Hidrologia apelor curgătoare

      potamologie

      Hidrologia apelor curgătoare 

      Introducere. Potamologia este ştiinţa care se ocupă cu studiul apelor curgătoare. Elementul de bază în studiul potamologiei îl reprezintă râul. Râul este forma scurgerii superficiale organizate, permanentă sau temporară, care-şi păstrează traseul pe întreaga lungime a sa. Din punct de vedere hidrologic, noţiunea include toate cursurile de apă, indiferent de mărmea lor: pârâu, râu sau fluviu. Râul este un produs al climei (Volikov, 1954).

      Apa provenită din precipitaţii poate împrumuta diferite căi: o parte se evaporă şi se reîntoarce în atmosferă, alta se infiltrează în sol, iar alta se adună în spaţiile concave dând naştere apelor stătătoare (bălţi, mlaştini, lacuri etc.). Cea mai mare cantitate, sub influenţa gravitaţie, se deplasează din punctele mai înalte ale reliefului spre regiunile mai joase, dând naştere apelor curgătoare.

      Gravitaţia, este principala forţă care determină mişcarea apei în râuri. Deplasarea particulei de apă poate fi astfel explicată: pe un plan înclinat, sub un unghi α, o picătură de apă (A), cu greutatea G, va tinde să se deplaseze pe direcţia înclinării planului. Descompunând forţa G în două componente, P₁ (P₁=G*cosα), perpendiculară pe direcţia planului înclinat şi P₂ (P₂=G*sinα), paralelă cu planul înclinat, care provoacă curgerea apei, se observă că P₂ ar trebui să provoace o accelerare uniformă a vitezei de deplasare a picăturii. În realitate se produce o mişcare neuniformă deoarece forţa P₂ se consumă prin aderenţa care se naşte între moleculele de apă şi suprafaţa planului înclinat, dar şi datorită coeziunii dintre moleculele din masa apei.

      Forţa de frecare intervine pe interfaţa dintre apă şi suprafaţa pe care curge, ca urmare a rezistenţei pe care o opune fundul albiei la deplasarea apei. Valoarea forţei de frecare depinde de rugozitatea patului albiei şi a malurilor cu care apa intră în contact. În funcţie de mărimea şi forma asperităţilor este şi rezistenţe pe care o opune suprafaţa, fiind estimată prin coeficientul de rugozitate.

      Coeficientul de rugozitate reprezintă efectul neregularităţilor albiei şi a malurilor asupra vitezei medii, într-o secţiune transversală  a unui curs de apă. Cu cât aluviunile sunt mai grosiere cu atât coeficientul de rugozitate (η) este mai ridicat.

      1.Apele de şiroire

      Curgerea cu caracter temporar îmbracă diferite forme, de la curgerea în pânză (areolară) sau difuză, până la curgerea concentrată  de tipul torenţilor. Între cele două categorii extreme se intercalează  diferite forme de tranziţie cunoscute sub numele de şiroaie. Şiroirea se poate face sub forma unor multiple firicele de apă, a unor şuviţe sau curenţi, cei mai puternici dintre ei fiind cunoscuţi sub numele de şuvoaie.

      La şiroire nu se distinge un curs bine individualizat ci, după fiecare ploaie, apa îşi croieşte un alt drum. Cel mai important aspect al acestor concentrări este trecerea de la secţiunea de spălare sau eroziune areolară, la cea liniară. În felul acesta şiroirea creează forme de eroziune cu aspect alungit, începând cu unele şenţuleţe abia perceptibile şi instabile, până la excavaţiuni alungite pe sute de metri.

      Procesul de spălare a terenurilor este mai ridicat pe suprafeţele lipsite de vegetaţie, iar volumul apei de şiroire depinde de cantitatea, durata şi intensitatea precipitaţiilor, de permeabilitatea şi de gradul de acoperire cu vegetaţie a terenului.

      2. Apele torenţiale

      Torenţii reprezintă cursuri vijelioase, dar temporare, de apă care se formează pe pantele înclinate cu vegetaţie discontinuă, în urma ploilor abundente sau a topirii zăpezilor.

      În raport cu şiroirea, torentul are calitatea de a concentra o cantitate mai mare de apă pe o singură direcţie, ceea ce face ca el să dispună de o mare energie. Prin acţiunea sa complexă (eroziune, transport, acumulare), torentul se compune din trei elemente (Surell, 1870): bazinul de recepţie, canalul se scurgere şi conul de dejecţie.

      2.a. Bazinul de recepţie

      Reprezintă  teritoriul de pe care torentul îşi adună apele de ploaie, adică  zona în care apele se concentrează către punctul cel mai jos al locului şi către care se orientează şi se adâncesc ravenele, rigolele şi ogaşele.

      2.b. Canalul de scurgere

      Este un jgheab alungit, care porneşte din punctul cel mai coborât al bazinului de recepţie, pe care curge apa torentului împreună cu aluviunile desprinse. Valea este adâncă, pereţii uşor înclinaţi iar procesul erozional este mai intens pe verticală (eroziune liniară). Eroziunea laterală se face simţită abia în ultima fază a evoluţiei sale.

      2.c. Conul de dejecţie (evantai aluvial, con aluvial, agestru, vărsătură)

      Reprezintă  partea terminală a organismului torenţial şi se prezintă  sub forma unui semicorn teşit clădit din aluviunile cărate şi depuse de torent.

      În natură există şi cazuri când cele trei elemente nu se dezvoltă la toţi torenţii. Unele organisme tot fi lipsite de canal de scurgere fapt pentru care poartă denumirea de hunie (Oltenia).

      Ca urmare a eroziunii, prin deschiderea straturilor de ape subterane, torenţii evoluează spre pâraie şi râuri.

      3. Apele curgătoare cu caracter permanent

      Totalitatea precipitaţiilor ce cad pe suprafaţa scoarţei terestre, la care se adaugă apa provenită din izvoare, începe să se scurgă  pe suprafaţa topografică urmând linia de cea mai mare pantă  sub influenţa gravitaţiei. Cursurile de apă astfel formate au caracter permanent şi sunt cunoscute sub denumirea de pâraie (unitatea hidrologică cea mai mică). Din asocierea acestora se nasc râurile.

      Râurile

      Râul este un sistem deschis alcătuit dintr-un curs cu caracter permanent şi natural ce ocupă albii prin care curge apa datorită înclinării generale a profilului longitudinal, din punctele înalte ale reliefului, spre cele mai joase. Se varsă în alte unităţi hidrologice (fluvii, lacuri, mlaştini, mări, oceane) sau în mod excepţional se pierde în nisipuri sau în grote. Un râu presupune existenţa unui ansamblu format dintr-o masă de apă, mai mare sau mai mică, în mişcare spre zonele mai joase ale scoarţei şi făgaşul relativ bine conturat (Diaconu, Şerban, 1994).

      Râul are o structură holarhică, fiind alcătuit din subsisteme (holoni) cu un ridicat grad de autonomie în ajustarea variabilelor componente dar, în acelaşi timp, este în regim de subordonare ierarhică până la nivelul întregului bazin hidrografic.

      Faţă de şiroaie sau torenţi, râurile deţin părţi componente distincte. Deoarece sunt cursuri de apă cu caracter permanent şi acţiunea de eroziune are acelaşi caracter. Forma principală pe care o creează un râu este valea. Râurile transportă materialele erodate până la lacul de vărsare; când acesta este reprezentată de o mare sau ocean nu se mai formează un con de dejecţie ci o deltă sau estuar. În succesiunea amonte-aval, elementele componente sunt: izvorul, cursul de apă şi gura de vărsare.

      În funcţie de prezenţa apei în albii, se deosebesc mai multe categorii de râuri. Când râurile prezintă apă cu caracter continuu, în pofida tuturor variaţiilor în timp, sunt considerate râuri (cursuri) cu caracter permanent. Fenomenul secării râurilor este urmarea secetelor meteorologice prin epuizarea rezervelor de ape subterane interceptate de văi. Secarea râurilor este dependentă şi de legătura dintre albiile râurilor şi pânzele de apă subterană, de adâncimea mai mare sau mai mică a albiilor în fundurile de văi, de aşa-numita adâncime de eroziune a râurilor prin care acestea interceptează, complet sau numai parţial, pânzele subterane riverane. În unele cazuri defrişările neraţionale şi eroziunea puternică determină colmatarea văilor, ridicarea talvegului şi prin aceasta depărtarea albiilor de pânzele subterane şi diminuarea capacităţii de interceprate şi drenare a acestora.

      În funcţie de mărimea perioadelor cu lipsă de apă din albiile râurilor se deosebesc mai multe categorii de râuri cu caracter temporar (nepermanent) (Diaconu, Şerban, 1994):

      - cu secare foarte rară, la care fenomenul se produce odată la câteva decenii, în anii cu secete meteorologice severe şi de lungă durată;

      - cu secare rară, la care fenomenul secării se produce odată la câţiva ani;

      - cu secare anuală, la care fenomenul secării se produce aproape anual în timpul veriilor uscate, cu excepţia anilor foarte ploioşi când prezintă apă tot timpul anului.

      Gradul de secare schimbă formula de caracterizare în râuri intermitente: râuri care curg numai în anotimpul ploios, adică în fiecare an; râuri care curg numai la cele mai mari ploi, adică o dată la mai mulţi ani.

      O altă categorie de râuri depinde de prezenţa apei în albie şi anume râurile pe cale de dispariţie sau râurile care au fost, în care apa a fost semnalată odată la câteva decenii sau pe durata vieţii câtorva generaţii (Diaconu, Şerban, 1994).

      Se admite, în general, că noţiunea de râu implică prezenţa apei în grade diferite, pornind de la permanenţa până la apariţia ei foarte rară. Inconstanţa în timp şi marea variabilitate a “furnizării” apei de către râuri, apar drept corolare ale vremii. Definirea generală a râurilor, ca produse ale climei în condiţiile fizico-geografice specifice în care au luat naştere, este justificată.

      3.a. Izvoarele râurilor

      Izvoarele, dar şi limitele sectoarelor ce aparţin acestora, se determină, în majoritatea cazurilor, cu aproximaţie; cauza acestui fapt o reprezintă multitudinea factorilor care se pot lua în considerare: reţeaua de râpi (mai ales în regiunile de şes); baza unei alunecări sau limita unei mlaştini (mai ales în regiunile de podiş şi dealuri); baza unui grohotiş (la munte); limita externă a limbii unui gheţar; limita unui petic de zăpadă persistentă etc. Pâraiele pot avea izvoarele şi în lacuri, mlaştini, circuri glaciare etc.

      De cele mai multe ori, pentru râuri, sunt considerate izvoare, confluenţa a două sau mai multor pâraie: Dunărea (Brieg şi Brigach), Lotru (două pâraie care îşi au originea în lacurile Zănoaga şi Gâlcescu), Someşul Mic (confluenţa Someşului Rece cu Someşul Cald) etc.

      În condiţiile în care râul îşi începe cursul dintr-un izvor propriu-zis cu caracter permanent, acesta este considerat, în realitate, ca fiind izvorul râului. Dacă la originea râului participă mai multe izvoare mici, cu caracter intermitent, locul de formare al râului este variabil şi se stabileşte prin convenţie; în acest caz locul de formare este considerat primul izvor permanent, placând de sus, dinspre culme. În ambele cazuri, în timpul şiroirii din perioada ploilor abundente,  locul de naştere al râului urcă spre culme odată cu pâraiele temporare care îşi fac simţită prezenţa. În cazul apelor mari locul de formare al râurilor este considerat punctul cel mai îndepărtat al bazinului, din care o picătură de apă ajunge prin şiroire în firul principal. În aceeaşi manieră se procedează şi pentru izvoarele râurilor care seacă (Diaconu, Şerban, 1994). Pentru stabilirea locului de izvor sunt şi cazuri deosebite. Izvorul unui râu care porneşte dintr-un lac este considerat ca fiind locul de ieşire al râului din lac. În condiţiile în care un râu este format prin confluenţa a două râuri, izvorul este ales ca fiind pe cursul cel mai lung, cu debitul cel mai mare. În acest mod trebuie procedat chiar dacă denumirea râului principal este dată de numele componentului mai mic. Când cele două râuri componente sunt sensibil egale, ca loc de naştere se convine a fie ales izvorul componentului stâng.

      3.b. Cursul râurilor

      În mod convenţional râurile au fost divizate în trei sectoare care se deosebesc între ele prin trăsături specifice: hidrologice, topografice, fizico-geografice, geologice etc..

      3.b.1.Cursul superior (alpin)

      Prezintă,  în general, o pantă mare. Curentul de apă este rapid, depăşind adesea 3 m/s, tinzând astfel să-şi deschidă o cale adâncă  prin eroziune verticală (liniară). Debitele cresc din amonte spre aval, în funcţie de aportul afluenţilor şi al apelor subterane. Materialele erodate, din bazin sau albie, sunt transportate de curentul puternic, spre aval.

      Profilul longitudinal este variat, prezentând numeroase repezişuri, praguri, cascade, marmite etc.

      În rocile friabile, prăbuşirea versanţilor are ca efect formarea unei văi în V; în roci dure, cursurile de apă creează chei înguste. În albie se adună mari cantităţi de blocuri de piatră; materialele fine, precum pietrişul şi nisipul, sunt transportate, în aceeaşi măsură, dar la distanţe mai mari sau se pot depune în unele anse liniştite.

      Cursul superior este asimilat cu poziţionarea sa în regiunile muntoase sau deluroase. Poziţia îi determină şi forma cursului: rectiliniu sau slab meandrat.

      3.b.2.Cursul mijlociu

      Cursul mijlociu începe acolo unde râul atinge stadiul fundului relativ plat al unei văi de mari dimensiuni. În locul cu pricina albia se lărgeşte, debitul creşte, se diminuează viteza, în general la mai puţin de 1 m/s. Ca urmare a vitezei scăzute, râul are tendinţa de formare a meandrelor. Eroziunea verticală (liniară) se substituie eroziunii laterale.

      Valea de pe cursul mijlociu deţine un profil transversal, cu aspect de V mai deschis; albia se lărgeşte progresiv spre aval în timp ce malurile sunt din ce în ce mai puţin abrupte. Reducerea profilului longitudinal contribuie la diminuarea eroziunii şi transportului, favorizând creşterea sedimentării. Materialul transportat din cursul superior, cât şi cel din cursul mijlociu, este târât sau rostogolit, rulat şi sfărâmat, pe măsură ce râul se apropie de limita inferioară a cursului mijlociu.

      În interiorul meandrelor, mai ales a celor incipiente, materialele erodate se depun la ape mari şi erodează, pe malul celălalt, la ape mici. În funcţie de condiţiile locale ale curgerii, albia adăposteşte pietriş şi nisip, mâlul găsindu-se în sectoarele mai calme, unde de altfel şi plantele pot forma rădăcini.

      3.b.3.Cursul inferior

      Cursul inferior se formează acolo unde fluviul transportă o mare cantitate de apă, cu viteze foarte mici, uneori doar de câţiva centimetri pe secundă. De obicei este situat în zona dealurilor joase sau la câmpie. Înaintea ridicării digurilor de protecţie existau zone inundabile vaste; din păcate, acestea sunt mai joase decât terasele şi mai slab valorificate din punct de vedere economic.

      În albia propriu-zisă, eroziunea este aproape nulă. Aluviunile foarte fine, care se depun, dau naştere unui fund de albie mâlos. Caracteristica de bază a profilului longitudinal este reprezentată de formarea meandrelor sau despletirea albiei în mai multe braţe. Forma generală a albiei este de U larg deschis.

      Sunt numeroase cazuri când unele râuri prezintă toate sectoarele în aceeaşi unitate de relief: Vedea, Mostiştea, Călmăţui etc.

      Variaţiile termice anuale ale apei cresc gradual din amonte spre aval. În apropierea izvoarelor, ecartul amplitudinal, foarte adesea, nu depăşeşte 1-2⁰C; în cursul inferior poate atinge şi 20⁰C. Oxigenarea evoluează în sens invers: intensă în tumultoşii torenţi montani şi slabă în cursurile mijlocii şi inferioare, numai că de data aceasta este compensată, în parte, de producţia oxigenului elaborat de plantele acvatice.

      3.c.Gura de vărsare

      3.c.1. Sunt cazuri particulare când un râu nu poate ajunge la colector deoarece se pierde prin evaporare sau prin infiltrare. Extremitatea din aval, sau gura falsă poartă numele de capăt orb, iar râul în sine este considerat râu orb. Aceste râuri se găsesc, de obicei, în deşerturi: Tarim (Pod. Tibet), Zervaşan, Tedjeu, Murgab (Asia Centrală Sovietică) etc. sau în mlaştinile Okawango (Africa).

      3.c.2. În cele mai frecvente cazuri un râu se varsă în altul, de obicei mai mare. Locul de contact poartă denumirea de confluenţă. Râul mai mic poartă denumirea de afluent, iar cel receptor este cunoscut sub numele de râu recipient, colector sau râu principal.

      3.c.3. Un tip important de gură de vărsare, care ia naştere în mările deschise unde mareea are o amplitudine importantă, poartă numele de estuar.

      Estuarele constituie o categorie aparte de forme litorale. Ele au drept caracteristică penetrarea, prin intermediul mareelor, a apelor marine în cursul aval al organismelor fluviale. Ca urmare a întâlnirii apelor sărate cu cele dulci ia naştere o dinamică hidrologică particulară cu mecanisme sedimentare specifice. Estuarele apar ca locuri foarte importante pentru schimbul de energie şi materie dintre domeniul marin şi cel terestru. Această situaţia face ca estuarele să reprezinte spaţii privilegiate pentru activităţile umane. Foarte devreme navigaţia a beneficiat de aceste binefaceri naturale pentru a penetra în interiorul continentelor. Viaţa maritimă a creat funcţia portuară care, la rându-i, a stimulat urbanizarea şi industrializarea. În ţările puternic dezvoltate estuarele au devenit adesea târguri economice foarte importante.

      Cuvântul estuar derivă din latinescul aestus care semnifică maree (Nonn, 1972; Perillo, 1996). Termenul de estuar trebuie definit încă de la început deoarece geologii îl folosesc într-un sens larg. Geomorfologii îl definesc ca fiind o gură de vărsare a unui curs de apă important care se colmatează spre aval şi în care penetrează amplu mareele. Deschiderea spre larg nu poate fi obturată. Sedimentele fine, de origine fluvială şi marină, sunt împiedicate un oarecare timp. O parte din ele sfârşesc prin a fi expulzate în mare, o altă parte contribuie la colmatarea estuarului prin acumularea laterală a mâlului (acreţie) şi crearea de bancuri nisipoase mediane.

      3.c.4. Sistemul deltaic. Cei care pentru prima dată au utilizat denumirea de “deltă” au fost grecii antici, care au asemănat teritoriul mlăştinos al fluviului Nil, ce-şi diviza cursul în mai multe braţe, cu litera grecească Δ (Suter, 1993). Termenul de “deltă” a fost utilizat şi de Herodot (484-425 B.C.) pentru a compara teritoriul triunghiular de la gura de vărsare a fluviului Nil (Axelsson, 1967). Această denumire ascunde doar o formă de relief care dezvăluie doar caracteristici exterioare. Pentru că până atunci aceste teritorii nu aveau încă o denumire generală, oamenii de ştiinţă au colportat-o, utilizând-o din ce în ce mai des, până la generalizare. Denumirea literei “delta” a fost aplicată ca termen general pentru “teritoriile aluviale formate la gura râurilor, fără să aibă o formă precisă” (Lyell, 1854).

      În urma interpretării definiţiilor date, unele exhaustive, altele rezumative, se încearcă o formulare atotcuprinzătoare. Nu se emite pretenţia că această definiţie nu poate fi perfectibilă. Astfel, delta, reprezintă un caz tipic de aluvionare fluvială care se produce la gurile de vărsare ale marilor fluvii încărcate cu o mare cantitate de aluviuni şi care debuşează în ape liniştite, de obicei saline (mări şi oceane) ce prezintă ape puţin adânci şi un şelf extins, unde mareele (în cele mai multe din cazuri) sunt de mică intensitate şi unde curenţii litorali, cu sensuri diferite, sunt slabi, permiţând apariţia, submersibilă sau la zi, a unor bare sau a unui con de dejecţie cu suprafaţa plană pe care fluviul îşi împrăştie apele într-un păienjeniş de gârle, canale şi lacuri (Romanescu, 1996a,c).

      Deltele, nu sunt neapărat forme pur litorale, deoarece constituţia lor, dinamica etc. obligă a se lua în considerare şi ariile de acumulare care se întind destul de departe în interiorul uscatului (Nonn, 1972). În toate cazurile unde apare prima diviziune hidrografică (defluviaţie, bifurcare), în două sau mai multe braţe, se obişnuieşte să se ia această ramificare drept punct de plecare sau “rădăcina” (apexul) deltelor. 

      A. Reţeaua hidrografică 

      Definiţie

      În cadrul reţelei hidrografice sunt cuprinse, pe lângă apele curgătoare cu caracter permanent şi văile seci ale torenţilor, ravenele şi ogaşele, diferitele canale etc.

      Văile colectează cea mai mare parte din apele precipitaţiilor şi a acviferelor, pe care le transmit apoi cursului principal. Dispoziţia ramificaţiei este diversă, în funcţie de relief şi structura geologică, ea ăputând fi caracterizată şi prin anumite elemente morfometrice.

      Într-un sens mai larg, prin reţeaua hidrografică se înţelege totalitatea unităţilor hidrografice existente într-un bazin de recepţie (cursuri permanente, temporare, lacuri naturale şi antropice, mlaştini etc.).

      Formarea reţelei hidrografice

      Apa joacă un rol foarte important în modelarea reliefului. Prin arterele ei fluxul de materie din cadrul bazinului se scurge ireversibil spre gura de vărsare. Procesul de formare şi evoluţie a reţelei hidrografice este foarte complex şi include toate etapele succesive, de la eroziunea de versant, până la cea fluvială.

      Pluviodenudarea, eroziunea în suprafaţă şi şiroirea constituie etape premergătoare apariţiei talvegurilor elementare. Odată cu trecerea la eroziunea liniară, prin aogaşe şi ravene, se realizează primele formaţiuni ale unui sistem de drenaj. Evoluţia ulterioară a acestora se realizează în raport cu condiţiile fizico-geografice locale, ele îndeplinind funcţia pentru care au fost creeate, mai întâi temporar, la ploile torenţiale, apoi permanent, când talvegul interceptează nivelul apei freatice sau captează un izvor suficient de mare pentru a-i asigura alimentarea permanentă.

      Pluviodenudarea, din punct de vedere geomorfologic, reprezintă acţiunea de mişcare şi deplasare a particulelor de la suprafaţa scoarţei de alterare prin acţiunea ploilor sau chiar din topirea zăpezilor, mişcare ce nu a ajuns încă la stadiul de scurgere concentrată sub formă de curent. Pluviodenudarea, ca proces geomorfologic, se desfăşoară şi pe terenurile plane, prin faptul că particulele de praf sunt desprinse fără a fi transportate în alt loc. Pe versanţi, fenomenul este mai pronunţat deoarece, conform gravitaţiei, particulele de praf sunt transportate într-un număr mai mare şi la distanţe mai lungi, în aval comparativ cu amonte.

      Pluviodenudarea, ca proces premergător apariţiei reţelei de drenaj, trebuie analizată atât în raport cu principalele caracteristici ale precipitaţiilor (intensitate, durată), cât şi cu proprietăţile scoarţei de alterare (gradul de permeabilitate, granulometria, structura), cu panta terenului, gradul de acoperire cu vegetaţie etc. (Zăvoianu, 1978).

      Eroziunea în suprafaţă se caracterizează printr-o deplasare a apei pe întreaga suprafaţă a pantei, adică scurgerea areolară. Aceasta rezultă, nu din înclinarea mică a suprafeţei, ci din abundenţa apei căzute care nu are posibilitatea să se infiltreze brusc, nici să se concentreze sub formă de curenţi.

      Chiar dacă apa începe să se concentreze, mai ales în părţile superioare, pe măsură ce coboară, cantităţile se cumulează  şi şuvoaiele se alătură, unul de altul, formând o pânză, o undă sau un val, în funcţie de abundenţa ploii (Posea et al., 1976). Ca urmare a scurgerii apei în pânză, pe pantă, se umplu, în primul rând, microdepresiunile de pe suprafaţa topografică; acestea, paralel cu umplerea, suferă un proces de colmatare cu particule foarte fine, antrenate de lama de apă şi îşi micşorează volumul, tinzând, în această fază, la o nivelare a suprafeţei topografice.

      Dacă  panta terenului este mică, stratul de apă aflat în mişcare atinge grosimi de 5-10 mm; în cazul în care panta este mai mare, scurgerea se produce sub forma unor firişoare. Eroziunea, prin firişoare de apă, dă naştere la o serie de şănţuleţe care îşi modifică continuu traseele prin intermediul microcapturi (Horton, 1945).

      Şiroirea apare ca o continuare a scurgerii în suprafaţă atunci când durata şi inetnsitatea ploii depăşeşte anumite limite.

      Între curgerea în pânză şi cea torenţială, se intercalează forme de tranziţie ale curgerii, cunoscute sub numele de şiroire, alteori de curgere “concentrată”. Şiroirea se face sub forma unor multiple firişoare de apă, a unor şuviţe sau curenţi; cele mai puternice organisme sunt cunoscute sub numele de şuvoaie. Cel mai important aspect al concentrărilor este trecerea de la acţiunea de spălare sau eroziune la cea liniară.

            Apariţia şiroirii este direct legată de intensitatea, durata şi energia de cădere a ploilor, de stabilitatea structurală a solului, de umiditatea acestuia, precum şi de continuitatea profilului pedologic. Viteza limită, pentru antrenarea prin rostogolire a unei particule, depinde de desnitatea şi volumul pe care-l are, precum şi de forma şi suprafaţa pe care o opune curentului (Feodoroff, 1965).

      Şiroirea creează forme de eroziune cu aspect alungit, începând de la şănţuleţe abia perceptibile şi instabile, până la excavaţiuni alungite, uneori pe zeci sau sute de metri (rigole). Rezultatul final îl reprezintă, pe lângă formele de eroziune şi cele de acumulare situate la baza versanţilor. Numai acţiunea repetată a ploilor cu efecte erozionale importante poate duce la completa lor individualizare şi la formarea unui talveg elementar cu capacitatea de a orienta şi organiza scurgerea superficială. În acest mod se asistă la apariţia unor artere noi de drenaj, care vor evolua spre altele mai puternice, cu scurgere organizată.

      Formele incipiente ale unui sistem de drenaj sunt reprezentate de ogaşe şi ravene.

      Ogaşele reprezintă o formă mai avansată de eroziune decât rigola. Are o adâncime cuprinsă între 0,30-2m (sau 0,5-3m), iar lăţimea cuprinsă între 0,5-8m. Când talvegul atinge roca în loc, se lărgeşte, pereţii se atenuează şi ogaşul se transformă într-o văiugă ce dispare cu timpul. În alte condiţii se adânceşte prin eroziune pe verticală şi dă naştere unei forme superioare cunoscute sub numele de torent.

      În funcţie de adâncime, ogaşele pot fi împărţite în: mici, cu adâncimi între 0,2-1m; mari, cu adâncimi între 1-2m.

      De obicei, lungimea unei astfel de formaţiuni este legată de a versantului cu aproximativ aceeaşi pantă.

      Ravenele reprezintă o formă avansată a eroziunii în adâncime. În acest caz acţionează legile după care se desfăşoară procesele eroziunii fluviale. Cu toate că acestea acţionează o perioadă scurtă de timp, panta profilului este ceea care-şi pune amprenta pe puterea eroziunii şi transportului apei.

      Ravenele, au adâncimi cuprinse între 3-30m şi lăţimi de 8-50m. Profilul longitudinal se prezintă în trepte la stadiul de eroziune activă, mai ales atunci când există alternanţe de roci cu coeziune deosebită. Când acţiunea de adâncire a unui astfel de organism intersectează o pânză freatică, funcţia de curgere devine sezonieră sau chiar permanentă.

      În funcţie de adâncime, ravenele pot fi: mici, cu adâncimi între 2-5m; mijlocii, cu adâncimi între 6-10m; mari, cu adâncimi >10m.

      În funcţie de lungime, pot fi: scurte, <300m; lungi, între 300-1000m; foarte lungi, >1000m.

      În funcţie de dimensiunea bazinului, pot fi: mici, <10 ha; mijlocii, între 10-30 ha; mari, între 30-100 ha; foarte mari, >100 ha.

      Etapele enumerate anterior au ca rezultat final permanentizarea unui talveg elementar, adică a unei celule de bază a sistemului hidrografic (sau sistem de râuri, sistem fluvial). Prin unire se vor forma artere mai mari şi bazine hidrografice cu particularităţi proprii în funcţie de condiţiile fizico-geografice.

      Geograful francez Emm. de Martonne, plecând de la postulatul că bazinele hidrografice sunt o consecinţă a climei, a analizat distribuţia râurilor cu ajutorul indicelui de ariditate care-i poartă şi numele. Pentru acest indice s-a luat ca bază raportul dintre precipitaţii şi temperatură: 

      Pe baza acestui indice se poate aprecia că formarea râurilor, adică  a curgerii, la nivelul câmpiilor situate <200m altitudine, în absenţa fenomenelor carstice, pentru zona temperată, ar avea loc în prezenţa unor cantităţi de precipitaţii de cel puţin 250 mm/an, pentru zona subtropicală 500 mm/an şi pentru zonele aride 1.000 mm/an.

      Văiuga este o formă negativă scurtă, cu adâncimi reduse şi versanţi slab înclinaţi, fund concav şi curgere temporară ce se manifestă în condiţiile unui relief cu energie redusă.

      Vâlceaua reprezintă un stadiu mai avansat al ravenei, având muchia şi versanţii slab înclinaţi şi fixaţi de vegetaţie, fund concav sau plat şi curgere temporară sau permanentă. În jonele joase, versanţii sunt slab înclinaţi şi folosiţi în agricultură.

      Adâncimile sunt reduse (câţiva metri), lăţimile de zeci sau sute de metri şi lungimile pot atinge 10-15 km. Lăţimea fundului variază între 30-200m

      Valea este stadiul cel mai avansat al categoriilor morfologice de curgere. Este o formă negativă de relief, îngustă şi alungită, cu pantă în descreştere pe sistemul amonte-aval, formată în urma acţiunii erozive a apelor curgătoare.

      În profil longitudinal valea ia naştere prin încorporarea unor sectoare diverse ca aspect şi vârstă (Romanescu, Jigău, 1998). Tipurile de văi rezultă din procesul genetic iniţial, dar şi din cel evolutiv. Văile se diversifică, mai ales, prin faptul că se supun, mai mult ca alte forme, legilor generale ale geomorfologiei: legea echilibrului, etajării, eroziunii diferenţiale, zonalităţii climatice etc. Ca urmare a acestor factori există mai multe tipologii.

      B. Categoriile hidrologice ale curgerii

      În acest caz se deosebesc: torentul, pârâul, râul şi fluviul.

      Torentul se manifestă numai în timpul ploilor şi se desfăşoară printr-o formă negativă: ogaş, ravenă etc. Este un fenomen hidrologic şi nu unul geomorfologic: în acest caz caractarizează doar curgerea.

      Denumirea provine dintr-un termen popular italian care semnifică o curgere năvalnică a apelor de ploaie adunate în şuvoaie. Curgerea prezintă viituri puternice, tumultoase, de scurtă durată, care se termină brusc după sfârşitul ploii. Ca urmare a panetlor mari din cadrul profilului longitudinal prezintă o mare putere de eroziune şi transport. În timpul viiturilor suprafaţa apei este bombată spre mijlocul albiei şi prezintă turbioane puternice.

      Pârâul reprezintă o apă curgătoare de mici dimensiuni, care poate avea curgere permanentă, dar şi perioade de secare (în funcţie de alimentarea superficială).

      Sunt considerate ca fiind artere hidrografice cu lungimi mai mici de 50 km, bazin hidrografic cu suprafeţe situate <300 km² şi un debit mediu multianual <1 m³/s.

      Prin unirea mai multor pâraie ia naştere un râu.

      Râul este o apă curgătoare cu caracter predominant permanent, care deţine o albie bine individualizată din punct de vedere morfologic. Alimentarea se face atât prin intermediul apelor de suprafaţă, dar şi a celor subterane, ponderile fiind diferite de la o regiune la alta. Unele râuri, mai ales cele din regiunile aride, pot seca în timpul verii.

      De regulă, râurile se varsă în alte cursuri de apă mai mari, în lacuri, mări sau oceane. Pot fi şi cazuri când gura de vărsare este falsă deoarece apele se pierd în substrat. Prezenţa sau lipsa apei în cadrul unui râu, o anumită perioadă a anului, permite clasificarea acestora în organisme cu:

      - curgere permanentă, la care nu se semnalează fenomenul de secare; alimentarea subterană suplineşte absenţa curgerii superficiale;

      - curgere sezonieră (semipermanentă), la care se semnalează fenomenul de secetă în sezonul uscat; alimentarea subterană este epuizată;

      - curgere temporară, cu apă doar în timpul ploilor torenţiale.

      Fluviul desemnează, în limbaj geografic, un râu de mari dimensiuni, care se varsă într-o mare sau ocean.

      Termenul este de origine latină şi provine din cuvântul “flumen” şi desemnează o apă care curge printr-o vale; a fost preluat de francezi ca “fleuve”. Cu toate acestea, în limba englează este sinonim cu râu. Termenul de râu, în literatura de specialitate, este utilizat pentru toate categoriile de ape curgătoare, indiferent de mărime.

      Fluviul deţine un grad ridicat de complexitate a regimului de curgere, ca rezultat al vastelor suprafeţe drenate de afluenţi.

      Sistemele fluviale pot fi:

      - independente, când râurile îşi varsă apele direct într-un lac, o mare sau ocean (Teliţa, Taiţa, Casimcea etc.);

      - dependente, când râurile se varsă în alte râuri şi prin intermediul acestora ajung într-un lac, mare sau ocean.

      C. Structura şi compoziţia reţelei hidrografice

      Structura reţelei hidrografice este controlată de câţiva factori importanţi: panta iniţială a terenului, inegalităţile rezistenţei rocilor la eroziune, controlul structurii, diastrofismul recent, istoria geomorfologică a reţelei etc. (Ichim et al., 1989).

      Ca urmare a studierii unui număr important de bazine hidrografice, situate în diferite condiţii climatice, geologice şi de evoluţie, s-au diferenţiat următoarele tipuri de structură:

      a. Dentritică. Este, pe departe, cea mai comună structură. Se caracterizează prin existenţa unor afluenţi care au aceeaşi direcţie de curgere cu râul principal, cu unghiuri de confluenţă, de regulă, mai mici de 90⁰. Se dezvoltă, cu precădere, în regiunile cu rezistenţă relativ uniformă la eroziune: Nipru, Volga, Obi, Enisei, Amur, Vedea, Bârlad etc.

      b. Rectangulară. Faţă de cea dentritică are confluenţe cu unghiuri drepte sau apropiate de 90⁰. Structura este controlată de factorul geologic, mai ales reţeaua de fracturi tectonice. Sunt adesea întâlnite în Scandinavia (mai ales pe coasta Norvegiei).

      c. Radiară. Este generată de prezenţa unor înălţimi dure, ale unor conuri vulcanice care, de altfel, impun o drenare pe flancuri: văile din regiunile muntoase înalte, râurile din Pamir, Peninsula Iberică, Africa Centrală etc.

      d. Fluată. Este atribuită, în general, râurilor ce curg prin văile situate între două masive muntoase. Afluenţii sunt colectaţi de pe povârnişuri şi majoritatea lor se varsă direct în râul principal, sub un unghi de 65-90⁰: Bistriţa, Lotru etc.

      e. Centripetă. Este generată de prezenţa unei mari arii depresionare care, ca nivel de bază, concentrează drenarea curgerii. Cele mai multe râuri se întâlnesc în regiunile semiaride.

      4.f. Multibazinală. Este întâlnită în regiunile colinare cu înălţimi mici sau în regiunile carstice.

      g. Zăbrelită (gratii). Dispune de unghiuri drepte de confluenţă (sau aproape de 90⁰). Cel mai adesea se dezvoltă în regiunile puternic fracturate şi cu alternanţe litologice.

      h. Paralelă. Este tipică pentru formaţiunile litologice dispuse longitudinal: structurile de fliş din Bucovina. Nu are o extindere regională deoarece intervenţia structurilor majore impune modificări radicale.

      i. Inelară. Se dezvoltă pe înălţimi izolate, mai ales pe domuri, conuri vulcanice, cu alternanţe de strate etc.

      j. Deranjată. Este impusă ca urmare a intervenţiei antropice, în scopul creerii unor acumulări: Podişul Moldovenesc, Câmpia Transilvaniei etc. Se includ şi reţelele dezvoltate din luncile marilor râuri, delte, câmpii slab drenate din nordul Europei etc.

      k. Contorsionată. Se datorează prezenţei alternanţelor litologice şi a unei tectonici complicate: bazinul Putna-Vrancea.

      Pentru România se pot distinge opt tipuri de reţele hidrografice (Coteţ, 1951) ca urmare a tipizării aspectului planic: dentritică, rectangulară, în gratii, radiară, convergentă, inelară, opusă, sucită.

      D. Albia cursurilor de apă

      Definiţie

      Albia reprezintă partea inferioară a unei văi, ocupată  permanent sau temporar de curentul de apă ce provine din colectarea precipitaţiilor. Prin urmare, albia formează suportul solid pe care vehiculează curentul de apă cu direcţie amonte-aval. Aşezată pe structuri geologice tari, albia modelează forma curentului şi îi imprimă direcţiile de curgere; pe structuri aluvionare curentul de apă (prin erodări şi depuneri) îşi modelează singur albia pentru a corespunde legilor sale de mişcare.

      Albia unui curs de apă este determinată hidrografic prin profile transversale, longitudinale şi forma în plan orizontal. Din punct de vedere dinamic, în cadrul albiei, rugozitatea şi granulometria pereţilor sunt elemente hidraulice care completează caracteristicile albiilor.

      Una din cele mai generale clasificări pentru albiile de râu este în funcţie de alcătuirea geologică a regiunii pe care o străbat cursurile de apă. În acest caz se disting: albii în roca în loc; albii semicontrolate de roca în loc; albii aluviale.

      Albiile care se adâncesc în roca în loc au patul şi malurile alcătuite din rocă dură, fapt pentru care sunt mai stabile. Cele din a doua categorie numai local sunt formate în roca în loc, în rest se manifestă în depozitele aluviale; cele mai multe dintre albiile existente sunt aluviale; cele care au patul şi malurile alcătuite din materiale transportate de râu şi depuse pe fundul văilor. Albiile aluviale sunt şi cele mai instabile dată fiind rezistenţa slabă a subtratului la eroziune.

      Profilul transversal al albiei

      Profilul transversal reprezintă intersecţia râului la nivel maxim cu un plan vertical, perpendicular pe direcţia de curgere a apei, în punctul dat. Forma profilului transversal al albiei, numai în anumite cazuri particulare, poate fi asimilată cu un dreptunghi, trapez, parabolă sau combinaţii cu acestea.

      De regulă, profilul transversal al cursurilor de apă este destul de neregulat, la el distingându-se: albia minoră şi albia majoră.

      Albia minoră (principală) reprezintă partea mai adâncă a văii, acoperită permanent cu apă, şi părţile sale laterale care pot avea apă numai o anumită parte din an. Este săpată, de obicei, în aluviuni şi mai rar în roca dură (parentală). Pe fundul său se află talvegul.

      Albia majoră (lunca) reprezintă părţile laterale ale văii, mai dezvoltate în suprafaţă şi care sunt acoperite cu apă doar în timpul viiturilor.

      La râurile de munte sau cele care curg prin văi încastrate în relief tabular sau cu roci dure – văi de tip canion, defilee şi chei - , albia majoră poate lipsi total sau parţial.

      Albia minoră prezintă dimensiuni variabile în funcţie de dimensiunea reţelei şi a bazinului hidrografic. Râurile mici prezintă adâncimi cuprinse între 0,5-2m, iar cele mari de 4-5m. La fluvii, adâncimile pot varia atât în funcţie de tipul de curs (superior, mijlociu, inferior), cât şi de dimensiunea bazinului hidrografic: pot ajunge până la 90-100m. Pentru Amazon, albia în cursul inferior atinge –92m, iar pentru Dunăre, pe braţul Tulcea, în dreptul oraşului cu acelaşi nume, adâncimea maximă este de –41m.