Curs Batimetrie

1

RIDICAREA BATIMETRICĂ

1. CUNOŞTINŢE DE BAZĂ

1.1. NOŢIUNI GENERALE

În termeni uzuali, procesul de măsurare a adâncimilor se mai numeşte şi ridicare  batimetrică şi cuprinde ansamblul lucrărilor de măsurare, calcul şi reprezentare a reliefului subacva tic al unei zone. În acest scop se urmăresc şi se determină un număr suficient de puncte

 pe suprafata apei, judicios alese ca număr şi poziţie, în funcţie de scara planului ce se va redacta şi precizia urmărită. Măsurătorile adâncimii apei denumite şi sondaje constituie problema de bază a lucrărilor hidrografice cu scopul de a determina relieful subacvatic, adică a denivelărilor unui  bazin hidrografic.

Relieful în topografie se defineşte ca fiind totalitatea neregularităţii naturale a terenului. Reprezentar ea ea reliefului în plan se realizează de regulă, prin curbe de nivel. Curba de nivel se

defineşte ca fiind locul geometric al punctelor care au aceeaşi cotă, iar cota unui punct reprezintă distanţa pe verticală între o suprafaţă de nivel zero şi suprafaţa de  nivel ce trece prin  punctul respectiv. respectiv.

Punctele ale căror cote se determină, se află deasupra geoidului (care corespunde aproximativ cu suprafaţa mărilor şi oceanelor), se numesc puncte topografice, iar cele situate sub acesta (pe fundul mărilor şi oceanelor) se numesc puncte batimetrice. În ridicările batimetrice se utilizează următoarele noţiuni: • adâncimea este distanţa pe verticală spre nadir, între suprafaţa de nivel zero (nivelul

de referinţă) şi un punct de pe fundul apei, (deci este o cotă negativă) ; • curba batimetrică sau izobată reprezintă locul geometric al punctelor de aceeaşi

adâncime.

2

Pe hărţile topografice curbele de nivel negativ se reprezintă cu o linie de culoare albastră, iar notaţiile se fac cu semnul minus. La mare, izobatele, sunt notate cu valoarea adâncimii fără semn (figura 1 a şi b).

a

b Fig. 1.

1.2. DETERMINAREA NIVELULUI DE REFERINŢĂ

 Nivelul de referinţă este un plan convenţional faţă de care sunt raportate adâncimile. Se mai numeşte şi zeroul h idrografic. Acest nivel de referinţă trebuie situat sub nivelul celor mai mici ape posibile şi se determină în mod diferit la mare, faţă de fluviu (râuri). La o mare fără maree (în cazul Mării  Negre) nivelul de referinţă s-a calculat pe baza datelor furnizate de un post hidrometric pe o  perioadă de observaţii observaţii de cel puţin puţin 30 – 50 ani. Pentru ţara noastră, suprafaţa de nivel zero este suprafaţa liniştită de nivel mediu al Mării Negre. Punctul zero fundametal se află în portul Constanţa încastrat într -un monolit de  beton.

Pentru corectarea adâncimilor măsurate faţă de zeroul hidrografic, în zonele de lucrări hidrografice se instalează posturi hidrometrice. Astfel de posturi sunt instalate în porturile Constanţa, Mangalia şi Sulina. Distanţa dintre două postur i hidrometrice este de 40 – 100km funcţie de configuraţia coastei.

2

Pe hărţile topografice curbele de nivel negativ se reprezintă cu o linie de culoare albastră, iar notaţiile se fac cu semnul minus. La mare, izobatele, sunt notate cu valoarea adâncimii fără semn (figura 1 a şi b).

a

b Fig. 1.

1.2. DETERMINAREA NIVELULUI DE REFERINŢĂ

 Nivelul de referinţă este un plan convenţional faţă de care sunt raportate adâncimile. Se mai numeşte şi zeroul h idrografic. Acest nivel de referinţă trebuie situat sub nivelul celor mai mici ape posibile şi se determină în mod diferit la mare, faţă de fluviu (râuri). La o mare fără maree (în cazul Mării  Negre) nivelul de referinţă s-a calculat pe baza datelor furnizate de un post hidrometric pe o  perioadă de observaţii observaţii de cel puţin puţin 30 – 50 ani. Pentru ţara noastră, suprafaţa de nivel zero este suprafaţa liniştită de nivel mediu al Mării Negre. Punctul zero fundametal se află în portul Constanţa încastrat într -un monolit de  beton.

Pentru corectarea adâncimilor măsurate faţă de zeroul hidrografic, în zonele de lucrări hidrografice se instalează posturi hidrometrice. Astfel de posturi sunt instalate în porturile Constanţa, Mangalia şi Sulina. Distanţa dintre două postur i hidrometrice este de 40 – 100km funcţie de configuraţia coastei.

3

Un post hidrometric este compus din instalaţia de măsurare şi reperul de nivelment. Instalaţia de măsurare poate fi o miră sau un maregraf. Mira hidrometrică este o riglă gradată fixată pe  un suport (cheu, debarcader, etc) instalat în apă, pe care se citesc variaţiile de nivel ale apei faţă de zeroul hidrografic hi drografic (fig. 2).

Fig. 2

Maregrafele sunt aparate care înregistrează automat variaţiile nivelului apei. Ele pot fi cu flotor şi de presiune. Maregraful din portul Constanţa este de tipul cu flotor. Maregraful cu flotor (Fig. 3) se compune în principiu din următoarele părţi: • tubul metalic (1) prevăzut în partea inferioară cu orificii prin care circulă apa (se

montează în poziţie verticală pe pereţii construcţiilor sau pe piloţi); • mecanismul de transmitere a oscilaţiilor nivelului, alcătuit dintr -un flotor (2) şi o

contragreutate (5) aflate în balans prin intermediul scripetelui (4) şi cablului (3); • mecanismul de înregistrare, format din cilindrul (6) pe care este înfăşurată o

diagramă şi o peniţă (7) care prin intermediul scripetelui (8) şi a cablului nedeformabil (9) şi al greutăţii (10) preia mişcările scripetelui (4); • mecanismul de orologerie (11) care mişcă uniform cilindrul (6).

4

Fig. 3

La fluviu şi râuri, nivelul zero reprezintă nivelul mediu multianual al celor mai scăzute ape determinate pe baza unor observaţii îndelungate, de cel puţin 25 de ani. Acest nivel zero reprezintă zeroul postului hidrometric faţă de care se corectează adâncimile măsurate. În sectorul românesc al Dunării există 25 de posturi permanente situate unul faţă de altul la o distanţă de aproximativ 40km. Posturile hidrometrice de la lacuri sunt organizate după aceleaşi principii ca şi cele de la mare. Numărul posturilor hidrometrice depinde de suprafaţa lacului. Pentru lacuri cu suprafaţa mai mică de 10km2 se foloseşte un post hidrometric; la suprafeţe între 10 şi 100km 2 , două  posturi, iar la suprafeţe mai mari de 100km2, patru posturi. Toate adâncimile în scrise pe planul hidrografic reprezintă adâncimi corectate faţă de

zeroul hidrografic. În acest scop, în timpul unei zile de lucru se citeşte nivelul instantaneu al apei de cel puţin două ori. Pentru reducerea adâncimilor la nivelul de referinţă se aplică formula: H r  = H a  + ΔZ

ΔZ = Z 0  - Z i

în care: H r  – adâncimea redusă; H a  – adâncimea măsurată; Δ Z – corecţia de nivel; Z 0 – gradaţia

citită pe miră corespunzătoare nivelului zero; Z i  – cota nivelului instantaneu.

5

1.3. LINII DE SONDAJ

Sondajul este o lucra re specială de măsurare a adâncimii apei în puncte situate în plan, de-a lungul unor direcţii numite linii de sondaj.

Pe aceste linii situate la suprafaţa apei se deplasează ambarcaţiunea de sondaj. În terminologia hidrografică, pe lângă linia de sondaj se mai foloseşte şi noţiunea profil. Profilul rezultă din intersecţia unui plan vertical care conţine linia de sondaj (la suprafaţa apei) şi fundul apei. Are forma unei linii frânte (figura 4).

Linia de sondaj

0m

 u l  P r o f  il  i  u l a p e  F u n d

Fig. 4 Reprezentarea reliefului subacvatic pe planurile hidrografice este caracterizată de

următoarele elemente: •

desimea sondajelor;

•

direcţia liniilor de sondaj;

•  precizia de măsurare a adâncimilor; •  precizia de determinare a poziţiei în plan a sondajelor; •  precizia de trasare a izobatelor.

1.3.1. DESIMEA SONDAJELOR

Prin desimea sondajelor se înţelege numărul de adâncimi măsurate pe unitatea de suprafaţă. Ea depinde de distanţa dintre liniile de sondaj şi intervalul dintre adâncimile măsurate pe linia de sondaj. Distanţa dintre liniile de sondaj se stabileşte în funcţie de următoarele: •

gradul de accidentare şi caracteristicile morfometrice ale fundului apei;

•

importanţa zonei şi scopul ridicării hidrografice.

6

În funcţie de aceste criterii se stabileşte scara planşetei de sondaj. Scara se alege astfel încât distanţele dintre liniile de sondaj să fie egale cu 1 cm la scara planşetei. Exemplu: pentru

a realiza distanţa dintre liniile de sondaj la o ridicare hidrografică în scopul dragajului de adâncime, care impune distanţa de 10m, planul hidrografic se va întocmi l a scara 1:1000 (1cm  pe plan este egal cu 10m pe suprafaţa apei). Intervalul dintre adâncimi de-a lungul liniilor de sondaj se impune atunci când

adâncimile apei se măsoară cu sonda de mână sau cu sonda ultrason fără înregistrator. În cazul măsurării adâncimilor cu sonda ultrason înregistratoare apare profilul fundului apei pe o bandă înregistratoare (batigramă), din care putem extrage orice valoare a unei adâncimi măsurate. Pe planul hidrografic, adâncimile se înscriu la un interval grafic de 3 – 5mm la scara

 planului. Exemplu: pe o planşetă de sondaj la scara 1:10000 adâncimile se înscriu la un interval grafic de 3 – 5mm ceea ce corespunde unei distanţe reale pe apă de 30  – 50m, interval în care  pot exista adâncimi diferite, important de a fi cunoscute. Atunci intervalul dintre adâncimile măsurate (d): d = c/200n unde: c – numitorul scării hărţii (exemplu: 10000), n  – raportul între numărul adâncimilor

măsurate şi adâncimile înscrise (pentru sondele simple n = 2, iar pentru sondele ultrason fără înregistrator n = 3 sau 4).

În ridicările hidrografice pentru dragajul de adâncime, intervalul dintre adâncimile măsurate pe linia de sondaj este de 5m. Ridicarea hidrografică executată în scopul dragajului de adâncime pentru a corespunde normelor în vigoare şi anume: distanţa între liniile de sondaj de 10m şi intervalul dintre adâncimi de 5m, impune ca scara planului hidrografic să fie 1:1000. 1.3.2. ORIENTAREA LINIILOR DE SONDAJ

Liniile de sondaj se proiectează de regulă să fie perpendiculare pe o anumită direcţ ie de referinţă care poate fi: • direcţia nord; • o direcţie materializată topografic (direcţia generală a coastei; linia malului fluviului,

canalului, lacului; axul unui dig etc).

7

Mulţimea liniilor de sondaj materializate pe plan formează un sistem de linii d e sondaj. În ridicările hidrografice se folosesc următoarele sisteme de linii: paralele, radiale, în zigzag şi combinate. Sistemul de linii paralele

(figura 5) este format din linii drepte paralele între ele şi se

 proiectează în majoritatea ridicărilor batimetrice pentru că asigură desimea constantă a sondajelor pe unitatea de suprafaţă.

Fig. 5

Faţă de direcţia de referinţă, liniile de sondaj pot fi: •  perpendicular pe această direcţie; • sub un unghi oarecare (ex.. 45 o sau 135 o) în cazul sondajelor la fluviu sau pe râuri

(unde este curent). Sistemul de linii radiale

(figura 6) este alcătuit din linii drepte care converg într -un

 punct numit pol, sub anumite unghiuri şi se proiectează în ridicările batimetrice din dreptul capurilor, în jurul insulelor şi ale altor caracteristici ale terenului (figura 6).

Fig. 6

8

Desimea sondajelor efectuate pe profilele radiale scade de la pol către zona periferică a sistemului unde trebuie să fie egală cu cea proiectată (adică 1cm la scara planului hidrografic). Unghiul sub care converg liniile (γ 0 sau γ g)

0

γ   =

d 

0

57 , 3

 D

;

γ  

g

=

g

63 , 662

d   D

unde: d – distanţa între extremităţile liniilor de sondaj (va fi întotdeauna î ntotdeauna 1cm la scara planului) D – distanţa de la polul sistemului la capătul liniei. Sistemul de linii în zigzag (figura

7) are aspectul unei linii frânte formată din segmente egale

sau diferite ca lungime şi se proiecteaza de regulă, în sondajele la fluviu, râuri, unde există curent. Linie mal

Fig 7. Sistemul de linii combinate

(figura 8) reprezintă combinaţii din sistemele prezentate

anterior. Se proiectează în cazul ridicărilor batimetrice de mare precizie şi pentru cercetarea suplimentară a zonei.

Fig. 8

9

2. MĂSURAREA ADÂNCIMILOR 

Măsurarea adâncimilor şi determinarea poziţiilor punctelor ce se găsesc   pe linia de sondaj sunt actvităţi ce se desfăşoară simultan. 2.1. SONDE

Pentru determinarea precisă a adâncimilor prin procedeul sondajelor a fost necesară ceearea unor aparate şi dispozitive de măsurare utile acestui scop, numite sonde. Din punct de v edere a ridicării batimetrice, sondele pot fi cu măsurare directă sau

indirectă. Sondele cu măsurare directă, denumite şi sonde simple pot fi: sonda de mână şi sonda de lemn. Aceste sonde se folosesc când nu se dispune de echipamente ultrason sau ca rezerv ă.

Sondele cu măsurare indirectă sunt sondele ultrason. 2.1.1. SONDA DE MÂNĂ (figura9) (fi gura9) Este un instrument simplu folosit pentru măsurarea adâncimilor de până la 20m. Este compusă dintr -o greutate şi o saulă gradată în sistemul metric. Saula sondei este d in material nedeformabil (relon) şi se gradează cu semne şi culori

diferite pentru a marca adâncimile de 5; 10; 15 şi 20m şi din metru în metru şi submultiplii săi. Originea gradaţiilor o constituie baza greutăţii.

Fig. 9

10

Etalonarea sondei este o operaţiune de verificare a gradaţiilor saulei prin comparaţie cu

o ruletă. Mărcile sondei se readuc la gradaţiile de pe ruletă cu o precizie de ± 2cm. La măsurarea adâncimilor trebuie să se respecte condiţiile ca saula sondei să fie pe verticală şi  bine întinsă. 2.1.2.SONDA DE LEMN

Este un segment de lemn (în prezent şi material plastic) cu lungime de 4  – 6m şi diametrul de 4 – 5cm. Se pot măsura adâncimi de până la 5m. Sonda este gradată în sistemul

metric şi asigură o precizie de citire de ± 5cm . 2.1.3. SONDELE ULTRASONORE (ULTRASON) Sondele ultrasonore sunt echipamente complexe care se folosesc aproape generalizat

 pentru măsurarea măsurarea adâncimilor. Principiul măsurării adâncimii cu sonda ultrason este următorul: •

un emiţător de ultrasunete montat de regulă pe fundul navei (E) care emite periodic impulsuri scurte de unde ultrasonore sub forma unui fascicul dirijat în jos pe o

direcţie aproximativ verticală; •

fasciculul de ultrasunete este reflectat de fundul apei (O) şi recepţionat la bordul navei de un receptor montat în punctul R.

Emiţătoarele şi receptoarele de ultrasunete se numesc vibratoare. La sondele hidrografice pentru adâncimi mici, vibratorul de emisie îndeplineşte şi funcţia de vibrator de recepţie. La bărci, vibratorul sondei ultrason nu este montat pe fundul navei ci este ataşat în afara  bordului cu ajutorul ajutorul unui dispozitiv special. special.

Fig. 10

11

Din figura 10: •

distanţa ER = 2B şi se numeşte bază;

•

2Hs = spaţiul parcurs de undele ultrasonore directe şi reflectate;

•

H = adâncimea faţă de plan urile vibratoarelor;

•

Ha = adâncimea adevărată;

•

ΔHi = imersiunea vibratoarelor.

Rezultă: Ha = H + ΔHi. Imersiunea este o mărime constantă, iar adâncimea măsurată este o funcţie ce depinde de viteza de propagare pe verticală a ultrasunetelor (V = 1500m/s în apa de mare) şi intervalul de timp dintre momentul emisiei şi recepţiei undelor (t).

 H =

 H s2 −  B 2

Spaţiul parcurs de undele ultrasonore în apă este: 2Hs = V t; de unde  Hs =

V  t  2

2

 V  t   Atunci: H  =   − B 2   2  

La sondele cu un singur vibrator distanţa ER = 0 şi atunci

 H =

V  t  2

Sondele ultrason folosite în hidrografie (şi în navigaţie) pot fi cu înregistrator sau cu indicator.

Sonda ultrason cu indicator afişează valoarea adâncimii măsurate la un mo ment dat. Sonda cu înregistrator pe lângă indicarea instantanee a adâncimilor înregistrează toate aceste valori pe o bandă de hârtie specială numită batigramă. Totalitatea punctelor de sondaj de  pe fundul apei formează profilul fundului apei. Sondele multifasciculare (multibeam).

În principiu, sonda multifasciculară (figura 11)

realizează o pasă de măsurare a adâncimilor cu ajutorul unui vibrator special ce emite fascicule

12

de ultrasunete pe mai multe direcţii cu înclinările α 1 ; α 2 ; …; α i . Cele i adâncimi sunt date de relaţia: H i  = Hm i cos α i

Fig. 11 2.2. CORECŢIILE SONDELOR ULTRASON

Ca orice observaţie şi măsurătorile de adâncime sunt afectate de erori accidentale şi sistematice.

Erorile accidentale au cauze multiple se manifestă întâmplător şi nu  pot fi eliminate sau evitate.

Ţinând cont de proprietăţile erorilor accidentale, acestea pot fi reduse dacă aceeaşi mărime se măsoară de mai multe ori şi se face media aritmetică. În ridicările batimetrice, măsurătorile se fac din mişcare şi ca atare nu se pot repeta. În această situaţie erorile accidentale asupra măsurătorilor de adâncime se atenuează printr -o  pregătire temeinică a operatorului, folosirea de sonde de precizie, bine verificate şi reglate. Erorile sistematice pot fi cunoscute şi eliminate prin aplicarea unor corecţii. Corecţiile sistematice care se aplică la măsurătorile adâncimilor cu sonda ultrason sunt: corecţii instrumentale şi corecţii cauzate de factori exteriori. 2.2.1. CORECŢII INSTRUMENTALE În această categorie intră corecţia pentru imersiunea vibratoarelor şi corecţia de bază. Corecţia pentru imersiunea vibratoarelor.

Prin imersiunea vibratoarelor se înţelege

distanţa pe verticală între suprafaţa apei şi planul orizontal ce conţine suprafeţele de emisie şi recepţie ale vibratoarelor. Din figura 10 rezultă:

13

ΔHi = Ha – H şi se determină prin măsurarea directă a acestei valori sau se scoate din formularul navei (ambarcaţiunii). Corecţia de bază - ΔHb se aplică în cazul sondelor cu două vibratoare. La sondele hidrografice cu un singur vibrator, această eroare este nulă.

2.2.2. CORECŢII CAUZATE DE FACTORI EXTERIORI În această categorie intră: corecţia pentru variaţia vitezei de propagare a sunetului prin apă şi corecţia pentru variaţia pescajului. Corecţia pentru variaţia vitezei de propagare a sunetului prin apă (Δ Hv).

Sonda ultrason măsoară adâncimea apei pentru o anumită viteză de propagare a sunetului prin apă care depinde de: temperatura (t), salinitatea (S) şi presiunea hidrostatică a apei (determinată de adâncimea apei – H). Pentru t = 0o; S = 35‰ şi H = 0m, viteza sunetului prin apă este: V 0  = 1448,6m/s V 0 = viteza teoretică.

Drumul parcurs de fasciculul de unde prin straturile de apă cu temperaturi, nivele de salinitate şi adâncimi diferite, datorită fenomenului de refracţie va fi mai lung sau mai scurt decât în condiţiile standard pentru care s -a calculat viteza de propagare a sunetului prin apă  pentru sonda respectivă (V 0 ). Atunci: V = 1448,6 + ΔVt + ΔVs + ΔVp, unde: V – viteza real măsurată;

ΔVt – corecţia pentru variaţia temperaturii; ΔVs – corecţia pentru variaţia salinităţii  ; ΔVp – corecţia pentru presiunea hidrostatică; Pentru determinarea lor s-au întocmit tabele speciale (funcţie de valorile măsurate la

diferite straturi de apă). Pentru eliminarea erorilor care provin din cauza diferenţelor dintre viteza reală (V) şi

viteza teoretică (V ) a sunetului prin apă se utilizează relaţia:

14

 V  − V 0    ∆ Hv =  Hs V    0  

Hs este adâncimea indicată de sondă

ΔHv este pozitivă când V>V 0 şi negativă cân d V
Corecţia totală (ΔH tot ) reprezintă suma algebrică a corecţiilor sistematice det erminate anterior:

ΔH tot = ΔHi + ΔHb + ΔHv + ΔHp 2.3. DETERMINAREA CORECŢIILOR SONDELOR ULTRASON. TOLERANŢE

Corecţiile sondelor ultrason se pot determina prin calcul sau în mod direct. 2.3.1. DETERMINAREA CORECŢIILOR PRIN CALCUL Corecţiile pentru imersiunea vibratoarelor şi de pescaj se determină pe cale experimentală. Corecţia pentru variaţia vitezei de propagare a sunetului prin apă este cauzată de diferenţa între temperatura şi salinitatea apei pentru care a fost gradată sonda şi aceleaşi caracteristici reale în momentul măsurării adâncimilor.

Pentru cunoaşterea vitezei reale de propagare pe verticală a sunetului prin apă trebuie măsurate înaintea începerii observaţiilor temperaturile şi salinitatea apei la diferite straturi de adâncime standard (0; 10; 25; 50; 75 şi 100m). Cunoscându- se valorile măsurate se aplică adâncimilor corecţiile prezentate la 2.2.2.

15

Sondele ultrason de ultimă generaţie, înaintea începerii măsurătorilor de adâncime, măsoară temperaturile şi salinitatea apei, calculează corecţiile şi le aplică automat adâncimilor măsurate. 2.3.2. DETERMINAREA CORECŢIILOR PRIN ETALONARE Ca instrumente etalon pentru determinarea corecţiilor prin metoda directă se utilizează sonda de mână, planşeta sau discul de control. Corecţiile se determină prin compararea gradaţiilor instrumentelor considerate etalon şi citirile adâncimilor măsurate cu sonda ultrason. În ridicările batimetrice (în lipsa dispozitivelor automate de determinare a corecţiilor sondei ultrason), se aplică etalonarea sondei prin etalonarea cu discul (planşeta) de control (figurile 12, 13, 14).

Fig. 12

Fig. 13

Fig. 14

Acest instrument de etalonare se compune dintr- o placă metalică în formă de disc sau

dreptunghiulară, cu o greutate în partea inferioară (p entru a-i asigura o poziţie orizontală) şi un cablu metalic neextensibil gradat la 2; 3; 4; 5; 7; 10; 15; 20; 30; 40 şi 50m. Discul de control este utilizat pentru etalonarea sondelor cu un singur vibrator instalat în

afara bordului, iar planşeta de control la sondele cu două vibratoare instalate pe fundul navei. Înaintea începerii măsurătorilor de adâncime se face etalonarea sondei, adică determinarea corecţiilor totale care afectează măsurătorile de adâncime citite cu sonda ultrason.

16

Pentru aceasta, discu l (planşeta de control), se coboară succesiv la orizonturile

corespunzătoare mărcilor de pe cablu, exact sub vibratorul (vibratoarele sondei). În acest mod suprafaţa de reflexie a discului (planşetei) se comportă ca suprafaţa fundului apei. Se citesc simultan adâncimile gradate pe cablul discului (planşetei) de control şi

adâncimea citită cu sonda ultrason (Hs). Exemplu: • la 2m se citeşte 2,1m

ΔH tot  = 0,1m

• la 5m se citeşte 5,2 m

ΔH tot = -0,2m

• la 10m se citeşte 9,8 m

ΔH tot = +0,2m

Diferenţa între H 0 şi Hs reprezintă corecţia totală ce trebuie aplicată măsurătorilor cu sonda ultrason la stratul respectiv (±ΔH tot ). Corecţiile sunt negative când Ha Hs (figura 15). 0m

Ha

Hs1

Hs2

Fig.15

Ha = Hs + ΔH tot Pentru creşterea preciziei măsurătorilor de adâncime etalonarea sondei se face atât la coborârea discului (planşetei) de control, cât şi la urcare în mod obligatoriu la începerea sondajului şi la sfârşitul sondajelor. 2.3.3. PRECIZIA SONDELOR ULTRASON HIDROGRAFICE. TOLERANŢE Prin construcţie, mod de exploatare, efectuarea tuturor corecţiilor, sondele ultrason care

 pot fi utilizate în ridicările hidrografice trebuie să nu aibă erori mai mari decât toleranţele stabilite prin Instrucţiunile de sondaj şi anume: •  pentru adâncimi de la 0 la 10m, precizia să fie de la ± 0,05 la ± 0,1m; •  pentru adâncimi de la 10 la 20m, precizie de ± 0,1 la ± 0,2m; •  pentru adâncimi de la 20 la 50m şi mai mari, precizia de ± 1% la ± 2% din valoarea

adâncimii măsurate

17

3. POZIŢIONAREA SONDAJELOR  3.1. NOŢIUNI INTR ODUCTIVE

După proiectarea liniilor de sondaj pe baza criteriilor stabilite (3.1.3.), pe timpul sondajelor se fac simultan măsurătorile de adâncime la precizia stabilită (3.2.) şi de determinare a poziţiei punctelor la precizia impusă de Instrucţiunile de sondaj.  Regulă:

O adâncime măsurată nu are valoare din punct de vedere hidrografic dacă nu este poziţionată în plan prin coordonate.

Pentru a se realiza precizia determinării poziţiilor punctelor pe linia de sondaj trebuie să se asigure: • deplasarea navei ( ambarcaţiunii de sondaj) în mod cât mai fidel pe linia de sondaj

 proiectată; • alegerea celor mai precise metode de poziţionare a punctelor de sondaj.

3.2. DEPLASAREA NAVEI (AMBARCAŢIUNII) PE LINIA DE SONDAJ

Asigurarea deplasării navei (ambarcaţiunii) de sondaj pe linia de sondaj proiectată se realizează astfel: •

după compasul de la bord (giroscopic sau magnetic);

•

după aliniamente;

•

după direcţii indicate de la mal;

•

deplasarea pe cablu sau de-a lungul unei saule gradate în metri.

3.2.1. DEPLASAREA DUPĂ COMPASUL DE LA BORD  Nava (ambarcaţiunea) de sondaj se deplasează pe linia de sondaj după bazele stabilite în navigaţie. În esenţă direcţia liniei de sondaj este ceea ce se numeşte în navigaţie drumul navei adică, unghiul în planul orizontului dintre direcţia nordului adevărat şi axul longitudinal al navei. La bordul navei modelarea meridianului adevărat (adică nordul adevărat) se realizează cu compasul (giroscopic sau magnetic). Asigurarea deplasării navei pe linia de sondaj în lucrările hidrografice maritime şi oceanice se realizează după metodele navigaţiei maritime.

18

3.2.2. DEPLASAREA PE ALINIAMENTE

Aliniamentele folosite în lucrările hidrografice reprezintă un sistem format din două semnale amplasate în teren după anumite reguli, astfel încât locul geometric al punctelor care corespund aceleiaşi proprietăţi vizuale să reprezinte o linie de poziţie. Orice aliniament este caracterizat de următoarele elemente (figura 16):

Fig. 16

Orice aliniament liniar este caracterizat de următoarele elemente: • distanţa dintre semnalele de aliniament, d = AB; • distanţa dintre semnalul anterior şi limita de acţiune (stabilită prin calcul) a

aliniamentului, D = AN; • abaterea laterală p numită uneori şi sensibilitate (definită ca fiind distanţa minimă

faţă de axa aliniamentului prin care un observator poate vedea semnalul posterior); • unghiul orizontal θ  –  proiecţia în plan a unghiului minim care permite navigatorului

să distingă semnalele (ieşirea din aliniament); • unghiul vertical δ sub care se văd părţile superioare ale semnalelor.

În construirea unui aliniament, pentru a se asigura o sensibilitate (p) sub toleranţa admisă, trebuie calculată distanţa d pentru a putea fi utilizat aliniamentul la distanţa D maximă cerută.

d  = 1,72

 D  p  D

− −1

unde: D se exprimă în km

 p şi d se exprimă în metri. În lucrările hidrografice aliniamentele pot fi folosite până la distanţa Dmax = 5km. Folosirea aliniamentelor în asigurarea deplasării navei (ambarcaţiunii) pe linia de sondaj este cea mai precisă metodă folosită în lucrările hidrografice.

19

3.2.3. DEPLASAREA PE DIRECŢII INDICATE DE LA MAL Deplasarea navei (ambarcaţiunii) pe linia de sondaj după indicaţii de la mal, reprezintă în fapt deplasarea pe un aliniament. Pentru aceasta într-un punct precis determinat situat în

 prelungirea liniei de sondaj, la mal se instalează un teodolit orientat faţă de puncte de la mal şi se vizează pe direcţia liniei de poziţie. Din acest punct se dirijează prin radio nava (ambarcaţiunea) de sondaj pentru a nu se îndepărta faţă de direcţia indicată de teodolit la o distanţă: e max  = e q  (6,37) D în care: e max  - toleranţa admisă e q  – precizia instrumentului D – lungimea liniei de sondaj.

Este o metodă precisă, însă este greu de folosit în practica hidrografică. Din această cauză se foloseşte mai rar. 3.2.4. DEPLASAREA PE CABLU

Deplasarea pe cablu poate fi folosită numai în sondajul cu barca în măsurătorile hidrografice de foarte mare precizie. Deplasarea se face de- a lungul unui cablu format din fire de oţel, gradat din 2 în 2m s au

5 în 5m şi marcat cu plăcuţe inscripţionate din 25 în 25m şi are lungimea maximă de 200 la 500m. Pentru a nu se scufunda, cablul este susţinut de flotoare. Fixarea cablului este bine să se

facă la ambele capete în zone de uscat, cu ajutorul unor ţăruşi metalici. Această metodă se foloseşte la râuri, lacuri, zone portuare la distanţe între maluri de maxim 400 -500 m. Capetele cablului reprezintă puncte de coordonate cunoscute. Cablul bine întins materializează pe suprafaţa apei liniile de sondaj proiectate. 3.3. GENERALITĂŢI DESPRE POZIŢIONAREA SONDAJELOR 

Poziţionarea sondajelor reprezintă totalitatea lucrărilor de măsurare, calcul şi respectare în plan (prin coordonate) a punctelor de pe linia de sondaj. Ideal ar fi ca fiecare măsurare de

adâncime să fie poziţionată în plan aşa cum se asigură în ridicările hidrografice de foarte mare  precizie (cum ar fi ridicările necesare în calculul volumului de dragaj).

20

3.3.1. LINIILE DE POZIŢIE (IZOLINII) Linia de poziţie este locul geometric de pe suprafaţa globulu i terestru pentru care o mărime considerată, numită parametru, are aceeaşi valoare (adică toţi observatorii care se găsesc pe linia de poziţie măsoară aceeaşi valoare a parametrului). În lucrările hidrografice se folosesc următoarele linii de poziţie: • izostadia – definită ca locul geometric al punctelor egal depărtate de un obiect. Deci

toţi observatorii care măsoară acelaşi parametru (distanţe) la un obiect se vor găsi pe un cerc cu raza egală cu distanţa măsurată la un punct central. • izogona  – este locul geometric al punctelor din care se măsoară acelaşi unghi

orizontal între două puncte. Parametrul este valoarea unghiului măsurat, iar izolinia este arcul de cerc capabil de unghiul măsurat (un cerc pe care se află vârful unghiului măsurat şi care trece prin cele două puncte). • linia geodezică (pe suprafaţa elipsoidului) şi ortodrama (pe suprafaţa sferei) obţinută

 prin reperaj direct (relevarea unei nave dintr-un punct de coordonate cunoscute) sunt arce de cerc mare care unesc punctul cunoscut cu punctul în c are se află nava.

3.3.2. PRECIZIA DE POZIŢIONARE A NAVEI (AMBARCAŢIUNII) PE LINIA DE SONDAJ

Parametrii măsuraţi pentru poziţionarea navei (ambarcaţiunii) care se deplasează pe linia de sondaj sunt afectaţi de erori (sistematice şi accidentale). Poziţia navei într-un punct pe linia de sondaj este dată de intersecţia a cel puţin două linii de poziţie (fiecare afectată de erorile ce o caracterizează). Această eroare este dată de formula:  E  =

1 sin Θ

m d 1 + m d 2 2

2

în care: • Θ = unghiul de intersecţie a liniilor de poziţie (pentru Θ = 100 g sau 90o, sin Θ = 1)

sau cuprinse între 25 g şi 150g. • md 1 şi md 2 = erorile medii pătratice de măsurare a parametrilor determinaţi.

Valorile orientative ale erorilor medii pătratice (md) la parametrii folosiţi în hidrografie: • unghiuri orizontale măsurate cu teodolitul cu precizie de citire 50 cc (30”): md = 1’

21

• unghiuri orizontale măsurate cu sextantul: md = 1’ la 2’ • drumurile giro: md = 1 o la 2o • distanţe măsurate cu ajutorul undelor: md = 0,6 la 3% din distanţa măsurată • receptoarele GPS au erori sub 100m (pentru 95% din măsurători) • receptoarele DGPS au erori de până în 10cm. Toleranţe admise

Eroarea medie pătratică ce caracterizează calculul erorilor (raza acestui cerc) reprezintă  probabilitatea ca punctul determinat să se afle în interiorul cercului erorilor. În ridicările hidrografice în Instrucţiunile de sondaj se prevede ca eroarea grafică, în  poziţionarea pe plan a punctelor determinate, trebuie să fie cuprinsă între 0,5mm la 1mm la scara planului. Exemplu: •  pe un plan la scara 1:10000 eroarea grafică admisă trebuie să fie de 5 la 10m în teren; •  pe un plan scara 1:1000 eroarea grafică este 0,5 la 1m în teren.

3.3.3. CRITERII ÎN ALEGEREA METODEI FOLOSITE ÎN POZIŢIONAREA PUNCTELOR DE SONDAJ

În alegerea metodei folosite în poziţio narea punctelor de sondaj scopul principal este asigurarea preciziei impusă de toleranţele din Instrucţiunile de sondaj şi anume: eroarea grafică de poziţionare pe plan a punctelor determinate să fie cuprinsă între 0,5mm la 1mm la scara  planului hidrografic stabilit.

Pentru aceasta trebuie să se ţină seama de următoarele criterii: măsurătorile parametrilor să asigure ca liniile de poziţie să se intersecteze sub un unghi drept, depărtarea zonei de lucrări hidrografice faţă de mal şi importanţa ridicării hidrografice precum şi condiţiile în care se fac măsurătorile. Condiţia ca, liniile de poziţie să se intersecteze sub un unghi drept a fost  prezentată la 3.3.2. Depărtarea zonei de lucrări influenţează în alegerea mijloacelor utilizate în măsurători. În ridicările la larg nu pot fi folosite, de exemplu, teodolitele, ci mijloace radioelectronice, sau GPS.

Importanţa ridicării hidrografice impune alegerea unor metode diferite de poziţionare a sondajelor chiar pentru zone de lucrări identice.

22

Condiţiile în care se fac măsurătorile hidrografice influenţează atât în alegerea metodei  pentru poziţionarea punctelor cât şi în măsurătorile hidrografice efectuate. Astfel trebuie să se ţină seama că nava este în mişcare şi din această cauză nu se pot repeta măsurătorile pentru a se face media aritmetică şi eventual eliminarea erorilor grosolane (greşelilor). De asemenea poziţia navei nu se poate determina din intersecţia a 3 -4 linii de poziţie, decât în cazuri rare. De cele mai multe ori se determină din intersecţia a numai două linii de  poziţie care micşorează precizia de determinare a punctului. Măsurătorile se fac fie la catargul navei sau la antena mijlocului radioelectronic sau satelitar folosit, care de cele mai multe ori nu corespund cu poziţia pe verticală a vibratoru lui sondei ultrason. Pentru a elimina această sursă de erori, trebuie ca cele două elemente folosite la poziţionarea sondajelor să se găsească, din construcţie sau prin montare, pe verticală sau la distanţe care să nu afecteze măsurătorile. La aparaturile ultramoderne de măsurători hidrografice care pentru poziţionare în plan folosesc poziţionarea satelitară (DGPS) iar pentru măsurarea adâncimilor folosesc senzori multibeam în softul cu care sunt echipate aceste aparaturi se pot introduce corecţii pentru a se putea aduce poziţia antenei DGPS pe verticala senzorului multibeam. Aceste corecţii se măsoară clasic şi pot fi corecţii pe axa longitudinală,  pe axa transversală a navei şi pe diferenţa de nivel dintre antena DGPS şi senzorul multibeam. Pe lângă aceste corecţii, ultimele generaţii de aparatură au şi senzori de anulare a tangajului şi ruliului navei (exemplu: aparatura Atlas Electronic).

În ridicările topografice operatorul are posibilitatea vizualizării de ansamblu, în timpul măsurătorilor a denivelărilor caracteristice ale terenului, lucru care nu este posibil în ridicarea hidrografică. Pentru micşorarea efectului acestor surse de erori (pentru că eliminate nu pot fi) se impune ca operatorul hidrograf să respecte strict atât în proiectarea, dar mai ale s în executarea măsurătorilor, normele Instrucţiunilor de sondaj. Când ridicarea hidrografică impune o precizie foarte mare, poziţia navei poate fi determinată prin două metode diferite, folosite simultan. În funcţie de aceste precizări în practica măsură torilor hidrografice pot fi folosite următoarele metode de poziţionare a punctului de sondaj: • în sondajele din apele interioare şi costiere se pot folosi: intersecţia înainte (directă);

intersecţii combinate, radierea, sondajul pe cablu, mijloacele radioelectronice şi mijloacele satelitare (DGPS);

23

• în sondajele la larg şi oceanice se folosesc mijloacele radioelectronice stadimetrice şi

hiperbolice, mijloacele satelitare (GPS) sau metode astronomice.

În funcţie de condiţiile geografice şi geomorfologice din zonă se alege şi mijlocul hidrografic cu care se execută sondajul: navă, şalupă sau barcă. Poziţia punctului pe linia de sondaj este folosită pentru marcarea în plan a poziţiilor adâncimilor măsurate, iar pe timpul măsurătorilor şi pentru coordonarea deplasării navei pe linia de sondaj.

3.3.4. COORDONAREA DEPLASĂRII NAVEI (AMBARCAŢIUNII) PE LINIA DE SONDAJ

Odată stabilită orientarea liniei de sondaj, nava (ambarcaţiunea) trebuie să o urmeze cât mai fidel. Asupra navei în deplasare intervin o serie de factor i obiectivi şi subiectivi care o abat de

la această direcţie şi anume: condiţiile hidrometeorologice (vânt, valuri, curenţi); erori ale aparaturii de la bord , erori umane (ale timonierului), etc.

Pentru aceasta, punctele determinate în afară de scopul lor  principal (poziţionarea sondajelor) sunt folosite şi în stabilirea abaterii navei de la direcţia liniei de sondaj şi dacă nu se înscrie în valorile erorilor grafice (3.4.2.) se corectează drumul navei pentru a se reveni la direcţia liniei de sondaj proiectate. Instrucţiunile de sondaj prevăd intervalele de timp minim obligatoriu la care se  poziţionează punctele de sondaj (tabelul nr.1). Acest interval este exprimat în timp deoarece pe apă nu se pot face măsurători directe de distanţe şi se calculează cu f ormula:

t  =

d  Vm

în care: • t – timpul (în secunde, minute) • d – distanţa la care se fac măsurătorile de adâncime (1.3.1.) • Vm – viteza medie a ambarcaţiunii de sondaj (m/s)

sau:

24

t  =

d  VNd 

când viteza este exprimată în noduri (1Nd = 1M/oră) Tabelul 1

Tipul ambarcaţiunii

Viteza

de sondaj

(Nd)

Scara planului

Timpul (t)

Bărci cu rame

1-2

1:1000; 1:5000

20 sec.

Bărci cu motor 

4-5

1:5000; 1:10000

1 min.

6-10

1:10000; 1:25000

2 la 5 min.

10-14

1:50000

5 min

1:100000

10 min.

Şalupe hidrografice  Nave hidrografice

3.4. METODE FOLOSITE ÎN POZIŢIONAREA PUNCTULUI DE SONDAJ ÎN APELE INTERIOARE

În apele interioare şi costiere, ridicările hidrografice se realizează pe planuri în proiecţie Gauss- Krűger sau stereo-70. Punctele de sondaj s e determină în coordonate rectangulare absolute.

Poziţionarea punctelor de sondaj se poate face cu aparatura clasică sau cu aparatură de ultimă generaţie. 3.4.1. METODA INTERSECŢIEI ÎNAINTE (DIRECTĂ) Această metodă este considerată de bază în ridicăril e hidrografice costiere, cu mijloace clasice (figura 17). Principiul metodei (aspectul topografic).

Metoda constă în staţionarea cu teodolitul în cel puţin două puncte de coordonate cunoscute ale reţelei de sprijin de la mal şi măsurarea unghiurilor orizon tale (vize orientate) spre un punct ale cărui coordonate trebuie determinate.  Particularităţi

Deşi se respectă principiile topografiei apar unele aspecte particulare:

25

•

vizele executate se dau simultan către punctul nou N (nava de măsurători) cu două teodolite instalate la mal în puncte de coordonate cunoscute (A şi B) ale reţelei de sprijin;

•

valorile vizelor orientate se transmit prin radio (folosindu-se un cod prestabilit, clar

şi scurt) la un operator coordonator de la navă. Acesta prelucrează datele primi te, calculează coordonatele rectangulare şi pune punctul determinat pe planşeta de urmărire; •

exact în momentul măsurării unghiurilor orizontale cu teodolitele se măsoară, la acelaşi semnal, transmis de operatorul coordonator şi adâncimea apei. Astfel  punctul de sondaj poate fi reprezentat în plan prin coordonatele sale rectangulare (x

şi y) şi adâncimea (H); •

un alt operator înscrie în carnetul de sondaj valorile vizelor orientate şi adâncimea măsurată.

Aceste activităţi trebuie făcute într -un timp scurt pentru a se înscrie în intervalul de timp  prevăzut în Instrucţiunile de sondaj (3.3.4.). Pentru aceasta, în lipsa unui calculator cu program corespunzător care prin introducerea datelor iniţiale să furnizeze aproape instantaneu coordonatele punctului pentru a fi pus pe planşeta de sondaj se foloseşte poziţionarea în plan a

 punctului cu ajutorul unei reţele de drepte orientate (dar care scade precizia punctului).

  e    t   a    t   c   e    i   o   r   p    j   a    d   n   o   s   e    d    i    i   n    i    L

Fig .17

Această reţea se trasează înainte de începerea lucrărilor, pe planşeta de urmărire. Din  punctele de staţie A şi B se trasează câte un evantai de drepte din 1 g în 1 g cu culori diferite să cuprindă toată zona de măsurători.

26

Poziţia punctului se determină grafic prin estimare astfel: viza orientată se apreciază între două drepte orientate de pe planşetă, iar la intersecţia a două drepte orientate va fi punctul de sondaj. Precizia punctului determinat este dată de relaţia:

 E  = 0,3md  cos ecΘ  D A2

+

D B2

în care: • m d – eroarea medie de măsurare a unghiului cu teodolitul cu precizie de 50 cc (este

m d  = 1c); • θ – unghiul de intersecţie a dreptelor orientate; • D A şi D B  – distanţele AN şi BN (în km).

Valorile erorii se determină în cel puţin trei puncte de pe liniile de sondaj proiectate.  Formaţiunea de lucru este compusă din:

• la mal: 2 operatori la teodolite • la navă: - 1 operator coordonator

- 1 operator sondă - 1 secretar - 1 timonier (sau conducătorul ambarcaţiunii).

3.4.2. METODA INTERSECŢIEI COMBINATE ÎNTR -UN ALINIAMENT ŞI O DISTANŢĂ DETERMINATĂ DINTR -UN UNGHI ORIZONTAL Este o metodă clasică de poziţionare a punctelor de sondaj utilizată în ridicările hidrografice din porturi. Principiul metodei. Metoda nu are un corespondent în ridicările topografice şi constă în

determinarea poziţiei ambarcaţiunii de sondaj care se găseşte la intersecţia a două linii de  poziţie: linia aliniamentului şi o izostadie (având ca parametru distanţa rezultată din măsurarea unui unghi orizontal cu sextantul).

27

Fig. 18  Mod de lucru

Pentru a se putea aplica această metodă se construieşte pe cheu prin procedee

topografice, un sistem de aliniamente conform cerinţelor (3.3.2.2.), care să materializeze liniile de sondaj pe care se va deplasa ambarcaţiunea (figura 18). Punctele se reprezintă pe poziţiile semnalelor anterioare (A 1 , A 2 ,…) şi posterioare (A’ 1 , A’ 2 ,…) ale aliniamentelor şi se marchează provizoriu cu vopsea. Distanţele între liniile aliniamentului (respectiv liniile de sondaj) este de 10m (planuti scara 1:1000).

În plus pe direcţia bazei de luc ru la cheu, între semnalul anterior al primului aliniament se marchează un alt punct situat la o distanţă constantă de 50m sau 100m (B). În barcă nu se pot măsura prin metode topografice, distanţe stadimetrice (indirecte) cu un teodolit şi o stadie. În această situaţie distanţa va fi determinată indirect prin măsurarea din  barcă, a unui unghi orizontal între două repere de la mal cu ajutorul sextantului. Sextantul

este un instrument specific navigaţiei maritime pentru măsurarea unghiurilor

orizontale (şi verticale) de pe nave (ambarcaţiuni) în mişcare. În hidrografie se foloseşte la măsurarea unghiurilor orizontale. Instrumentul măsoară unghiurile exprimate în sistem sexagesimal.  Determinarea punctului(N)

se face în felul următor: din barca în mişcare pe li nia

aliniamentelor AA’ se măsoară unghiul orizontal α (figura 18). Geometric, triunghiul NAB este dreptunghic în care se cunosc: baza AB = 50m şi unghiul α (măsurat cu sextantul). Atunci D NA = b/tg α

Baza AB fiind constantă se poate întocmi un tabel, cu argument unghiul α (din 1’ în 1’),  pentru determinarea distanţelor din unghiurile orizontale măsurate cu sextantul. După măsurarea ultimului unghi orizontal pe lini de sondaj, înainte de intrarea pe aliniamentul următor, operatorul de la mal schimbă spre lateral atât semnalele aliniamentului (din A şi A’ în A 1 şi A’ 1 ) cât şi semnalul B în B 1 şi aşa mai departe.

28

Simultan cu măsurarea unghiului orizontal, la un semnal prestabilit, se măsoară de către operatorul de la sondă şi adâncimea iar valorile măsurate se înscriu în caietul de sondaj. Intervalul dintre două măsurători dacă nu este o distanţă stabilită prin norme se determină la intervale de timp (3.3.4.). Precizia punctului determinat este dată de relaţia:  E  =

1 3438 × sin Θ

2

 b × m ' d    D NA × ( DNA + d ) '  × γ    +  2  d  sin α       

2

în care:

Θ  – unghiul de intersecţie a aliniamentului cu izostadia (practic Θ = 90 o rezultă sin 90o = 1) D NA – distanţa navă semnalul anterior  d – distanţa AA’

γ’  – acuitatea vizuală binoculară a omului (γ’ = 1’ când se priveşte aliniamentul cu  binoclul şi γ’ = 2’ când se priveşte aliniamentul cu ochiul liber)  b – distanţa AB (de 50m sau 100m) m’d – eroarea medie pătratică la unghiurile măsurate cu sextantul (m’d = 1’ la 2’)

α = unghiul măsurat cu sextantul •

Valorile unghiulare sunt exprimate în grade sexagesimale.

•

Distanţele se măsoară în metri.

•

E (eroarea medie pătratică a punctului) se exprimă în m

 Formaţiunea de lucru

•

la mal: 1 operator pentru manevrarea semnalelor portabile;

•

în barcă: 1 operator la sextant; 1 operator sondă; 1 marinar la rame. 3.4.3. SONDAJUL PE CABLU

Cablul şi modul de utilizare aşa cum a fost prezentat la 3.3.2.4. reprezintă o linie de  poziţie, iar distanţele marcate pe el reprezintă arce de izostadie. Prin urmare ambarcaţiunea îşi poate determina poziţia de-a lungul cablului la intersecţia a două linii de poziţi i.  Mod de lucru

Barca se deplasează de -a lungul cablului şi se măsoară adâncimea în dreptul semnului marcat pe cablu. Operatorul de la sondă înscrie în carnetul de sondaj distanţa faţă de capătul

cablului şi valoarea adâncimii măsurate.   Reprezentarea punctelor de sondaj pe plan se face grafic. Metoda de poziţionare a punctelor de sondaj este foarte precisă asigurându -se precizia

29

cerută (3.3.2.). Manevrarea cablului este greoaie dar constituie singura metodă clasică de determinare a punctelor de sondaj pe râ uri şi canale.  Formaţiunea de lucru

• la mal: 2 operatori pentru manevrarea cablului; • la barcă: 1 operator la sondă; 1 marinar pentru a manevra barca.

În locul cablului se poate folosi şi o saulă nedeformabilă gradată cu noduri din 5m în 5m cu care se trage  barca de la mal. Poziţia bărcii se determină prin măsurarea directă cu saula

manevrată de un operator de la mal. Când barca ajunge la o distanţă stabilită printr -un semnal  prestabilit se măsoară adâncimea apei şi se înscriu datele în caietul de sondaj. Pentru creşterea preciziei este indicat să se instaleze aliniamente la mal pe care să se deplaseze barca (3.2.2.).

În acest caz particular formaţiunea de lucru se compune din: •

la mal: 1 operator pentru manevrarea saulei; 1 operator pentru manevrarea semnalelor potabile ale aliniamentelor;

•

în barcă: 1 operator la sondă; 1 marinar la rame. 3.4.4. METODA RADIERII

Este o metodă precisă de poziţionare a punctelor de sondaj, care poate fi utilizată numai cu aparatură de ultimă generaţie cum ar fi staţiile totale. Principiul metodei (aspectul topografic)

În esenţă se staţionează într -un punct de coordonate cunoscute cu o staţie totală, apoi se orientează aparatul (pentru ca toate celelalte vize să fie orientate) şi se măsoară un unghi orizontal şi o distanţă la un punct ale cărui coordonate trebuie determinate.  Particularităţi

În esenţă este o radiere topografică a unui punct (prisma) aflat pe o barcă în deplasare. Punctul radiat va fi astfel poziţionat planimetric în coordonate absolute X şi Y , dar îi va corespunde şi o valoare Z, care reprezintă adâncimea apei în acel punct. Acestă metodă precisă de măsurare şi poziţionare a punctelor se foloseşte în special la lucrările de dragaj pentru a se evita eventualele contestaţii apărute între executantul dragajului şi benef iciarului. Tot din această cauză, la teren se materializează şi aliniamente (profile) de sondaj pe care va merge  barca.

Batimetrie de mare detaliu: achiziţie, procesare a datelor şi reprezentarea rezultatelor Radu G. DIMITRIU Institutul Naţional de Cercetare-Dezvoltare pentru Geologie şi Geoecologie Marină GeoEcoMar

Configuraţia sistemului de achiziţie şi procesare a datelor Principalele elemente componente:   

 

Sisteme hidrografice digitale (Ceeducer, Ceeducer Pro); Înregistratoare automate de niveluri (Ceetide); Sisteme de poziţionare prin satelit GPS (compatibile corecţii EGNOS şi/sau RTK) sau DGPS; Sisteme de calcul portabile; Software profesional pentru achiziţia datelor primare ( MagLogNT MagLogNT ) şi dirijarea în timp real a navigatiei (Ceeduc2, Ceeman, Global Mapper, etc.);

Configuraţia sistemului de achiziţie şi procesare a datelor Principalele elemente componente:   

 





Sisteme hidrografice digitale (Ceeducer, Ceeducer Pro); Înregistratoare automate de niveluri (Ceetide); Sisteme de poziţionare prin satelit GPS (compatibile corecţii EGNOS şi/sau RTK) sau DGPS; Sisteme de calcul portabile; Software profesional pentru achiziţia datelor primare ( MagLogNT MagLogNT ) şi dirijarea în timp real a navigatiei (Ceeduc2, Ceeman, Global Mapper, etc.); Mijloace de deplasare navală: nava de cercetare “Istros”, bărci cu motor inboard sau outboard din fibră, aluminium sau pneumatice, etc. Software profesional pentru procesarea, interpretarea datelor batimetrice şi reprezentarea rezultatelor ( CeeData CeeData, OASISmontaj, aplicaţii GIS, etc.).

Principale caracteristici ale sistemului de achizi ţie automată a datelor: 

Precizie de măsur ă şi poziţionare extremă;



Fiabilitate ridicat ă;



Flexibilitate;



Operativitate;

Zone de aplicabilitate: 

Dunărea şi braţele sale;



Delta Dunării, inclusiv complexul lagunar Razelm - Sinoie;



Lacurile litorale;

Principale caracteristici ale sistemului de achizi ţie automată a datelor: 

Precizie de măsur ă şi poziţionare extremă;



Fiabilitate ridicat ă;



Flexibilitate;



Operativitate;

Zone de aplicabilitate: 

Dunărea şi braţele sale;



Delta Dunării, inclusiv complexul lagunar Razelm - Sinoie;



Lacurile litorale;



Canalul Dunăre – Marea Neagr ă;



Zona marină litorală (0 - 100 m);



Râuri şi lacuri interioare.

Sistemul hidrografic digital CEEDUCER     

 





Constituit dintr  o echosondă de mare

Domeniu de măsură: 0,3 – 100 m; Frecvenţa de lucru: 30 sau 200 kHz; Rezoluţie: 1 cm; Precizie de măsură: între 1 cm şi 0,02% din adâncimea măsurată; Cadenţă de măsură: 6 citiri pe secundă; Precizie de poziţionare: 2 - 3 m în regim nediferenţial şi <1 m în regim diferenţial; Reactualizarea poziţiei: o dată pe secundă; Concentratorul de date permite  înregistrarea a 7,2 ore de măsurători;

Sistemul hidrografic digital CEEDUCER     

 





Constituit dintr -o echosondă de mare  precizie, un receptor GPS diferenţial Ashtech şi un concentrator de date. Poate lucra independent sau cuplat la un sistem de achizie automat ă a datelor.



Domeniu de măsură: 0,3 – 100 m; Frecvenţa de lucru: 30 sau 200 kHz; Rezoluţie: 1 cm; Precizie de măsură: între 1 cm şi 0,02% din adâncimea măsurată; Cadenţă de măsură: 6 citiri pe secundă; Precizie de poziţionare: 2 - 3 m în regim nediferenţial şi <1 m în regim diferenţial; Reactualizarea poziţiei: o dată pe secundă; Concentratorul de date permite  înregistrarea a 7,2 ore de măsurători; Descărcarea datelor se face prin intermediul unei interfeţe seriale clasice RS 232

Sistemul hidrografic digital CEEDUCER 

Sistemul hidrografic digital CEEDUCER 

Sistemul hidrografic digital CEEDUCER 

Sistemul hidrografic digital CEEDUCER 

Paşi necesari pentru asigurarea preciziei de măsură dorită:

• Alegerea adecvată a parametrilor reţelei de profile batimetrice (orientare, echidistanţă, profile de control, etc.);

Paşi necesari pentru asigurarea preciziei de măsură dorită:

• Alegerea adecvată a parametrilor reţelei de profile batimetrice (orientare, echidistanţă, profile de control, etc.); • Reprezentarea reţelei de profile cu ajutorul unui program de control şi dirijare în timp real a navigaţiei; • Determinarea cât mai frecventă şi setarea vitezei reale de propagare a semnalului acustic în funcţie de condiţiile locale (temperatură, salinitate, etc.).

Bar check 

Exemple de reţele de profile batimetrice măsurate pe Dunăre:

Sectorul Bala

Exemple de reţele de profile batimetrice măsurate pe Dunăre:

Sectorul Bala

Reţeaua de profile batimetrice măsurate in aprilie 2003

Reţeaua de profile batimetrice măsurate in octombrie 2004

Reţeaua de profile batimetrice măsurate in iunie 2005

Reţeaua de profile batimetrice măsurate in aprilie 2006

Sectorul Bala

Sectorul Bala

Reţelele de profile batimetrice măsurate intre anii 2003 şi 2006

Exemple de reţele de profile batimetrice măsurate pe Dunăre:

Sectorul Cernavodă

Exemple de reţele de profile batimetrice măsurate pe Dunăre:

Sectorul Cernavodă

Reţeaua de profile batimetrice măsurate in octombrie 2004

Reţeaua de profile batimetrice măsurate in iunie 2005

Reţeaua de profile batimetrice măsurate in aprilie 2006

Sectorul Cernavodă

Sectorul Cernavodă

Reţelele de profile batimetrice măsurate intre anii 2004 şi 2006

Reţeaua de profile batimetrice măsurate în zona Razelm – Sinoie

Reţeaua de profile batimetrice măsurate în zona Razelm – Sinoie între anii 2002 şi 2004 • Suprafaţa acoperită: cca 900 km2 • Lungimea cumulată a profilelor batimetrice depăşeşte 3.600 km

Reţeaua de profile batimetrice măsurate în

Reţeaua de profile batimetrice măsurate în sectorul litoral Sfântu Gheorghe –  Vadu,  Vadu, intervalul batimetric 0 – 20 m, între anii 2005 şi 2006 • Suprafaţa de platformă continentală acoperită: cca. 900 km2 • Lungimea cumulată a profilelor batimetrice depăşeşte 4.600 km

Pachetul de programe OASIS montaj TM



Pachet software deosebit de complex dezvoltat pentru generarea, administrarea şi

Pachetul de programe OASIS montaj TM









Pachet software deosebit de complex dezvoltat pentru generarea, administrarea şi  valorificarea bazelor de geodate de tip DPA (Data Processing & Analizing  ); Permite importul/exportul geo-datelor primare/prelucrate într-un mare numar de formate;  Toate operaţiunile cu geo-datele se realizează în mediu de lucru georeferen ţiat. Are suport practic pentru toate sistemele de proiectie utilizate în mod curent în lume; Permite încărcarea, administrarea, prelucrarea numerică specifică, vizualizarea şi reprezentarea prin hărţi, secţiuni sau reprezentări tridimensionale a geo-datelor oricât de diverse.

OASIS montaj TM

OASIS montaj TM

OASIS montaj TM

OASIS montaj TM

Importul şi validarea datelor

Importul şi validarea datelor

Importul şi validarea datelor

Importul şi validarea datelor

Separarea profilelor batimetrice individuale

Separarea profilelor batimetrice individuale

Procesarea datelor primare Raportarea datelor batimetrice la o cot ă de referinţă

Mira hidrometrică Port Basarabi

Procesarea datelor primare Raportarea datelor batimetrice la o cot ă de referinţă

Mira hidrometrică Port Basarabi

Mira hidrometrică Izvoarele (Pârjoaia)

Mira hidrometrică Cernavodă Procesarea datelor primare

Raportarea datelor batimetrice la o cot ă de referinţă

Miră mobilă instalată temporar pe Dunăre

Procesarea datelor primare Raportarea datelor batimetrice la o cot ă de referinţă

Miră mobilă instalată temporar pe Dunăre

Înregistratorul automat de niveluri Ceetide MK II

 Analiza calităţii cartării batimetrice şi compensarea adecvată a reţelei de profile

Calculul erorilor de măsură în nodurile reţelei;  Eliminarea efectelor perturbatoare datorate regimului de măsură (vânt, valuri, curenţi, diferite înclinări ale navei, etc.) şi reflectivităţii acustice variabile a fundului;  Evidenţierea şi corectarea erorilor sistematice; Compensarea reţelei de profile; 

 Analiza calităţii cartării batimetrice şi compensarea adecvată a reţelei de profile

Calculul erorilor de măsură în nodurile reţelei;  Eliminarea efectelor perturbatoare datorate regimului de măsură (vânt, valuri, curenţi, diferite înclinări ale navei, etc.) şi reflectivităţii acustice variabile a fundului;  Evidenţierea şi corectarea erorilor sistematice;  Compensarea reţelei de profile;  Determinarea abaterii standard şi a intervalului optim de interpolare a hărţii batimetrice 

Calculul erorilor de măsură în nodurile reţelei

Calculul erorilor de măsură în nodurile reţelei

Filtrarea profilelor batimetrice marine

Filtrarea profilelor batimetrice marine

Filtrarea profilelor batimetrice marine

Filtrarea profilelor batimetrice marine

Recalcularea erorilor de m ăsură în nodurile reţelei

Recalcularea erorilor de m ăsură în nodurile reţelei

Reţeaua de profile batimetrice marine corespunzătoare sectorului litoral Sfântu Gheorghe–Vadu (intervalul batimetric 0 – 20 m), 2005 - 2006

Înainte de corectarea şi compensarea reţelei: • Număr de puncte de intersecţie: 1625 • Domeniu de variaţie a erorilor: ± 0,75 m • Abatere standard: 0,15 m.

După corectarea şi compensarea reţelei: • Nunăr de puncte de intersecţie: 1625

Reţeaua de profile batimetrice marine corespunzătoare sectorului litoral Sfântu Gheorghe–Vadu (intervalul batimetric 0 – 20 m), 2005 - 2006

Înainte de corectarea şi compensarea reţelei: • Număr de puncte de intersecţie: 1625 • Domeniu de variaţie a erorilor: ± 0,75 m • Abatere standard: 0,15 m.

După corectarea şi compensarea reţelei: • Nunăr de puncte de intersecţie: 1625 • Domeniu de variaţie a erorilor: ± 0,20 m • Abatere standard: 0,05 m. Interval minim de interpolare a izobatelor: 0,10 m.

Reţeaua de profile batimetrice corespunzătoare lacului Razelm, 2003

Înainte de corectarea şi compensarea reţelei: • Număr de puncte de intersecţie: 1923 • Domeniu de variaţie a erorilor: ± 0,36 m • Abatere standard: 0,11 m. După corectarea şi compensarea reţelei: • Nunăr de puncte de intersecţie: 1923 • Domeniu de variaţie a erorilor: ± 0,15 m • Abatere standard: 0,04 m. Reţeaua de profile batimetrice corespunzătoare lacului Sinoie, 2004

Înainte de corectarea şi compensarea reţelei: • Număr de puncte de intersecţie: 569

Reţeaua de profile batimetrice corespunzătoare lacului Razelm, 2003

Înainte de corectarea şi compensarea reţelei: • Număr de puncte de intersecţie: 1923 • Domeniu de variaţie a erorilor: ± 0,36 m • Abatere standard: 0,11 m. După corectarea şi compensarea reţelei: • Nunăr de puncte de intersecţie: 1923 • Domeniu de variaţie a erorilor: ± 0,15 m • Abatere standard: 0,04 m. Reţeaua de profile batimetrice corespunzătoare lacului Sinoie, 2004

Înainte de corectarea şi compensarea reţelei: • Număr de puncte de intersecţie: 569 • Domeniu de variaţie a erorilor: ± 0,18 m • Abatere standard: 0,04 m. După corectarea şi compensarea reţelei: • Nunăr de puncte de intersecţie: 569 • Domeniu de variaţie a erorilor: ± 0,10 m • Abatere standard: 0,03 m.

Harta batimetrică a sectorului litoral

Harta batimetrică a sectorului litoral Sfântu Gheorghe – Vadu (2006), intervalul batimetric 0 – 20 m

Profile batimetrice înregistrate la est de complexul lacustru Leahova – Pahane Rânec - Coşna

Profile batimetrice înregistrate la est de complexul lacustru Leahova – Pahane Rânec - Coşna

Profile batimetrice înregistrate la  vest de insula Sacalin care surprind continuarea submersă a acesteia

Profile batimetrice înregistrate la  vest de insula Sacalin care surprind continuarea submersă a acesteia

Profile batimetrice înregistrate la est de insula Sacalin, care surprind barele litorale aflate în largul acesteia

Detaliu din zona Sfântu Gheorghe – Sacalinextras din harta batimetrică Sfântu Gheorghe – Vadu (2006)

Detaliu din zona Sfântu Gheorghe – Sacalinextras din harta batimetrică Sfântu Gheorghe – Vadu (2006)

Profil batimetric executat în prelungirea braţului Sfîntu Gheorghe. Se remarcă bara de sedimente depuse la gura de  v ărsare a fluviului

Profil batimetric executat în prelungirea braţului Sfîntu Gheorghe. Se remarcă bara de sedimente depuse la gura de  v ărsare a fluviului

Profil barimetric înregistrat la sud-est de insula Sacalin care evidenţiază poziţia probabilă a unui paleobraţ al Dunării

Detaliu din zona  Vadu - Periboina extras din harta batimetrică Sfântu Gheorghe – Vadu

Detaliu din zona  Vadu - Periboina extras din harta batimetrică Sfântu Gheorghe – Vadu

Profile batimetrice înregistrate la est de grindul Chituc care evidenţiază existenţa unui complex de dune subacvatice

Harta hipsometrică a lacului Razelm (2003)

Harta hipsometrică a lacului Razelm (2003)

d

e ca

b

d

e ca

b

Profile batimetrice reprezentative,  înregistrate în zona lacului Razelm

Harta hipsometrică a lacului Sinoie (2004)

Harta hipsometrică a lacului Sinoie (2004)

Harta batimetrică a sectorului Bala – Turcescu (2004)

Harta batimetrică a sectorului Bala – Turcescu (2004)

Hărţi batimetrice ale sectorului Cernavod ă – Seimeni 2004 (stânga) şi a sectorului Cernavodă 2005 (sus)

Canalul Dunăre – Marea Neagră. Reţeaua de puncte de probare complexă: sedimente, apă, biota  ş i a panourilor în care au fost efectuate ridicări batimetrice de mare rezoluţie (2006)

Harta batimetrică a sectorului Cernavodă (2006)

Harta batimetrică a sectorului Cernavodă (2006)

Morfologia albiei fluviului Dunărea în zona gurii Canalului Dunăre – Marea Neagră determinată prin măsurători batimetrice de mare detaliu în octombrie 2004 (sus, stânga) şi aprilie 2006 (sus, dreapta). Izobatele figurate în cazul ambelor hărţi sunt raportate la nivelul “zero” al mirei hidrometrice Cernavodă, sistem de cote Marea Neagră-Sulina.

Harta batimetrică a sectorului Ecluza

Harta batimetrică a sectorului Ecluza Cernavodă 2006

RIDICĂRI BATIMETRICE REALIZATE PE SUPRAFAŢA PARCULUI NATURAL BALTA MICĂ A BRĂILEI Radu George DIMITRIU1, Ioan Cornel POP1, Alexandra Constanţa DUDU1, Mihaela Carmen MELINTE1 1

Institutul Naţional de Geologie şi Geoecologie Marină (GEOECOMAR Bucureşti) Strada Dimitrie Onciul, Nr. 23-25, RO-024053 Bucureşti, România

Abstract Bathymetry profiling works were performed on the River Danube, in the Natural Reserve „Balta Mica a Brăilei”, between km 238+500 and km 171. The results consisted on bathimetric maps, covering 160 km of the river lenght. Mean water level variations of the river were corrected based on records at the hidrometry tide-gauges in Hârşova and Brăila stations, provided by AFDJ 1. In the mapped sector, the river bed levels vary between 5-6 m BS-S2 along the banks, locally exceeding 38 m BS-S. The deepest sectors (more than 20 m depth) were encountered around the Chiciu Orbului Island (215+500 km), and in the area of the Brăila city, between the km 171 and km

RIDICĂRI BATIMETRICE REALIZATE PE SUPRAFAŢA PARCULUI NATURAL BALTA MICĂ A BRĂILEI Radu George DIMITRIU1, Ioan Cornel POP1, Alexandra Constanţa DUDU1, Mihaela Carmen MELINTE1 1

Institutul Naţional de Geologie şi Geoecologie Marină (GEOECOMAR Bucureşti) Strada Dimitrie Onciul, Nr. 23-25, RO-024053 Bucureşti, România

Abstract Bathymetry profiling works were performed on the River Danube, in the Natural Reserve „Balta Mica a Brăilei”, between km 238+500 and km 171. The results consisted on bathimetric maps, covering 160 km of the river lenght. Mean water level variations of the river were corrected based on records at the hidrometry tide-gauges in Hârşova and Brăila stations, provided by AFDJ 1. In the mapped sector, the river bed levels vary between 5-6 m BS-S2 along the banks, locally exceeding 38 m BS-S. The deepest sectors (more than 20 m depth) were encountered around the Chiciu Orbului Island (215+500 km), and in the area of the Brăila city, between the km 171 and km 174+500. The lowest river bed levels were recorded at Giurgeni (km 236+500), Stăncuţa (km 217+500), Gropeni (km 194-196) and Tichileşti village (between km 189+500 and km 192+500). Cuvinte cheie: profilare single-beam; Balta Mică a Brăilei; hărţi batimetrice.

1. Introducere Lucrările de cartografiere batimetrică a albiei Dunării, de-a lungul tronsonului corespunzător Parcului Natural „Balta Mică a Brăilei”, între kilometrii de fluviu 238+500 în amonte şi 171 în aval (Fig. 1), au fost realizate de specialişti ai Laboratorului de Metode Geofizice de Investigare Adâncă al Institutului Naţional de Cercetare Dezvoltare pentru Geologie şi Geoecologie Marină - GeoEcoMar, în decursul campaniei de teren desfăşurată în a doua jumătate a lunii mai a anului 2008 în cadrul Programului PN 2 - Proiect 31-030.  Întregul program de profilare batimetrică şi probare sedimentologică, hidrochimică şi biologică executat în cadrul Proiectului de cercetare PN II – 31-030 ( Arii protejate: evaluarea calit ăţii mediului în scopul valorific ării resurselor naturale şi a dezvolt ării locale durabile), a fost realizat cu 1  AFDJ 2

– River Administration of Lower Danube River  BS-S – Black Sea – Sulina Levellling System

Fig.1. Schiţa Parcului Natural Balta Mică a Brăilei 121

ajutorul navei de cercetare “Istros”  şi a bărcilor cu motor aflate în dotarea acesteia (Fig. 2).

Fig. 2. Nava de cercetare Istros (stânga) şi una dintre bărcile utili zate pentru ridicările batimetrice (dreapta)

2. Metodologia achiziţiei datelor batimetrice Măsurătorile batimetrice de mare precizie au fost realizate de-a lungul tuturor braţelor Dunării cuprinse între km 171 (Brăila) şi km 238+500 (aval de Podul Giurgeni-Vadu Oii), în cadrul unei reţele de profile geofizice cu echidistanţa de 150 m. În sectoarele critice, aflate de-a lungul Dunării, precum şi la bifurcaţiile braţelor secundare, echidistanţa dintre profile s-a redus până la cca. 50 m.  În total au fost ridicaţi batimetric aproximativ 160 km distribuiţi astfel: Dunărea între km 171 şi km 238+500 - 67,5 km; Braţul Harapu - 3,8 km; Braţul Cravia - 12,3 km; Braţul Calia - 10,4 km; Braţul Vâlciu - 40,1 km; Braţul Orbu - 6,7 km; Braţul Cremenea - 9,7 km; Braţul Mănuşoaia - 9,0 km; Intrarea pe Braţul Măcin - 0,5 km.

Fig. 3. Sistemul batimetric Ceeducer cu ajutorul cărora au fost efectuate ridicările batimetrice

Profilarea batimetrică s-a realizat cu ajutorul unor echipamente moderne, unifascicul, model Ceeducer şi Ceeducer Pro (Fig. 3). Primul dintre aceste echipamente operează cu o singură frecvenţă a semnalului acustic, în timp ce al doilea operează cu două frecvenţe, ceea ce permite, în cele mai multe cazuri, evidenţierea acumulărilor de sedimente fine (fracţia argilă - silt) depuse pe fundul bazinelor acvatice. Ţinând cont de frecvenţa mare de măsurare a adâncimii apei (6 citiri/secundă) realizată în regim automat de sistemele batimetrice de-a lungul profilului, distanţa dintre două puncte de măsură succesive a fost, pentru o viteză de deplasare a navei de cercetare de cca. 6 - 10 km/h, de cca. 0,25 - 0,40 m, ceea ce permite a se considera că  înregistrarea batimetrică are caracter continuu. O consecinţă directă a acestui fapt a constituit-o volumul deosebit de mare de informaţie care a trebuit să fie procesat în vederea obţinerii hărţilor batimetrice.  Înregistrarea datelor batimetrice s-a realizat atât cu ajutorul loggerului încorporat în sistemele batimetrice utilizate, cât şi prin intermediul programului de achiziţie a datelor 122

MagLogNT  

instalat pe calculatoarele portabile amplasate la bordul bărcilor cu motor utilizate pentru profilarea geofizică.

3. Procesarea şi interpretarea datelor batimetrice Lungimea totală cumulată a profilelor batimetrice înregistrate în intervalul 18 – 28 mai 2008 pe suprafaţa investigată este de aproximativ 770 km. Tot acest material geofizic primar a fost importat în baza de date dedicată, deschisă cu ajutorul programului OASIS montaj TM , în interiorul căreia s-a realizat validarea datelor, separarea acestora pe profile individuale, procesarea specifică şi reprezentarea rezultatelor sub formă de hărţi batimetrice. Data\Mira hidrometrică 20080518 20080519 20080520 20080521 20080522 20080523 20080524 20080525 20080526 20080527 20080528 20080529 20080530 20080531

Niveluri (cm) Cote (m) - Sistem cote MN -Sulina Hârşova (km 253) Brăila (km 170) Hârşova (km 253) Brăila (km 170) 338 382 6.46 4.90 326 369 6.34 4.77 310 354 6.18 4.62 300 342 6.08 4.50 288 332 5.96 4.40 284 329 5.92 4.37 284 327 5.92 4.35 286 324 5.94 4.32 288 320 5.96 4.28 290 324 5.98 4.32 294 330 6.02 4.38 300 330 6.08 4.38 310 334 6.18 4.42 316 342 6.24 4.50

Tabelul 1. Nivelurile medii zilnice ale apelor Dunării înregistrate la mirele hidrometrice Hârşova şi Brăila precum şi cotele zilnice, raportate la sistemul altimetric “Marea Neagră Sulina”

Pentru corecţia datelor batimetrice primare şi raportarea acestora la un plan de referinţă au fost utilizate măsurătorile de niveluri medii zilnice ale Dunării realizate de AFDJ (Tabelul 1) la mirele hidrometrice situate la capetele amonte şi aval ale sectorului de Dunăre cartat, respectiv la Hârşova şi Brăila. Datele batimetrice primare au fost ulterior raportate la “zero-urile” mirelor hidrometrice Hârşova şi Brăila, ale căror cote, exprimate în sistemul altimetric de referinţă Marea Neagră – Sulina, sunt 3,08 m şi respectiv 1,08 m. S-a optat pentru utilizarea sistemului altimetric Marea Neagră – Sulina (MN-S), deoarece acesta este cel mai frecvent folosit pentru realizarea hărţilor batimetrice de-a lungul Dunării, precum şi pentru alte nevoi ale navigaţiei fluviale. În raport cu sistemele altimetrice utilizate cu precădere pe uscat, punctul de „zero” Marea Neagră - Sulina este cu 67,6 cm mai jos faţă de nivelul „zero” Marea Neagră – Kronstadt şi cu 22,4 cm mai jos faţă de nivelul „zero” Marea Neagră – Constanţa. Pentru sectorul de Dunăre cuprins între Hârşova şi Brăila, în lungime de cca. 83 km, s-a determinat o pantă medie a suprafeţei apei de aproximativ 0,02 ‰, ceea ce corespunde unei scăderi a cotei apei cu cca. 2 cm pentru fiecare km de fluviu parcurs spre aval. Variaţia sezonieră a nivelului mediu al apelor fluviului, consemnată în intervalul 18 – 31 mai 2008, a depăşit 60 cm (Fig. 4), această variaţie fiind însă extrasă din datele  înregistrate.

123

4. Interpretarea hărţilor batimetrice Informaţia batimetrică finală a fost reprezentată sub forma a 9 hărţi batimetrice (Anexele 1 - 9), realizate la scara 1:30.000 3. Modul în care suprafaţa cartografiată este acoperită de planurile batimetrice obţinute este ilustrată în Fig. 1, care conţine, de asemenea, şi legenda hărţilor batimetrice individuale. Echidistanţa standard a curbelor de nivel figurate pe hărţile batimetrice este de 1 m. Toate izobatele figurate sunt cote ale reliefului submers în sistem MN-S. Hărţile batimetrice prezentate în Anexele grafice 1 – 9 ilustrează, la o scară informativă, morfologia albiei Dunării şi a braţelor sale secundare între kilometrii 171 şi 237+500. De-a lungul tronsonului de fluviu cartografiat cotele albiei au variat în general  între 5-6 m MN-S de-a lungul malurilor şi mai mult de -38 m MN-S. Cele mai adânci sectoare (cote ale albiei Dunării situate mai jos de – 20 m MN-S) au fost întâlnite de-a lungul Dunării navigabile în zona anaforului de la km 215+500 (Anexa 3, la capul insulei Chiciu Orbului) şi în zona Brăila între kilometrii 171 şi 174+500 (Anexa 7). Cele mai reduse cote de-a lungul şenalului au fost remarcate din amonte spre aval în sectoarele: aval Giurgeni la km 236+500 (Anexa 1); Stăncuţa la km 217+500 (Anexa 2), perimetrul critic Gropeni (Anexele 4 şi 5), între km 194 şi km 196; Tichileşti (Anexa 5), între km 189+500 şi km 192+500 (Anexa 5).  În sectorul critic Giurgeni a atras atenţia ostrovul în formare în zona centrală a Dunării, parţial emers la data efectuării măsurătorilor. Apariţia şi dezvoltarea acestuia au condus la mutarea şenalului lângă malul drept, în condiţii dificile de navigaţie. La Stăncuţa, cota albiei Dunării de-a lungul şenalului este la mai puţin de -5 m MN-S. Mentionam că, in perimetrul critic Gropeni cota şenalului variază între 0 şi -5 m MN-S. La Tichileşti cota şenalului este aceeasi cu cea de la Gropeni. Datorită adâncimilor mici ale Dunării în sectoarele Gropeni şi Tichileşti, navigaţia fluvială a trebuit să fie mutată pe braţul Calia (Anexa 5). De-a lungul braţului Vâlciu (Anexele 8, 9, 3 şi 4) cotele albiei au variat în general  între 5-6 m MN-S de-a lungul malurilor şi 0 ÷ -2 m MN-S de-a lungul şenalului. Adâncimi 3

 La alegerea scării de reprezentare a rezultatelor s-a avut în vedere necesitatea de moment a încadrării materialului grafic în limitele unei pagini format A3. 124

mai mari au fost puse în evidenţă local, în zona Măgureni (cota albiei se situează la -8 m MN-S), amonte de Măraşu (cota albiei coboară la -5 m MN-S) şi în mai multe sectoare situate aval de Ţăcău, acolo unde cota albiei a coborât până la -7 ÷ -12 m MN-S. De-a lungul braţelor secundare ale Dunării cotele albiei s-au situat în domeniile de variaţie următoare: Braţul Harapu (Anexa 6): 0 ÷ -2 m MN-S; Braţul Cravia (Anexele 6 şi 7): 0 ÷ -3 m MN-S, cu adânciri locale de până la -5 ÷ -6 m MN-S; Braţul navigabil Calia (Anexa 5): -5 ÷ -7 m MN-S, cu adânciri la peste -10 ÷ -12 m MN-S; Braţul Orbu (Anexa 3): 3÷4 m MN-S; Braţul Cremenea (Anexa 2): 4 m MN-S şi Braţul Mănuşoaia (Anexa 1): 4,5÷5 m MN-S.

5. Concluzii Cercetarea batimetrică realizată a permis cartografierea albiei Dunării şi a braţelor sale secundare. Cunoaşterea cu un grad de detaliu cât mai ridicat a morfologiei albiei este foarte importantă în primul rând pentru asigurarea siguranţei navigaţiei, pentru studiul fenomenului de curgere a apei printr-un sistem umed (parcul natural în ansamblul său), de transport al sedimentelor, dar şi pentru o serie de obiective secundare: turistim, sporturi nautice, sau pescuitul sportiv. Baza de date realizată în urma cercetării batimetrice poate fi utilizată pentru aplicaţii ulterioare, în special în sectoarele evidenţiate drept critice pentru navigaţia fluvială.  În aval de Giurgeni, la kilometrul 236+500, a fost evidenţiat un ostrov în formare. Evoluţia acestuia a determinat mutarea şenalului navigabil pe lângă malul drept al Dunării. Un alt sector critic este Stăncuţa, la km 217+500, unde cota albiei Dunării de-a lungul şenalului e la mai puţin de -5 m MN-S.  În sectoarele Gropeni (între km 194 – 196) şi Tichileşti (între km 189+500 – 192+500) s-a observat reducerea semnificativă a adâncimilor albiei Dunării, fapt ce a determinat mutarea navigaţiei fluviale pe braţului Calia (între km 196 şi 186).

Bibliografie Melinte M.C., Brustur T., Dimitriu R.G., Szobotka Şt.A., Rădan S., Begun T., Teacă A., Bălan S., Stănescu I., Opreanu G., Cazacu C., Brceag A., Pop I.C., Grosu D., 2008. Cercetări sedimentologice, geoecologice (geochimie, hidrochimie, biologie) şi batimetrice de mare detaliu şi efectuarea de analize specifice, măsuratori de gaze cu efect de seră; cercetări privind gradul de inundabilitate în Balta Mică a Brăilei. Raport Arhiva GeoEcoMar, 65 pp.

125

126