Caracterizarea regimului hidrologic al lacurilor

Caracterizarea regimului hidrologic al lacurilor

Dupa 1960 pe teritoriul Judetului Bacau, de-a lungul Bistritei au fost construite patru lacuri de acumulare cu scop hidroenergetic, respectiv: Racova, Garleni, Bacau I (Lilieci) si Bacau II (Serbanesti).

Figura nr. 7. Localizarea lacurilor de acumulare

Dat fiind faptul ca aceste patru lacuri de acumulare au fost construite aproape in aceeasi perioada(lacurile Racova si Garleni in perioada 1963-1965,iar Bacau I si Bacau II in perioada 1963-1966), dupa acelasi model de plan, lacurile seamana foarte mult intre ele, diferentele fiind date in special de caracteristicile geologice si cele ale reliefului, care au avut si cel mai important rol in evolutia acestora, dupa cum vom vedea in randurile care urmeaza. Dat fiind acest fapt am decis sa tratez cele patru lacuri comparativ spre a evidentia din punctul de vedere al regimului lor hidrologic,dar nu numai, atat elementele care le diferentiaza cat si pe cele care le aseamana.

9. Lacurile si caracterisicile lor generale

Lacul de acumulare Racova a fost primul lac situat pe raul Bistrita, la intrarea acestuia pe teritoriul Judetului Bacau. Acest lac prezenta urmatoarele coordonate geografice 46°41'48' latitudine nordica si 26°42'24' longitudine estica. Din punct de vedere administrativ apartine de comuna Blegesti.

Figura nr. 8. Lacul Racova

Este un lac de acumulare de tip mixt ce cuprinde baraj cu lac de acumulare, canal de aductiune, centrala electrica si canal de fuga.

S-a creat prin bararea vaii Bistritei cu un baraj deversor si are urmatoarele caracteristici volum total  - 4374000m³; volum util - 2700000m³; suprafata - 216 ha.

Dat fiind faptul ca acest lac a fost colmatat in intregime datorita structurii geologice si scos din functiune in anul 2004, il vom tratata doar in cadrul capitolului ce cuprinde gradul de colmatare al lacului.

Lacul de acumulare Garleni este cel de-al doilea lac studiat, situat tot pe Bistrita in aval de lacul Racova. Coordonatele geografice ale acestui lac sunt 46°40'47' latitudine nordica si  26°46'35' longitutdine estica. Din punct de vedere administrativ apartine de comuna Garleni.

Figura nr. 9.Lacul Garleni

La fel ca si lacul Racova si acesta este un lac de tip mixt ce cuprinde baraj cu lac de acumulare, canal de aductiune, centrala electrica si canal de fuga.

Pentru crearea acestui lac s-a barat valea Bistritei cu un baraj deversor, urmand ca lacul sa aiba urmatoarele caracteristici volum total  3833000m³ ; volum util -1000000m3; suprafata    - 233 ha.

Lacul de acumulare Bacau I (Lilieci) este al treilea lac de acumulare de pe Bistrita, la intrarea acesteia in Judetul Bacau situat in aval de lacul Garleni. Coordonatele geografice ale acestui lac de acumulare sunt 46°38'30' latitudine nordica si 26°52'15' longitudine estica.

Figura nr. 10. Lacul Bacau I

Fiind construit in aceeasi perioada si dupa acelasi plan, acest lac este similar celorlalte doua prezentate mei sus, fiind de asemenea un lac de tip mixt ce cuprinde baraj cu lac de acumulare, canal de aductiune, centrala electrica si canal de fuga.

Modalitatea prin care a fost creat acest lac este de aseamenea similara celorlalte doua, respectiv prin bararea vaii Bistritei cu un baraj deversor. Acest lac are urmatoarele caracteristici : volum total - 5550000 m³ volum util     -1250000 m³ suprafata   - 262 ha

Lacul de acumulare Bacau II (Serbanesti), este cel de-al patrulea lac , situat in aval de lacul Bacau I si amonte de confluenta raului Bistrita cu raul Siret. Coordonatele geografice ale acestui lac de acumulare sunt : 46°35'4' latitudine nordica si 26°55'19' longitudine estica.

Acest lac este de asemenea un lac de tip mixt ce cuprinde ca si celelalte trei lacuri din amonte de el un lac de acumulare, canal de aductiune, centrala electrica si canal de fuga.

Figura nr.11. Lacul Bacau II

Acest lac are urmatoarele caracteristici : volum total :  - 4000000 m³; volum util : - 1720000 m³; suprafata   - 202 ha.

10. Particularitatile regimului hidrologic ale lacurilor

10.1 Alimentarea cu apa

Alimentarea cu apa a lacurilor de acumulare de pe raul Bistrita si afluentilor este in stransa legatura cu regimul hidric al raului Bistrita care asigura cea mai mare parte din apa lacurilor.

Analizand sirurile anuale de valori ale debitelor de apa scurse pe raul Bistrita, la Bacau, se poate constata in primul rand ca debitul mediu specific anual (valoarea multianuala) determinat pentru perioada luata in calcul, are valoarea de 8,76 l/sec./km²

Acest lucru se datoreste faptului ca ponderea montana in suprafata bazinului sau hidrografic este de peste 80%. in al doilea rand, in interiorul unui an, scurgerea cea mai bogata se produce in luna mai (8134 m /s-18,5 %) din cauza topirii mai lente a zapezii in muntii inalti si bine impaduriti. iar alimentarea nivala a scurgerii are o pondere foarte mare.

Tabelul nr. 9.Debite medii lunare, multianuale, pe raul Bistrita la Bacau.(1950-1997)

Figura nr.12

Tabelul nr.9.Repartitia procentuala si sezoniera a scurgerii

Figura nr. 13

Dat fiind faptul ca lacurile Racova, Garleni, Bacau I si Bacau II se afla de-a lungul vaii Bistritei, acestea au un sistem de alimentare cu apa de tipul pluvio-nival, apele subterane avand o pondere foarte mica, in jur de 15-30%. Dupa cum putem vedea in tabelul Repartitiei procentuale si sezoniere a scurgerii” putem afirma ca debitul cel mai mare al Bistritei, si in consecinta si al lacurilor studiate, se canalizeaza mai ales primavara, datorita topirii zapezilor si vara datorita precipitatiilor mai abundente.     

10.2.Variatia volumului de apa

Din punctul de vedere volumului constructiilor, acesta difera de la un lac la altul dupa cum am putut vedea si la caracteristicile generale ale lacurilor : Garleni = 3833000m³, Bacau I 5550000 m³, Bacau II = 4000000 m³.           

PROIECT: Pestera din valea fundata PROIECT: Vegetatia, fauna si solurile- test

Figura nr.14

Dupa cum am spus si in cazul alimentarii cu apa, si volumul celor 4 lacuri depind direct de debitul raului Bistrita. Astfel, in cazul unui an secetos in care debitul Bistritei scade foarte mult si pentru o perioada lunga de timp si volumul lacurilor va scadea de asemenea.

10.3. Debite

10.3.1. Debitele medii

Avem urmatoarele debite medii multianuale in ceea ce priveste lacurile studiate

Tabelul nr.10.Debitul mediu multianual al lacurilor

10.3.2.Debitele instalate

Debitele instalate reprezinta debitele maxime uzinate de catre centrala hidroelectrica. Din acest punct de vedere toate cele patru hidrocentrale au acelasi debit instalat, respectiv de 180 m³/s.

10.3.3 Debitele medii lunare afluente si defluente ale lacurilor

Tabelul nr. 11. Debitele medii afluente si defluente ale lacurilor

Figura nr.15

Datorita faptului ca debitele lacurilor sunt similare, folosesc un singur exemplu in redarea debitelor afluente si defluente. Dupa cum se poate observa, valorile celor doua tipuri de debite sunt foarte apropiate, si asta datorita monitorizarii foarte atente al acestora de catre Directia Apelor Siret. Putem observa din graficul de mai sus ca liniile celor doua debite aproape se suprapun ceea ce inseamna ca lacul Bacau II intra si ies debite constant, lucru ce se manifesta aproape la fel si in cazul celorlalte 3 lacuri.

10.4 Chimismul apei lacurilor

In lacurile Racova, Garleni, Bacau I si Bacau II chimismul apei lacurilor este aproape identic , motiv pentru care am decis sa le tratez ca pe un tot unitar.

Oxigenul dizolvat: oxigenarea maxima, de circa 11 mg/l, corespunde lunii martie. Dupa aceasta faza, are loc o scadere lenta si continua a oxigenarii in toata masa apei celor 3 lacuri, minimele inregistrandu-se in perioada lunilor septembrie – octombrie. Valorile minime ale mediilor oscileaza in jur de 6-7 mg/l, in orizonturile profunde, si 7-8 mg/l spre suprafata.

pH-ul: dinamica lui anuala comporta fluctuatii caracteristice, atat in functie de sezon, cat si in functie de adancime. Astfel se remarca ampla variatie a mediilor pH-ului in orizonturile cuprinse intre 0 si 10 m, unde gasim valori cuprinse intre 7,4 si 8,3. Aceasta amplitudine scade catre orizonturile profunde, unde oscilatiile sunt intre 7,2 si 7,4. Dupa cum se constata aceste valori indica o reactie slab alcalina a apei celor 3 lacuri.

Azotatii: variatia sezonala a concentratiilor medii ale nitratilor evidentiaza existenta a doua faze caracteristice. In perioada rece a anului concentratia nitratilor este mai ridicata, scazand cu aproximativ 1 mg NO₃/l in perioada calda, in special in stratul trofogen. In intervalul 1969-1975 valorile maxime ale azotatilor au oscilat in jurul a 2-3 mg/l, iar cele minime in jur de 0,5 – 2,0 mg/l. Amplitudinea variatiei mediei lunare scade usor cu adancimea si ramane relativ constanta pe orizontala.

Fosforul total: in perioada 1974-1975 valorile masurate au avut ca ecart 0,019 – 0,097 mg P/l. Valorile medii anuale indica o scadere a concentratiei de fosfor de la 0,040 mg/l in 1974 la 0,015 mg/l in 1975. Nu se remarca deosebiri in distributia pe verticala si orizontala a acestui indice.

10.5 Variatia regimului termic si de inghet-dezghet

Regimul termic al lacurilor este influentat de cel al aerului, existand de altfel cateva diferentieri. Capacitatea de inmagazinare si cedare treptata de catre apa lacurilor a energiei calorice primita de la Soare sau din scoarta terestra prin fundul cuvetei lacustre este una din particularitatile importante ale regimului termic. Trebuie subliniat faptul ca apa manifesta o oarecare inertie in legatura cu inmagazinarea si cedarea caldurii, fenomen pe care il voi reliefa in cazul lacurilor studiate.

In cazul lacurilor Garleni, Bacau I si Bacau II observam o stratificare termica directa. Astfel, sub epilimnion exista un strat de apa in care temperatura scade brusc, uneori cu 8 10⁰C pe 1m, numit strat de salt termic, cuprins intr-o zona mai larga, de tranzitie numit metalimnion. In ceea ce priveste regimul termic, aceste lacuri intra in categoria lacurilor temperate, caracteristica principala a lor fiind trecerea prin temperatura de 4⁰C de doua ori pe an si tot de atatea ori are loc un amestec total al apei.

Se vede clar diferenta dintre temperatura medie anuala a aerului si a apei lacurilor Racova, Garleni, Bacau I si Bacau II ( Anuarul Hidrologic “ , anul 1974).

Tabelul nr. 12.Temperatura medie anuala a aerului si a apei lacurilor Racova, Garleni, Bacau I si Bacau II (1974)

Figura nr.16     Figura nr. 17

Figura nr.18 Figura nr.19

Observam ca in graficele de mai sus, si dupa cum am precizat si mai devreme, lacurile manifesta o anumita inertie in ceea ce priveste inmagazinarea si cedarea caldurii, astfel ca trecerea de la sezonul cald la cel rece se face mai repede in cazul termperaturii aerului, apa cedand caldura mult mai greu, avand in lunile de iarna temperaturi cu 2-4^o mai mari decat in cazul temperaturii aerului.

Se observa de asemenea o similitudine in ceea ce priveste regimul termic al lacului, acestea avand valori foarte apropiate in ceea ce priveste temperatura medie anuala a apei dar si in ceea ce priveste regimul termic.

Procesul de inghet-dezghet este unul caracteristic lacurilor studiate, acestea fiind supuse proceselor de inghet si de dezghet in functie de sezoanele care presupun petrecerea acestora. Astfel la inceputul iernii, odata cu atingerea pragului de 0⁰C suprafata lacurilor ingheata, iar in cazuri foarte dese se formeaza un pod de gheata de pana la 30 cm. In ceea ce priveste procesul de dezghet, acesta este exact opusul procesului de inghet, respectiv atunci cand temperatura aerului creste si depaseste pragul de 0⁰C stratul de gheata incepe sa se topeasca. In cazul lacurilor studiate, lacurile isi mentin stratul de gheata de la suprafata aproape fara intrerupere in perioada lunilor decembrie, ianuarie si februarie.

10.7 Date despre aluviuni. Evolutia colmatarii lacurilor

Regimul scurgerii aluviunilor exprima potentialul erozional si de transport al raurilor si depinde de numerosi factori: debitele de apa, pantele de scurgere, litologia substratului, vegetatia (ca formatiuni si ciclu fenologic), soluri, gradul de arabilitate al terenurilor, gradul de torentialitate al scurgerii, intensitatea interventiei antropice in bazinele hidrografice si de numarul acumularilor construite.

Debitele solide nu s-au calculat prin efectuarea si prelucrarea masuratorilor intr-o retea hidrometrica, ci indirect, prin valorificarea informatiilor privitoare la colmatarea lacurilor pentru care s-au intocmit si reactualizat, periodic, curbe de capacitate.

Este de mentionat faptul ca in decursul acestui subcapitol vor fi mentionate toate cele patru lacuri cuprinse in cadrul acestui studiu, respectiv Racova, Garleni, Bacau I si Bacau II.

Fiecare dintre cele 4 lacuri au avut o evolutie a colmatarii total diferita de la un caz la altul, fapt pentru care le vom tratata in cele ce urmeaza pe fiecare in parte.

Evolutia colmatarii lacurilor Racova, Garleni, Bacau I si Bacau II. Modificarile morfologice intervenite in cuvetele lacurilor de la darea in exploatare au fost determinate periodic pe aceleasi profile transversale marcate prin borne-capete de profil.

In ceea ce priveste lacul Racova, daca volumul initial brut in lac era de 7750000 m³ la darea in exploatare in anul 1965, ultima masuratoare efectuata indica un volum brut de 4374000 m³ la cota de 210,00mdMB. De aici rezulta un volum al depunerilor de 3370000m³ ceea ce reprezinta un grad de colmatare de 45 % . De asemenea are loc si o reducere a volumului util, dar acest lucru nu influenteaza exploatarea acumularii din punct de vedere energetic.

Evolutia procesului de colmatare pune in evidenta o emigrare a aluviunilor din amonte spre aval, dupa cum vom vedea si in graficul curbei de capacitate. Mai trebuie mentionat ca din cadrul lacurilor studiate acesta a avut ritmul de colmatare cel mai accelerat, fapt care a dus in final, in anul 2004 la disparitia completa a acestui lac. Vom vedea mai bine evolutia colmatarii acestui lac aruncand o privire asupra curbei de capacitate.

Figura nr. 20. Colmatarea lacului Racova

Lacul Garleni a fost si el supus unui proces intens de colmatare. Ritmul de colmatare al acestui lac este determinat de voluml depunerilor determinat prin masuratori topobatimetrice ce este prezentat in tabelul urmator

Tabelul nr.13 Volumul de depuneri si rata de colmatare pentru lacul Garleni.

Figura nr.21

Figura nr. 22.Colmatarea lacului Garleni.

Din datele prezentate rezulta ca depuneri semnificative s-au inregistrat dupa 1975.

Si lacul Bacau I(Lilieci) a suferit un proces de colmatare intensiv, mai ales intre anii 1983-1995(intre transa II si III de masuratori), cand s-au depus 87 % din volumul total de aluviuni pe intreaga perioada de exploatare, dupa cum vom putea observa in cadrul curbei de capacitate, dar mai ales in cadrul tabelului de mai jos

Tabelul nr. 14 Volumul de depuneri si rata de colmatare pentru lacul Bacau I

Figura nr. 23

In cazul lacului Bacau II (Serbanesti) se poate observa un proces de colmatare foarte asemanator cu cel de la Bacau I ritmul de colmatare cel mai intensiv situandu-se tot in perioada 1983-1995, cand s-au depus aproximativ 80% din totalul de aluviuni pe perioada de exploatare de pana in 1995 dupa cum vom putea vedea si in tabelul de mai jos

Tabelul nr. 15 Volumul de depuneri si rata de colmatare pentru lacul Bacau II

Figura nr.24

Dupa cum se poate observa in cazul tuturor lacurilor prezentate mai sus, evolutia procesului de colmatare a avut influente diferite in cazul fiecarui lac in parte, pastrand insa anumite caracteristici comune respectiv faptul ca evolutia proceselor de colmatare pune in evidenta o emigrare a aluviunilor din lac din amonte inspre aval, iar pe lungimea acumularilor se pastreaza panta talvegului.

Concluzii

Privita in ansamblu, valea Bistritei in sectorul ei de podis, respectiv arealul studiat dintre Buhusi si Bacau, prezinta numeroase influente antropice, pe tot curinsul teritoriului dar cele studiate mai detaliat in cadrul lucrarii de fata au fost cele patru lacuri de acumulare, respectiv Racova, Garleni, Bacau I si Bacau II din toate punctele de vedere, dar mai ales din punctul de vedere al regimului lor hidrologic.

Situat la contactul dintre formatiunile miocene cutate ale Subcarpatilor si cele sarmato-pliocene cu structura monoclinala din Podisul Moldovei, acest secor face parte din flancul extern al avanfosei carpatice, cu o predominare a nisipurilor cu intercalatii de argile si a prundisurilor acoperite de o cuvertura de luturi nisipoase ce imprima reliefului tinerete, concretizata intr-o gama larga de forme de relief. Acesta se caracterizeaza printr-o desfasurare larga a celor doi versanti (cel drept, inalt, reprezentat de Culmea Pietricica, cu altitudini intre 750 m si 300 m, iar cel stang, reprezentat de Colinele Tutovei este abrupt, cu altitudini de pana la 450 m); densitatea fragmentarii este cuprinsa intre 1-5 krn/kmp si adancimea fragmentarii intre 5-300 m.

Conditiile climatice se rasfrang asupra proceselor hidrologice prin valorile indicilor climatici. Cu o temperatura medie anuala intre 9.2-9.5 °C si precipitatii intre 514-529 mm/an, pe fondul unor influente climatice continentale si scandinavo baltice, cu intense procese de pseudofoehnizare si foehnizare, climatul este favorabil extinderii viticulturii pana la 350 m altitudine, in timp ce pe versantul estic, abrupt si umbrit, se pastreaza vagetatia de padure. Ploile torentiale se soldeaza cu revarsari si inundatii.

Vegetatia si fauna completeaza peisajul geografic prin etajele padurilor de foiase (gorun, fag, stejar pedunculat, carpen, ulm, tei) si prin vegetatia higrofila.

Unul din capitolele pe care am pus mai mult accent este acela strict privitor la regimul hidrologic al celor 4 lacuri. Dupa 1960 pe teritoriul Judetului Bacau, de-a lungul Bistritei au fost construite patru lacuri de acumulare cu scop hidroenergetic, respectiv: Racova, Garleni, Bacau I (Lilieci) si Bacau II (Serbanesti).

Dat fiind faptul ca aceste patru lacuri de acumulare au fost construite aproape in aceeasi perioada(lacurile Racova si Garleni in perioada 1963-1965,iar Bacau I si Bacau II in perioada 1963-1966), dupa acelasi model de plan, lacurile seamana foarte mult intre ele, diferentele fiind date in special de caracteristicile geologice si cele ale reliefului, care au avut si cel mai important rol in evolutia acestora.

In cadrul studiului de fata am decis sa tratez cele patru lacuri comparativ spre a evidentia din punctul de vedere al regimului lor hidrologic,dar nu numai, atat elementele care le diferentiaza cat si pe cele care le aseamana.

Dat fiind faptul ca nu s-au realizat foarte multe studii in ceea ce priveste particularitatile regimului hidrologic al lacurilor de pe Bistrita dintre Buhusi si Bacau si datorita lipsei anumitor date, este posibil ca studiul sa aiba nevoie de anumite completari, dar cred ca pe ansamblu, lucrarea este una destul de completa si destul de bine conturata din toate punctele de vedere si in cadrul fiecarui capitol in parte.

BIBLIOGRAFIE

1.     Chiriac D., (1980), Podisul Moldovei. Editura Didactica si Pedagogica

Bucuresti.

2.     Donisa I. (1968), 'Valea Bistritei' Ed. Stiintifica, Bucuresti.

3.     Grigoroaia G. (1933), 'Bacaul din trecut si azi' Ed. Bacau.

4.     Gastescu P. Bretcan P (2009), Hidrologie continentala si oceanografie , Ed. Transversal, Bucuresti.

5.     Gastescu P. (1971), Lacurile din Romania”, Ed. Academiei Socialiste Romania, Bucuresti.

6.     Ujvari I. (1972), “Geografia apelor Romaniei” , Ed. Stiintifica, Bucuresti.

7.     Harjoaba I. (1968), 'Relieful Colinelor Tutovei' Ed. Acad. Rom., Bucuresti.

8.     Bacaoanu V. (1973), Evolutia vailor din Podisul Moldovei. Realizari in

geografia Romaniei. Editura Stiintifica Bucuresti

9.     Chirita C, Paunescu C, Teaci D. (1967), Solurile Romaniei. Editura

Agrosilvica, Bucuresti

10.  Cojocariu Elena, (1995), Culoarul Siretului dintre confluentele raurilor

Bistrita si Trotus, cu privire speciala asupra calitatii peisajului. Editura Aristarh, Onesti.

11.  Morariu T., Pisota I., Buta I. (1982), 'Hidrologie generala' Ed. Did. si Ped., Bucuresti.

12.  Ploscaru D. (1973), ' Podisul Central Moldovenesc' Studiu geomorfologic. Rez. tezei de doctorat, Iasi.

13.  Preda L, Marosi I. (1971), 'Hidrogeologia' Bucuresti.

14.  Rosu A. (1973), 'Geografia fizica a Romaniei' Ed. Did. si Ped. Bucuresti.

15.  Sarcu I. (1971), 'Valea Siretului intre Roman si Bacau. Studiul teraselor' An. St. Uni 'Al.I. Cuza' Iasi, serie noua, Sect. II, tom XVII.

16.  Sarcu I (1971), 'Geografia fizica a R.S.Romania' Ed Did si Ped. Bucuresti.

17.  Stanisor V., Balan N. (1972), 'Temperatura aerului la Bacau in perioada 1896-1966' St cercet St. (St Nat) I.P. Bacau.

18.  Stanisor V. (1972), 'Regimul precipitatiilor atmosferice la Bacau in perioada 1896-197C Manuscris St si cercet St. Inst. Ped. Bacau.

19.  Stanisor V. si colab. (1971), 'Ghid climatologic al aeroportului Bacau' Culegere de luc ale Inst. Meteo. Bucuresti.

20.  Prof.univ.dr. Olariu Petru, Caracterizare fizico-geografica a municipiului Bacau si a imprejurimilor sale 1992, rezumatul tezei de doctorat, Bucuresti.

21.  www.primariabacau.ro/achizitii.studiu.hidrologic.pdf

22.  www.primariabacau.ro/achizitii.studiu.geotehnic.pdf

23.  www.arpmbc.ro/