealurilor subcarpatice din Moldova şi pentru o bună parte din crovurile din Câmpia Română.

Astfel volumul apei în exces este: Ve = P − Σ( e + t ) − S − i − Wmax

b) pentru excesul de umiditate cauzat de apa freatică cu nivel liber, alimentată din precipitaţii, scurgeri din zona înaltă, infiltraţii din râuri şi din lacuri de acumulare etc., relaţia bilanţului este:

P + I nf − Σ ( e + t ) 〉 S + i + Wmax

unde: Inf sunt infiltraţiile din râuri, lacuri, bazine piscicole. În acest caz volumul apei în exces Ve corespunde volumului porozităţii de aeraţie minim necesară pentru respiraţia rădăcinilor 81

plantelor şi microorganismelor, PA min, din spaţiul delimitat de nivelurile Nz şi N. Ve = PAmin ( N − N z ) N este nivelul ridicat al apei freatice; Ny – nivelul apei freatice corespunzătoare normei de drenaj z.

Un astfel de exces de umiditate se întâlneşte cel mai frecvent în Câmpia Română cu soluri permeabile (K>0,5 m/zi), unde apa freatică cu nivel liber se află la adâncimi medii, mai mici de 2 m. c) pentru excesul de umiditate cauzat de precipitaţii şi de apa freatică cu nivelul ridicat, uşor ascensional, alimentată din precipitaţii, infiltraţii, scurgeri subterane şi eventual pierderi de apă de la irigaţii în condiţiile solurilor argiloase slab permeabile.

Bilanţul apei pentru perioadele cu exces de umiditate este dat de relaţia:

P + Af − Σ ( e + t ) 〉 S + i + Wmax

Situaţia se regăseşte frecvent pe majoritatea terenurilor joase din Banat, Crişana şi Maramureş, în luncile râurilor interioare şi pe unele suprafeţe din Lunca Dunării. În lipsa elementelor pentru determinarea bilanţului, volumul de apă în exces Ve, ce trebuie evacuat într-o perioadă dată, ori în cazul unei ploi de o anumită asigurare se poate obţine din relaţia: Ve =10 K s ⋅ P (m3/ha) în care:P este cantitatea de precipitaţii căzute, în mm; Ks – coeficientul de scurgere a precipitaţiilor considerate (tabelele 4.3, 4.4 şi 4.5).

Tabelul 4.3 Valorile coeficientului de scurgere, Ks(Cazacu E.) Permeabilitatea solului pe suprafaţa de colectare Permeabilitate mare Permeabilitate mijlocie Permeabilitate submijlocie Permeabilitate slabă Sol îngheţat

Panta suprafeţei de colectare (la unitate) 0,01 0,01-0,05 0,5 0,10-0,20 0,15-0,25 0,20-0,30

0,15-0,25 0,20-0,30 0,25-0,45

0,20-0,30 0,25-0,40 0,35-0,60

0,25-0,40 0,35-0,60

0,30-0,60 0,40-0,75

0,50-0,75 0,80-0,95 82

Valorile mici se referă la perioadele cu sol uscat din timpul verii, iar valorile mari la perioadele cu soluri puternic umezite.

Tabelul 4.4 Valorile coeficientului de scurgere Ks, al terenurilor în pantă (Moţoc M.) Modul de Panta Textura solului folosinţă al Luto-nisipos Lutos Argilos terenului Pădure 0–5 0,10 0,30 0,40 5 – 10 0,25 0,35 0,50 10 – 30 0,30 0,50 0,60 Păşune 0–5 0,10 0,30 0,40 5 – 10 0,15 0,35 0,55 10 – 30 0,20 0,40 0,60 Teren cultivat 0–5 0,30 0,50 0,60 5 – 10 0,40 0,60 0,70 10 – 30 0,50 0,70 0,80

Tabelul 4.5 Variaţia coeficienţilor de scurgere K pe terenuri agricole neirigate (Cazacu E.) Luna Tipuri texturale de sol Greu mediu uşor Ianuarie 0,30 0,25 0,20 Februarie 0,30 0,25 0,20 Martie 0,35 0,30 0,25 Aprilie 0,30 0,25 0,20 Mai 0,25 0,20 0,15 Iunie 0,15 0,10 0,15 Iulie 0,10 0,07 0,08 August 0,08 0,05 0,02 Septembrie 0,10 0,07 0,05 Octombrie 0,15 0,10 0,08 Noiembrie 0,30 0,25 0,20 Decembrie 0,30 0,25 0,20

4.6. DESECAREA TERENURILOR PRIN CANALE DESCHISE 4.6.1. Elementele unei amenajări pentru desecare Eliminarea apelor de suprafaţă provenite din precipitaţii, topirea zăpezilor, scurgeri de pe terenurile învecinate mai înalte, irigaţii etc. se realizează printr-o reţea de canale deschise. Principalele elemente ale acestui tip de amenajare sunt: canalele terţiare, secundare 83

şi principale, construcţiile hidrotehnice de pe reţeaua de canale şi drumurile de exploatare hidrotehnică şi agricolă.

Canalele terţiare sunt cele mai mici elemente ale reţelei permanente de desecare şi au rolul de a colecta apele ce se scurg la suprafaţa terenului.

Pentru o bună interceptare a apelor de scurgere canalele se amplasează aproximativ perpendicular pe linia de cea mai mare pantă sau cu o înclinare faţă de curbele de nivel, astfel încât să li se asigure o pantă de minim 0,5 ‰.

Traseul canalelor terţiare va trebui să traverseze pe cât posibil zonele depresionare pentru a colecta apele care stagnează în aceste locuri. Dacă se urmăreşte obţinerea unor sole dreptunghiulare, pentru uşurinţa executării lucrărilor agricole, canalele se vor trasa paralel între ele, la o distanţă de 300-600 m, de regulă 400 m, cu o lungime de 800-1500 m. În acest caz trebuie realizate lucrări de nivelare şi chiar nivelare a terenului dintre canale pentru asigurarea scurgerii apelor spre canal.

Canalele secundare au rolul de a prelua şi conduce, cu viteză sporită, apele din canalele terţiare. Se amplasează pe linia de cea mai mare pantă. Lungimea canalelor secundare este de 1200 – 2500 m, în funcţie de panta terenului şi organizarea teritoriului. Pot avea acţiune unilaterală sau bilaterală.

Canalele principale şi colectoare de evacuare, preiau apa din canalele de ordin inferior şi o evacuează în emisar.

Se amplasează pe cotele cele mai joase ale terenului, urmărindu-se respectarea organizării teritoriului şi să aibă cât mai puţine frânturi pe traseul lor. Astfel se realizează o colectare bună a apelor cu lucrări minime de terasamente. Canalele de evacuare au rolul de a îndesi reţeaua hidrografică naturală. De regulă influenţează pozitiv nivelul freatic limitrof deoarece au adâncimi mari.

Pentru prevenirea colmatării şi eroziunii malului în zona de descărcare a apelor dintr-un canal în altul, racordarea în plan a canalelor se face sub un unghi de 600 sau sub forma unei curbe cu raza de 5 – 10 ori lăţimea la partea superioară a canalului respectiv.

84

Reţeaua de colectare a apelor din scurgeri de suprafaţă de pe terenurile învecinate mai înalte este alcătuită din canale colectoare de centură situate la limita unităţii ameliorative.

Traseul canalului de centură trebuie să urmărească linia de separaţie şi să culeagă succesiv scurgerile ce vin prin talvegurile terenurilor înalte şi chiar de pe teren.

Panta fundului canalului trebuie să fie de minim 0,002, iar viteza de scurgere de 0,5 m/s. Secţiunea transversală este în general de formă trapezoidală, având lăţimea la fund de 0,5 m, adâncimea de 0,6 – 1,2 m, înclinarea taluzului amonte de 1/1,5 – 1/2 pentru a nu fi erodat (de obicei este înierbat), iar cel aval de 1/1–1/1,5. Pentru mărirea capacităţii de transport a canalului, se recomandă ca din pământul rezultat din săpătură să se realizeze în aval un diguleţ la o distanţă de minim 0,5 m de la marginea canalului. În cazul în care există un aport freatic mai mare decât debitul de suprafaţă, canalele de centură pot intercepta aceste ape, adâncimea lor fiind în aceste cazuri mai mare, de până la 2 – 2,5 m şi pot fi construite închise, sub forma unor canale umplute cu piatră.

Reţeaua de colectare a apelor în exces, provenite din sistemele de irigaţii (din infiltraţiile din reţea şi pierderi din aplicarea udărilor) este amplasată perpendicular pe canalele distribuitoare de sector, pe latura scurtă a sectoarelor de irigaţii.

Debitul de dimensionare a acestor canale va fi dat de însumarea debitului provenit din precipitaţiile căzute pe suprafaţa de desecat şi debitul provenit din pierderile din irigaţii.

Reţeaua de colectare a apelor de infiltraţie prin dig şi pe sub dig constă dintr-o reţea de canale de intercepţie dispuse paralel cu digul, la o distanţă de 20-100 m de taluzul digului, în funcţie de caracteristicile geotehnice, astfel încât să nu se pericliteze stabilitatea digului. În practică, amenajarea cu canale deschise prezintă cea mai mare răspândire.

Lucrările de desecare prin canale deschise au avantajul unor execuţii uşoare, cu materiale de construcţie puţine, şi cu posibilitatea executării mecanizate. În ceea ce priveşte exploatarea şi întreţinerea lucrărilor, acestea nu ridică probleme deosebite.

85

Scoaterea unei suprafeţe relativ mari de teren din cultură şi o întreţinere costisitoare reprezintă dezavantajul major al acestei metode.

4.6.2. Durata admisibilă a excesului de umiditate Culturile agricole suportă excesul de apă fără diminuarea producţiei, numai o durată foarte scurtă de timp. Această durată diferă de la o cultură la alta, iar pentru aceeaşi cultură este în funcţie de faza de vegetaţie în momentul apariţiei excesului.

De asemenea, pentru aceeaşi durată de umiditate, pierderile cresc odată cu creşterea temperaturii atmosferice şi a duratei de strălucire a soarelui.

Perioada de timp cât plantele rezistă la excesul de umiditate fără diminuarea producţiei este denumită durata critică de rezistenţă a plantelor la excesul de umiditate. În timpul verii această durată este de 5-6 ore pentru legume, 8-10 ore pentru cereale şi 24-26 ore pentru pomii fructiferi.

Depăşirea acestor limite face ca producţia agricolă să scadă progresiv, odată cu prelungirea excesului.

Pierderile de producţie anuală la principalele culturi agricole, stabilite experimental de Salamin, în cazul stagnării apei timp de 3, 6, 11 şi 15 zile sunt redate în tabelul 4.6.

Se observă că eficacitatea lucrărilor de desecare depinde de timpul în care excesul de umiditate este captat şi îndepărtat de către reţeaua de regularizare. Acest timp nu poate fi totuşi egal cu durata critică deoarece în acest fel s-ar ajunge la debite foarte mari de evacuat şi implicit la o supradimensionare a sistemului de desecare– drenaj nejustificată economic. În practică, ţinând seama de perioadele de apariţie a excesului şi de culturile prevăzute pe suprafaţa desecată, se stabileşte o durată admisibilă de stagnare a apei (T) denumită „durată a excesului de umiditate admisibilă economic“, pentru care pierderile de recoltă nu sunt eliminate complet, însă sunt relativ mici şi previzibile.

86

Tabelul 4.6 Pierderile procentuale de recoltă la diverse culturi datorită stagnării apelor la suprafaţa terenului (Salamin ) Luna

Durata inundării (zile) 7 11 15 7 11 15 7 11 15 3 7 11 15 3 7 11 15 3 7 11 15 3 7 11 15 3 7 11 15 3 7 11 15 3 7 11 15 3 7 11

XII I II III

IV

V

VI

VII

VIII

IX

X

87

Fâneţe şi păşuni 10 10 20 30 15 30 50 20 30 50 20 30 50 10 20 30 10 -

Sfeclă de zahăr şi furajeră 10 50 100 100 10 50 90 100 10 50 90 100 10 40 90 100 10 40 90 100 10 40 90 100 10 40 90 100 10 30

Cartofi

Fl.soarelui

30 80 100 100 30 80 100 100 40 90 100 100 50 100 100 100 50 100 100 100 50 100 100 100 50 100 100 100 20 40 60

10 20 40 80 10 30 60 100 10 40 80 100 10 40 60 80 10 30 50 -

Cereale de toamnă 5 10 20 5 10 15 5 10 20 5 15 30 50 10 25 40 70 20 40 70 100 20 50 80 100 10 20 4 10

Porumb 20 80 100 100 10 50 80 100 10 40 75 100 10 50 80 10 40 60 10 20 30 10

XI

15 7 11 15

-

50 -

80 -

-

20 5 10 20

10 -

În tabelul 4.7 este prezentată durata excesului de umiditate admisibilă economic pentru diferite culturi.

Tabelul 4.7 Durata excesului de umiditate admisibilă economic Cultura Culturi cerealiere

Durata admisibilă 2 – 3 zile în lunile IV, V, VI 3 – 5 zile în lunile III, VII, VIII, IX 5 – 7 zile în lunile X – II

Păşuni şi fâneţe

7 zile în perioada IV – VIII 15 zile în restul anului

Cartofi şi alte plante sensibile

1 – 2 zile în perioada de vegetaţie

În acest fel, pierderile cauzate de excesul de umiditate de la suprafaţa terenului se limitează la 10 – 15 % din producţia normală.

Din datele prezentate rezultă că pierderile de producţie variază în funcţie de durata excesului de umiditate şi de cultură, iar pentru aceeaşi cultură diferă în funcţie de stadiul de vegetaţie a plantelor în momentul apariţiei excesului de umiditate. Pentru aceeaşi durată de umiditate, pierderile cresc pe măsura creşterii temperaturii şi a duratei de strălucire a soarelui.

4.6.3. Calculul debitului de evacuare Calculul debitului specific mediu Cunoscând volumul de apă în exces V e, ce trebuie evacuat de pe suprafaţa agricolă în timpul T ( echivalent cu durata admisibilă de stagnare a apei pe terenul agricol ) se poate calcula debitul specific sau modulul scurgerii folosind formula: V K ⋅P qmed = e = 0,116 s [l/s ha] T T sau debitul de evacuat pe întreaga suprafaţă : Qmed = q med ⋅ S [l/s] unde: qmed este debitul specific de evacuare, în l/s ×ha; Ve – volumul de apă în exces; 88

T – timpul în care se face evacuarea apei în exces, corespunzător duratei admisibile de stagnare, în zile; P – cantitatea de precipitaţii corespunzătoare asigurării (mm); Ks – coeficient de scurgere; S – suprafaţa, în ha.

Modul de scurgere qmed, reprezintă o medie pe durata de evacuare T admisă şi se utilizează la dimensionarea sistemelor mici de desecare. Are valori cuprinse între 0,3-1 l/s.ha.

Calculul debitului specific maxim În general curba debitului funcţie de timp are forma unui clopot sau trapez cu baza mare în jos, înregistrând valoarea maximă după un anumit timp începutul scurgerii (fig.4.3).

Fig.4.3 – Hidrografe caracteristice

Ca urmare, la dimensionarea sistemului de desecare se ţine seama de valoarea maximă a scurgerii generată de precipitaţiile cu asigurarea adoptată. De regulă, valorile cele mai mari ale scurgerii sunt produse de ploile de durată (3-5 zile) în cazul suprafeţelor mari şi de ploile torenţiale în cazul suprafeţelor mici.

Debitul specific maxim de evacuat provenit din precipitaţiile căzute pe suprafaţa de desecat.

Se determină prin metoda dinamicii scurgerii superficiale, considerând că durata ploii (t) este egală cu durata de scurgere (τ), iar durata de evacuare T = t + τ = 2τ.

Viteza scurgerii dispersate la suprafaţa terenului vs poate fi vs = C0 K s ⋅ P ⋅ i0 [m/s] calculată cu relaţia: în care: Ks×P este înălţimea apei ce se scurge, în m; C0 – coeficientul lui Chézy (5-40); Valorile mici ale coeficientului C0 corespund suprafeţelor denivelate şi cu vegetaţie deasă, iar valorile mari, suprafeţelor netede, lipsite de vegetaţie.

89

i0 – panta medie a traseului considerat.

T

τ

ϕ +1

Dacă se notează cu K 2 = t = 1 + t = ϕ unde: ϕ =

t este coeficientul de întârziere a scurgerii rezultă: τ K ⋅ P K s K1 q max = K 1 ⋅ q med = K 1 s = ⋅ T t K2

în care:K1 este un coeficient de multiplicare a debitului mediu pentru obţinerea debitului maxim şi depinde de forma hidrografului. pentru triunghi K1 = 2 pentru trapez K1 < 2 pentru forma neregulată 2 < K1 < 4 În mod obişnuit K1=2 şi corespunde situaţiei t ≤ τ.

Pentru a obţine qmax în l/s ha având date P în mm şi în zile: K P K q max = 0,116 s ⋅ 1 t K2 Caracteristicile suprafeţei de colectare şi ale căilor de scurgere a apelor sunt exprimate prin coeficientul K2 astfel: K2 = x S în care:S este suprafaţa de colectare a apei, în ha; x – indicele radicalului, cu valori date în tabelul 4.8.

Relaţia debitului specific maxim se poate simplifica sub forma: C q max = x S Această valoare a debitului specific maxim de desecare se calculează în diverse secţiuni ale colectorului de desecare planimetrând suprafaţa deservită „S”.

Se observă că aceste debite scad valoric pentru secţiunile din aval datorită efectului de întârziere a scurgerii.

Valorile debitului specific maxim de evacuare sunt cuprinse în mod obişnuit între 0,4-0,8 l/s, coborând la 0,25-0,30 l/s ha în cazul suprafeţelor întinse (80.000-100.000 ha) şi crescând la 0,9-1 l/s în cazul suprafeţelor mici şi mijlocii.

Debitul de calcul al canalului este: 90

Q = qmax ⋅ S

[l/s] în care:qmax este debitul specific maxim, în l/s ha; S – suprafaţa, în ha, Se observă că deşi debitul specific maxim scade pentru secţiunile din aval, debitul de calcul al canalului creşte.

Tabelul 4.8 Valorile „x” din relaţia K 2 = x S Panta bazinului

Supraf. bazinului de colectare (mii ha) 2 S<3 S=3...50 S>50

3 2,10 1,80 1,50 1,40 2,70 2,20 2,10 2,00 3,00 2,50 2,30 2,20

4 3,10 2,60 2,30 2,10 4,00 3,30 3,00 2,70 4,20 3,60 3,20 3,00

5 6,00 4,30 3,50 3,00 6,80 5,20 4,40 3,90 7,00 5,40 4,70 7,10

0,0001

S<3 S=3...50 S>50

2,30 2,00 1,70 1,50 3,00 2,60 2,30 2,10 3,20 2,80 2,50 2,30

3,30 2,80 2,50 2,20 4,40 3,60 3,20 2,90 4,60 4,00 3,50 3,10

7,30 5,00 4,40 3,40 7,90 5,40 5,00 4,20 8,00 6,00 5,20 4,50

0,005

S<3 S=3...50 S>50

2,70 2,30 2,00 1,70 3,50 2,80 2,50 2,30 4,00 3,20 2,80 2,60

4,10 3,20 2,80 2,40 5,00 4,00 3,50 3,10 5,30 4,20 3,80 3,40

10,00 6,40 5,00 3,90 10,00 7,00 5,70 4,80 10,00 7,20 5,80 5,00

S<3 S=3...50 S>50

3,10 2,50 2,10 1,90 4,00 3,40 2,80 2,50 4,20 3,50 3,00 2,70

5,30 3,90 3,20 2,80 6,10 4,80 4,10 3,60 6,30 5,00 4,30 4,00

- 9,40 6,40 5,00 - 10,00 7,20 6,00 - 10,00 7,30 6,00

S<3 S=3...50 S>50

4,00 3,00 2,50 2,20 4,80 3,70 3,20 2,80 5,00 4,00 3,40 3,00

7,50 5,00 4,00 3,40 8,00 6,00 5,00 4,20 8,20 6,20 5,20 4,50

1 0,0004

0,010

0,040

apei

Lungimea de colectare L*, în km ape mijl. de vară ape mari de vară viituri de primăvară 0,20 0,50 1,00 2,00 0,20 0,50 1,00 2,00 0,20 0,50 1,00 2,00

-

-

10,00 7,00 10,00 7,00 10,00 8,00

∗ Lungimea L reprezintă suprafaţa de colectare pe parcursul

Debitul specific provenit din precipitaţiile căzute în zona înaltă limitrofă se calculează după acelaşi procedeu, ţinând seama de coeficienţii de scurgere corespunzători terenurilor cu pante mai mari.

Precipitaţiile critice sunt, de regulă, ploile torenţiale.

Afluxul de apă din zona înaltă se interceptează şi înlătură, ori de câte ori este posibil, înainte de a pătrunde în perimetrul desecabil, prin canalele de centură.

Debitul specific provenit din apa freatică aflată la mică adâncime alimentează reţeaua de desecare numai pe durata scurgerilor 91

minime şi în consecinţă nu contribuie la majorarea debitului de evacuare.

Pentru ţara noastră debitul specific de drenaj q = 7 – 10 mm/zi – funcţie de zona pedoclimatică şi de starea de afânare a solului.

Debitul afluxului subteran din versanţii limitrofi sau terasă înaltă.

Se determină cu relaţia: Q = H ⋅ L ⋅ K ⋅i [m3/s; l/s] în care:H este grosimea stratului acvifer din versant, în m; i – panta nivelului apei freatice; L –lungimea frontului de apariţie a apei freatice la contactul dintre versant şi suprafaţa desecabilă, în m; K – coeficient de filtraţie al stratului acvifer, în m/s.

Debitul de evacuat din sistemele de irigaţii diferă în funcţie de tipul de amenajare şi metoda de udare, putându-se considera următoarele valori procentuale din debitul specific de udare: - conducte sub presiune, la udarea prin aspersiune practic 0; - canale sau jgheaburi, la udarea prin aspersiune 2-5 %; - canale sau jgheaburi, la udarea prin brazde 5-15 %; - canale sau jgheaburi, la udarea prin submersie 15-30 %.

Debitul provenit din infiltraţia prin şi pe sub dig în cazul incintelor îndiguite, se calculează prin debitele infiltrate în zona apărată, ţinând seama de diferenţa de nivel între apa din canal şi nivelul apelor mari de durată din cursul de apă îndiguit.

Debitul de evacuat din amenajări piscicole diferă după tipul amenajării şi situaţia locală, iar mărimea lui variază în decursul anului în funcţie de regimul de exploatare.

Hidrograful debitelor de evacuare se stabileşte prin proiectul amenajării piscicole.

Debitul total de evacuare se calculează prin însumarea în timp, lună de lună, a debitelor parţiale provenite de la diverse surse.

Debitul total din luna cu valoarea cea mai mare se adoptă ca debit maxim de dimensionare.

Calculul debitului specific economic Pentru a aprecia în ce măsură este economică investiţia necesară unui sistem de desecare-drenaj, trebuie cunoscute: 92

- pagubele reale provocate agriculturii de apele în exces, exprimate într-o cotă anuală de risc (lei/ha); - prejudicii cauzate altor ramuri economice; - neajunsuri de natură socială şi sanitară care deşi nu pot fi exprimate valoric, ar putea avea o pondere determinată; - dezvoltarea social economică viitoare a zonei.

Aprecierea oportunităţii lucrărilor pe baza indicilor de eficienţă economică (investiţie specifică, termen de recuperare a investiţiei) nu se aplică în mod rigid, aceasta servind mai mult ca bază de comparaţie între lucrări similare.

Costul lucrărilor de desecare depinde în primul rând de dimensiunile reţelei de canale, capacitatea instalată a staţiei de pompare etc. Debitul specific se calculează (în cadrul studiilor hidrologice) cu diferite asigurări.

Procentele de asigurare de calcul variază între 0,1 % pentru suprafeţe de peste 50.000 ha şi 10 % pentru suprafeţe mai mici de 1.000 ha. Aplicarea empirică a unui procent de asigurare poate conduce la supradimensionări sau la comportarea lor necorespunzătoare.

Ca rezultat al studiilor hidrologice se admit cunoscute modulele de scurgere (debitele specifice) ale sistemului pentru diferite asigurări. Se consideră că în cazul dimensionării sistemului la debitul cu asigurarea de 1 % pagubele produse sunt neglijabile.

Reducând debitul maxim de evacuare paguba provocată recoltei creşte. Operaţia se repetă pentru alte debite de evacuare, obţinându-se o serie de valori ale pagubelor în funcţie de debitele specifice adoptate.

Paralel cu determinarea pagubelor se recalculează volumul şi costul investiţiei lucrărilor dimensionate pentru debitele specifice de diferite asigurări.

Reprezentând grafic şi însumând curba pagubelor şi cea a investiţiei funcţie de debitul specific, obţinem curba costului total, iar abscisa ordonatei minime a acestei curbe indică debitul specific economic.

93

Dimensionarea reţelelor de canale După stabilirea traseului reţelei de canale şi a debitelor de evacuat se trece la dimensionarea lor prin care se stabileşte pentru fiecare canal în parte: forma secţiunii transversale şi elementele geometrice ale acesteia, panta fundului canalului, viteza medie de curgere a apei în canal, cotele fundului canalului şi ale nivelului apei.

Forma secţiunii transversale a canalelor de desecare deschise se stabileşte în funcţie de mărimea şi rolul acestora. Din punct de vedere hidraulic, forma optimă este semicirculară, dar practic este greu de realizat şi de întreţinut, în special la canale din pământ. De aceea se folosesc pentru reţeaua de desecare forme triunghiulare, parabolice şi trapezoidale. Rigolele de colectare cu caracter provizoriu şi canalele terţiare amplasate la mică distanţă între ele, pentru a fi traversate de maşinile agricole, se execută cu secţiunea transversală triunghiulară, cu taluzuri de 1/4 - 1/6.

Lăţimea la fund a canalelor se alege astfel încât să permită executarea şi întreţinerea canalelor cu mijloace mecanice. Din motive constructive nu se alege sub 0,5 m. Înclinarea taluzurilor canalelor se stabileşte în funcţie de caracteristicile geotehnice ale pământului, de adâncimea apei şi a canalului, de poziţia apei freatice şi caracterul acesteia. Valoarea înclinării taluzurilor poate să fie de 1:1 până la 1:3,5, valorile mai mari de 1:2 se folosesc pentru adâncimi ale canalului mai mari de 3 m.

Adâncimea canalelor este determinată de: debitul canalului, înălţimea de siguranţă şi asigurarea desecării apei din canale de ordin superior. Adâncimea canalelor terţiare este în funcţie de lucrările agropedoameliorative executate. Înălţimea de siguranţă constituie o rezervă pentru o eventuală colmatare sau o depăşire a asigurării luate în calcul. Se evită inundarea terenului din vecinătatea canalului. Are valori cuprinse între 0,2-0,5 m. În cazul modelării în benzi cu coame şi a rigolelor, adâncimea canalelor terţiare poate fi de 0,6 – 0,8 m, iar în cazul afânării adânci sau a drenajului cârtiţă adâncimea este de 1,2 – 1,5 m.

Pentru asigurarea descărcării apei din canalele de ordin inferior în canalele de ordin superior, nivelul apei din canalul receptor trebuie să fie mai coborât cu 10-20 cm decât nivelul apei în canalul afluent.

94

Viteza de scurgere a apei trebuie să fie în limitele de neeroziune şi neîmpotmolire. Limita inferioară pentru a nu se produce împotmolirea este de 0,25 m/s pentru apele tulburi, mâloase, 0,3 – 0,4 m/s pentru ape care transportă nisip fin şi 0,5 m/s pentru nisip mare, iar pentru evitarea dezvoltării vegetaţiei acvatice viteza apei nu trebuie să scadă sub 0,5 m/s.

Viteza medie de scurgere a apei se calculează cu ajutorul relaţiei lui Chézy. [m/s] V = C RI unde: v este viteza medie, în m/s; C – coeficientul lui Chézy; R – raza hidraulică exprimată prin raportul S/P, în m; I – panta fundului canalului.

Coeficientul lui Chézy se determină cu diferite relaţii e calcul şi anume:

C=

1 4 R n

(după Pavlovski)

y = 2,5 n − 0,13 − 0,75 R ⋅

(

n − 0,10

) sau

pentru R < 1 m; pentru R > 1 m. n este coeficientul de rugozitate şi are valori conform anexei 1. y =1,5 n

y =1,3 n

C=

1 1/ 6 R n

(după Manning)

Pentru a se evita eroziunea canalului este bine ca viteza apei în canal să nu depăşească valorile prezentate în tabelul 4.9.

Tabelul 4.9 Valorile vitezelor maxime în canal şi înclinarea taluzurilor Natura canalului Sol coeziv (argilă, lut, loess) Nisipo-argilos Nisip fin Nisip grosier Turbă consistentă Turbă moale

Viteza maximă admisă (m/s) 0,6-0,8

Valoarea m = ctg α 1-2

0,3-0,6 0,15-0,3 0,2-0,5 0,3-0,6 0,15-0,3

1,5-2,5 2-4 1,5-3 1-2 2-4

Dacă se notează K M = 95

1 se obţine relaţia debitului de forma: n

Q = S ⋅ K M ⋅ R 2 / 3 ⋅ I 1 / 2 [m3/s] Tabelul 4.10 redă valorile coeficientului KM.

Tabelul 4.10 Valorile coeficientului K M Categoria de canal Canal de pământ Canal de pământ înierbat Canal cu puţină vegetaţie, alge, câteva trestii Canal cu vegetaţie moderată Canal cu vegetaţie densă

1 = n 1 n 45-30 35-20 25-15 20-10 15-5

KM =

Pentru dimensionarea secţiunii canalelor se pot utiliza şi nomograme de dimensionare.

Panta longitudinală a canalelor de desecare se stabileşte în raport de panta generală a terenului şi viteza admisibilă de curgere a apei în canal.

Pentru terenuri cu pante reduse, valoarea medie a pantelor este de 0,0003 – 0,0005. La canalele cu debite de peste 3 m 3/s panta minimă poate să fie chiar de numai 0,0002 – 0,00015.

4.6.4. Construcţiile hidrotehnice pe reţeaua de canale de desecare Asigurarea scurgerii normale a apei şi a circulaţiei agregatelor, vehiculelor şi oamenilor în toate sectoarele suprafeţei de desecare impune executarea unor construcţii hidrotehnice pe reţeaua de canale.

Aceste construcţii trebuie să fie rezistente, stabile, să asigure uşurinţă şi eficienţă în exploatare şi execuţie, să fie confecţionate din materiale locale şi să permită mecanizare şi industrializare în execuţie.

Principalele construcţii hidrotehnice de pe reţeaua de canale de desecare sunt: podeţele, construcţiile de subtraversare, căderile, stăvilarele şi lucrările de consolidare.

Podeţele se prevăd în punctele de încrucişare a canalelor cu drumurile de exploatare. Ele pot fi tubulare sau dalate. Secţiunea hidraulică a podeţelor se determină în funcţie de curgerea liberă sau sub presiune a apei, verificând remuul cauzat de podeţ. Cel mai des 96

utilizate sunt podeţele tubulare care pot fi cu timpane din beton sau cu capetele prefabricate din beton şi taluz înierbat.

Podeţele tubulare se execută din tuburi din beton armat cu diametrul de 30, 50, 80, 100 cm şi o lungime de 5 sau 8 m. Pentru protejarea tuburilor se prevede o umplutură de pământ de minim 0,8 – 1m (fig.4.4).

Fig.4.4 – Podeţ tubular Scurt, cu timpane verticale Lung, cu taluz şi piese de capăt din beton prefabricate din beton

Pentru cazurile când cota apei din canal este superioară sau foarte apropiată de cota drumului trebuie executată o subtraversare în formă de conductă (fig.4.5).

Fig.4.5 – Subtraversarea

Căderile (ruperile de pantă) se folosesc în cazul unor diferenţe mari de nivel, pe tronsoane scurte, determinate de relieful accidentat al terenului. Se pot realiza cu una sau mai multe trepte, în funcţie de diferenţa de nivel (fig.4.6). Pentru canalele mici, cu debite ce nu depăşesc 1 m3/s, dacă diferenţa de nivel este mai mică de 1 m, se folosesc construcţii simple din materiale locale (fascine, pari, lemn, piatră). Pe canalele cu debite mai mari şi diferenţe de nivel peste 1 m 97

se recurge la căderi din beton sau beton armat. Taluzurile canalului trebuie căptuşite în amontele căderii, pe o lungime egală cu cel puţin de 4 ori înălţimea treptei iar în aval pe o lungime rezultată din calcul, care se termină cu palplanşe de sprijin.

Fig.4.6 – Căderi pe canalele de desecare a-lemn şi fascine; b-din lemn şi piatră; c-din beton şi piatră, d-din beton cu bazin de liniştire; e-cădere în trepte; f-cădere în pantă.

Pentru regularizarea scurgerii apelor în scopul reglării apelor freatice se întrebuinţează diferite tipuri de stăvilare. Cel mai utilizat este stăvilarul deschis din beton, cu oblon din lemn (fig.4.7).

Fig.4.7 – Stăvilar

Lucrările de consolidare a secţiunii canalelor de desecare se aplică local, de regulă în amonte şi aval de zona construcţiilor hidrotehnice sau când albiile canalelor sunt instabile (fig.4.8).

98

Fig.4.8 – Consolidarea secţiunii canalelor a-consolidarea bazei taluzului; b-consolidarea taluzului; c-consolidarea fundului; 1-fascină lestată; 2-trunchi din lemn; 3-anrocament; 4-brazde de iarbă; 5-fascină; 6-dale din beton; 7-strat de balast; 8-pavaj de piatră; 9-bloc de beton.

Pentru canalele de desecare se recomandă îmbrăcăminţi permeabile de protecţie care să asigure pătrunderea apei freatice şi să se evite fenomenele de nestabilitate prin sufoziune. Lucrările de consolidare uşoare de protecţie se pot realiza din: înierbări, peree uscate din piatră, dale nerostuite, gărduleţe, saltele de fascine uşoare etc. Lucrările de consolidare grele de protecţie şi de stabilizare a unor deplasări pot fi din: piatră de dimensiuni mari, fascine lestate, prefabricate din beton. Este necesar să fie cât mai elastice posibil, datorită tasărilor neuniforme.

4.6.5. Executarea reţelei de canale de desecare Executarea reţelei de canale de desecare comportă următoarele operaţii : - trasarea lucrărilor şi pregătirea zonei de lucru; - săparea şi finisarea canalelor; 99

- împrăştierea pământului rezultat.

Trasarea lucrărilor se face în ordinea execuţiei canalelor, din aval spre amonte, respectiv de la canalele de ordin superior înspre canalele de ordin inferior.

Se marchează mai întâi axul longitudinal al canalului prin ţăruşi din 25 în 25 m sau din 50 în 50 m, în funcţie de orografia terenului şi mărimea canalului. După fixarea axului se trasează câte o transversală, unde prin ţăruşi se materializează elementele constructive ale secţiunii canalului: lăţimea la fund şi deschiderea canalului la nivelul terenului.

Pregătirea zonei de lucru constă în defrişarea arborilor, arbuştilor, stufărişurilor şi în realizarea rigolelor pentru evacuarea apelor care băltesc pe traseul canalelor.

Săparea canalelor începe întotdeauna din aval înspre amonte, pentru a permite apelor existente să se scurgă în emisar. Săparea se poate face manual sau mecanizat. Productivitatea muncii, la execuţia manuală a canalelor, este scăzută şi de aceea se recomandă numai în amenajările mici locale, sau pentru evacuarea apelor în ani ploioşi de pe suprafeţe restrânse.

Săparea mecanizată a canalelor se face cu ajutorul excavatoarelor de diverse tipuri, sau draglinelor. Alegerea utilajelor pentru săparea canalelor de desecare se face în funcţie de mărimea canalului şi de condiţiile de lucru din teren. Pământul rezultat se depozitează sub formă de deponii în apropierea canalelor. Împrăştierea deponiilor se face în straturi de 10–20 cm, îndeosebi în zonele depresionare învecinate, folosind gredere şi buldozere. Neexecutarea acestor lucrări provoacă serioase neajunsuri în colectarea apei de către reţeaua de canale şi în exploatarea terenului amenajat. De aceea se impune o atenţie deosebită la recepţionarea lucrărilor de desecare din partea beneficiarilor de lucrări.

4.6.6. Modul de evacuare a apelor în emisar În scopul stabilirii modului de evacuare a apelor din sistemul de desecare în emisar trebuie determinate în prealabil: - amplasamentul punctului de evacuare;

100

- nivelurile apei în canalul de evacuare corespunzătoare debitului maxim şi mediu (la asigurarea de calcul şi cea de verificare); - frecvenţa şi durata nivelurilor maxime şi medii în canalul de evacuare; - elementele hidraulice ale canalului de evacuare; - nivelurile caracteristice ale apei în emisar; - durata şi frecvenţa nivelurilor maxime şi medii asigurate în emisar.

La alegerea amplasamentului punctului de evacuare în emisar se vor avea în vedere următoarele: - se va stabili punctul de cotă cea mai joasă a suprafeţei; se vor evita terenurile nestabile, zonele de divagări, coturile prea pronunţate şi pe cât posibil zonele de formare a zăpoarelor de gheaţă; - în cazul când emisarul este îndiguit, lungimea canalului de evacuare din albia majoră (zona mal-dig) trebuie să fie cât mai mică deoarece este expus împotmolirii cu ocazia viiturilor; - se va evita trasarea canalului colector de evacuare paralel cu digul de apărare şi la o distanţă mai mică de 50 m de acesta; - pe tot traseul în aval de confluenţă emisarul să aibă capacitatea suficientă pentru a putea primi apele colectate de sistemul de desecare; - în secţiunea confluenţei, nivelul apelor din emisar să nu creeze bararea scurgerii apei din canalul de evacuare; - condiţiile geotehnice şi hidrogeologice ale emisarului să fie favorabile.

Evacuarea apelor din sistemul de desecare-drenaj poate fi gravitaţională, mecanică sau mixtă.

Evacuarea gravitaţională se prevede atunci când, din studiile hidrologice ale nivelurilor medii şi maxime din emisar corespunzătoare asigurării de calcul, au reeşit la vărsare valori mai mici, comparativ cu cele ale colectorului principal de evacuare.

101

Evacuarea gravitaţională se poate realiza în două variante: cu o conductă orizontală la baza digului sau cu o conductă în sifon.

Conducta orizontală de evacuare gravitaţională are la capătul aval un clapet cu contragreutate care se închide automat în timpul apelor mari din emisar (fig.4.9).

Fig.4.9 – Evacuarea gravitaţională cu clapet batant

În ceea ce priveşte conducta de evacuare de tip sifon, aceasta se prezintă ca în fig.4.10. Pentru a funcţiona, conducta trebuie să fie, în prealabil, amorsată cu o pompă de vid.

Pentru a evita deversările din râu în zona desecată, în timpul apelor mai mari, este necesar ca punctul cel mai înalt al conductei să fie deasupra nivelului maxim din râu, cu asigurarea de calcul necesară, sau să se prevadă o vană de închidere pe conductă.

Fig.4.10 – Evacuarea în emisar prin conductă în sifon

În cazul evacuării mixte, staţia de pompare intră în funcţiune când în emisar nivelul apei depăşeşte cota de comandă (notată cu II în fig.4.91).

Evacuarea mixtă presupune realizarea atât a staţiilor de pompare cât şi a lucrărilor impuse de evacuarea gravitaţională.

Construcţia staţiilor de pompare este în funcţie de tipul pompelor alese pentru valorile debitului şi a înălţimilor de pompare.

102

Principalele variante constructive ale staţiilor de pompare sunt următoarele: - tip cuvă uscată, pentru pompe cu ax orizontal centrifugale sau axiale şi cu instalaţii de amorsare; - tip cuvă umedă, pentru pompe axiale verticale cu rotor înecat, fără instalaţii de amorsare.

Suprastructura staţiei de pompare trebuie să asigure condiţii bune de exploatare şi întreţinere a electropompelor folosite.

Echiparea staţiilor de pompare de desecare cu pompe performante submersibile, de mare capacitate, a condus la realizarea unor construcţii mai simple, fără suprastructură (fig.4.11).

Evacuarea mecanică se face în situaţiile în care nivelul mediu al apei din emisar este superior nivelului apei din canalul de evacuare cel puţin 5 zile dintr-un an.

Evacuarea apei prin pompare măreşte investiţia şi cheltuielile de exploatare în raport cu debitul instalat, înălţimea de pompare şi volumul de apă ce trebuie pompat.

Fig.4.11 - Staţie de pompare de desecare cu pompe submersibile

103

4.7. DRENAJUL TERENURILOR AGRICOLE 4.7.1. Consideraţii generale Lucrarea hidroameliorativă prin care apa şi sărurile în exces sunt eliminate din sol poartă denumirea de drenaj.

Drenajul, cunoscut încă din perioada romană, a fost redescoperit de John Read (1808) care, prin utilizarea acestuia, obţine rezultate agricole remarcabile.

Ca urmare a experienţelor efectuate a fost posibilă extinderea destul de rapidă a acestei tehnici în ţări ca: Anglia, Franţa, Olanda, Belgia, Italia, Germania şi altele.

Până la jumătatea secolului XX drenajul era cunoscut şi aplicat şi în alte ţări: S.U.A., Spania, Rusia, India, Pakistan etc. În România, primele lucrări de acest gen realizate în anii 19601965, au avut un caracter experimental în Depresiunea Bârsei, la Hălchiu şi în Depresiunea Rădăuţi. În afară de agricultură, lucrările de drenaj prezintă interes şi pentru amplasamentul diferitelor construcţii industriale, a construirii de drumuri şi căi ferate, aeroporturi, terenuri sportive etc. De asemenea, lucrările de drenaj se folosesc în zonele aglomeraţiilor umane, pentru a mări capacitatea portantă a terenurilor de construcţie. În zonele barajelor şi acumulărilor hidroenergetice, lucrările de drenaj sunt necesare pentru a coborî nivelul apelor freatice, în vederea opririi alunecărilor de teren.

Faţă de desecarea prin canale deschise, eliminarea apei prin reţeaua de drenuri prezintă avantaje şi anume: - suprafaţă mică scoasă din circuitul agricol; - uşurinţă în execuţia mecanizată a lucrărilor solului; - lucrări simple de întreţinere; - lipsa factorilor de răspândire a buruienilor, bolilor şi dăunătorilor.

4.7.2. Criterii de drenaj Reţeaua de drenaj, prin elementele sale de regularizare şi colectare-evacuare, trebuie să asigure coborârea şi menţinerea nivelului apei freatice la o adâncime care să nu dăuneze plantelor şi solului. Condiţiile cerute de plante, numite şi criterii de drenaj, sunt 104

puţin studiate până acum; cercetările s-au referit mai mult la nivelul freatic şi regimul de variaţie al acestuia precum şi la salinitatea solului în zona rădăcinilor plantelor. În interacţiunea dintre plantă şi mediu mai sunt şi alţi factori care pot fi exprimaţi cantitativ şi care ar putea constitui criterii de drenaj (aeraţia, temperatura, umiditatea solului etc.).

Adâncimea de coborâre a apelor freatice faţă de nivelul terenului, numită şi normă de drenaj este funcţie de cultură, natura solului, gradul de mineralizare a apei freatice şi zona pedoclimatică (tabelele 4.11 şi 4.12).

Tabel 4.11 Norme de drenaj recomandate funcţie de faza de vegetaţie Culturi

Fâneaţă de luncă şi borceag Păşune de luncă, cereale Legume, cânepă, plante cu tuberculi

până la începutul lucrărilor solului

Norme de drenaj (cm) la începutul semănatului

media în perioada de vegetaţie

40

50

50-60

45

60

70-80

50

70

80-90

Tabel 4.12 Norme de drenaj funcţie de culturi şi textura solului Culturi turbă

Borceag pentru fân şi ierburi anuale Ierburi perene pentru fân Ierburi perene pentru păşune Cereale, culturi pentru siloz Cartofi, rădăcinoase Legume Culturi cu rădăcini adânci (hamei, cânepă, pepeni verzi) Pomi şi arbuşti fructiferi

105

Norme de drenaj (cm) pentru soluri: nisipos şi luto-nisipos nisipo-lutos

argilos

50-60

40-50

45-60

55-60

60-70 80-90

45-60 50-70

55-70 70-90

65-50 85-80

70-90

50-65

60-80

75-70

80-90 75-85 80-100

55-80 50-75 60-85

70-100 70-90 80-100

90-80 85-75 95-85

100-125

80-95

90-120

110-100

Stabilirea adâncimii apei freatice la care se asigură producţia optimă s-a făcut pe bază de cercetări experimentale cu scăderi previzibile de producţie pentru diferite adâncimi ale apei freatice în perioada de vegetaţie şi pentru diferite soluri.

Fig.4.12 – Influenţa drenajului asupra dezvoltării plantelor

Pentru că menţinerea unei adâncimi constante a nivelului freatic este imposibilă, se corelează pierderea de producţie cu indicele SEW 30. Acest indice reprezintă suma produselor dintre înălţimea nivelului apei freatice deasupra adâncimii de 30 cm în perioada de iarnă şi de vară şi numărul de zile cu aceste nivele ridicate.

De exemplu, dacă nivelul apei este la adâncimea de 22 cm pe timp de 5 zile indicele SEW 30* (30-22) x 5 = 40 cm/zi sau dacă nivelul apei este la adâncimea de 24 cm timp de 10 zile, 25 cm timp de 3 zile, 26 cm 3 zile, 27 cm 4 zile, 26 cm 3 zile şi 29 cm 5 zile.

SEW 30 = (6x10)+(5x8)+(4x3)+(3x4)+(2x3)+(1x5)=135 cm/zi Din studiile efectuate rezultă că pentru SEW ≤ 200 cm/zi iarna nu au loc pierderi de producţii.

Alegerea adâncimii de referinţă de 30 cm este arbitrară şi schimbarea adâncimii nu schimbă decât valoarea indicelui SEW dar nu modifică concluziile. Acest indice caracterizează fenomenul din punct de vedere al frecvenţei. Scăderea de producţie la niveluri mari se datoreşte lipsei aerului din sol, iar la niveluri mici lipsei de apă din sol. Literatura de specialitate indică pentru zonele umede adâncimea minimă de drenaj de 0,40–0,50 m şi cea maximă de 0,70–0,90 m (putând ajunge la 1,25 m), iar în zonele secetoase adâncimea apei 106

freatice nu trebuie să fie mai mică de 1,8–1,5 m şi nici mai mare de 3,0–3,5 m. Adâncimea de 2,0–2,4 m apare ca optimă în solurile medii.

La noi în ţară rezultatele obţinute la Hălchiu arată că cea mai bună producţie de sfeclă de zahăr se obţine când adâncimea apei freatice nu trece de 0,60–0,70 m, nici primăvara nici vara, iar în zonele secetoase se consideră corespunzătoare din punct de vedere tehnic şi economic adâncimi între 1,5 şi 1,8 m.

De asemenea, observaţiile efectuate de I.C.I.T.I.D. Băneasa Giurgiu în Lunca Dunării arată că producţiile de porumb, floareasoarelui, grâu şi sfeclă de zahăr nu sunt diminuate dacă adâncimea apei freatice în perioada de vegetaţie este de 1,0–1,2 m şi de 0,75 m în perioada de primăvara–iarnă.

La Beregsău, în Câmpia joasă a Banatului, producţiile maxime la culturile de grâu, lucernă şi porumb boabe s-au obţinut când adâncimea de drenaj a fost de 1,00–1,20 m.

Debitul de calcul pentru drenaj (q) se stabileşte în câmpurile experimentale în funcţie de condiţiile pedoclimatice.

Valorile acestui debit sunt între 7-50 mm/zi în funcţie de zona în care s-au făcut cercetările, cel mai frecvent fiind de 9 mm/zi. În ţara noastră, debitul specific de dimensionare este de 10-15 mm/zi în funcţie de zona pedoclimatică, debit rezultat în urma cercetărilor din câmpurile de drenaj.

Stabilirea criteriilor de drenaj se face pe baza analizei efectului precipitaţiilor şi evaporaţiei asupra nivelului apei şi a reacţiei plantei şi solului faţă de acest nivel. În tabelul 4.13 se prezintă valori ale debitului specific de drenaj (q) şi a normei de desecare (Z), după Wesseling, folosite în drenajul terenurilor olandeze pentru diferite culturi.

Tabelul 4.13 Debitul specific şi norma de desecare (Wesseling J.) Cultura

Păşuni Arabil Livezi Plante bulboase Teren nou 107

Debit specific de drenaj q(m/zi)

Norma de drenaj Z (m)

Valoarea lui h/q (zile)

0,007 0,007 0,007 0,010 0,007-0,01

0,30-0,40 0,40-0,50 0,50-0,70 0,50 0,30

100-85 85-70 70-40 50 100-70

Sere

0,02-0,03

0,40

30-20

În funcţie de modul de captare, conducere şi evacuare a apei în exces, distingem: - drenaj orizontal; - drenaj vertical; - drenaj mixt.

Drenajul orizontal constă într-o reţea de drenuri absorbante şi colectoare care captează şi transportă apa gravitaţional în emisar.

Poate fi: din material local sau tubular.

Drenajul vertical reprezintă o serie de fântâni (puţuri) care asigură coborârea nivelului freatic, fie prin pompare, fie prin evacuare gravitaţională în straturile acvifere libere profunde.

Drenajul mixt este o combinaţie între cel vertical şi cel orizontal.

4.7.3. Drenajul orizontal din material local Drenajul orizontal din materiale locale a fost folosit din timpuri îndepărtate. Constă din şanţuri înguste şi adânci a căror cavitate se umple în partea inferioară cu materiale filtrante sau se lasă libere (fig.4.13).

Cavitatea drenantă a şanţului se poate realiza din fascine, bolovani, lespezi sau din piatră spartă.

Fig. 4.13 – Forme constructive de drenuri executate din materiale locale a-dren din fascine; b,c,d-drenuri din piatră cu cavitate de scurgere a apei; e,f-drenuri cu umplutură din piatră (fără cavitate);1-fascine ; 2-brazde de iarbă;

108

3-lespezi din piatră; 4-filtru;5-umplutură din piatră; 6-geotextil de protecţie

Drenurile din fascine (fig. 4.13 a).

Fascinele sunt mănunchiuri de nuiele legate din 50 în 50 cm cu sârmă moale, de 2 – 3 mm grosime. Nuielele sunt curăţate de frunze deoarece acestea putrezesc şi reduc de la început secţiunea de scurgere. Lungimea fascinelor poate fi de 2 – 5 m , iar diametrul de 0,25 – 0,30 m. Pentru realizarea fascinelor folosite pentru drenaj se evită materialul uscat. Ele se dispun în tranşee cu capetele groase în aval, neîntrerupt la lungime şi se protejează împotriva colmatării cu brazde de iarbă aşezate răsturnat. Drenurile din fascine au o comportare bună în terenurile cu tasări şi deplasări mari.

Drenurile din piatră cu cavitate liberă (fig.4.13 b, c, d) se execută din lespezi de piatră, aşezate în aşa fel încât să creeze o cavitate pentru scurgerea apei captate. Trebuie prevăzut cu un filtru din piatră spartă, sau pietriş sortat pentru reducerea colmatării.

Execuţia acestui tip de dren necesită un volum mare de manoperă, în special pentru sortarea şi montarea pietrei.

Drenurile din piatră, fără cavitate (fig.4.13 e, f) se pretează la o execuţie mecanizată, prin folosirea geotextilelor pot fi protejate împotriva colmatării. Materialul cel mai indicat pentru umplerea drenurilor este piatra spartă sau naturală cu diametrul d 17 = 20 mm (d17 este diametrul corespunzător procentului de 17 % al curbei granulometrice) şi cu un coeficient de neuniformitate de U=1 – 10.

Durata de funcţionare a drenurilor din materiale locale este în funcţie de natura materialului din care sunt construite şi de cea a materialului filtrant. Astfel drenurile din piatră au o durată de 20 – 30 ani (şi chiar mai mult), iar cele din lemn de 5 – 6 ani la o umectare intermitentă şi de 10 – 15 ani la o umectare permanentă.

Pentru a evita colmatarea lor şi prelungirea duratei de funcţionare panta acestor drenuri trebuie să fie de aproximativ 0,01 şi adâncimea de amplasare mai mare de 0,5 m pentru a preveni pătrunderea rădăcinilor.

4.7.4. Drenaj orizontal tubular 4.7.4.1 Dimensionarea reţelei de drenaj 109

Pentru dimensionarea unui sistem de drenaj trebuie să se cunoască: - norma de drenaj (Z) şi viteza cu care are loc coborârea apei freatice de la înălţimea h0 la înălţimea ht; - debitul (q), în l/s ha ce trebuie evacuat prin drenuri; - caracterul apei freatice (cu nivel liber sau sub presiune) şi gradul de mineralizare al acesteia; - caracteristicile pământurilor pe straturi până la stratul impermeabil de bază (grosimea şi succesiunea straturilor, textura, conductivitatea hidraulică, porozitatea drenabilă).

La dimensionarea reţelei de drenaj se stabilesc: - adâncimea de pozare şi distanţa dintre drenuri; - schema reţelei de drenuri; - materialele pentru construcţia drenurilor; - construcţiile pe reţeaua de drenuri; - modul de evacuare a apei în emisar (gravitaţional, prin pompare sau mixt).

Fig. 4.14 – Prezentarea schematică a elementelor de dimensionare a unui sistem de drenaj

Calculul de proiectare se face în regim hidraulic permanent, rezultând distanţa între drenurile absorbante, iar calculul de verificare se face pentru această distanţă în regim hidraulic nepermanent astfel încât, coborârea nivelului freatic să se realizeze într-un timp impus: t = 2 zile (fig.4.15 şi 4.16).

110

Toate relaţiile de calcul au la bază legea lui Darcy, privind curgerea apei prin medii poroase.

Fig.4.15 - Ipoteza regimului de scurgere permanent q = constant , h = constant

Fig.4.16 - Ipoteza regimului de scurgere nepermanent q = variabil , h = variabil

Darcy stabileşte, în 1856, că debitul Q al unui curent de apă care curge printr-un mediu poros este direct proporţional cu mărimea conductivităţii hidraulice (K) a stratului prin care are loc curgerea, cu panta hidraulică (i) a curentului şi cu secţiunea de curgere (s) considerată perpendicular pe direcţia curentului, adică: Q = K ⋅i ⋅ s

Pe această bază s-au stabilit mai multe formule de calcul diferenţiate între ele după ipotezele făcute cu privire la direcţiile liniilor de curent ale apei freatice spre dren şi poziţia drenurilor în raport cu stratul impermeabil.

Stabilirea adâncimii de pozare a distanţei dintre drenuri Adâncimea de pozare şi distanţa dintre drenuri se corelează astfel încât să asigure coborârea şi menţinerea nivelului freatic la valoarea adâncimii de drenaj Z. Sub acţiunea drenurilor, apa în exces circulă în sol din punctele mai înalte ale suprafeţei libere spre punctele mai joase datorită diferenţei de presiune (fig.4.17).

Apa se scurge spre dren atât timp cât pânza freatică la mijlocul distanţei între drenuri are o înălţime (faţă de planul drenurilor) mai mare decât pierderea de sarcină hidraulică, necesară pentru a învinge rezistenţele opuse de sol la mişcarea apei. Când, în coborâre, stratul de apă freatică a atins valoarea pierderilor de sarcină, scurgerea spre dren 111

încetează. În acest moment forma suprafeţei libere a nivelului freatic este curbă, datorită înălţimii coloanei de apă care creşte odată cu depărtarea faţă de dren.

Fig.4.17 – Reprezentarea pierderilor de sarcină în mişcarea apei spre dren

Adâncimea de pozare a tubului de dren H rezultă din însumarea adâncimii de drenaj Z, mărimea pierderilor h şi jumătate din mărimea complexului dren + filtru (fig.4.18).

Fig.4.18 – Elementele de calcul ale drenajului în condiţiile folosirii materialelor filtrante

Adâncimea minimă de amplasare a drenurilor este determinată de adâncimea de îngheţ a solului respectiv 0,7–0,8 m, iar adâncimea maximă este impusă de aspectul economic.

112

În ţara noastră, se recomandă, pentru zona umedă adâncimi de amplasare a drenurilor de 1,0 – 1,5 m, pentru zona subumedă adâncimi între 1,2–1,6 m, iar pentru cea secetoasă între 1,5 – 1,8 m.

Pentru solurile predispuse la sărăturare sau sărăturate, unde nivelul freatic trebuie menţinut la adâncimea critică de salinizare (1,5 – 2,0 m), adâncimea de amplasare a drenurilor este de 2,5–3,0 m.

Distanţa între drenuri depinde, în principal, de permeabilitatea solului, panta terenului, adâncimea drenurilor, schema de amplasare şi regimul de scurgere. Fiind influenţată de un număr mare de factori, este indicat să se stabilească pe baza unor cercetări efectuate direct pe terenurile propuse pentru drenaj.

Dacă nu este posibil, distanţa între drenuri se poate determina folosind formulele elaborate de DONNAN, HOOGHOUDT, ERNST, KIRKHAM în cazul regimului de scurgere permanent şi de GLOVER – DUMM, KRAIJENHOFF VAN DER LEUR şi MAASLAND în cazul regimului de scurgere nepermanent.

Regimul permanent se întâlneşte în zonele caracterizate prin precipitaţii de lungă durată şi cu intensitate redusă.

Problema principală care trebuie rezolvată în acest caz constă din evacuarea, prin sistemul de drenaj, a unui debit constant egal cu afluxul meteoric, astfel încât nivelul freatic să se menţină permanent la aceeaşi cotă.

Regimul nepermanent (variabil) se întâlneşte în zonele cu precipitaţii de scurtă durată şi de intensitate mare, precum şi pe terenurile irigate. În aceste zone stratul freatic, după ploi sau irigaţii, atinge un nivel ridicat, ce trebuie coborât în timpul util la un nivel acceptat de plante. În condiţiile regimului de scurgere permanent, pentru un profil de sol omogen (fig.4.19) după DONNAN, distanţa dintre drenuri se calculează cu formula: L2 =

[

4K ( D + h) − D 2 q 2

]

în care:L este distanţa dintre drenuri, în m; K – conductivitatea hidraulică, în m/zi; D – adâncimea stratului impermeabil faţă de nivelul apei din dren, în m; h – sarcina sub care are loc curgerea, în m; 113

q – debitul unitar de evacuat, în m coloană de apă pe suprafaţa de 1 m2 şi zi.

Fig.4.19 – Elementele de calcul ale drenajului în profil omogen

Metoda lui DONNAN este cea mai simplă metodă care neglijează complet efectul curburii liniilor de curent în jurul drenului tuburilor, adică asimilează drenul tubular cu cel perfect care se identifică fidel cu metoda lui DUPUIT FOR CHEIMER (David 1982).

Pentru un profil de sol stratificat, în cazul când planul de separaţie este chiar în axa drenurilor, după metoda HOOGHOUDT, distanţa între drenuri se determină din relaţia: L2 =

8K 2 ⋅ h ⋅ d 4 K1 ⋅ h 2 + q q

unde: d este adâncimea echivalentă în funcţie de adâncimea de situare a stratului impermeabil faţă de planul de aşezare a drenurilor D şi distanţa aproximativă dintre drenuri L, în m; K1 – conductivitatea hidraulică a stratului superior, în m/zi; K2 - conductivitatea hidraulică a stratului inferior, în m/zi.

Fig.4.20 – Schema de calcul a distanţei între drenuri într-un profil

Fig.4.21 – Ipoteza curentului orizontal şi radial a lui HOOGHOUDT

114

de sol stratificat când planul de separare este chiar în axa drenului

În acest caz se stabileşte grosimea stratului echivalent (d) în care se asigură mişcarea apei spre dren în stratul inferior cu conductivitatea K2 (fig.4.20).

Metoda HOOGHOUDT (1940) este una dintre metodele cele mai răspândite în literatura de specialitate.

Hooghoudt arată că ipoteza potrivit căreia apa se scurge către dren într-un curent orizontal, nu este valabilă dacă stratul impermeabil se găseşte la adâncimi mari. În acest caz, liniile de curent sunt curbe, cu o concentrare mai mare în apropierea drenului datorită reducerii secţiunii prin care trebuie să treacă debitul de apă pentru a intra în dren, de unde rezultă o rezistenţă hidraulică mai mare.

Hooghoudt denumeşte această rezistenţă suplimentară care apare în jurul drenului „rezistenţă radială“ şi rezolvă problema împărţind curentul într-unul orizontal (1) până la 0,7 D faţă de dren şi unul radial (2) de la 0,7 D până la dren (fig.4.21).

Pentru curgerea în regim nepermanent se foloseşte de obicei formula GLOVER-DUMM. Pentru straturi impermeabile nu prea adânci

t

t

DUMM obţin relaţiile: h = h ⋅ 1,16 ⋅ e − J t 0 p ⋅ L2 p ⋅ L2 j= 2 ≅ π ⋅ K ⋅ D 10 ⋅ K ⋅ D h + ht D = D0 + t 0 4 115

şi pentru

ht la h când 〈 0,8 , GLOVER – h0

diferenţe ale nivelului freatic de la h0

unde:

l D〈 4

şi rezultă:

L2 =

10 ⋅ K ⋅ D ⋅ t  h p ⋅ ln 1,16 0 ht 

  

Fig.4.22– Calculul distanţei între drenuri în regim de scurgere nepermanent (Glover şi Dumm). Profilul solului este omogen şi D0< L/4

Pentru valoarea porozităţii drenabile (p %), în lipsă de alte măsurători, se poate calcula: p = K (%) unde K este conductivitatea hidraulică, în cm/zi.

Semnificaţia elementelor din formula distanţei dintre drenuri este: L – distanţa dintre drenuri, în m; K – conductivitatea hidraulică, în m/zi; D – înălţimea medie a secţiunii de curgere a curentului orizontal, în m; p – porozitatea drenabilă, în %; h0 – înălţimea maximă a nivelului apei freatice deasupra planului de aşezare a drenurilor, în m; ht – înălţimea până la care trebuie coborât nivelul apei freatice, în m; t – timpul de coborâre a nivelului freatic, în zile.

Calculul diametrului şi a lungimii tubului de dren Pentru curgerea liberă în tub cu secţiune aval plină se poate considera, după Wesseling, pentru tuburi netede: Q = 50 ⋅ d 2, 714 ⋅ i 0 ,572

116

şi pentru tuburi riflate: Q = 22 ⋅ d 2, 667 ⋅ i 0,5 unde: Q este debitul de evacuare, în m3/s; d – diametrul interior al tubului de dren, în mm; i – panta de pozare a drenului absorbant recomandată la 2 ‰.

Panta drenurilor se alege în funcţie de panta terenului, urmărind încadrarea în limitele vitezei admise. În tabelul 4.14 este redată valoarea pantei minime a drenurilor din diferite materiale iar în tabelul 4.15 panta limită a drenului din ceramică.

Tabelul 4.14 Panta minimă a drenului din diferite materiale (Pleşa T.) Felul drenului Panta minimă Dren din ceramică şi plăci din piatră 0,002 Drenuri cu tuburi din scândură şi din lemn 0,003 Drenuri din fascine şi nuiele 0,004 Drenuri din umplutură de piatră 0,005 Drenuri cu fante 0,002 Drenuri cârtiţă în pământuri minerale 0,003 Drenuri în pământuri turboase 0,004

Tabelul 4.15 Panta limită a drenului din ceramică (Pleşa T.) Diametrul tuburilor (cm) 4 5 6,5 8 10 13 16

maximă 0,080 0,056 0,040 0,035 0,024 0,017 0,013

Pantele limită minimă 0,0032 0,0023 0,0019 0,0013 0,0009 0,0007 0,0005

Pentru colectoarele închise de drenaj se poate admite o scurgere sub mică presiune.

Pentru stabilirea lungimii drenului absorbant „B“ se foloseşte Q =q⋅L⋅B ecuaţia de continuitate: de unde rezultă:

B=

Q (m) q⋅L

în care: B este lungimea drenului absorbant, în m; 117

Q – debitul captat, în m3/zi; q – debitul specific de drenaj, în m/zi; L – distanţa între drenuri, în m.

Din practica lucrărilor de drenaj s-a constatat că lungimea drenurilor absorbante nu trebuie să depăşească 250 – 300 m, fiind de regulă 150 – 200 m.

Lungimea drenurilor colectoare este de 800 – 1000 m.

Scheme de amenajare Reţeaua de drenaj orizontal este alcătuită din punct de vedere funcţional din drenuri absorbante care formează elementele de regularizare a regimului de apă în sol şi drenuri de colectare-evacuare care preiau apa din mai multe drenuri absorbante şi o evacuează într-un emisar.

Ansamblul reţelei de regularizare şi a celei de colectareevacuare, împreună cu construcţiile hidrotehnice de pe reţea, constituie sistemul de drenaj.

Elementele de regularizare a regimului de apă în sol au rolul de a capta apa în exces şi de a o transporta într-un colector. Funcţie de situaţia din teren, reţeaua de drenaj poate avea diferite forme în plan.

Amplasarea drenurilor absorbante pentru captarea apei freatice se face sub forma unor şiruri paralele, echidistante, perpendicular sau sub un anumit unghi faţă de colector, în diferite scheme. În figurile 4.23, 4.24 şi 4.25 sunt redate cele mai întâlnite scheme în amenajările de drenaj.

Schema longitudinală prevede amplasarea drenurilor absorbante, paralel cu linia de cea mai mare pantă, colectoarele fiind aproximativ pe direcţia curbelor de nivel. Se aplică pe terenurile cu pante mici, sub 0,005. Drenurile absorbante, fiind dispuse paralel cu direcţia de scurgere a apelor subterane, au o capacitate de absorbţie mică şi ca atare distanţa dintre drenuri trebuie micşorată şi costul investiţiei este mare.

Schema transversală constă în amplasarea drenurilor absorbante paralel cu direcţia generală a curbelor de nivel, iar colectorul pe linia de cea mai mare pantă. Se aplică pe terenuri cu pantă mai mare de 0,01. Reţeaua de regularizare, fiind amplasată perpendicular pe direcţia de scurgere a apei, aceasta circulă cu o viteză 118

mai mare către drenuri, sporind capacitatea de captare şi eficienţa acestora.

Fig.4.23 – Reţele de drenaj sistematic a-drenaj transversal; b-drenaj longitudinal; 1-dren absorbant; 2-dren colector; 3-canal de desecare;4-cămin de racord

Fig.4.24 – Reţea de drenaj în formă de spic; a-drenuri absorbante; b-drenuri colectoare; c-cămin de vizită; d-canal de desecare

Schema în spic se foloseşte pe terenuri cu panta cuprinsă între 0,005 şi 0,01.

Amplasarea drenurilor absorbante se face sub un unghi faţă de direcţia curbelor de nivel.

Fig.4.25 – Reţea de drenaj pentru văi; 1-drenuri absorbante; 2-drenuri colectoare; 3-cămine de racord.

Materiale de drenaj Pentru execuţia sistemelor de drenaj sunt folosite o varietate de materiale de construcţie (ciment, oţel beton, agregate pentru betoane, confecţii metalice şi din lemn, etc.), ponderea cea mai mare având-o 119

însă cele specifice acestor amenajări şi anume : tuburile de drenaj şi materialele filtrante.

Caracteristicile acestora sunt legate de însuşirile hidrofizice şi fizice ale solului, cât şi de parametrii fizico-chimici şi hidraulici ai apei freatice ce va fi captată de drenuri.

De alegerea corectă a materialelor de drenaj depinde atât funcţionarea sistemului cât şi durata şi costul exploatării.  Tuburile de drenaj Până în anul 1960, materialul de bază în construcţia drenajului a fost ceramica. După această dată, alături de ceramică, s-au folosit tot mai mult tuburile din material plastic care, datorită avantajelor pe care le prezintă, au cucerit o pondere destul de mare.

Tuburile pentru drenaj trebuie să îndeplinească următoarele condiţii: să aibă o durată de funcţionare mare, să fie nedeformabile, nealterabile de către agenţii chimici din sol, să evite formarea de depuneri în interior, să nu sufere deteriorări pe durata transportului şi manipulării, să fie cât mai ieftine şi să nu necesite cheltuieli mari de manoperă.  Tuburile ceramice Acestea se realizează cu diametre interioare d I de 50, 70, 80 şi 100 mm pentru drenurile absorbante şi 125, 150, 200 şi 250 mm pentru cele colectoare. Pentru a asigura rezistenţa la compresiune, tuburile au grosimea peretelui (funcţie de diametru) între 8 şi 30 mm iar lungimea de 330 mm pentru diametre mai mici de 125 mm şi de 50-80 mm pentru diametre mai mari de 125 mm. Secţiunea interioară a tubului este circulară iar cea exterioară este circulară, hexagonală sau octogonală (fig.4.26).

Fig.4.26 – Tuburi ceramice de drenaj a-tub cilindric; b-tub cu profil exterior hexagonal; c-tub cilindric cu mufă

Folosirea tuburilor poliedrice cu 6 sau 8 feţe a fost impusă de cerinţele mecanizării operaţiei de pozare, întrucât asigură o mai bună stabilitate a tuburilor la ieşirea în tranşee prin jgheabul maşinii de 120

drenaj.

Tuburile cilindrice cu mufă se recomandă pentru drenajul terenurilor mlăştinoase unde se produc tasări mari ce pot întrerupe continuitatea şi deci funcţionarea drenurilor realizate cu tuburi fără mufă, montate cap la cap. Deficienţa drenurilor executate cu tuburi cu mufă provine în principal din cauza rostului radial Z r, ce depăşeşte sau este sub limita admisă.

Fig.4.27 – Tuburi ceramice pentru drenajul terenurilor uşor tasabile a-îmbinarea tuburilor cu mufă; b-tub cu proeminenţe de centrare; 1-proeminenţe de centrare

Fig.4.28 – Procesul captării apei de către drenurile ceramice cu rosturi 1-tub de dren; 2-liniile de curent ale apei freatice; 3-filtru subţire; e-lăţimea rostului

În cazul drenurilor realizate cu tuburi ceramice montate cap la cap, intrarea apei în dren se face prin rosturile dintre capetele tuburilor de 0,5–3 mm. Datorită distanţei relativ mari (330 mm) între rosturi, în procesul filtraţiei apei spre dren ia naştere o rezistenţă hidraulică.

Rezistenţa (fig.4.28) este produsă de convergenţa liniilor de curent (2) în zona de intrare a apei în dren (1), deosebit de evidentă în cazul drenurilor fără filtru sau cu filtru subţire. În condiţiile terenurilor greu permeabile, eliminarea acestei deficienţe prezintă importanţă atât din punct de vedere tehnic cât şi economic.

Reducerea rezistenţei hidraulice la intrarea apei în dren permit fie mărirea distanţei dintre drenuri, ceea ce conduce la o scădere a costului investiţiei, fie la un drenaj mai intens (coborâre mai mare a nivelului freatic).

Mărirea secţiunii de intrare a apei în dren se poate realiza fie prin utilizarea unui filtru voluminos (balast, geotextil + nisip), fie prin mărirea diametrului tuburilor. În acest sens, pentru terenurile greu 121

permeabile, se recomandă ca diametrul minim al drenurilor absorbante să fie de 75 mm.

Principalele condiţii de calitate ce trebuie îndeplinite de tuburile din ceramică sunt: - grosimea peretelui să fie uniformă, variaţia acestuia să nu depăşească 1 mm la tuburile cu grosimea peretelui de 8-16 mm, 2 mm la tuburile având grosimea peretelui de 17-26 mm şi 3 mm pentru tuburile cu grosimea mai mare de 26 mm; - secţiunea interioară a tubului să nu fie ovalizată, diferenţa dintre două diametre perpendiculare să nu depăşească 1-3 mm; - săgeata curburii pe generatoarea tubului să fie de maxim 5 mm; - tubul să nu prezinte fisuri mari, se admit 6 fisuri cu lungimi mai mici de 4 cm; - să fie bine arse (ţinut suspendat şi lovit cu un obiect din lemn, trebuie să emită un sunet clar); - supuse la compresiune, după generatoare, trebuie să reziste la presiuni de minim: • 300 daN/cm2 pentru tuburi cu diametrul de 50 mm; • 400 daN/cm2 pentru diametre de 70-80 mm; • 500 daN/cm2 pentru diametre > 80 mm.

- rezistenţa la gelivitate este de minim 15 cicluri de îngheţ-dezgheţ.

Tuburile ceramice, deşi sunt utilizate încă de la început în tehnica drenajului, dovedind o bună rezistenţă şi funcţionalitate, prezintă o serie de deficienţe şi anume: - greutatea mare a tuburilor (3-13,7 kg funcţie de diametru); - cheltuieli ridicate pentru transport; - pierderi mari în timpul transportului şi a depozitării; - mărimea rosturilor, la pozarea mecanizată este dificil de respectat.  Tuburile de drenaj din plastic Primele tuburi de drenaj de material plastic realizate din policlorură de vinil şi polietilenă de mare densitate au apărut în anii 1960 în Olanda şi Australia. Folosirea lor s-a extins repede în toate ţările interesate în lucrări de drenaje, astfel în cele industrializate ca: Marea Britanie, Franţa, Olanda, Germania, peste 90% din aceste lucrări se execută cu tuburi din material plastic.

122

Principalele avantaje ale tuburilor din plastic sunt: - capacitate de transport a apei mai mare cu 20 – 30 % faţă de liniile de drenuri din ceramică, datorită rugozităţii mult mai reduse, cât şi continuităţii pantei drenului; - liniile de drenuri din plastic, fiind continue, sunt puţin afectate de tasările şi eventualele deplasări ale terenului; - greutate mică, cheltuieli de încărcare şi transport reduse; - gradul mare de mecanizare în execuţie.

Tipurile constructive de tuburi din mase plastice utilizate în drenaj pot fi : tuburi rigide cu pante netede numite şi tuburi lise şi tuburi flexibile cu perete ondulat, numite tuburi riflate.

Tuburile lise au lungimi de 4 şi 6 m, îmbinându-se între ele cu mufă şi cep. Accesul apei în dren se face prin fante distribuite perpendicular pe ax, înclinate de axul tubului sau longitudinal (fig.

4.29).

Fig.4.29 – Tuburi de drenaj din material plastic, rigide a-îmbinare cu mufă, fante perpendicular pe axul tubului; b-fante înclinate faţă de axul tubului; c-fante longitudinale (paralele cu axul tubului); 1-fantă pentru intrarea apei.

Tuburile rigide de drenaj prezintă dezavantajul că pozarea lor nu este integral mecanizată, utilizarea lor fiind astfel restrânsă, recomandându-se la construirea drenajului pentru turbării, a colectoarelor de tip închis şi la execuţia drenurilor verticale şi a piezometrelor de observaţie.

Tuburile riflate Realizarea tuburilor de drenaj flexibile a condus la introducerea metodei de pozare a drenurilor, fără tranşee.

Tuburile riflate au peretele ondulat sub formă inelară sau elicoidală, au o rezistenţă ridicată la compresiuni şi o elasticitate mare, astfel că pot fi înfăşurate pentru transport, dar în schimb au o rugozitate mare (fig.4.30). Diametrul tuburilor este între 50 şi 200 123

mm. Intrarea apei are loc prin orificii sau fante executate în adânciturile peretelui ondulat.

Fig.4.30 – Tub de material plastic riflat a-cu ondulaţii inelare ; b-cu ondulaţii elicoidale

Cercetările de laborator şi teren au confirmat comportarea mai bună a fantelor, comparativ cu orificiile (circulare) de intrare a apei, atât din punct de vedere hidraulic cât şi al fiabilităţii (colmatarea în perioada de exploatare). Fantele de intrarea apei sunt distribuite pe 4 până la 8 generatoare ale tubului. Pentru îmbunătăţirea condiţiilor hidraulice de curgere a apei s-au realizat tuburi cu perete dublu, cel exterior riflat iar cel interior neted şi subţire, astfel ca tubul să nu capete rigiditate. Pe lângă costul mai ridicat, acest tip de tub prezintă dezavantajul unei rezistenţe mărite la intrarea apei.  Tuburi din beton Acestea se folosesc mai rar pentru construcţia drenurilor absorbante şi mai des la construcţia drenurilor colectoare. O atenţie deosebită trebuie acordată calităţii acestor tuburi, deoarece sunt distruse de apele freatice acide sau care sunt cu un conţinut mai mare de 1 – 3 % în sulfaţi de sodiu şi magneziu. Pentru asigurarea stabilităţii tuburilor din beton se impune adoptarea unor grosimi mai mari a peretelui, realizarea unor betoane cât mai impermeabile, aburirea tuburilor timp de câteva ore la temperatura de 1750C, protecţia prin vopsire sau prin spoirea cu bitum. Tuburile de drenaj din beton cu cheramzit (cheramzitul se obţine prin arderea argilelor bogate în fier) sau tubo – filtre. Au fost folosite pentru prima dată în anul 1925 în S.U.A. şi Anglia. La aceste tuburi peretele îndeplineşte rol de filtru, executându-se dintr-un beton poros. Au avantajul unei rezistenţe hidraulice reduse la intrarea apei în dren, care se face pe toată suprafaţa tuburilor. Montarea lor se face prin îmbinare, reducându-se colmatarea. În exploatare, permeabilitatea lor scade cu aproximativ 70, 50 şi 20 % în contact cu nisipul fin mijlociu şi grosier, astfel valoarea iniţială a permeabilităţii, de cca. 300 m/zi, trebuie considerată de 90, 150 şi respectiv 240 m/zi.

124

Diametrul maxim al porilor, pentru cazul drenării solurilor coezive, trebuie să fie de 0,4 – 0,5 mm.

Utilizarea tuburilor din beton în construcţia drenajului este condiţionată de agresivitatea apei freatice drenate, admiţându-se o mineralizare maximă a apei de 15 g/dm3 iar valoarea pH-ului să fie mai mare de cinci. Când aceste valori sunt depăşite, cimentul ca liant este înlocuit cu alte materiale ca: bitum, răşină bachelitică, răşină acido-întăritoare produsă prin policondensarea fenolului cu formaldehidă în mediu alcalin, compoziţii polimerice. În majoritatea cazurilor drenurile executate din tubofiltre nu necesită protecţie cu filtru ; este bine ca pozarea lor să se facă pe un strat subţire ( 4 – 5 cm) din nisip şi pietriş. Pentru pozarea tuburilor – filtre se folosesc aceleaşi maşini ca şi în cazul tuburilor din ceramică.

Fitinguri pentru reţeaua de drenaj Fitingurile pentru reţeaua de drenaj servesc la execuţia unor detalii constructive, folosirea lor contribuind atât la obţinerea unor lucrări de calitate, cât şi la reducerea manoperei aferente.

Cele mai utilizate sunt (fig.4.31): - piese pentru racordarea pe aliniament a tuburilor de drenaj cu diametre diferite (reducţii) sau cu acelaşi diametru (mufe) (a şi b); - buşoane de capăt pentru obturarea la capătul amonte a liniei de dren în vederea protejării împotriva colmatării (c); - ramificaţii în formă de T sau Y utilizate la racordarea drenului absorbant cu drenul colector (d); - cot pentru racordarea drenului absorbant la drenul colector (e).

125

Fig.4.31 – Fitinguri de drenaj a-reducţia 1; b-mufa 2; c-buşon de capăt 3; d-ramificaţie 4 ; e-cot 5

Materiale filtrante pentru drenaj Webster, citat de Man (1982) defineşte „filtrul“ ca o masă poroasă prin care trece apa, separându-se de părţile în suspensie existente în ea.

Denumirea de filtru se poate adopta şi pentru materialul filtrant fără însă ca sensul fizic să fie valabil.

Materialele filtrante pentru drenaj îmbunătăţesc condiţiile hidraulice de pătrundere a apei în dren şi protejează drenurile împotriva colmatării.

Pentru a reduce la minim rezistenţa hidraulică a ansamblului filtru – dren trebuie ca permeabilitatea transversală a filtrului să fie de cel puţin 100 de ori mai mare decât cea a pământului în care se introduce, iar în urma colmatării în exploatare să rămână mai mare de cel puţin 10 ori.

Se poate renunţa la filtru dacă sunt îndeplinite o serie de condiţii legate de sol şi tehnologia de execuţie şi anume: - solul să fie permeabil încât să nu necesite filtru cu funcţie drenantă; - stratul de pământ în care se pozează drenul trebuie să aibă o structură stabilă în contact cu apa; - umiditatea profilului de sol, în momentul execuţiei drenajului, să fie la o valoare optimă pentru a se reduce colmatarea primară; 126

- execuţia drenurilor să se facă cu maşini ce pozează drenul fără tranşee; - alegerea pantei să determine viteze corespunzătoare apei. În construcţia drenajului se utilizează materiale filtrante de natură granulară, organică şi sintetice.

Materialele filtrante granulate sunt: pietrişul sortat, balastul, zgura de furnal şi de termocentrală, nisipul grosier. Sunt cele mai populare, putând fi folosite la drenajul solurilor cu structură instabilă şi nivelul freatic ridicat, în toate condiţiile de climă. Dezavantajul acestor materiale este costul ridicat al transportului şi al manipulării, având o greutate mare.

Avantajele materialelor granulare constau din faptul că: - au o porozitate drenabilă mare; - pot fi realizate în sorturi diferite, funcţie de textura solului ce urmează a fi drenat, deci se pot utiliza în orice condiţii de sol şi de mineralizare a apei freatice; - formează şi menţin în timp un filtru voluminos ce oferă secţiune mare la intrarea apei; - colmatarea în timp este redusă; - rezistă şi nu se deformează în timp, au o durată de serviciu îndelungată.

Materialele filtrante organice au fost folosite pentru prima dată, cu rezultate satisfăcătoare, în zonele de deltă din nordul şi vestul Europei (Man, 1982).

Cele mai folosite materiale filtrante organice sunt tulpinile unor plante cultivate, muşchii, turba, rumeguşul şi aşchiile din lemn.

Cercetările efectuate până în prezent permit evidenţierea următoarelor aspecte: - în stare afânată, materialele organice sunt voluminoase, cu o permeabilitate bună, în timp se tasează, determinând o reducere a permeabilităţii şi porozităţii; - în condiţii aerobe are loc o degradare mai accentuată decât în condiţii anaerobe, recomandându-se în special în zonele umede cu nivel freatic permanent ridicat.

127

Utilizarea tulpinilor de plante este legată de rezistenţa lor la putrezire în perioada de exploatare a drenului. Astfel, sunt recomandate tulpinile de in semincer, paiele de ovăz, orez, orz, grâu, secară. Rumeguşul

de lemn, utilizat ca filtru, trebuie să aibă dimensiunea de 1–3 mm, iar dacă se folosesc aşchiile de lemn, acestea trebuie să fie cât mai mici. În privinţa materialelor filtrante sintetice, primul material de tip „geotextil“ pentru filtrare a apărut în anul 1961 sub formă de ţesătură şi fibre aglomerate din sticlă, căpătând o largă utilizate în ţări ca: Danemarca, Olanda, Rusia, Polonia (Niţescu, 1990).

Cele mai cunoscute materiale geotextile pentru protecţia drenurilor produse la noi în ţară sunt terasinul, netesinul, drenotexul, madrilul, filtexul.

Materialele filtrante sintetice au avantajul că se pot înfăşura pe tuburile riflate, eliminându-se operaţia de pozare a filtrului, inclusiv obţinerea unei calităţi superioare a lucrărilor executate.

Au dezavantajul unui preţ de cost ridicat şi a unei colmatări mai pronunţate în anumite soluri. Trebuie să prezinte o rezistenţă la eforturi (ruperi), la acţiunea soluţiilor de sol acide şi bazice, să nu se degradeze în timp şi să aibă o bună permeabilitate şi porozitate.

Construcţii speciale pe reţeaua de drenaj Construcţiile speciale pe reţeaua de drenaj au rolul de a asigura buna funcţionare a reţelei de drenuri şi de a regla nivelul freatic.

Acestea sunt: gurile de evacuare, căderile, căminele de vizită sau control şi lucrările de protecţie.

Gurile de evacuare sunt construcţii care asigură descărcarea apelor din drenul colector în canale sau în emisar. Când malul emisarului este rezistent drenul se termină cu un tub rigid, cu lungimea de 3–4 m. Se execută din tuburi din beton, azbociment, material plastic, amplasate la 15–20 cm deasupra nivelului mediu al apei din canalul de evacuare.

128

Fig.4.32 a - Gură prefabricată pentru evacuarea drenurilor 1-gură prefabricată; 2-tub de racord; 3-mufă pentru racord; 4-dren ceramic

Fig.4.32 b - Gură de evacuare obişnuită1-tub de racord şi desecare; 2-piesă pentru protecţia taluzului

Fig.4.32 c – Gură de evacuare consolidată 1-tub de racord şi descărcare ;2-piesă pentru protecţia taluzului

În cazul malurilor slab rezistente, acestea se consolidează printr-o construcţie durabilă, din elemente prefabricate sau din beton monolit (fig.4.32 a).

Căderile se execută în punctele de schimbare bruscă de pantă sau când terenul are o pantă mai mare decât panta drenului şi numai când rolul lor nu este luat de căminele de control.

Se execută din tuburi aşezate vertical.

Căminele de vizită sau control sunt construcţii cu rolul de a urmări modul de funcţionare a drenului, decantarea materialelor în suspensie, compensarea pantei şi reglarea nivelului apei freatice (fig.4.33). Se prevăd pe reţeaua de drenuri absorbante atunci când lungimea acestora depăşeşte 200 m sau există pericolul colmatării cu oxizi de fier şi pe reţeaua de drenuri colectoare la distanţe de 400 m, iar în cazul solurilor instabile distanţele se micşorează, ajungând la 100 m. În cazul reglării nivelului apei freatice căminele de control 129

sunt prevăzute cu dulapi montaţi suprapuşi care permit ridicarea nivelului apei în cămin la înălţimea dorită (fig.4.34).

Căminele se execută din diferite materiale sau elemente prefabricate cu secţiunea transversală circulară sau pătrată.

Fig.4.33 – Cămin de control

Fig.4.34 – Cămin regulator de nivel

Lucrările de protecţie se execută la traversarea de către reţeaua de drenuri a drumurilor sau pentru protecţia înfundării de către rădăcini. Pentru amortizarea trepidaţiilor provocate de circulaţia pe drum, se realizează un strat protector de pietriş de 20-30 cm acoperit cu unul de argilă sau beton.

Când există pericolul pătrunderii rădăcinilor în drenuri se realizează manşoane speciale la rosturile tuburilor de dren.

4.7.4.2. Execuţia drenajului orizontal Lucrările propriu-zise de execuţie a drenajului orizontal se referă la săparea traseelor de pozare, pozarea drenurilor şi a materialului filtrant şi la acoperirea drenului, respectiv astuparea tranşeei. Aceste lucrări se pot realiza mecanic, manual sau combinat.

La alegerea maşinilor pentru realizarea mecanizată a drenajului se va ţine seama de: - caracteristicile tehnice ale maşinii, care să asigure realizarea parametrilor reţelei de drenaj (adâncimea de pozare, diametrul tuburilor, aşezarea materialului filtrant la dimensiunile şi componenţa stabilită); - asigurarea funcţionalităţii drenajului prin modul de execuţie (cu sau fără tranşee); - folosirea raţională, cu consum minim de carburanţi, a maşinilor din dotare; 130

Tehnologic, maşinile de drenaj sunt: a) maşini de drenaj cu pozarea drenului în tranşee, maşini ce au ca organ activ de lucru: - elinda cu lanţ şi cupe ce excavează tranşei cu lăţimi de 400 – 650 mm; - elinda cu lanţ şi racleţi pentru tranşee îngustă 150 – 300 mm; - rotor cu cupe (tranşee lată) sau racleţi (tranşee îngustă) şi b) maşini de drenaj cu pozarea tubului fără tranşee, având organul de lucru pasiv, format fie dintr-un cuţit vertical şi un drenor fie dintr-un cadru cuţit în V cu drenor la partea inferioară ce realizează în teren o fantă şi un locaş în care se pozează tubul de dren şi materialul filtrant.

Productivitatea maşinilor de drenaj depinde în primul rând de tipul tehnologic (cu sau fără tranşee) iar în cadrul fiecărui tip, de caracteristicile constructive ale maşinii. La viteze mari de lucru ( peste 400 m/h) şi mai ales la maşinile de drenaj cu pozare fără tranşee, dispozitivul cu laser este singurul sistem ce asigură maşinilor un ghidaj corespunzător prin precizia şi rapiditatea comenzilor.

Pozarea drenurilor colectoare se face prin metoda tranşeei, iar deschiderea tranşeei se face din aval înspre amonte.

Operaţiile tehnologice, la construcţia drenajului prin metoda tranşeei, constau din: - lucrări pregătitoare şi anume : curăţirea traseului de vegetaţie, materializarea în teren a axului drenului; - aprovizionarea cu materiale, tuburi de dren, material filtrant, piese de racordare, guri de evacuare; - deschiderea tranşeei, pozarea tuburilor şi a materialului filtrant ; - executarea racordării la colector sau la gurile de evacuare; - acoperirea drenului cu un prim strat de pământ de 10 – 15 cm (orbirea); - astuparea tranşeei.

131

Tehnologia executării drenajului fără tranşee constă în principiu în introducerea tuburilor de dren în sol printr-o fantă deschisă de organul de lucru al maşinii de drenaj.

Comparativ cu metoda de pozare prin tranşee, aceasta prezintă o serie de avantaje: - se elimină excavarea unui volum de pământ; - stratul arabil nu este distrus; - productivitate mărită; - realizarea liniilor de dren în condiţii hidrogeologice dificile.

Execuţia manuală a drenajului are loc în cazul unor suprafeţe izolate. În condiţiile ţării noastre, perioada cea mai favorabilă pentru executarea drenajului este iulie – noiembrie.

Pentru o bună funcţionare a drenajului şi o durată cât mai îndelungată, execuţia lui trebuie făcută cu multă atenţie şi corectitudine, ori neajuns în execuţie duce la întreruperea funcţionării lui şi remedierile se fac cu mari greutăţi şi cheltuieli.

4.7.5. Drenajul vertical Reprezintă o altă metodă de drenaj, practicată în condiţii litologice şi hidrogeologice speciale, sau pentru eliminarea anumitor forme ale excesului de umiditate.

Drenajul vertical se aplică pe terenuri situate la distanţe mari de un emisar deschis sau, în cazul unor depresiuni izolate ale căror ape, neputând fi evacuate în reţeaua de canale (din considerente tehnicoeconomice), sunt descărcate în straturi acvifere.

Această metodă foloseşte două sisteme principale de drenaj: puţurile absorbante şi puţurile colectoare (de pompare).

Puţurile absorbante se practică în situaţiile când în sol, la mică adâncime se află un strat permeabil nesaturat, format din nisip şi pietriş, cu o mare capacitate de înmagazinare a apei (fig.4.35).

132

a.

b.

Fig.4.35 – Schema unui puţ absorbant; a-perfect; b-imperfect

Servesc atât pentru evacuarea excesului de apă de la suprafaţa solului cât şi a excesului de natură freatică.

Puţurile absorbante pot fi realizate din tuburi de 15-30 cm diametru, în cazul când stratul impermeabil are grosimi relativ mari (2-4 m) şi se află situat la adâncimea de 5-10 m şi din puţuri forate netubate, cu diametrul de 40-60 cm, atunci când stratul impermeabil este subţire, situat la mică adâncime (1-1,50 m). Puţurile netubate se pot umple cu material filtrant (fascine, balast, bolovani) pentru a nu se surpa în timpul exploatării. În funcţie de adâncimea de pătrundere a puţului în stratul acvifer se deosebesc: puţuri perfecte care se sprijină pe stratul impermeabil, infiltrarea apei având loc numai în lungul pereţilor şi puţuri imperfecte care nu străbat întreg stratul acvifer, infiltrarea realizându-se atât prin pereţi, cât şi prin fundul puţului.

Debitul de apă ce se infiltrează prin puţul absorbant perfect se poate calcula după metoda Dupuit astfel: q = 2π ⋅ x ⋅ y ⋅ k

dy dx

π ⋅ k(h2 − H 2 ) care după integrare devine: R ln r unde: q este debitul infiltrat, în m3/s; k – conductivitatea hidraulică, în m/s; q=

133

h – grosimea stratului acvifer, în m; H – nivelul de apă în stratul acvifer, în m; R – raza de influenţă a puţului, în m; r – raza puţului absorbant, în m.

Pentru situaţia unui puţ imperfect (fig.4.35 b) debitul evacuat este suma celor două debite infiltrate, prin partea laterală (q 1) şi prin fundul puţului (q2).

Sistemul de drenaj cu puţuri absorbante este folosit în cazul debitelor mici de evacuare, pe terenuri cu conductivitatea hidraulică ridicată. Prezintă dezavantajul că se colmatează uşor, sunt costisitoare şi nu contribuie la aerisirea solului. Pentru evitarea împotmolirii se recomandă ca apa (cu aluviuni) să fie trecută, înainte de intrarea în puţ, printr-o cameră de decantare.

Fântânile (sau puţurile de pompare) se folosesc în cazul excesului de umiditate datorat apelor freatice cu nivel ridicat, cantonate într-un strat acvifer saturat (fig.4.36).

Fig.4.36 – Fântână

Constau din puţuri forate la adâncimea de 20-100 m, cu diametrul de 15-75 cm, fiind căptuşite cu tuburi din metal, beton sau din materiale plastice, prevăzute cu fante sau orificii pentru pătrunderea apei.

Zona orificiilor se protejează cu un strat filtrant.

Prin pomparea apei din puţuri are loc o coborâre a nivelului freatic, până la realizarea adâncimii de drenaj (z).

134

Curba de depresiune ce se creează în jurul puţului are forma unui con de depresiune, raza de influenţă a acestuia fiind cuprinsă între 100 şi 1000 m, în funcţie de textura terenului.

Cu notaţiile din fig.4.39 debitul pompat într-o secţiune curentă (r) este:

q = 2 ⋅π ⋅ r ⋅ h ⋅

dh dr

m3/zi

Integrând între limitele: r = r1; h = h1 r = r2; h = h2 obţinem:

q=

π ⋅ k ⋅ ( h22 − h12 ) r In 2 r1

în care:q este debitul pompat, în m3/zi; r – distanţa de la fântână până la secţiunea considerată, în m; k – coeficient de filtraţie, în m/zi; h – înălţimea curbei de depresiune, în m; Puţurile de pompare folosite în cazul drenajului vertical se dispun uniform pe suprafaţa desecabilă, sau se amplasează liniar pe 1-2 rânduri perpendiculare pe direcţia curentului subteran. Pentru urgentarea coborârii nivelului freatic, puţurile de pompare se pot amplasa într-un sistem de drenuri radiale (fig.4.37).

Folosirea drenajului vertical cu puţuri colectoare are următoarele avantaje: - realizează adâncimi mai mari de drenaj , situaţie convenabilă în cazul ameliorării terenurilor sărăturate; - exploatează un strat acvifer mai adânc şi cu permeabilitate mai mare; - apa evacuată din puţuri poate fi folosită la irigaţii.

Dezavantajele drenajului vertical în comparaţie cu cel orizontal sunt următoarele: - este o amenajare mai complexă, mai dificil de executat şi mai costisitoare, care necesită cheltuieli mari de funcţionare; - se poate folosi cu succes numai în cazul straturilor de sol cu transmisivitate ridicată.

135

Fig. 4.37 – Puţ colector cu drenuri radiale orizontale

4.8. MĂSURI AGROPEDOAMELIORATIVE, FOLOSITE PE TERENURILE CU EXCES DE UMIDITATE Măsurile agropedoameliorative reprezintă un complex de lucrări tehnice executate pe terenurile desecabile în vederea creării şi păstrării unui regim optim al apei, aerului şi elementelor nutritive din sol. Prin specificul lor şi prin influenţa pe care o exercită asupra umidităţii solului, sunt considerate o verigă între lucrările hidrotehnice de desecare-drenaj şi cele agrotehnice. Devin obligatorii în cazul solurilor grele, slab permeabile, altfel lucrările de desecare-drenaj îşi pierd din eficienţa lor asupra eliminării excesului de umiditate. În ţara noastră, terenurile agricole cu soluri argiloase compacte şi deci cu permeabilitate redusă, interesate la lucrări agropedoameliorative, ocupă o suprafaţă de 2,5 până la 3 mil. ha.

Aceste terenuri sunt situate în zonele umede şi subumede ale Banatului, Crişanei şi Maramureşului, în Transilvania şi în nordul Olteniei, în Muntenia, Moldova şi în zona dealurilor subcarpatice.

Capacitatea redusă de înmagazinare a apei fac ca aceste soluri să treacă extrem de rapid de la starea de supraumezire la starea de uscăciune, necesitând luarea de măsuri în vederea echilibrării elementelor bilanţului hidric.

4.8.1. Nivelarea în pantă 136

Nivelarea terenului se execută în scopul realizării unor pante continui şi cât mai uniforme care să permită scurgerea apelor înspre reţeaua de colectare (fig.4.38).

Fig.4.38 – Nivelarea în pantă

Nivelarea poate fi: capitală (iniţială) şi curentă (de exploatare).

Nivelarea capitală se execută pe bază de proiect.

Panta de nivelare se alege în aşa fel încât să permită apelor de suprafaţă să se scurgă uşor dar să şi permită o infiltrare bună.

Este recomandată o pantă medie de 1,0 ‰, cu valori extreme de 0,5 şi 5 ‰.

Această lucrare prezintă şi unele dezavantaje şi anume: poate crea o neuniformitate în toate însuşirile solului, care se răsfrânge negativ în fertilitatea lui. Grosimea stratului de sol decopertat nu trebuie să depăşească 20–25 cm.

Perioada optimă de execuţie a nivelării este de obicei după recoltarea cerealelor, atunci când umiditatea solului este scăzută, sub 1/2 I.U.A. După executarea nivelării capitale este bine să se facă o arătură adâncă, să se aplice îngrăşăminte organice şi amendamente pentru refacerea fertilităţii solului.

Dacă terenul este tasat, este util să se efectueze lucrări de afânare adâncă.

Comportarea în timp a nivelării se verifică prin observaţii făcute în teren, atât primăvara timpuriu, când are loc topirea zăpezilor, cât şi după căderea unor ploi mai importante cantitativ.

Pentru uşurarea scurgerii apei din câmp, atât arătura, cât şi rândurile culturilor se orientează de-a lungul liniei de cea mai mare pantă.

4.8.2. Modelarea suprafeţei terenului 137

Modelarea terenului constă în realizarea, pe linia de cea mai mare pantă, a unor benzi cu coame de lăţimi diferite, delimitate de rigole de scurgere (fig.4.39).

Fig.4.39 – Modelarea terenului în benzi cu coame

Poate fi aplicată în zonele cu climat umed, pe suprafeţe plane şi soluri grele, cu permeabilitate foarte redusă chiar de la suprafaţa terenului. Aceste lucrări creează un microrelief nou, mai favorabil, cu pante mai mari decât panta iniţială a terenului şi o reţea de rigole cu condiţii mai bune de scurgere.

Modelarea suprafeţei terenului în benzi cu coame se realizează cu plugul obişnuit prin arătură la cormană executată mai mulţi ani la rând, sau din primul an prin executarea succesivă a mai multor arături, metodă avantajoasă datorită menţinerii stratului fertil la suprafaţă.

Este considerată cea mai veche lucrare pentru eliminarea apei în exces din precipitaţii, de pe terenurile agricole plane, cu soluri grele.

Lucrările de modelare au cunoscut aria cea mai mare de aplicare datorită multiplelor avantaje pe care le prezintă şi anume: - sunt uşor de executat, folosind utilaje simple; - nu necesită materiale de construcţie, investiţia este mică; - există posibilitatea adoptării pentru coame a unei game largi de lăţimi, lungimi şi pante transversale; - au o durată mare de folosinţă.

Pe lângă avantajele prezentate, modelarea în benzi cu coame prezintă şi unele dezavantaje şi anume: - randament scăzut al maşinilor agricole, ca urmare a vitezelor mici de deplasare când lucrează terenul; - rezerva de apă din sol este mai mică, deoarece o mare parte din apa din precipitaţii este evacuată; 138

- umiditatea solului este diferită, fiind mai ridicată în zona rigolelor de scurgere şi mai scăzută în zona coamelor.

La noi în ţară, modelarea în benzi cu coame se recomandă în zona umedă, pe terenurile cu pante sub 5-10 ‰, cu următoarele elemente tehnice: lăţimi de 18-27 m, lungimi de 200-500 m, pante transversale1-3 ‰.

4.8.3. Afânarea adâncă a solului Această lucrare constă în mobilizarea masei solului până la adâncimea de 40 – 80 cm de la suprafaţa terenului prin scarificare. În funcţie de scopul urmărit, aceasta poate fi considerată o măsură agropedoameliorativă de îmbunătăţire a condiţiilor de aeraţie a solului sau hidroameliorativă, de îmbunătăţire a drenajului intern al solului.

Prin aplicarea lucrării de afânare adâncă se rezolvă însă ambele aspecte.

Afânarea adâncă se aplică pe terenurile cu soluri argiloase, compacte, slab aerate, cu un grad de tasare de peste 10 %, greu permeabile K < 0,1 – 0,4 m/zi, cu panta sub 15 %, să nu fie afectate de apa freatică în perioadele cu exces de umiditate şi să nu se sprijine pe un substrat care să favorizeze alunecările. Afânarea adâncă se poate aplica singură sau în asociere cu alte lucrări de accelerare a scurgerii, sporindu-le eficacitatea, în funcţie de condiţiile locale, astfel: a) ca măsură singură se poate aplica numai pe terenuri cu pantă continuă bine nivelate, cu strat argilos greu permeabil de grosime mică (0,6–0,8 m) încât să fie mobilizat în întregime, aşezat pe straturi suficient de permeabile, nesaturate cu apă (fig.4.40); b) asociată cu lucrări de nivelare, modelare rigole sau drenaj cu tuburi , în funcţie de climă, relief, sol, se aplică pe terenurile cu strat argilos greu permeabil, de grosime mai mare de 0,6 – 0,8 m care nu poate fi mobilizat în întregime (fig.4.41 a şi b); c) în asociere cu drenajul cu tuburi, pe terenurile cu ape freatice, drenajul având rolul de a coborî nivelul freatic la adâncimi, sub adâncimea la care se execută afânarea (fig.4.41 c).

Elementele tehnice ale afânării adânci sunt: adâncimea de afânare, lăţimea de lucru a unei piese active a scarificatorului, distanţa dintre piesele active şi orientarea urmelor de afânare în raport cu panta terenului.

139

Fig.4.40 – Afânarea adâncă pe terenuri cu strat argilos, greu permeabil, situat la mică adâncime; a-înainte de afânare; b-după afânare.

Fig.4.41 – Afânarea adâncă pe terenuri cu strat argilos greu permeabil de grosime mare: a-înainte de afânare; b-după afânare; c-după afânare şi drenare; dc-dren cârtiţă; Dc-dren tubular colector

Adâncimea de afânare (h) se stabileşte în raport de profilul solului. Adâncimea minimă este de 40–50 cm, iar cea maximă de 70– 80 cm. Lăţimea de lucru a unei piese active depinde de adâncimea de lucru (h) şi poate fi până la dublul adâncimii de lucru l = 2 h.

Distanţa dintre piesele active de afânare sau dintre urmele liniilor de afânare (d) se alege, de regulă, de 0,5 până la 0,7 din lăţimea de lucru.

Perioada cea mai potrivită de efectuare a afânării adânci a solului este iulie–septembrie şi chiar octombrie, dacă nu intervin ploi.

140

Pe parcursul exploatării, efectul afânării se stinge treptat şi solul ajunge la starea iniţială după 4–6 ani, când afânarea trebuie repetată din nou.

4.8.4. Drenajul cârtiţă Constă din executarea în sol, la o anumită adâncime, a unor galerii prin care se elimină excesul de umiditate.

Drenajul cârtiţă se aplică pe terenuri bine nivelate, cu soluri slab permeabile (0,25 m/zi) şi slab aerate, cu valori ale porozităţii de aeraţie mai mici de 10–12 %, cu o textură luto-argiloasă sau argiloasă, cu un conţinut de argilă de cel puţin 35-40 % şi de nisip de cel mult 20 %.

Elementele tehnice ale drenajului cârtiţă sunt: adâncimea, diametrul galeriei, panta, traseul, lungimea şi distanţa dintre galerii.

Adâncimea drenului cârtiţă trebuie să fie suficient de mare pentru a-l proteja împotriva uscăciunii, îngheţului şi tasării.

Durata de funcţionare este cu atât mai mare cu cât adâncimea la care au fost executate este mai mare. Odată cu adâncimea creşte însă şi costul lucrării. Se consideră optimă adâncimea de 0,5–0,7 m faţă de suprafaţa terenului. Diametrul galeriei cârtiţă este de 8-10 cm pentru solurile minerale şi 10-15 cm pentru solurile bogate în materie organică. Panta drenului cârtiţă poate fi între 0,1 şi 4 %, iar panta optimă de 1-2 %.

Fig.4.42 – Execuţia drenajului cârtiţă (a), forma galeriei şi sistemul de fisuri (b)

Drenul trebuie să aibă pantă continuă spre gura de descărcare a apei. Lipsa pantei, panta insuficientă şi contrapantele sunt, de cele mai 141

multe ori, cauza distrugerii galeriilor. De aceea, terenul trebuie bine nivelat în sensul pantei, drenorul copiind linia suprafeţei terenului.

Drenurile cârtiţă se execută cu ajutorul plugului special de drenaj cârtiţă (fig.4.42).

Acest utilaj este prevăzut cu o bârsă sub formă de lamă de cuţit care, în mişcare, taie solul. La capătul bârsei se află un drenor care execută galeria subterană, de aceasta este fixat un dilatator, în formă de pară cu diametrul mai mare, care compactează pereţii galeriei.

Plugul lucrează tractat, deschiderea drenurilor se face din aval spre amonte.

Perioada cea mai potrivită pentru executarea drenajului cârtiţă este iunie–octombrie, când subsolul este umed şi suprafaţa terenului destul de zvântată pentru a nu se produce tasări.

Nu se recomandă executarea drenajului cârtiţă în timp de secetă, deoarece subsolul fiind uscat, fără plasticitate, nu permite formarea galeriilor.

Dacă solul este compact, slab aerat, drenajul cârtiţă să poate asocia cu afânarea adâncă a stratului de deasupra galeriei. În general, durata de funcţionare a drenurilor cârtiţă este de 2-3 ani în solurile minerale arabile şi de 3-5 ani în celelalte soluri.

4.9. EXPLOATAREA ŞI ÎNTREŢINEREA LUCRĂRILOR DE DESECARE - DRENAJ Prin exploatarea unui sistem de desecare-drenaj se înţelege ansamblul de măsuri pentru menţinerea la parametri proiectaţi a tuturor elementelor componente ale sistemului pe toată durata de folosinţă, iar prin lucrările de întreţinere se înţeleg activităţile de intervenţie ce se execută pentru buna funcţionare a elementelor care colectează, transportă şi evacuează excesul de apă de pe un perimetru desecabil.

Obiectivele activităţilor de exploatare şi întreţinere sunt următoarele: - realizarea producţiei agricole programate; - recuperarea investiţiilor la termenul stabilit; - evacuarea excesului de apă în timp util; - menţinerea şi sporirea fertilităţii solurilor; - îmbunătăţirea parametrilor tehnico-economici proiectaţi.

142

Activitatea de întreţinere cuprinde următoarele: supravegherea tehnică a amenajării, revizia tehnică şi specială, lucrările propriu-zise de întreţinere şi reparaţii.

Supravegherea tehnică se referă la măsurile de observare şi control tehnic al lucrărilor, precum şi la urmărirea lor în timpul exploatării.

Revizia tehnică reprezintă operaţia de examinare sistematică, la anumite termene, a lucrărilor, iar cea specială se efectuează în urma unor defecţiuni grave.

Lucrările de întreţinere se execută periodic, în scopul menţinerii elementelor tehnice ale sistemului de desecare-drenaj în stare de funcţionare.

Lucrările de reparaţii pot fi curente, capitale sau accidentale.

Lucrările de reparaţii se execută la intervale de 1-3 ani în scopul readucerii elementelor amenajării la parametrii iniţiali sau îmbunătăţiţi. Lucrările de reparaţii capitale se execută la intervale de timp mai mari (20-25 ani), elementele uzate pot fi înlocuite parţial sau total. Lucrările de reparaţii accidentale se efectuează în cazul avariilor.

4.9.1. Exploatarea şi întreţinerea reţelei de canale Activitatea de exploatare a reţelei de canale din sistemul de desecare-drenaj, impune executarea următoarelor operaţiuni:  verificarea generală a stării tehnice a canalelor, îndeosebi a elementelor geometrice;  suprareglarea continuă a evacuării apei;  îndepărtarea corpurilor plutitoare sau a obstacolelor;  înregistrarea nivelurilor şi debitelor de apă, etc. În afara operaţiunilor curente, se mai efectuează şi unele observaţii care stau la baza programelor de întreţinere şi anume: - comportarea în timp a parametrilor tehnici şi funcţionali ai reţelei de canale; - identificarea, pe teritoriul desecabil, a zonelor joase unde se menţine un exces de umiditate în permanenţă; - depistarea punctelor de strangulare a secţiunii canalelor datorită unor colmatări sau surpări neprevăzute.

Lucrările de întreţinere şi de reparaţii au în vedere aducerea elementelor funcţionale ale canalelor la parametri proiectaţi. Pentru 143

aceasta, în lucrările de întreţinere sunt incluse: curăţirea de vegetaţie, executarea unor mici reparaţii la taluzuri, curăţirea de aluviuni, înlăturarea obstacolelor, întărirea consolidărilor, combaterea rozătoarelor etc., iar în cele de reparaţii capitale sunt cuprinse: redimensionări, reprofilări şi completări ale reţelei de canale, potrivit cu modificările survenite în timp în regimul de scurgere.

Cel mai des întâlnite lucrări de întreţinere la canale sunt: combaterea vegetaţiei şi despotmolirea secţiunii de scurgere.

Combaterea vegetaţiei de pe canale Vegetaţia (este vorba de cea spontană), găseşte pe canale condiţii favorabile de creştere şi dezvoltare. Datorită vegetaţiei, rugozitatea albiei se măreşte, viteza de scurgere a apei se micşorează, iar capacitatea de transport a canalelor se reduce cu 50-70 %. Viteza redusă favorizează la rândul ei depunerile de aluviuni care modifică albia în profil longitudinal şi transversal. Vegetaţia de pe canale poate contribui totodată la îmburuienarea suprafeţelor limitrofe prin împrăştierea seminţelor pe calea apei şi vântului.

Vegetaţia de pe canale se combate prin mai multe metode : manuală, mecanică, chimică şi prin ardere.

Metoda manuală. Se practică pe canale mici prin cosirea vegetaţiei, folosind coase manuale. Se execută de cel puţin trei ori pe an, prima coasă până la 15 iunie, înainte de formarea seminţelor şi ultima, până la 15 septembrie, pentru a nu fi surprinsă de ploile de toamnă. Cosirea pe un canal se face din aval spre amonte, pentru ca masa vegetală să nu bareze acţiunea de scurgere.

Metoda mecanică. Este des utilizată la curăţirea de vegetaţie a oricăror canale, indiferent de mărimea lor. Această metodă foloseşte diverse tipuri de cositori mecanice, unele care acţionează prin tăiere, având organe de lucru cu mişcare alternativă, altele prin biciuire având organe rotative de mare turaţie.

Metoda chimică. Foloseşte diferite tipuri de erbicide. Deşi este o metodă eficientă (mai ieftină şi mai rapidă decât celelalte metode) trebuie practicată cu multă grijă. Astfel, aplicată pe întreaga secţiune a canalului, prezintă dezavantajul că, în timpul ploilor mari, taluzurile lipsite de covor vegetal pot fi erodate prin şiroire.

144

Totodată, trebuie avută în vedere poluarea cu erbicide a apei din canale şi pericolul acesteia asupra mediului înconjurător.

Astfel, dacă apa din canale este folosită la irigaţii sau este populată cu peşti, se va renunţa la metoda de combatere chimică a vegetaţiei.

Metoda de combatere prin ardere. Se foloseşte în sezonul rece al anului, când vegetaţia este uscată şi poate fi arsă cu ajutorul aruncătoarelor de flăcări. În SUA metoda se utilizează chiar la arderea vegetaţiei verzi. În acest caz, vegetaţia se stropeşte cu petrol, benzină sau cu gaze lichefiate, folosindu-se autocisterne speciale prevăzute cu duze de pulverizare. Metoda arderii are dezavantajul unui consum ridicat de energie şi combustibil. De asemenea, necesită un control sever care se prevină extinderea focului în zonele învecinate.

Despotmolirea canalelor Unul dintre procesele fizice care determină degradarea canalelor de desecare, până la scoaterea lor din funcţiune, este colmatarea (împotmolirea) acestora cu depuneri de aluviuni (de mâl).

Despotmolirea canalelor se poate executa manual şi mecanic.

Despotmolirea manuală se foloseşte la canalele mici, care au un volum redus de depuneri, sub 100 m 3/km şi an. Această lucrare se execută cu diferite unelte (cazmale, lopeţi etc.) de către muncitori echipaţi cu cizme de cauciuc.

Despotmolirea mecanică se execută cu diferite maşini şi echipamente montate pe tractor cum sunt : echipamentul de curăţat canale ECC-R, freza de curăţat canale care lucrează din mers şi echipamentul E.I.I.F. prevăzut cu dispozitive pentru despotmolit. Se mai pot folosi echipamente de tip Herder, Barford, maşini cu cupe multiple de tip EM şi altele.

Menţionăm că pe plan mondial există o gamă foarte variată de maşini pentru despotmoliri sau reprofilări de canale.

Productivitatea acestor maşini şi echipamente este de 1-3 km/zi.

4.9.2. Întreţinerea lucrărilor hidrotehnice, a construcţiilor şi instalaţiilor anexe 145

Lucrările hidrotehnice din sistemele de desecare au rolul de a dirija scurgerile de apă pe canale (cum sunt stăvilarele), de a racorda biefurile (pantele forţate şi căderile) şi de a asigura circulaţia pe teritoriul desecat (podeţele, vadurile de trecere etc.).

De buna întreţinere a acestor lucrări depinde funcţionalitatea reţelei de canale şi ca urmare, exploatarea suprafeţelor amenajate.

Se examinează gradul de degradare, de uzură şi de fisurare a construcţiilor, desfacerea rosturilor, deformarea fundaţiilor prin tasare, apariţia eroziunilor în zonele amonte şi aval ale consolidărilor, înnămolirea construcţiilor care poate reduce capacitatea de scurgere a apei.

Lucrările de întreţinere constau din:  înlăturarea corpurilor şi murdăriilor plutitoare care influenţează scurgerea apei prin stăvilare şi podeţe;  etanşarea stavilelor şi curăţirea grătarelor;  curăţirea şi ungerea mecanismelor de ridicare, a lanţurilor, tijelor, cablurilor etc;  îndepărtarea zăpezilor şi spargerea gheţurilor formate în timpul iernii;  curăţirea aluviunilor de pe corpul construcţiilor;  vopsirea părţilor lemnoase şi metalice împotriva putrezirii, ruginii;  întreţinerea podeţelor şi pasarelelor care deservesc stăvilarele. În cadrul lucrărilor de reparaţii curente se prevăd: repararea construcţiilor, înlocuirea panourilor (obloanelor) de lemn degradate ş.a., iar ca lucrări de reparaţii capitale, refacerea construcţiilor hidrotehnice uzate (deteriorate).

4.9.3. Exploatarea şi întreţinerea staţiilor de pompare Lucrările de exploatare a staţiilor de pompare trebuie să asigure funcţionarea tuturor instalaţiilor aferente la parametrii proiectaţi şi în condiţiile cele mai economice. Astfel, personalul staţiei are obligaţia să cunoască regulamentul de exploatare şi măsurile de protecţia muncii şi de paza şi stingerea incendiilor.

Lucrările de întreţinere se referă la situaţia pompelor şi motoarelor, a instalaţiilor auxiliare, a conductelor şi a construcţiei 146

staţiei de pompare. Ele au drept scop prevenirea avariilor şi menţinerea utilajelor în stare bună de funcţionare. Întreţinerea agregatelor de pompare constă din ungerea lagărelor, verificarea presetupelor la pompe, a vanelor, a clapetelor de reţinere, vopsirea agregatelor, precum şi curăţirea grătarelor şi a sitelor la aspiraţii.

Pe lângă lucrările de întreţinere, se mai execută şi lucrări de reparaţii curente şi anume: recondiţionarea şi ajustarea pieselor uzate, strângerea îmbinărilor, separarea dispozitivelor de protecţia muncii. În cadrul lucrărilor de reparaţii capitale se pot demonta, înlocui şi recondiţiona instalaţiile sau subansamblele uzate. Pentru stabilirea operaţiilor ce vor fi efectuate în perioada reparaţiilor capitale se va executa o revizie tehnică.

Reparaţiile se eşalonează în perioada iulie – septembrie, când debitele de apă din sistemele de desecare-drenaj sunt reduse.

4.9.4. Exploatarea şi întreţinerea reţelei de drenaj În timpul exploatării, mai ales după perioadele ploioase, se verifică funcţionalitatea fiecărui dren, luându-se măsuri de remediere atunci când se constată o diminuare a capacităţii de captare şi transport.

Lucrările de întreţinere constau, în principal, din decolmatarea drenurilor de mâl, nisip, resturi vegetale şi de compuşi minerali de fier, mangan etc.

Pentru curăţirea drenurilor sunt folosite metoda hidraulică şi chimică.

Metoda hidraulică rezidă în spălarea secţiunii interioare a drenului cu jeturi de apă sub presiune.

Metoda chimică constă din introducerea în dren a unei soluţii de acid sulfuric şi bisulfit de sodiu (concentraţie 0,2-3%) sau a unei soluţii de bioxid de sulf gazos 2 % care acţionează asupra compuşilor de fier şi mangan putând fi astfel îndepărtaţi odată cu apa de drenaj.

Soluţia de acid sulfuric şi bisulfit de sodiu se introduce în dren şi se ţine închisă cel puţin 24 ore, până ce depunerile se dizolvă.

După îndepărtarea soluţiei, drenul se spală cu apă.

147

Curăţirea drenurilor se recomandă să se efectueze când solul este saturat cu apă, în acest fel pierderile de soluţie fiind minime.

Lucrările de întreţinere mai constau din curăţirea de aluviuni şi corpuri străine a căminelor de vizitare şi a gurilor de evacuare a drenurilor.

Reparaţiile curente ale reţelei de drenaj cuprind: refacerea şi înlocuirea unor tuburi de dren, a gurilor de evacuare, repararea căminelor şi a consolidărilor taluzurilor canalelor în sectoarele în care se varsă drenurile.

148