Tematica examenului de Geniu Rural 2011. 1. Obiectul şi importanţa lucrărilor de Geniu Rural. 2. Trăsăturile caracteristice ale lucrărilor de Geniu Rural. 3. Accesibilitatea apei pentru plante. 4. Norma de irigare. 5. Norma de udare din perioada de vegetaţie. 6. Norma de udare de aprovizionare/rasarire. 7. Metode de udare; cerinţe generale. 8. Factorii care determină alegerea metodei de udare. 9. Udarea prin brazde; avantaje şi dezavantaje; condiţii de folosire. 10. Parametrii care definesc scurgerea apei pe brazde. 11. Aprecierea si imbunatatirea calitatii udarii pe brazde. 12. Elementele tehnice ale udării prin brazde; distanta intre brazde si sectiunea brazdelor; 13. Elementele tehnice ale udării prin brazde; debitul si lungimea brazdelor; 14. Elementele tehnice ale udării prin brazde;panta si durata de udare; 15. Metoda de udare prin aspersiune; condiţii de folosire; avantaje şi dezavantaje. 16. Indicii calitativ-funcţionali ai aspersoarelor. 17. Metoda de udare prin picurare; condiţii de folosire; avantaje şi dezavantaje. 18. Prezentare generală instalaţia de udare prin picurare. 19. Elementele tehnice ale udării prin picurare. 20. Definirea şi amploarea procesului de Eroziune a solului . 21. Formula fundamentală a eroziunii de suprafaţă. 22. Factorii determinanţi şi favorizanţi ai eroziunii solului. 23. Consecinţele eroziunii solului. 24. Sisteme antierozionale de amplasare a culturilor pe versanţi A. Sistemul de cultură pe curbele de nivel B. Sistemul de cultură în fâşii C. Amenajarea antierozională a terenurilor prin lucrări de terasare. D. Amenajarea antierozională a terenurilor prin lucrări de terasare. Terasarea terenurilor arabile 25. Amenajarea antierozională a terenurilor prin lucrări de terasare. A. Uniformizarea/modelarea terenurilor arabile B. Terasarea terenurilor arabile C. Terasarea terenurilor arabile - terase banchetă D. Terasarea terenurilor pentru plantaţiile de viţă de vie şi pomi I. Criterii pentru alegerea tipurilor de terase şi a elementelor dimensionale II. Elementele teraselor din pământ cu taluzul consolidat prin înierbare. 26. Lucrări de regularizare a scurgerii de suprafaţă pe versanţi a. Lucrări de regularizare a scurgerii de suprafaţă pe versanţi : canalele de coastă b. Lucrări de regularizare a scurgerii de suprafaţă pe versanţi : canalele de nivel c. Lucrări de regularizare a scurgerii de suprafaţă pe versanţi : debu eele 27. Formaţiunile eroziunii de adâncime . 28. Excesul de umiditate pe terenurile agricole; sursele şi factorii favorizanţi. 29. Efectele excesului de umiditate asupra solului şi plantelor. 30. Elementele reţelei de desecare. 31. Tipuri de drenuri şi drenaj. 32. Drenajul orizontal; scheme de amplasare a reţelei de drenaj. 33. Drenajul cârtiţă 34. Drenajul cârtiţă; elemente tehnice
10 grile x 0,7 p + 3 p (subiect tratat in extenso*)=10 * –Tematica subliniată
Sinteza cursuri Geniu Rural 1. Obiectul şi importanţa lucrărilor de Geniu Rural. Suprafaţa agricolă a României însumează cca. 15 mil. ha (≈63 % din cele 23,839 mil. Ha(care reprezintă suprafaţa totală a ţării). Datorită diversităţii condiţiilor de relief, climă, sol şi hidrogeologie, pe aproximativ 2/3 din suprafaţa agricolă se manifestă acţiunea separată sau cumulată a secetei, excesului de umiditate şi eroziunii solului (inclusiv alunecări de teren) . Aceste fenomene provoacă aproape anual pagube importante agriculturii, contribuind implicit la scăderea nivelului de trai din România, mai ales în această perioadă în care dificultăţi economice se suprapun cu acutizarea schimbărilor climatice la nivel global. Obiectivul general al lucrărilor de geniu rural constă în contracararea efectelor negative ale secetei, excesului de umiditate şi eroziunii solului. În funcţie de scopul urmărit, lucrările de geniu rural se grupează în: - lucrări pentru înlăturarea deficitului de apă din sol prin irigaţii; - lucrări pentru prevenirea şi combaterea excesului de apă prin; o regularizarea cursurilor de apă; o îndiguiri; o desecări-drenaje. - lucrări pentru prevenirea şi combaterea eroziunii solului (inclusiv alunecări de teren). O bună proiectare, execuţie şi exploatare a acestor lucrări creează premize pentru ridicarea fertilităţii solurilor şi folosirea raţională a apei, prin asigurarea unui regim optim de umiditate şi implicit de aeraţie, temperatură şi nutriţie. În ultimă instanţă, aplicarea acestor măsuri asigură obţinerea de producţii mari şi stabile în condiţii de protecţie a mediului ambiant. În spiritul celor prezentate, considerăm că lucrările de geniu rural constituie fundamentul conceptului modern de dezvoltare durabilă a agriculturii. Aceste lucrări de geniu rural au deci un rol extrem de important în intensivizarea agriculturii nu numai datorită implicaţiilor directe ci şi datorită potenţării implicite a altor factori de producţie cum sunt fertilizarea şi folosirea de soiuri şi hibrizi cu productivitate ridicată.
2. Trăsăturile caracteristice ale lucrărilor de Geniu Rural. Lucrările de irigaţii, desecări si combaterea eroziunii solului se deosebesc fundamental de lucrările agricole obişnuite prin câteva trăsături caracteristice: 1. Au o durată mare de funcţionare (zeci sau chiar sute de ani). Acest lucru impune ca proiectarea, execuţia si exploatarea acestora sa se facă cu profesionalism deoarece eventualele erori intr-una din etapele enumerate se pot înlătura fie după casarea lucrărilor, fie cu cheltuieli foarte mari. 2. Necesită investiţii specifice mari la hectar. Pur orientativ, pentru a avea o imagine comparativă între costurile diferitelor categorii de lucrări de geniu rural, redăm cu aproximaţie investiţiile medii specifice: ≈ ≈ ≈ ≈ ≈ ≈ ≈
3.
4.
5.
6. 7.
8.
200 – 3000 Euro/ha pentru amenajări de irigaţii cu udare prin scurgere la suprafaţă sau aspersiune; 7500 Euro/ha pentru amenajarea orezăriilor; 1000 - 4000 Euro/ha pentru amenajări de irigaţii prin picurare sau microaspersiune; 1000 - 1500 Euro/ha pentru lucrări de desecare; 1500 - 2500 Euro/ha pentru lucrări de drenaj subteran; 800 - 1000 Euro/ha pentru lucrări de combatere a eroziunii de suprafaţă; 6000 - 9000 Euro/ha pentru lucrări de terasare a versanţilor.
Investiţiile se amortizează într-o perioadă mai lungă în comparaţie cu alte investiţii din agricultură, dar mai rapid decât investiţiile din industrie. Astfel, în medie, durata de amortizare a acestora este de 10 – 20 ani. Datorită acestui fapt, corelat cu necesitatea si importanta acestor lucrări, este poate util să amintim ca statele europene subvenţionează cheltuielile aferente acestor amenajări în proporţie de 40 – 90%, in funcţie de specificul zonei şi de prioritatea acestor amenajări. Au un caracter complex. În etapele de proiectare, execuţie si exploatare trebuie să se aibă în vedere totalitatea factorilor naturali, tehnici şi economici atât pentru stabilirea soluţiilor optime cât si pentru prevenirea degradării mediului natural (în special a solului). Ca urmare a acestui caracter complex, specialiştii care proiectează, execută şi/sau exploatează aceste lucrări, trebuie sa cunoască în profunzime relaţiile climă – sol – apă – plantă şi să posede cunoştinţe de hidraulică, hidrologie si hidrogeologie. Domeniile de irigaţii, desecări si combaterea eroziunii solului vor utiliza de asemenea cunoştinţe de topografie, fizică, meteorologie, pedologie, agrotehnică, fitotehnie, mecanizare etc. Lucrările de geniu rural trebuie realizate de cele mai multe ori pe teritoriul mai multor exploataţii agricole, caz în care se constituie în sisteme, fiind necesară o bună cooperare şi sincronizare între proprietarii şi/sau managerii acestora. Atunci când se doreşte un grad mai mare de independenţă şi flexibilitate , este posibilă şi realizarea unor amenajări locale care însă pot impune uneori cheltuieli specifice mai ridicate datorită randamentelor mai scăzute. De asemenea, posibilitatea realizării acestor amenajări locale este dictată şi de amplasamentul suprafeţelor respective. Relativ la cele prezentate, precizăm că lucrările de geniu rural au eficacitate maximă atunci când se încadrează armonios în lucrările generale de amenajare a teritoriului pe unităţi naturale, în spiritul conceptului modern de dezvoltare durabilă. Lucrările de geniu rural se caracterizează printr-o evoluţie rapidă în concepţia de proiectare a amenajărilor. Spre exemplu, în ultima jumătate de secol s-a trecut de la irigarea aproape exclusivă prin scurgere la suprafaţă la irigarea prin aspersiune şi/sau microaspersiune, prin picurare etc. Pe glob, ritmul de creştere a suprafeţelor amenajate cu lucrări de geniu rural este foarte susţinut. Din păcate, în România, în perioada de după anul 1990 evoluţia suprafeţelor amenajate cu lucrări de geniu rural a stagnat datorită conjuncturii social – economice nefavorabile, înregistrându-se de multe ori chiar pierderi foarte grave în ceea ce priveşte calitatea şi funcţionalitatea acestor amenajări. Contrastul între situaţia acestei ultime perioade şi cea a deceniului 1980 – 1990 este foarte puternic. Putem astfel aminti că în perioada 1980 – 1990 ritmul mediu de creştere pentru amenajările de irigaţii a fost de cca. 87 000 ha anual, pentru desecări 70 000 ha anual şi pentru combaterea eroziunii solului cca. 60 000 ha anual. Aceste creşteri corespund unui ritm mediu anual de dezvoltare a lucrărilor de geniu rural de 1,5% raportat la totalul suprafeţei agricole de 15 mil. ha. Lucrările de geniu rural contribuie la ridicarea gradului de intensivizare a agriculturii deoarece optimizarea factorului apă impune, în conformitate cu legea proporţiilor armonice enunţată de Gh. Ionescu Siseşti, dozarea în aceeaşi proporţie şi a celorlalţi factori de vegetaţie, în scopul sporirii producţiei agricole şi al amortizării într-un timp cât mai scurt a investiţiilor făcute.
2
Partea I. IRIGAŢII 3. Accesibilitatea apei pentru plante Apa accesibilă plantelor se află cuprinsă între capacitatea de apă în câmp (Cc) şi coeficientul de ofilire (Co) . Intervalul dintre Cc şi Co poartă numele de intervalul umidităţii active (I.U.A)
La nivelul capacităţii de apă în câmp, apa este reţinută cu o forţă de sucţiune de 1/3 atmosfere , forţă care creşte la 15 atm la nivelul coeficientului de ofilire (8), fapt care indică un grad diferit de accesibilitate a apei pentru plante. Pentru ca plantele să se dezvolte în condiţii optime, aprovizionarea cu apă trebuie să se facă fără consum mare de energie, deoarece odată cu reducerea cantităţii de apă accesibilă creşte consumul de energie al plantelor, fapt care stânjeneşte creşterea şi dezvoltarea lor şi duce în final la diminuarea producţiei. Din aceste considerente, s-au introdus noţiunile de apă uşor accesibilă şi plafon minim. Plafonul minim marchează limita inferioară a umidităţii uşor accesibile plantelor. Prin urmare, apa uşor accesibilă este cuprinsă între capacitatea de apă în câmp şi plafonul minim. Limita inferioară a umidităţii uşor accesibile corespunde unei sucţiuni de 1-2 atm. Producţia cea mai mare, norma de irigare cea mai mică şi un număr raţional de udări, se pot obţine în cazul irigării la plafonul minim corespunzător unei sucţiuni de 2 atm. Aplicarea udărilor la o sucţiune de 1 atm nu sporeşte semnificativ producţia, crescând însă numărul de udări şi costul irigaţiei. În varianta udată la plafonul minim corespunzător unei sucţiuni de 15 atm, producţia se reduce în mod simţitor,. La acelaşi conţinut de apă accesibilă, forţa de reţinere a apei în sol diferă de la un sol la altul, în funcţie de textură. Dacă se acceptă plafonul minim corespunzător unei sucţiuni de circa 2 atm , acesta se poate calcula, în funcţie de textura solului, cu relaţiile: pentru soluri nisipoase uşoare, cu structură în microagregate (10); ¾ pmin = Co + 1/3 (Cc – Co), pentru soluri cu textură mijlocie şi structură glomerulară (11); ¾ pmin = Co + 1/2 (Cc – Co), ¾ pmin = Co + 2/3 (Cc – Co) pentru soluri argiloase, cu structură glomerulară În cazul nisipurilor, valorile ridicate ale plafonului minim se explică prin limitarea cantităţii de apă care circulă efectiv prin stratul de sol datorită numărului redus de puncte de contact între particule. Spre exemplu, Mărăcineanu Fl indică în cazul irigării cartofului timpuriu, pe un sol aluvial luto-nisipos, două valori ale plafonului minim: 50% din IUA de la răsărit până la începutul fazei de tuberizare şi 70% din IUA, după începutul tuberizării. Prin menţinerea rezervei de apă din sol între plafonul minim şi capacitatea de apă în câmp pe adâncimea de dezvoltare a masei principale de rădăcini, plantele vor avea la dispoziţie permanent apă uşor accesibilă şi un regim de aer favorabil, cuprins între 15-40% din volumul porilor. Reducerea umidităţii solului până la nivelul coeficientului de ofilire, timp de 1-2 zile în timpul înspicatului sau polenizării porumbului, poate reduce producţia cu cca. 20%, iar la o durată a deficitului de 6-8 zile, producţia se poate reduce cu 50%. Reduceri însemnate Curbele accesibilităţii apei pentru plante se semnalează şi în cazul sfeclei de zahăr, cartofilor etc. Menţinerea nivelului apei din sol pe adâncimea de udare deasupra plafonului minim, în toată perioada de vegetaţie a culturii, se poate asigura numai dacă momentul declanşării primei udări şi a udărilor după eventualele perioade de întrerupere, se determină astfel încât pe toată suprafaţa ocupată de o cultură, udarea să se aplice înainte ca rezerva de apă să scadă sub nivelul plafonului minim. Spre deosebire de culturile de câmp, pentru a asigura producţii mari şi de calitate superioară, plantele legumicole necesită irigarea la un plafon minim mai ridicat. Spre exemplu, tomatele se recomandă a se iriga la un pmin de 3/4 din IUA pe solurile medii şi de 1/2 din IUA pe cele uşoare. Varza şi conopida se vor iriga la o umiditate corespunzătoare unei sucţiuni de 0,6-0,7 atm, 3
iar ceapa de apă, prazul, sfecla roşie, morcovii, pătrunjelul, ridichile, la un plafon foarte apropiat de nivelul capacităţii de apă în câmp (corespunzător unei sucţiuni de 0,3 atm).
4. Norma de irigare Norma de irigare (Σm) reprezintă cantitatea de apă necesară pentru irigarea unui hectar cultivat cu o anumită plantă în perioada de vegetaţie . Norma de irigare variază în limite foarte largi, între 1.500-6.000 m3/ha, în funcţie de cultură şi zona pedoclimatică. Valorile normelor de irigare servesc la stabilirea necesarului anual de apă în cadrul fiecărui sistem şi la calcularea suprafeţelor ce se pot iriga dintr-o anumită sursă de apă. Pentru a determina consumul total de apă, în cazul în care pe anumite suprafeţe se aplică udări de aprovizionare şi eventual udări de spălare a sărurilor, la norma de irigare din perioada de vegetaţie se vor însuma norma de aprovizionare şi norma de spălare. Pentru estimarea normei de irigare nete se poate utiliza ecuaţia bilanţului hidrologic din perioada de vegetaţie: Σm = ETRO + Rf – Ri – Pv – bilanţ în circuit închis fără aport freatic; Σm = ETRO + Rf – Ri – Pv – Af – bilanţ în circuit deschis cu aport freatic; 1
Norma de irigaţie brută =
m3/ha;
ηg
Σm
în care:
ETRO- este consumul de apă din sol prin transpiraţie şi evaporaţie, în condiţii de aprovizionare cu apă în optim (irigare) în
Rf – rezerva finală a apei din sol¸ în m3/ha; Ri – rezerva iniţială a apei din sol, în m3/ha; Pv – suma precipitaţiilor din perioada de vegetaţie > 5 mm, în m3/ha; Af – aportul freatic, în m3/ha; ηg – randamentul global al sistemului de irigare. În prezent sunt disponibile date de consum de apă prin evapotranspiraţie, pentru principalele culturi irigate, pe zone pedoclimatice. Datele de consum se prezintă pe luni şi sunt exprimate în m3/ha şi zi . Acest mod de exprimare permite folosirea datelor respective la stabilirea intervalului dintre udări şi la avertizarea aplicării udărilor. În sistemele de irigaţie care se află în exploatare de mai mulţi ani, valorile orientative ale rezervei finale de apă (din momentul recoltării culturii), şi ale rezervei iniţiale apă (din perioada de însămânţare), sunt de regulă cunoscute, deoarece au fost determinate anual în cadrul operaţiei de avertizare a udărilor. În general, rezerva finală de apă pe terenurile din cadrul sistemelor de irigaţie, depăşeşte pe adâncimea de 1,5 m rezerva de apă corespunzătoare coeficientului de ofilire în zona de stepă, cu aproximativ: • 1.000 m3/ha după sfecla de zahăr, cartofi târzii şi lucernă; • 700 m3/ha după porumb; • 400 m3/ha după fasole, cartofi timpurii, floarea-soarelui şi grâu de toamnă. În zone mai umede, valorile sunt mai mari decât cele din zona de stepă cu cca 200 m3/ha. În cazul bilanţului în circuit deschis, rezerva iniţială corespunde capacităţii de apă în câmp. Pe solurile fără aport freatic din zona de stepă, în cazul în care acestea nu sunt ocupate cu culturi de toamnă, rezerva iniţială este situată sub valoarea capacităţii de apă în câmp cu 600-700 m3/ha. Pe solele cultivate cu grâu de toamnă, căruia i s-a aplicat o udare de aprovizionare, rezerva iniţială este în medie cu 700-800 m3/ha mai mică, iar în cazul lucernei este cu 1.000-1.200 m3/ha mai mică. În zonele mai umede, de silvostepă şi tranziţie spre zona fostelor păduri de stejar, se scad din valoarea capacităţii de apă în câmp valori mai mici, de 400-500 m3/ha, (ajungând în cazul lucernei la 800-900 m3/ha) Pentru a stabili valoarea precipitaţiilor utile din perioada de vegetaţie (media multianuală, cu asigurarea de 70-80%), se vor folosi datele de la staţia meteorologică sub a cărui rază de influenţă se află sistemul de irigaţie. Aportul freatic este influenţat, în primul rând, de adâncimea la care se găseşte apa freatică şi de textura solului, elemente ce determină raza porilor capilari şi respectiv înălţimea ascensiunii capilare. Prin reducerea razei porilor capilari creşte înălţimea ascensiunii capilare , dar se reduce debitul capilar. Astfel, prin situarea nivelului freatic la o adâncime medie de 1 m în lunile iunieaugust, norma de irigaţie se recomandă a se reduce la grâu cu 65-70%, la porumb cu 45-80%, iar la lucernă cu 55-90%. În marea majoritate a cazurilor, irigaţia nu este necesară atunci când nivelul freatic se află la o adâncime mai mică de 1 m, deoarece umiditatea se menţine permanent deasupra plafonului minim, depăşind uneori chiar şi capacitatea de câmp. Când nivelul freatic este situat între 1-2 m adâncime, umiditatea scade foarte rar sub plafonul minim, şi numai în stratul superficial de sol, pe parcursul perioadelor secetoase. Toate aceste aspecte evidenţiază rolul aportului freatic în aprovizionarea plantelor cu apă, precum şi necesitatea de a stabili regimul de irigare în funcţie de variaţia nivelului freatic. Astfel, se vor exclude de la irigare solurile în care apa freatică se găseşte în perioada de vegetaţie la o adâncime de până la 1 m, iar pe cele cu apa freatică situată la un nivel cuprins între 1-2,5 m, se vor reduce norma de irigaţie şi normele de udare, în aşa fel încât să nu se alimenteze prin irigaţie pânza freatică.
4
5. Norma de udare din perioada de vegetaţie Norma de udare din perioada de vegetaţie (m) reprezintă volumul de apă distribuit pe suprafaţa de 1 hectar cultivat cu o anumită plantă, la o singură udare . Norma de udare se exprimă în m3/ha sau mm coloană de apă şi se determină cu relaţia: (m3/ha) m = 100 H Da (Cc – pmom) 1 100 H Da (Cc – pmom) (m3/ha) mbrută =
ηc
în care:
pmom reprezintă provizia momentană de apă din sol, ca medie ponderată pe adâncimea de udare, în procente din greutate, raportată la greutatea solului uscat. Provizia momentană nu trebuie să scadă sub valoarea plafonului minim. La proiectarea regimului de irigare, provizia momentană se înlocuieşte cu plafonul minim, exprimat tot în procente din greutatea solului uscat (m=100 H Da(Cc-pmin)), unde ηc – randamentul udării în câmp. Analizând relaţia de calcul, se observă că prin aplicarea udării se urmăreşte completarea rezervei de apă din sol pe adâncimea luată în calcul de la nivelul plafonului minim până la nivelul capacităţii de apă în câmp. Nu se recomandă să se distribuie norme de udare mai mari, deoarece solul nu poate reţine apa peste nivelul capacităţii de apă în câmp şi astfel surplusul s-ar pierde prin percolare sub adâncimea de dezvoltare a sistemului radicular. Pe de altă parte, normele de udare mai mici conduc la sporirea numărului de udări, la cheltuieli mai mari cu aplicarea udărilor, la o înrădăcinare superficială a plantelor şi la udări neuniforme în cazul distribuirii apei prin scurgere la suprafaţă. Uneori, pentru a uşura organizarea aplicării udărilor prin aspersiune, se impune modificarea normei de udare calculate, în aşa fel încât să rezulte un număr întreg de cicluri zilnice, respectiv 2-3 mutări/zi ale echipamentului de udare de pe o poziţie pe alta. Adâncimea de udare (H) se stabileşte în funcţie de răspândirea masei principale de rădăcini a plantelor ce urmează a fi irigate, de modul de extragere a apei de către sistemul radicular, de proprietăţile fizice ale solului şi de adâncimea apei freatice . Astfel, pe solurile subţiri având în substrat un strat de rocă dură (inclusiv pietriş în proporţie de peste 90%), adâncimea de udare nu va depăşi grosimea stratului de sol, iar pe solurile podzolite sau podzolice sau pe alte soluri cu orizont B argiloiluvial, caracterizat prin textură fină, densitatea aparentă mare şi permeabilitate foarte redusă, adâncimea de udare nu va depăşi decât cu cel mult 10 cm adâncimea la care apare orizontul impermeabil. Pe solurile cu nivelul freatic variind în perioada de vegetaţie între 1-2 m, situaţie frecvent întâlnită în amenajările de irigaţie din Bărăganul de Nord şi de Sud, se recomandă reducerea adâncimii de udare cu până la 50%. Pe nisipurile irigate din sudul Olteniei, adâncimea optimă de umectare s-a dovedit a fi de 0,85 m. În cazul acestei adâncimi de udare, plantele au prezentat un sistem radicular bogat şi profund. Utilizarea unei adâncimi de umectare de 0,5 m, determină o înrădăcinare superficială a porumbului, cu dispoziţia laterală a rădăcinilor, acesta dezvoltându-se numai în stratul de sol umezit prin udări. Având în vedere aspectele prezentate, se recomandă următoarele adâncimi medii de udare:
0,5-0,7 m pentru cerealele păioase, fasole pentru boabe, cartofi; 0,6-0,8 m pentru porumb, floarea-soarelui, soia, sfeclă de zahăr, bumbac şi lucernă anul I; 0,8-1,2 m pentru lucernă anii II-IV, pomi, viţă de vie; 0,3-0,5 m pentru legume, cu excepţia tomatelor la care adâncimea este de 0,5-0,7 m.
Valorile minime se pot utiliza la calculul normei pentru udările care se aplică în primele faze de vegetaţie a culturilor când sistemul radicular nu este complet dezvoltat.
6 Norma de udare de aprovizionare/rasarire Norma de udare de aprovizionare (a) se poate aplica toamna sau primăvara timpuriu , în scopul asigurării umidităţii necesare unei bune pregătiri a terenului, însămânţării, răsăririi şi dezvoltării culturilor în primele faze de vegetaţie. Udarea de aprovizionare este necesară şi se justifică din punct de vedere economic, atât în zonele secetoase, în care în perioada de iarnă cad puţine precipitaţii, cât şi în zonele mai umede, dar numai în anii cu toamna şi primăvara secetoase. Rolul deosebit de important al udării de aprovizionare pentru cerealele de toamn ă se poate demonstra prin faptul că neaplicarea udării de aprovizionare pentru răsărire, în toamnele secetoase, are acelaşi efect cu un semănat întârziat şi un răsărit în timpul iernii sau în primăvară. Astfel, în toamnele secetoase, culturile de grâu şi orz neirigate din zona de sud-est a ţării, intră nerăsărite în iarnă, răsărind abia în primăvară, înregistrându-se următoarele consecinţe: reducerea cu 30-40% a densităţii plantelor; moartea unor plante încolţite în timpul iernii; înrădăcinarea superficială a plantelor şi moartea acestora datorită dezrădăcinării sau a dezvoltării necorespunzătoare a sistemului radicular; o întârziere în dezvoltare de cca 12-14 zile în perioada înspicatului; reducerea importantă a producţiei. Pentru a evita aceste consecinţe, se recomandă ca în anii şi în zonele în care umiditatea în stratul de sol de 0-50 cm se află în toamnă sub 30% din umiditatea accesibilă, să se aplice o udare de aprovizionare, deoarece la umiditatea indicată solul nu poate fi bine lucrat iar seminţele nu găsesc în stratul de 0-10 cm de la suprafaţă suficientă umiditate pentru răsărire. Perioade secetoase în lunile august-octombrie se întâlnesc în zonele de câmpie din sudul şi vestul ţării în 30-40% din ani. Specialiştii în irigaţii recomandă ca mărimea normei de aprovizionare să se stabilească astfel încât însumată cu precipitaţiile din perioada rece a anului (1.X-1.IV) să aducă rezerva de apă din sol, pe adâncimea de 1-1,5 m, la nivelul capacităţii de apă în câmp , în aşa fel încât să se asigure înmagazinarea apei din precipitaţiile de iarnă. În acest caz, relaţiile de calcul se prezintă astfel: 5
a = Ccυ - Rf – 10cPi a = 100 H Da (Cc - Rfp) – 10cPi 1 abrută =
η c 100 H Da (Cc - R ) – 10cP fp i
(m3/ha) (m3/ha) (m3/ha)
în care: Cc, Ccv reprezintă capacitatea de apă în câmp exprimată în %, respectiv în m3/ha; Rf, Rfp – rezerva finală de apă în sol, respectiv provizia momentană de apă înainte de udare în m3/ha, respectiv în %; Pi – precipitaţiile de iarnă, exprimate în mm; c – coeficient de înmagazinare a precipitaţiilor de iarnă, cu valori de 0,4-0,7 pentru zona de stepă şi de 0,3-0,5 pentru zone mai umede; Da – densitatea aparentă, t/m3; H – adâncimea de umectare a solului, egală cu 1,5 m pe solurile mijlocii şi grele şi 1 m pe solurile uşoare. ηc – randamentul udării în câmp. Prima relaţie se foloseşte când rezervele de apă se exprimă în m3/ha (Cv şi Rf), iar a doua, atunci când sunt exprimate în % din greutatea solului uscat la 105°C. Trecerea de la umiditatea exprimată în procente din greutatea solului uscat la 105°C la rezerva de apă din sol în m3/ha (pentru aceeaşi adâncime de determinare) şi de la rezerva de apă în m3/ha la umiditatea corespunzătoare în % din greutatea solului se face cu relaţiile: U (m3/ha) = 100 H Da·U% greutate În funcţie de adâncimea de umectare a solului, norma de udare de aprovizionare determinată cu una din relaţiile prezentate, poate înregistra valori relativ mari (de peste 1.000 m3/ha). Prin aplicarea udării de aprovizionare în aşa fel încât în primăvară rezerva de apă din sol să ajungă la nivelul capacităţii de câmp, se asigură condiţii optime pentru pregătirea terenului şi dezvoltarea normală a culturilor de toamnă. Pe suprafeţele respective, prima udare se va aplica cu 10-15 zile mai târziu, iar în anii mai ploioşi nu mai sunt necesare udări în perioada de vegetaţie a grâului. Efecte favorabile se obţin şi în cazul culturilor de primăvară, deoarece în cazul udării prin aspersiune, aplicând udarea mai târziu, plantele acoperă mai bine solul şi picăturile de apă nu mai intră în contact direct cu particulele de sol şi astfel nu se mai formează crusta. La udarea prin brazde, amânarea deschiderii brazdelor creează premise favorabile pentru aplicarea praşilelor mecanice, deoarece în momentul deschiderii brazdelor, plantele fiind mai dezvoltate, nu mai sunt distruse prin acoperire cu pământ. Cu toate acestea, în scopul irigării unor suprafeţe cât mai mari, fitotehnicienii recomandă aplicarea de norme mai mici ale udării de aprovizionare, de cca 1/4 din norma rezultată din calcul. Se justifică această recomandare prin faptul că structura culturilor irigate nu asigură o eliberare suficient de timpurie a terenului pentru a putea aplica norme de aprovizionare mai mari. Udările de răsărire aplicate imediat după semănat, se recomandă a se aplica cu norme mici de udare, corespunzătoare unei adâncimi de umezire de numai 0,3-0,4 m . Udările de răsărire, având valori mici, se pot aplica uniform pe teren, numai prin aspersiune. Udările de aprovizionare, în zonele secetoase, pentru cerealele de toamnă, precum şi pentru culturile care se seamănă primăvara timpuriu (sfeclă de zahăr, floarea-soarelui, lucernă) se vor aplica toamna, iar pentru culturile care se seamănă primăvara mai târziu (soia, porumb), primăvara timpuriu. În zonele mai umede, udările de aprovizionare s-au dovedit eficiente pentru lucernă şi porumb, precum şi pentru grâu în toamnele secetoase. Udarea de aprovizionare la lucernă, aplicată toamna, asigură sporuri mari de producţie chiar şi în zonele de tranziţie la zona forestieră. Având în vedere eficienţa udărilor de aprovizionare de toamnă, se recomandă aplicarea acestora pe suprafeţe cât mai mari, urmând ca valoarea normei să se stabilească în funcţie de debitul de apă disponibil şi de posibilităţile de aplicare a udărilor pe suprafeţe cât mai mari. Norme mici de udare de aprovizionare se vor aplica atunci când nu se dispune de suficientă apă în sursa de alimentare, când sunt restricţii de energie sau când nu există posibilităţi economice şi organizatorice de aplicare a udării de aprovizionare pe întreaga suprafaţă.
7. Metode de udare; cerinţe generale Scopul principal al irigării culturilor, obţinerea de producţii mari, stabile şi eficiente în condiţiile menţinerii sau ridicării fertilităţii solului, se poate realiza numai prin distribuirea apei la plante în funcţie de cerinţele fiziologice ale acestora, printr-o metodă de udare adaptată condiţiilor pedoclimatice, hidrogeologice şi orografice locale. O metodă de udare adaptată acestor cerinţe trebuie să îndeplinească următoarele condiţii (obiective): 1. să creeze premise pentru obţinerea de producţii mari şi stabile; 2. să asigure distribuirea uniformă a apei la plante 3. să permită distribuirea apei cu un randament ridicat (cu pierderi minime de apă prin percolare în adâncime sau pe la capătul aval al brazdelor, fâşiilor etc); 4. să necesite un consum minim de energie la distribuirea apei pe teren; 5. să permită obţinerea unei productivităţi ridicate la aplicarea udării, (prin organizare, mecanizare şi automatizare), precum şi posibilităţi de efectuare mecanizată a tuturor lucrărilor agricole; 6. să prevină modificarea în sens negativ a însuşirilor fizice, hidrofizice şi chimice ale solurilor; 7. să permită însuşirea cu uşurinţă a tehnicii de udare de către muncitorii agricoli. Obiectivele prezentate scot pregnant în evidenţă rolul deosebit de important pe care-l are alegerea metodei de udare în obţinerea de producţii mari, în folosirea eficientă a apei de irigaţie, în prevenirea fenomenelor de degradare a solurilor şi, în final, în ridicarea eficienţei lucrărilor de irigaţii. În prezent, pe plan mondial, pentru irigarea culturilor se folosesc următoarele metode de udare: metoda de udare prin scurgere la suprafaţă prin brazde şi pe fâşii; metoda de udare prin submersiune; 6
metoda de udare prin aspersiune; metoda de udare prin revărsare; metoda de udare subterană; metoda de udare prin picurare. Ponderea cea mai mare pe plan mondial o deţin metodele de udare prin scurgere la suprafaţă, submersiune şi aspersiune. Cu excepţia udării prin submersiune, (specifică culturii orezului) şi a udării prin revărsare (specifică pajiştilor naturale), celelalte metode se pot folosi atât pentru irigarea unor culturi agricole cât şi horticole.
8. Factorii care determină alegerea metodei de udare. O alegere raţională a metodei de udare impune cunoaşterea şi analizarea tuturor factorilor naturali, tehnici şi economici care favorizează sau limitează utilizarea uneia sau mai multor metode de udare. Dintre aceşti factori, o importanţă deosebită prezintă condiţiile orografice, pedologice, hidrogeologice, climatice, calitatea apei de irigat, cultura irigată şi aspectele de ordin economic. A. Factorii orografici influenţează alegerea metodei şi a elementelor tehnice ale udării prin panta şi microrelieful terenului ). Panta terenului poate stânjeni scurgerea apei pe brazde sau fâşii, sau poate conduce la viteze mari care pot provoca eroziunea solurilor irigate. Pe de altă parte, microrelieful terenului, prin gradul de frământare, limitează folosirea udării prin scurgerea la suprafaţă, submersiunea, revărsarea şi udarea subterană. B. Factorii pedologici influenţează alegerea metodei de udare prin textură, prin capacitatea de înmagazinare a apei în sol, prin viteza de infiltraţie a apei în sol, prin rezistenţa solului la eroziune, prin intensitatea salinizării şi prin gradul de uniformitate pedologică . Astfel, pe solurile cu textură mai grosieră (caracterizate printr-o capacitate redusă de înmagazinare a apei), nu sunt recomandate metodele prin care se distribuie norme mari de udare (scurgere la suprafaţă şi submersiune) . Pe solurile salinizate (sau cu condiţii potenţiale de salinizare), se recomandă metodele care asigură circulaţia apei pe verticală (aspersiune, submersiune), precum metodele care asigură menţinerea unui plafon minim ridicat (picurare). Pe solurile neuniforme din punct de vedere pedologic (mozaicate), picurarea şi aspersiunea asigură o bună uniformitate de udare cu condiţia să se aleagă o intensitate de udare mai mică decât cea mai redusă viteză de infiltraţie caracteristică suprafeţei amenajate. C. Condiţiile hidrogeologice, respectiv adâncimea redusă şi gradul ridicat de mineralizare a apei freatice, exclud folosirea metodelor de udare caracterizate printr-un randament mai scăzut la aplicarea udărilor în câmp. D. Factorii climatici contribuie la alegerea metodei de udare prin frecvenţa şi intensitatea vântului şi prin regimul temperaturilor, umidităţii relative şi precipitaţiilor . Viteze ale vântului mai mari de 3,5 m/s, temperaturile ridicate şi umiditatea relativă scăzută, limitează folosirea aspersiunii , deoarece în astfel de condiţii, pierderile de apă prin evaporaţie vor fi foarte mari. În zonele mai bogate în precipitaţii, repartizate neuniform în perioada de vegetaţie, nu se recomandă să se folosească metode de udare prin care se aplică norme mari, deoarece după udări pot apare mai frecvent precipitaţii importante care nu vor mai putea fi înmagazinate în întregime. E. Calitatea apei de irigat, prin gradul de mineralizare şi de poluare, indică folosirea anumitor metode de udare. Astfel, la un grad de mineralizare mai ridicat, pentru a se asigura spălarea sărurilor distribuite odată cu apa de irigat, se vor folosi submersiunea sau aspersiunea cu norme mari de udare. Pentru a preveni contactul cu plantele irigate, apele uzate şi de canalizare, se vor distribui numai prin irigare subterană sau prin scurgere la suprafaţă. F. Cultura irigată, deşi nu are un rol hotărâtor decât în cazul orezului, poate influenţa alegerea metodei de udare, prin particularităţile agrotehnice şi prin valoare economică. Pentru culturile intensive (pomi, viţă de vie, legume etc), se recomandă şi se utilizează din ce în ce mai mult, metode de înaltă tehnicitate (picurarea sau microaspersiunea) care necesită însă investiţii specifice mai mari. G. Factorii economico-sociali. În general, majoritatea terenurilor îndeplinesc condiţiile tehnice pentru utilizarea mai multor metode de udare. În asemenea situaţii, rolul decisiv în alegerea metodei de udare revine condiţiilor economice . Astfel, la baza alegerii metodei de udare va trebui să stea investiţia specifică şi, în special, cheltuielile anuale de exploatare, precum şi valoarea sporului de producţie ce urmează a se obţine prin irigare. În aceleaşi condiţii economice, se va prefera metoda care conduce la un randament mai ridicat de folosire a apei şi la o productivitate mai bună la aplicarea udărilor Dintre factorii sociali, nu trebuie să se neglijeze tradiţia locală cu privire la irigaţie şi existenţa unor resurse umane calificate corespunzător. Dacă în zonă nu există o experienţă locală, se va prefera (din acest punct de vedere) udarea prin aspersiune sau picurare, deoarece unii din factorii care contribuie la obţinerea unor udări de calitate corespunzătoare şi la realizarea unei uniformităţi bune de udare, sunt incluşi în construcţia echipamentului de udare.
9.Udarea prin brazde; avantaje şi dezavantaje; condiţii de folosire. Utilizare. Metoda de udare prin brazde se foloseşte la irigarea culturilor prăşitoare, legumelor, pomilor fructiferi şi viţei de vie. Distribuirea apei la plante se face prin infiltrare laterală şi pe verticală (în perioada în care apa circulă de-a lungul brazdelor deschise printre rândurile de plante). Avantaje Raportat la udarea prin aspersiune, udarea prin brazde prezintă următoarele avantaje: o cheltuieli de exploatare mai reduse, deoarece consumul de energie necesar pompării apei în cadrul amenajării interioare este mai mic cu 40-50%, iar numărul de mutări ale echipamentului de udare se reduce de 4-5 ori; o necesită investiţii mai mici pentru echipamentul de udare; o se poate folosi la aplicarea udărilor cu ape uzate; o regimul eolian nu influenţează calitatea udării; o nu favorizează atacul unor boli (la irigarea legumelor, viţei de vie, pomilor fructiferi), prin faptul că masa foliară nu este udată şi nici nu contribuie la ridicarea umidităţii relative a aerului; 7
Infiltrarea apei din brazde pe verticală şi lateral
Dezavantaje Metodei de udare prin brazde îi sunt proprii şi unele dezavantaje: necesită nivelarea capitală a terenului, lucrare costisitoare, care ridică mult investiţia specifică de amenajare; randamentul udării în câmp este mai redus în comparaţie cu aspersiunea, variind între 0,6 şi 0,9 (faţă de 0,9 în cazul aspersiunii); necesită personal tehnic de exploatare cu calificare mai ridicată şi udători cu experienţă îndelungată sau cunoştinţe de hidraulică aplicată, motiv pentru care se impune instruirea şi permanentizarea tuturor udătorilor; aplicarea necontrolată a udării prin brazde poate conduce la degradarea solurilor prin eroziune, înmlăştinare şi/sau salinizare. Condiţii de folosire a udării prin brazde Udarea prin brazde se poate folosi în următoarele condiţii orografice, pedologice, hidrogeologice şi geotehnice: Ö pe terenurile cu microrelief cu grad de frământare redus, cu pante uniforme, cuprinse, în general, între 0,7‰-5‰ ; aceste condiţii pot asigura la nivelarea capitală un volum de terasamente de maximum 800 m3/ha (în medie 500 m3/ha). Pentru culturile agricole prăşitoare, panta maximă a terenului se recomandă a fi de până la 5-8%, iar pentru livezi până la 15%; Ö pe solurile profunde, cu capacitate mare de înmagazinare a apei, cu textură mijlocie sau fină, cu drenaj natural bun, rezistente la eroziune, nesalinizate. Se vor evita solurile argiloase, contractile; Ö pe terenurile cu nivel freatic situat la o adâncime mai mare de 3-4 m; Ö condiţiile geotehnice nu limitează folosirea metodei de udare prin brazde, cu precizarea că pe terenurile cu strat de löess sensibil la înmuiere sub greutatea proprie, cu grosimi mai mari de 15 m, se impun măsuri pentru reducerea pierderilor de apă, pentru ca acestea să nu provoace tasări care ar putea duce la denivelarea suprafeţei terenului.
10. Parametrii care definesc scurgerea apei pe brazde Pentru a stabili elementele tehnice ale udării pe brazde, este necesar să se cunoască modul de desfăşurare a fenomenului de scurgere a apei de-a lungul brazdelor şi factorii care-l influenţează. Scurgerea apei pe brazde reprezintă un caz particular al scurgerii variate, nepermanente, cu reducerea debitului de-a lungul brazdelor. Scurgerea este influenţată de numeroşi factori variabili în timp şi spaţiu. Astfel, fenomenul scurgerii poate diferi substanţial pe acelaşi tip de sol, de la un amplasament la altul, în funcţie de starea solului. Uneori, pe acelaşi amplasament, scurgerea poate diferi de la un an la altul şi chiar de la o udare la alta în timpul aceluiaşi sezon. Factorii principali care influenţează scurgerea sunt: debitul de alimentare, viteza de infiltraţie a apei în sol pe durata scurgerii, panta brazdelor, proprietăţile solului care influenţează viteza de infiltraţie (textura, structura, proprietăţile fizice, hidrofizice şi chimice), condiţiile hidraulice ale scurgerii (secţiunea şi rugozitatea brazdelor), durata udării, cultura irigată etc. Scurgerea este rezultanta a două fenomene complementare (infiltraţia şi regimul de scurgere) şi din acest motiv, dirijarea fenomenului impune atât cunoaşterea ecuaţiilor vitezei de infiltraţie a apei în sol cât şi a ecuaţiilor hidraulice ale curgerii apei pe brazde. La alimentarea brazdelor cu un debit constant (Q), la intervale egale de timp (∆t), apa înaintează cu viteze şi pe distanţe din ce în ce mai mici pe brazde . Fenomenul se explică prin creşterea suprafeţei totale de infiltraţie şi prin reducerea debitului de-a lungul brazdei, prin infiltrarea apei în sol. Dacă se continuă alimentarea cu debit constant a brazdelor, se ajunge la un moment dat în situaţia în care debitul distribuit se infiltrează în sol pe lungimea brazdei umectate şi, ca urmare, frontul de apă nu mai avansează sau avansează foarte încet. În momentul respectiv s-a ajuns la limita maximă a lungimii brazdei. Viteza de avans a apei este influenţată în primul rând de viteza de infiltraţie a apei în sol. Astfel, pe solurile cu viteză mare de infiltraţie, avansul este foarte redus, apa parcurgând distanţe scurte, în timp ce pe solurile cu viteză de infiltraţie mai redusă, apa înaintează cu viteză mai mare. Alături de viteza de infiltraţie, avansul apei este influenţat în mare măsură şi de panta şi rugozitatea brazdelor; prin creşterea pantei, sporeşte substanţial şi viteza de avans, în timp ce o rugozitate mai mare contribuie la reducerea avansului apei pe brazde. Reprezentarea grafică a avansului apei pe brazde se face cu ajutorul curbei de avans. Viteza de infiltraţie a apei în sol, influenţând major fenomenul scurgerii, implicit va influenţa şi elementele tehnice ale udării, în special durata de udare, lungimea brazdelor şi debitul de alimentare. Infiltraţia apei în sol se produce sub acţiunea gravitaţiei şi a diferenţei de tensiune (potenţial capilar) care se creează la începutul infiltraţiei, când în stratul umezit de la suprafaţă tensiunea este zero pentru ca la mică adâncime să fie ridicată. Diferenţa de tensiune se reduce în procesul umezirii solului, infiltraţia producându-se numai sub acţiunea forţei gravitaţionale. În procesul infiltrării apei în sol, sub coloana de apă, pe o anumită adâncime, solul este saturat cu apă, formând aşa-zisa zonă de saturaţie, în care apa se găseşte sub presiune hidrostatică pozitivă, presiune care descreşte, devenind 8
nulă la nivelul frontului de infiltraţie sau de umezire. Sub frontul de umezire se află zona de difuziune în care acţionează forţa de sucţiune, presiunea fiind negativă. Viteza de infiltraţie se reduce odată cu timpul de umectare, de aceea şi frontul de umezire înaintează în profunzime cu o viteză continuu descrescătoare. Viteza de infiltraţie este influenţată de o multitudine de factori, cum sunt: umiditatea iniţială a solului, textura, porozitatea, structura, covorul vegetal, starea suprafeţei solului în momentul umectării, metoda de udare, numărul udării etc. În figura următoare se prezintă variaţia vitezei de infiltraţie în timp şi de la o udare la alta, la udarea prin brazde cu pante de 4,6%, pe un cernoziom tipic (Pleşa I). Se remarcă reducerea vitezei în timpul aceleiaşi udări şi de la udarea I la a III-a, precum şi stabilizarea vitezei de infiltraţie după circa trei ore de la începerea udării.
Dinamica şi curbele infiltraţiei cumulate a apei în sol
Scurgerea apei pe brazde prin avans – infiltraţie şi curba de avans rezultată.
11. Aprecierea şi îmbunătăţirea calităţii udării pe brazde Calitatea udării prin brazde se apreciază în funcţie de uniformitatea distribuirii apei, randamentul udării în câmp, lipsa sau prezenţa eroziunii şi producţia obţinută de-a lungul brazdelor. Uniformitatea de udare se poate aprecia prin determinarea adâncimii de umezire a solului de-a lungul brazdelor de udare cu ajutorul unei vergele din oţel cu diametrul de 5-6 mm şi lungimea de 1,5 m. Adâncimea de umezire se apreciază în funcţie de rezistenţa la penetrare a vergelei. Determinarea se face la 1-2 zile după udare, din 50 în 50 m de-a lungul brazdelor. Alt procedeu constă în trasarea curbelor de avans şi de retragere a apei la udarea pe brazde Pe solurile cu o viteză de infiltraţie uniformă pe lungimea brazdelor, se obţine o udare uniformă pe distanţa pe care cele două curbe sunt aproape paralele, distanţe pe care apa circulând aproximativ acelaşi timp pe brazde şi cantitatea de apă infiltrată în sol este aproximativ egală. Precizia de determinare a uniformităţii creşte dacă se apreciază în funcţie de cantitatea de apă înmagazinată în sol după udare sau în funcţie de producţia obţinută de-a lungul brazdelor. Datele cu privire la volumele de apă înmagazinate în sol pot fi utilizate şi la determinarea randamentului de udare în câmp. Pentru a aprecia uniformitatea de udare în funcţie de producţie, se recoltează cultura pe parcele cu lungimea de 25 sau 50 m de-a lungul brazdelor de udare şi apoi se compară valorile cu producţia medie. Uniformitatea se poate aprecia cu ajutorul coeficientului de variaţie şi a abaterii standard a producţiei. Se observă că există o legătură directă între repartiţia umidităţii după udare şi producţia înregistrată, fapt care permite să se aprecieze uniformitatea de udare în funcţie de producţia înregistrată de-a lungul brazdelor de udare, deoarece în producţie se reflectă influenţa tuturor udărilor aplicate în perioada de vegetaţie. Uniformitatea de udare se poate îmbunătăţi prin: stabilirea elementelor tehnice ale udării în strânsă corelare între ele, pe de o parte, şi proprietăţile solului, pe de altă parte, cunoscând că o bună corelare între lungimea, panta brazdelor şi debitele de alimentare conduce la o udare uniformă pe toată lungimea brazdelor; întreţinerea nivelării capitale prin nivelarea de exploatare; folosirea unui debit iniţial cât mai mare, fără a depăşi însă debitul neeroziv pentru ca brazdele să fie umectate cât mai rapid pe toată lungimea ; 9
folosirea sistemului cu recircularea apei, procedeu care permite utilizarea unui debit mare pe toată durata udării, deoarece surplusul de apă se captează la capătul aval al brazdelor şi se utilizează în aval sau se repompează în reţeaua de alimentare; folosirea de brazde cu secţiunea transversală parabolică şi adâncime redusă pe solurile cu viteza de infiltraţie mică şi pante mari ale brazdelor, pentru ca apa să înainteze cu viteză ceva mai mică şi să se mărească cantitatea de apă infiltrată în sol odată cu creşterea perimetrului udat. Uniformitatea la prima udare se poate îmbunătăţi prin: netezirea şi tasarea secţiunii brazdelor în momentul deschiderii cu dispozitive tip obuz ataşate în spatele rariţelor; reducerea lungimii brazdelor la jumătate, dacă sistemul de distribuire a apei din cadrul sectorului de irigaţie permite; aplicarea primei udări la o umiditate superioară plafonului minim.
. Curbele de avans a apei pe brazde şi curbe de retragere, la o pantă de 4,6‰, pe un sol cernoziom tipic.
Randamentul udării în câmp reprezintă principalul indice în funcţie de care se apreciază eficienţa de folosire a apei. Randamentul mediu de udare se utilizează la planificarea şi distribuire debitelor în sistemele de irigaţie şi la efectuarea de prognoze cu privire la evoluţia nivelului apei freatice pe terenurile irigate. Randamentul udării în câmp reprezintă raportul dintre norma medie de udare înmagazinată în sol pe adâncimea de udare şi volumul de apă distribuit la hectar. Se poate exprima la unitate sau în procente. Aprecierea gradului de folosire al apei se mai poate exprima şi prin eficienţa de folosire a apei, care se determină prin raportul între volumul de apă consumat prin evapotranspiraţie şi volumul de apă distribuit la unitatea de suprafaţă. Pentru calcularea randamentului udării în câmp, se determină fie norma de udare înmagazinată în sol pe adâncimea de umectare luată în calcul, fie pierderile de apă prin percolare sub adâncimea de udare şi pierderile de apă care au loc pe la capătul aval al brazdelor de udare. Volumul de apă înmagazinat în sol pe adâncimea de udare şi sub această adâncime (volumul pierdut) se calculează pe baza probelor de umiditate recoltate la 1-2 zile de la aplicarea udării . Pentru determinări mai precise şi pentru determinarea volumul de apă care se pierde pe la capătul aval al brazdelor se vor folosi apometre speciale instalate la capătul amonte şi aval al brazdelor. Randamentul udării este influenţat de gradul de nivelare al terenului, de elementele tehnice ale udării, precum şi de unii factori subiectivi (în primul rând de calitatea şi de acurateţea tehnică a resursei umane utilizate). În prezent, când în toate sectoarele de activitate se pune problema reducerii consumului de energie, folosirea cât mai eficientă a tuturor resurselor, inclusiv a apei şi ridicarea eficienţei economice a tuturor activităţilor, se impune ca şi în cadrul sistemelor de irigaţii să se stabilească măsuri concrete în acest sens. În cazul udării pe brazde, o sursă importantă pentru reducerea consumului de energie o constituie îmbunătăţirea randamentului udării în câmp. În cadrul sistemelor se acordă o atenţie mai mare combaterii pierderilor de apă din reţeaua de canale, neacordându-se atenţia cuvenită prevenirii pierderilor de apă în câmp, la aplicarea udărilor. Pleşa I, în cercetările efectuate pe cernoziomurile tipic şi cambic din Dobrogea şi pe solul brun-roşcat din centrul Câmpiei Române, pe brazde lungi de udare, cu panta cuprinsă între 4,2 şi 9‰, a înregistrat randamente care au variat între 70 şi 86%.
12. Elementele tehnice ale udării prin brazde; distanta intre brazde si sectiunea brazdelor; Calitatea udării pe brazde, respectiv uniformitatea de distribuire a apei de-a lungul brazdelor de udare, randamentul udării în câmp, productivitatea aplicării udărilor, producţia culturilor agricole şi prevenirea degradării solurilor prin eroziune sau băltiri, sunt puternic influenţate de elementele tehnice ale udării. De aceea, toţi parametrii tehnici ai udării trebuie să fie stabiliţi în funcţie de proprietăţile fizice, hidrofizice şi chimice ale solului, de microrelief şi de gradul de nivelare al terenului, de cultura irigată, de echipamentul de irigare folosit şi de caracteristicile amenajării pentru irigaţie. Elementele tehnice ale udării, fiind influenţate de foarte mulţi factori (viteza de infiltraţie a apei în sol, gradul de nivelare, rezistenţa solului la eroziune, cultura irigată etc), care diferă de la o solă la alta, se impune ca în cadrul fiecărei ferme să se stabilească pe baza unor determinări şi observaţii efectuate direct pe teren. Unele elemente tehnice (debite, lungimea brazdelor, durata de udare) trebuie verificate şi stabilite chiar în perioada de udare. 10
A. Distanţa între brazdele de udare trebuie în aşa fel stabilită încât să asigure umectarea uniformă a solului pe distanţa dintre rânduri, densitatea recomandată a culturii respective, posibilitatea de mecanizare a culturilor agricole şi distribuirea apei pe fiecare brazdă din conductele de udare. Pentru a se realiza distribuirea uniformă a apei, este necesar ca la stabilirea distanţei dintre brazde să se ţină seama de distanţa pe care are loc infiltraţia laterală a apei din brazde. Infiltraţia laterală este influenţată în primul rând de textura solului şi de prezenţa în profilul de sol a unor orizonturi cu permeabilităţi diferite. O influenţă mai redusă o au adâncimea apei din brazde, mărimea normei de udare şi durata udării. Pe solurile cu variaţii mici ale texturii de la un orizont la altul, mărimea infiltraţiei laterale depinde de textura solului, valorile crescând de la solurile cu textură grosieră către cele cu textură fină. Astfel, lăţimea conturului suprafeţei umezite pe solurile nisipoase este de circa 0,5 m, putând ajunge la 1,2 m pe solurile argiloase. În funcţie de textura solului, se realizează o distribuire uniformă a apei pe intervalul dintre rândurile de plante, la distanţe între brazde de : 0,5 m pe solurile nisipoase; 0,6-0,7 m pe solurile nisipo-lutoase; 0,8 m pe solurile lutoase; 0,8-1,0 m pe solurile luto-argiloase; 1,0-1,2 m pe solurile argiloase. Distanţele indicate se pot mări în cazul existenţei unor pante mici sau când adâncimea apei în brazdă este mare, precum şi pe solurile cu viteză de infiltraţie redusă, pe care durata de udare este mai mare. Pe solurile cu textură semifină şi fină, care prin fenomenul de umectare-uscare nu prezintă crăpături, în cazul culturilor care se seamănă la distanţe mai mici de 0,7 m sau în benzi, brazdele se pot deschide la al doilea interval. La definitivarea distanţei între brazde, în afară de infiltraţia laterală a apei din brazde, se va ţine seama de distanţa recomandată prin tehnologiile de cultură intre rândurile de plante, precum şi de caracteristicile echipamentului de udare. Astfel, se va alege o distanţă care să asigure o umectare uniformă a solului dar şi executarea lucrărilor de întreţinere şi recoltare fără dificultăţi. Distanţa aleasă trebuie să fie egală cu distanţa între orificiile conductei de udare sau un multiplu al acestei distanţe. Conturul de umezire la udarea pe brazde în B. Secţiunea transversală a brazdelor, în momentul deschiderii, are cazul solurilor cu diferite texturi. forma triunghiulară sau trapezoidală, transformându-se în timpul udărilor şi după precipitaţii în formă de “U” sau parabolică. Adâncimea brazdelor variază între 15 şi 30 cm, lăţimea la fund până la 25 cm şi deschiderea la partea superioară de 40 până la 100 cm. Brazdele de udare folosite la irigarea culturilor de câmp se deschid printre rândurile de plante înaintea primei udări, deschiderea înlocuind de regulă ultima praşilă mecanică. Se obţin brazde cu secţiunea uniformă şi cu rugozitate redusă, când terenul a fost arat adânc din toamnă, lucrat cu grapa cu discuri în primăvară, iar umiditatea în stratul arabil este de cca 60-75% din intervalul umidităţii active , pentru ca solul să se reverse după rariţă fără bulgări. Pentru a nu distruge plantele tinere prin acoperirea cu pământ sau prin rupere, brazdele nu se vor deschide prea devreme dar nici prea târziu. În momentul deschiderii, înălţimea culturilor cu talie înaltă nu trebuie să depăşească 70-80 cm. Se recomandă ca deschiderea să se facă în zilele şi la orele cu temperatură mai ridicată, când plantele sunt mai puţin turgescente şi astfel pericolul de distrugere de către tractor şi agregatul de deschis brazde este mai redus. O bună alegere a utilajelor de deschidere a brazdelor poate crea premise optime pentru aplicarea udărilor.
13. Elementele tehnice ale udării prin brazde; debitul si lungimea brazdelor; C. Debitul de alimentare al brazdelor de udare Spre deosebire de secţiune, pantă şi lungimea brazdelor, debitul se poate modifica pe parcursul udării şi de la o udare la alta. Debitul influenţează direct fenomenul de scurgere şi implicit durata şi randamentul udării în câmp, uniformitatea de distribuire a apei, gradul de protejare a solului împotriva eroziunii şi productivitatea muncii udătorilor. Debitele de udare pot varia în limite foarte largi, între 0,3 l/s şi 3-4 l/s. Debitele se vor stabili pentru fiecare solă în parte, în funcţie de panta brazdelor de udare, viteza de infiltraţie a apei în sol şi erodabilitatea solului, lungimea, precum şi forma şi dimensiunile secţiunii brazdelor de udare. Folosirea unor debite prea mici va avea ca efect o neuniformitate pronunţată de udare datorită unor pierderi mari de apă prin percolare sub adâncimea de umectare, o productivitate redusă a udătorilor, ca urmare a creşterii duratei de udare şi, în final, obţinerea unor producţii mici şi neuniforme. Toate acestea se datorează vitezei foarte mici cu care avansează apa pe brazde. Folosirea unor debite prea mari, mai mari decât debitul maxim neeroziv (Qmn), conduce la eroziuni puternice şi la pierderi mari de apă pe la capătul aval al brazdelor. Prin urmare, debitele trebuie stabilite în aşa fel încât să se prevină atât pierderile prin percolare şi pe la capătul aval al brazdelor, cât şi eroziunea solului. Debitul optim de alimentare a brazdelor are valori apropiate de debitul maxim neeroziv, pentru perioada de umectare pe lungimea brazdelor , după care debitul se stabileşte în funcţie de viteza de infiltraţie a apei în sol, urmărind ca debitul distribuit să se infiltreze în totalitate pe lungimea brazdelor de udare. Deci, o udare uniformă, cu pierderi mici de apă, se poate realiza, de regulă, prin utilizarea a două debite pe parcursul udării: un debit iniţial (Qi), mare, apropiat de debitul maxim neeroziv, în prima parte a udării, până când şuvoiul de apă se apropie de capătul aval al brazdelor şi un debit de regim (Qr), cu o valoare mai mică, egală de regulă cu 1/2-1/4 din debitul iniţial , care trebuie să se infiltreze de-a lungul brazdelor şi care se distribuie, până se înmagazinează în sol, norma medie de udare. Prin cercetările efectuate, Pleşa şi colab. au demonstrat că pe brazdele lungi de udare ( ≥ 300 m), pe solurile cu o viteză medie de infiltraţie a apei în sol (cernoziomuri), se poate folosi un singur debit de alimentare pe toată durata de udare, în timp ce pe 11
brazdele cu lungimi mai mici sau soluri cu viteze mici de infiltrare a apei în sol (brun-roşcat) se recomandă folosirea a două debite de alimentare: iniţial şi de regim. Marr (1967) recomandă determinarea orientativă a debitului maxim neeroziv, pe solurile cu textură semifină, cu relaţia: 6 ,3 , în care: Qmn = Ib Ib reprezintă panta brazdelor la ‰.
Pentru solurile cu textură semifină spre fină, orientativ debitul maxim neeroziv se determină cu relaţia 6,7/Ib Debitul maxim neeroziv nu trebuie să depăşească debitul de capacitate maximă a brazdei sau debitul maxim de transport (Qmt) care, în cazul unei viteze medii a apei pe brazde, de circa 0,05 m/s, se poate determina cu relaţia: în care: Qmt ≈ 50 · S Qmt reprezintă debitul maxim de transport, l/s; S reprezintă secţiunea transversală a brazdei, m2.
Pe brazdele de udare cu panta sub 3‰, debitul maxim de transport este mai mic decât debitul maxim neeroziv , de aceea, debitul de alimentare a brazdelor se ia egal cu debitul maxim de transport. Ca urmare, problema eroziunii solului pe brazde se pune numai când panta acestora depăşeşte limita de cca 3‰. D. Lungimea brazdelor de udare Lungimea brazdelor este influenţată de panta acestora, de proprietăţile fizice şi hidrofizice ale solului, de nivelarea terenului şi de cultura irigată. Pe de altă parte, lungimea brazdelor influenţează randamentul udării, uniformitatea de udare şi producţia culturilor irigate. Astfel, brazdele cu lungimi şi pante mici asigură distribuirea uniformă a apei, dar conduc la productivităţi reduse ale udătorilor, în timp ce udarea pe brazde prea lungi nu permite distribuirea uniformă a apei, iar pierderile de apă prin percolare sub adâncimea de udare sunt mari. Lungimea optimă a brazdelor de udare se consideră a fi aceea care asigură administrarea normei de udare cu pierderi minime de apă prin percolare şi pe la capătul aval al brazdelor şi un volum redus de terasamente la nivelarea terenului. În funcţie de panta brazdelor, nivelarea terenului şi viteza de infiltraţie a apei, lungimea brazdelor de udare poate varia în general între 100 şi 300 m. Lungimea maximă de 300 m poate fi depăşită numai în cazul unor pante ale brazdelor cuprinse între 49‰, pe soluri cu viteză de infiltraţie mai redusă şi bine nivelate. Astfel, în condiţiile din Dobrogea, Pleşa I a obţinut producţii mari şi uniforme de porumb, soia şi floarea-soarelui, pentru lungimi ale brazdelor de 325 m (la panta de 9‰), de 375 m (la panta de 8‰), 500 m (la panta de 4,6‰) şi chiar 600 m (la panta de 6,6‰). În general, panta brazdelor devine un factor limitativ al lungimii, la valori mai mari de 7‰, când pentru a preveni eroziunea, se impune folosirea de debite mici. În legumicultură, se recomandă pentru irigarea tomatelor prin rigole cu o pantă de 3‰, o lungime de 250-260 m.
14. Elementele tehnice ale udării prin brazde;panta si durata de udare; E. Panta longitudinală a brazdelor de udare Panta brazdelor de udare are un rol decisiv în realizarea unor udări de calitate superioară, deoarece prin influenţa pe care o are asupra vitezei de infiltraţie şi de circulaţie a apei pe brazde, determină atât lungimea acestora, cât şi debitele de alimentare şi durata de udare. Pleşa I, cercetând corelaţia dintre pantă şi celelalte elemente tehnice ale udării, a stabilit că la o creştere a pantei de la 7 la 13,5‰, la un debit de 0,5 l/s, viteza apei pe brazde a crescut de 11 ori. Creşterea vitezei are ca rezultat reducerea perimetrului şi secţiunii udate a brazdelor şi, implicit, a vitezei de infiltraţie a apei în sol. În cazul pantei brazdelor de 9‰, prin utilizarea unui debit de 1 l/s, secţiunea udată a fost de numai 37-45 cm2, ceea ce reprezintă numai 8-12% din secţiunea totală a brazdei de udare. Reducerea vitezei de infiltraţie conduce la durate mari de udare, la udări neuniforme şi la randamente de udări în câmp foarte mici. Cercetătorii sunt de acord că panta longitudinală a brazdelor poate varia între 1‰ şi 12-15‰; valoarea maximă se poate însă folosi numai pe solurile rezistente la eroziune. Astfel, Pleşa I recomandă ca pantă optimă pentru brazde valorile de 3-7‰, în timp ce Nicolaescu I indică un interval mai larg, de 2-15‰ iar Boohler recomandă 5‰. În mod evident, panta terenului are un rol hotărâtor în stabilirea pantei brazdelor de udare. Pe terenurile cu panta mai mică decât panta maximă admisibilă pentru brazde, pentru a rezulta un volum minim de terasamente la nivelare şi o circulaţie bună a apei, brazdele se vor trasa paralel cu linia de cea mai mare pantă, panta acestora fiind deci egală cu panta terenului. Pe terenurile cu panta mai mare decât panta admisibilă pentru brazde (12-15‰), în scopul prevenirii fenomenului de eroziune la scurgerea apei pe brazde, acestea se vor trasa pe o direcţie puţin înclinată faţă de curbele de nivel. Panta terenului şi respectiv a brazdelor, precum şi felul culturii imprimă anumite caracteristici brazdelor de udare. Din acest punct de vedere, brazdele se pot clasifica în: ¾ brazde cu panta mică, sub 3‰; ¾ brazde normale, cu panta cuprinsă între 3-15‰; ¾ brazde de contur. Brazdele cu panta mică se folosesc pe terenurile cu panta sub 3‰, foarte bine nivelate, pe solurile cu capacitate mare de înmagazinare a apei . Aceste brazde se pot executa cu secţiune mare, adânci, şi cu deschiderea maximă la partea superioară (permisă de cultura irigată). Panta redusă permite utilizarea de debite mari, de 3-3,5 l/s şi acumulare în secţiunea brazdei a cca 50% din norma de udare. Brazdele orizontale sau cu panta foarte mică pot fi alimentate pe la ambele capete. Brazdele normale se recomanda pe terenurile cu panta cuprinsă între 3-15‰. Brazdele de contur se folosesc pe terenurile arabile, precum şi în plantaţiile de vii şi pomi, amplasate pe terenuri cu panta mai mare de 15‰, pe soluri rezistente la eroziune. Se vor evita solurile nisipoase şi cele argiloase contractile. Brazdele de contur se vor trasa pe o direcţie puţin înclinată faţă de curbele de nivel, asigurându-li-se o pantă de 7-10‰, pentru a fi capabile să evacueze apa provenite din ploi torenţiale, fără ca apa să treacă dintr-o brazdă în alta. Brazdele de contur, în special cele din livezi şi vii, se vor executa cu secţiunea transversală mai mare şi cu coama din aval mai înaltă şi mai bine modelată pentru a nu permite trecerea apei în brazdele din aval. Pe terenurile cu pante mari, în plantaţiile de pomi, brazdele se pot menţine înierbate. Pe aceleaşi terenuri, sub 12
influenţa forţei gravitaţionale, creşte distanţa pe care are loc infiltraţia apei înspre aval, de aceea brazdele se pot deschide la distanţe mai mari între ele. În schimb, lungimea brazdelor, precum şi debitul, vor fi mai reduse în comparaţie cu brazdele normale. F.Durata de udare este influenţată de valoarea debitului distribuit, de viteza de infiltraţie a apei în sol şi de viteza de avans a apei de-a lungul brazdelor. La rândul ei, durata de udare influenţează productivitatea muncii udătorilor, uniformitatea de distribuire a apei de-a lungul brazdelor şi pierderile de apă, respectiv randamentul udării în câmp. În cazul irigării prin brazde, durata de udare se stabileşte cu o precizie mai redusă decât în cazul aspersiunii, determinarea necesitând nu numai cunoaşterea elementelor tehnice ale udării, ci şi măsurarea directă a duratei de avans (Ta) necesară apei să parcurgă lungimea brazdelor de udare. mb ⋅ l ⋅ d Durata de udare se poate determina cu relaţiile: Tu = 36000 ⋅ Qi când se foloseşte un singur debit de alimentare pe toată durata udării; Q Tur = i (Tu − Ta ) Qr Qi m b ⋅ l ⋅ d ( − Ta ) Qr 36000 ⋅ Qi când se folosesc două debite de alimentare (Qi şi Qr), în care: Tu – reprezintă durata de udare cu debit iniţial şi când se foloseşte un singur debit de alimentare, în ore; Tur – durata de udare cu debit de regim, în ore; mb – norma brută de udare, în m3/ha; l – lungimea brazdelor de udare, în m; d – distanţa dintre brazdele de udare, în m; Qi, Qr – debitul iniţial, respectiv de regim, în l/s; Ta – timpul de avans necesar ca apa să ajungă la capătul aval al brazdelor, în ore. Nicolaescu I, a analizat diferitele situaţii care se pot întâlni la aplicarea udărilor în funcţie de durata de avans a apei pe brazde, prezentând soluţii practice, pentru fiecare caz în parte. La aplicarea udărilor pe brazde se pot întâlni trei situaţii distincte, care imprimă anumite particularităţi la organizarea udărilor şi determinarea duratei de udare. I. Când durata de udare determinată cu relaţia Tu este aproximativ egală (+25%) cu durata de avans(Ta). În acest caz se foloseşte un singur debit de alimentare (Qi) pe toată durata udării, care se calculează cu relaţia Tu. În această situaţie, când Ta≈Tu, pe lungimea brazdelor de udare se distribuie norma brută medie de udare, iar când Ta este diferit de Tu, norma creşte sau se reduce cu valoarea raportului Ta/Tu. Acest caz este cel mai simplu din punct de vedere organizatoric, deoarece nu se modifică debitul de alimentare a brazdelor pe durata de udare, iar oprirea udării pe un grup de brazde se face când apa a ajuns la capătul aval al brazdelor. Se obţine şi o durată redusă de udare, elemente care sporesc productivitatea muncii udătorilor. Are dezavantajul repartizării mai puţin uniforme a apei de-a lungul brazdelor de udare, înregistrându-se în zona amonte pierderi de apă prin percolare sub adâncimea de umezire stabilită, iar în zona din aval umectarea superficială a solului. Astfel de situaţii se întâlnesc când se folosesc brazde lungi de udare pe solurile cu viteză mijlocie de infiltrare a apei în sol. II. Când durata de avans (Ta) este mai mică decât durata de udare (Tu) corespunzătoare distribuirii normei de udare. Această situaţie se întâlneşte pe solurile cu viteză mică de infiltraţie, pe brazdele scurte sau cu pante mari. În acest caz, dacă s-ar întrerupe udarea când apa a ajuns la capătul aval al brazdelor, norma distribuită ar fi mai mică decât cea calculată şi astfel nu s-ar asigura umectarea solului pe adâncimea stabilită şi nici producţiile planificate. Pentru a distribui norma de udare stabilită şi a înlătura pierderile de apă de la capătul aval al brazdelor, după ce şuvoiul de apă din brazde s-a apropiat de capătul aval, se continuă udarea, dar cu un debit mai mic (Qr), capabil să se infiltreze pe lungimea brazdelor. Durata de udare cu debit de regim se calculează cu relaţia Tur. În acest caz, se obţine cea mai bună uniformitate de udare. O uniformitate superioară se înregistrează numai dacă se foloseşte sistemul cu recircularea apei, în care situaţie se utilizează pe toată durata de udare debitul iniţial, iar surplusul de apă care se scurge la capătul aval al brazdelor se repompează în sistem. Debitul de regim reprezintă aproximativ 1/2 din Qi pe solurile cu textură mijlocie până la 1/4 Qi pe solurile cu textură fină. Valoarea debitului de regim mai depinde şi de lungimea brazdelor, de numărul udării, de aceea trebuie să se stabilească prin observaţii directe în momentul aplicării udărilor. În acest sens, udătorul, la aplicarea udării pe primul grup de brazde dintr-o solă cu aceleaşi condiţii de sol, pantă şi lungime, când apa s-a apropiat de capătul aval al brazdelor, reduce debitul la jumătate, urmărind dacă în noua situaţie debitul distribuit se infiltrează în totalitate pe lungimea brazdelor. Dacă debitul se infiltrează în totalitate pe lungimea brazdelor, se continuă udarea un timp egal cu Tur. Dacă debitul este prea mare, se reduce debitul iniţial la 1/3 sau chiar 1/4. Ori de câte ori se folosesc două debite de alimentare pe durata udării mai multor grupuri de brazde udate simultan, durata Q totală a udării (T) cu debit iniţial şi de regim se poate determina cu relaţia: T = i ⋅ Tu Qr III. Când timpul de avans (Ta) pentru ca apa să ajungă la capătul aval al brazdelor este mai mare decât durata de udare determinată cu relaţia Tu (fig.6.8). Asemenea situaţii se întâlnesc când lungimea brazdelor nu s-a corelat cu panta acestora şi cu viteza de infiltraţie a apei în sol, când se prevăd lungimi mari chiar şi pe pante mici ale brazdelor (0,1-0,3%). Acest caz se întâlneşte destul de frecvent la aplicarea
Tur =
13
primei udări, când datorită rugozităţii mai pronunţate a secţiunii brazdelor şi a vitezei de infiltraţie mai mari, apa avansează de-a lungul brazdelor cu viteză foarte mică. În astfel de cazuri se poate alege una din soluţiile: a – se întrerupe udarea după trecerea timpului (Tu), respectiv distribuirea normei de udare calculată; b – se continuă udarea până când apa ajunge la capătul aval al brazdelor; c – se reduce lungimea brazdelor, dacă schema hidrotehnică permite. În primele două cazuri, uniformitatea udării este nesatisfăcătoare. În primul caz, nu se asigură umectarea întregii suprafeţe, ca urmare şi producţia se reduce în mod simţitor. În ambele cazuri, în special în al doilea, se înregistrează pierderi mari de apă prin percolare sub adâncimea de udare, în treimea sau jumătatea amonte a brazdelor de udare, deoarece norma de udare distribuită (md) este mai mare decât cea calculată cu o T valoare egală cu raportul dintre Ta şi Tu, respectiv: md = mb a Tu Aceste pierderi sporesc cheltuielile de udare şi implicit consumul de energie cu pomparea apei. Pierderile de apă pot contribui în timp la degradarea solului prin înmlăştinare sau salinizare secundară. Creşterea duratei de udare, pe de altă parte duce la prelungirea ciclului de udare, fapt care nu mai permite respectarea intervalului dintre udări, a regimului de irigare stabilit. Aceste neajunsuri se înlătură prin: Ö stabilirea încă din faza de proiectare a lungimii brazdelor de udare; Ö reducerea lungimii brazdelor în timpul exploatării, dacă schema hidrotehnică permite, în care caz se recalculează durata de udare; Ö reducerea la jumătate, dacă schema hidrotehnică permite, a lungimii brazdelor de udare. La udările următoare se renunţă la utilizarea conductelor de transport; Ö utilizarea la deschiderea brazdelor, a unor dispozitive pentru tasarea şi netezirea secţiunii brazdelor, în scopul reducerii rugozităţii şi a sporirii vitezei de avans a apei.; Ö deschiderea brazdelor cu câtva timp înainte de aplicarea primei udări, pentru ca până la prima udare, în cazul în care cad precipitaţii să se micşoreze rugozitatea brazdelor. Aplicarea primei udări la o umiditate superioară plafonului minim, deoarece apa înaintează mai repede la un conţinut mai ridicat de umiditate.
15. Metoda de udare prin aspersiune; condiţii de folosire; avantaje şi dezavantaje. Definiţie: Udarea prin aspersiune se realizează prin pulverizarea apei în atmosferă, sub presiune, cu ajutorul unor dispozitive (aspersoare, microaspersoare şi duze) şi revenirea acesteia pe suprafaţa solului sau a plantelor sub formă de picături. Clasificare Principial, sistemele de irigare prin aspersiune pot fi cu acoperire integrală (clasice) şi sisteme localizate (microaspersiune). Conform unui al doilea criteriu, se deosebesc sisteme de irigare prin aspersiune, cu deplasarea aripilor de ploaie sau a instalaţiilor (cel mai frecvent întâlnite) şi sisteme fixe de irigare prin aspersiune (caz mai rar întâlnit în domeniul agriculturii; se folosesc frecvent în amenajările de irigaţii din zonele de agrement udate cu ajutorul aspersoarelor telescopice – Pop Up – sau a microaspersoarelor, precum şi în unele amenajări horticole irigate prin microaspersiune). Avantajele aspersiunii Aspersiunea a cunoscut în ultimele decenii o dezvoltare foarte rapidă, pe de o parte datorită perfecţionării şi diversificării echipamentelor de udare, a trecerii de la mutarea manuală la mutarea mecanizată a aripilor de ploaie (mai ales datorită apariţiei instalaţiilor autodeplasabile complet sau cvasicomplet automatizate), iar pe de altă parte, ca urmare a avantajelor deosebite pe care le prezintă această metodă. Prin utilizarea pe suprafeţe din ce în ce mai mari a instalaţiilor de aspersiune autodeplasabile transversal ( tip IAT – 300 sau IATF - 300) şi cu pivot central (tip IAP – 450), principalul dezavantaj legat de mutarea manuală poate fi înlăturat. Metoda de udare prin aspersiune îndeplineşte principalele condiţii cerute unei metode corespunzătoare de udare. Astfel, asigură distribuirea apei destul de uniform pe teren, cu pierderi minime de apă şi de teren şi cu un consum redus de forţă de muncă. Principalele avantaje ale aspersiunii sunt următoarele: 1. permite controlul riguros al volumelor de apă distribuite, deci permite aplicarea de norme mici de udare, prin controlul strict al duratei de udare; 2. pierderile de apă la aplicarea udării sunt mici, asigurând un randament ridicat al udării în câmp (circa 0,9), economia de apă faţă de udarea prin scurgere la suprafaţă fiind de cel puţin 15-30%; când se folosesc instalaţii cu tehnicitate ridicată, randamentul poate tinde chiar către valoarea 1; 3. se poate folosi şi pe terenurile cu microrelief frământat deoarece nu necesită lucrări costisitoare de nivelare ; 4. suprafaţa scoasă din cultură este redusă, iar lipsa canalelor, rigolelor, brazdelor sau fâşiilor uşurează mecanizarea lucrărilor agricole; 5. se poate folosi pe toate tipurile de sol şi pentru udarea tuturor culturilor; 6. în general, nu necesită un grad ridicat de calificare din partea udătorilor, instruirea putându-se face într-un timp scurt; deoarece unii din factorii care contribuie la realizarea unei uniformităţi bune de udare sunt incluşi în construcţia echipamentului de udare, se poate realiza o udare de calitate corespunzătoare cerinţelor chiar şi fără o practică îndelungată în aplicarea udărilor; precizăm însă, în mod firesc, necesitatea unei instruiri specifice în cazul folosirii unor instalaţii de udare cu tehnicitate ridicată, ce înglobează dispozitive moderne de programare şi automatizare; 7. prin folosirea instalaţiilor cu grad ridicat de mecanizare şi automatizare, se asigură productivităţi ridicate la aplicarea udărilor; 8. automatizarea distribuirii apei se face mult mai uşor decât în cazul udării prin scurgerea la suprafaţă; 9. poate fi folosită multilateral la distribuirea îngrăşămintelor, pesticidelor, combaterea îngheţurilor târzii şi la spălarea sărurilor din profilul de sol, la umectări de răsărire şi stimulare a efectului erbicid etc; Metoda de udare prin aspersiune are însă şi unele dezavantaje, mai importante fiind următoarele: 14
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.
cheltuielile de exploatare sunt mai mari în comparaţie cu metoda de udare prin scurgere la suprafaţă, deoarece pentru realizarea unei presiuni mai ridicate, consumul de energie poate creşte cu cca 40-50% (faţă de cel impus în cazul metodei de udare prin scurgere la suprafaţă); se utilizează materiale energointensive (aluminiu, oţel, mase plastice etc) pentru echipamentul de udare; în condiţii de viteză a vântului mai mare de 3,5 m/s, nu se mai asigură o uniformitate de udare satisfăcătoare; aplicată pe un sol cu textură fină, neacoperit cu vegetaţie, folosind aspersoare care nu pulverizează bine jetul, cu intensităţi şi picături mari, se favorizează distrugerea agregatelor structurale şi formarea crustei; poate favoriza atacul unor boli criptogamice ca urmare a ridicării umidităţii atmosferice şi a împroşcării plantelor cu apă încărcată cu pământ; mutarea manuală a aripilor de udare este o operaţie grea şi neplăcută, în special la culturile cu talie înaltă; în timpul funcţionării agregatelor şi aspersoarelor se pot ivi defecţiuni tehnice (pene de motor, înfundarea duzelor, oprirea sau desprinderea aspersoarelor etc.).
Condiţii de folosire a udării prin aspersiune Metoda de udare prin aspersiune se poate folosi: • pe toate tipurile de sol, de la nisipuri la solurile cu textură fină; • atât pe terenurile plane cât şi pe cele cu microrelief frământat; • pe terenurile cu apă freatică aflată la adâncimi mici; • pe solurile salinizate; • pe solurile superficiale, care necesită aplicarea de norme mici de udare la intervale scurte de timp; • pe solurile neuniforme din punct de vedere textural, pe care se poate distribui uniform apa numai prin aspersiune sau picurare, cu condiţia să se aleagă un aspersor care să asigure o intensitate de udare mai mică decât viteza minimă de infiltraţie a apei în sol. Aspersiunea este indicată şi în zonele unde nu există o tradiţie, o experienţă îndelungată la aplicarea udărilor prin alte metode. Pentru a se asigura distribuirea apei prin aspersiune este necesar să se transporte apa de la sursă până la instalaţiile de udare şi să se realizeze presiunea necesară de funcţionare a aspersoarelor. Pornind de la sursa de apă, într-un sistem de irigaţie prin aspersiune se pot întâlni: canale de aducţiune, staţii de pompare şi de punere sub presiune sau agregate de pompare, conducte sub presiune, instalaţii de udare, aspersoare şi diverse piese anexe.
16. Indicii calitativ-funcţionali ai aspersoarelor Indicii aspersoarelor (debit, rază de stropire, intensitate de udare, fineţea ploii) se pot determina prin măsurători directe sau cu ajutorul unor relaţii de calcul. În funcţie de raza de acţiune (stropire) se stabileşte schema de udare. Schema de udare precizează distanţa dintre aspersoare pe aripă (d1) şi distanţa dintre două poziţii succesive ale aripilor de ploaie (d2). În funcţie de valorile d1 şi d2 şi a poziţiei aspersoarelor de pe două aripi alăturate, schemele de udare rezultate pot fi în pătrat, în dreptunghi sau în triunghi. Cele mai simple şi cele mai utilizate scheme sunt cele în pătrat şi dreptunghi. Schema în dreptunghi este indicată pentru zonele în care vânturile au o direcţie stabilă, în care caz se recomandă ca latura lungă a dreptunghiului să se amplaseze paralel cu direcţia vântului. Dacă vântul bate paralel cu aripa de udare, pentru a nu rămâne suprafeţe neudate se va reduce distanţa d2 dintre două poziţii succesive ale aripilor de udare. Schema în triunghi se realizează când d1=d2, însă primul aspersor se amplasează alternativ pe aripile de udare, la d1/2 şi d1. Acest mod de amplasare este mai dificil şi de aceea schema de lucru în triunghi se foloseşte mai rar, deşi asigură cea mai bună uniformitate de udare. La stabilirea schemelor de udare, distanţele d1 şi d2 se vor alege în aşa fel încât să reprezinte maxim 65% din diametrul udat. În condiţii de vânt, pentru a nu se reduce uniformitatea de udare, gradul de suprapunere a razelor de udare va creşte o dată cu viteza vântului, distanţa dintre aspersoare reprezentând: • 60% din diametrul udat la viteze până la 2,5m/s; • 50% din diametrul udat la viteze cuprinse între 2,5 şi 5,0m/s; • 30% din diametrul udat la viteze peste 5,0m/s. Cele mai utilizate distanţe (d1, d2) şi scheme de udare pentru diferite aspersoare sunt: aspersorul ASJ - 1M (sau echivalente) 18x18m; 18x24m; aspersorul ASM - 1 (sau echivalente) 24x24m; 24x30m; aspersorul ASM – 2 (sau echivalente) 30x30m; 30x36m; aspersorul ASM - 3 (sau echivalente) 24x24m; 24x30m aspersorul ARS - 2 (sau echivalente) 36x36m; 36x42m. Intensitatea ploii sau pluviometria reprezintă cantitatea de apă distribuită de aspersoare în cadrul schemei de udare, în unitatea de timp. Se exprimă în mm/oră sau mm/minut. Intensitatea de udare este influenţată de caracteristicile constructive ale aspersorului, de presiunea de funcţionare, diametrul duzei, schema de udare şi condiţiile atmosferice. Înălţimea stratului de apă care cade pe sol timp de o oră poartă numele de intensitatea medie orară. Intensitatea medie orară 1000 ⋅ Qasp ⋅ η c (mm/h) (it) se calculează cu relaţia: i t = d1 ⋅ d2 în care: 15
Qasp - este debitul aspersorului, în m3/oră; ηc - randamentul udării în câmp; d1, d2 - distanţa dintre aspersoare şi respectiv aripi, în m. Valorile intensităţii pentru diferite scheme de udare şi presiuni de lucru se prezintă în tabelele (6.2 - 6.4). Pentru condiţiile climatice şi aspersoarele folosite cel mai frecvent, randamentul mediu în câmp este de 0,9. S-au avut în vedere numai pierderile de apă prin evaporare în timpul udării, cu o valoare medie de 10% din debitul distribuit (pentru duze cu diametrul mai mic de 10mm). Intensitatea medie orară reală (ir) se determină pe teren în timpul funcţionării aspersoarelor, în schema de udare, prin amplasarea unor pluviometre (se pot folosi orice fel de recipiente de formă cilindrică sau paralelipiped drept) într-un caroiaj între cele 4 aspersoare din schema de udare. Intensitatea ploii se stabileşte prin măsurarea înălţimii stratului de apă din pluviometre şi raportarea ei la unitatea de timp, sau se măsoară volumul de apă (ml) cu ajutorul unor cilindri gradaţi, care apoi se raportează la suprafaţa recipientului şi unitatea de timp. Intensitatea medie reală se foloseşte la determinarea duratei de udare. Durata udării (t) reprezintă timpul de funcţionare a unei aripi într-o poziţie de udare, necesar pentru aplicarea normei de m (ore) udare: t = 10 ⋅ i r în care: m - este norma de udare, în m3/ha; ir - intensitatea medie orară, în mm/oră. Un aspersor ideal trebuie să realizeze o intensitate a cărei valoare să crească continuu cu valori mici de la periferia jetului către aspersor. Aceste tipuri de aspersoare realizează o uniformitate bună atunci când schemele de lucru se stabilesc corect, în funcţie de repartizarea intensităţii pe rază. Prin suprapunerile obţinute se realizează o uniformitate bună de distribuire a apei pe teren. Intensitatea, precum şi uniformitatea de udare, sunt în mare măsură influenţate de presiunea de lucru şi de duza folosită. Astfel, când aspersorul funcţionează la o presiune prea joasă, se obţin picături mari şi o distribuire neuniformă a apei. Când presiunea este prea ridicată, jetul aspersorului este pulverizat în picături prea mici care sunt repartizate în jurul aspersorului. În plus, distribuţia apei este puternic influenţată de vânt. Funcţionarea la presiunea de lucru recomandată asigură o distribuire normală a apei. Intensitatea instantanee (is) sau intensitatea pe rotaţie, corespunde înălţimii ploii realizată la o rotaţie completă a aspersorului. Se determină prin raportul dintre intensitatea medie orară reală (ir) şi numărul de rotaţii al aspersorului pe oră. Fineţea ploii indică gradul de pulverizare a jetului de apă de către aspersor, expresia numerică a fineţii ploii fiind dată de diametrul picăturilor de apă. Se recomandă ca mărimea picăturilor să fie cuprinsă între 0,5 şi 1 mm. Picăturile cu diametrul mai mic de 0,5 mm conduc la pierderi mari de apă prin evaporaţie şi la influenţe mai puternice ale vântului, iar cele mai mari de 1 mm pot afecta plantele sensibile. O dată cu creşterea diametrului, creşte şi crusta care se formează pe solurile cu textură semifină şi fină, fapt care contribuie la reducerea vitezei de infiltraţie a apei în sol. Pe solurile argiloase, la diametrul picăturilor de 1 mm, după 15 minute de la începerea udării, viteza de infiltraţie s-a redus cu 10%, în timp ce la diametrul de 2 mm, viteza de infiltraţie s-a redus cu 40%. Prin măsurători directe, diametrul picăturilor se determină cu mari dificultăţi, de aceea s-au stabilit relaţii care permit determinarea indirectă a fineţii ploii. Fineţea ploii se poate aprecia în funcţie de valoarea coeficientului de pulverizare. d Coeficientul de pulverizare (Kp) se determină cu relaţia: Kp = , în care: h d - este diametrul duzei, în mm; h - presiunea apei la aspersor, în mCA; Aprecierea ploii după acest coeficient se face astfel: Kp > 0,5 - ploaie grosieră, indicată pe solurile cu textură grosieră şi culturi furajere perene; Kp=0,3-0,5 - ploaie mijlocie, recomandată pentru culturile de câmp, pe solurile cu textură mijlocie - fină; Kp<0,3 - ploaie fină, indicată pentru toate solurile şi culturile, chiar şi pentru cele sensibile: flori, legume, tutun etc. Fineţea ploii unui aspersor se poate îmbunătăţii prin folosirea de duze cu diametrul mai mic sau prin ridicarea presiunii de regim. Uniformitatea de udare reprezintă indicele care influenţează în cea mai mare măsură calitatea udării, randamentul udării în câmp, precum şi uniformitatea producţiei şi sporurile de producţie obţinute prin irigare. Uniformitatea de udare se recomandă să se determine la funcţionarea aspersoarelor în schema de udare, prin instalarea de cutii pluviometrice în colţurile carourilor care pot avea latura de 2-4m. După aplicarea udării se măsoară cantitatea de apă din fiecare pluviometru. Valori ale coeficientului de uniformitate mai mari de 85% indică o uniformitate foarte bună de udare, cele cuprinse între 75 şi 85% o uniformitate medie, între 65-75% o uniformitate slabă şi sub 65% o uniformitate nesatisfăcătoare. În cazul culturilor cu distanţa mai mare între rânduri (pomi, viţa de vie), se admite un coeficient de uniformitate mai redus, de 80% la distanţa între rânduri cuprinsă între 2 şi 4 m, 75% la 4-6 m şi chiar 65% la distanţe mai mari de 6 m. Alegerea tipului de aspersor, a duzei, presiunii de funcţionare şi a schemei de udare, sau numai a duzei şi schemei, trebuie să se facă în funcţie de următorii factori principali: intensitatea de udare realizată de aspersor la funcţionarea în schemă; viteza de infiltraţie a apei în sol, panta terenului, cultura irigată şi gradul de acoperire a solului de către plante; presiunea disponibilă la hidrant; fineţea ploii şi uniformitatea de udare; intensitatea şi frecvenţa vântului; obţinerea unui număr întreg de mutări ale aripii (1-3 mutări pe zi). Pentru a asigura o uniformitate bună de udare trebuie ca apa aspersată să se infiltreze în totalitate în sol, să nu producă scurgeri sau băltiri la suprafaţa solului. Această condiţie de bază se realizează când intensitatea de udare realizată de aspersor la funcţionarea în schemă este egală sau mai mică decât viteza de infiltraţie stabilizată a apei în sol. 16
Valorile vitezei de infiltraţie stabilizate sunt influenţate de foarte mulţi factori, rol hotărâtor având însă textura, starea structurală a solului, porozitatea şi gradul de acoperire cu vegetaţie. Solurile acoperite cu vegetaţie permit folosirea unei intensităţi mai mari cu 10-15% decât cele neacoperite. Pe terenurile în pantă, apa, sub influenţa forţei gravitaţionale, are tendinţa să se scurgă pe linia de cea mai mare pantă şi de aceea intensitatea de udare recomandată pentru solul respectiv se va reduce cu următoarele valori: pe terenurile cu pantă cuprinsă între 5 şi 8% cu 20%; pe terenurile cu panta cuprinsă între 9 şi 12% cu 40%; pe terenurile cu panta cuprinsă între 13 şi 20% cu 60%; pe terenurile cu panta mai mare de 20%cu 75%.
17. Metoda de udare prin picurare; condiţii de folosire; avantaje şi dezavantaje. Metoda de udare prin picurare este originară din Israel, fiind relativ nouă (datează de cca 55 ani). Această metodă de udare constă în distribuirea apei pe teren în mod lent, sub formă de picături. Face parte din categoria irigaţiei localizate, metodă ce se caracterizează prin aceea că apa distribuită pe teren umectează numai o parte din suprafaţa solului, rămânând în intervalul dintre rânduri şi chiar pe rând porţiuni neumezite. În cadrul metodei de udare prin picurare apa este distribuită punctual la nivelul solului cu un debit redus şi presiune practic nulă cu ajutorul picurătoarelor sau a microtuburilor capilare. Eficacitatea apei distribuite punctual depinde în mod esenţial de condiţiile în care se face difuzia ei în sol (pe verticală dar mai ales pe orizontală). În consecinţă este absolut necesară cunoaşterea repartiţiei apei în sol în raport cu zona de dezvoltare a rădăcinilor plantelor irigate. Această cunoaştere este cu atât mai importantă cu cât prin picurare există şi posibilitatea administrării de îngrăşăminte odată cu apa de irigaţie. Metoda foloseşte instalaţii alcătuite dintr–o reţea de conducte din material plastic (amplasate subteran sau la suprafaţa terenului) prevăzute cu dispozitive speciale de picurare, la anumite distanţe, în funcţie de planta ce se irigă. Această metodă poate fi practicată în mai multe moduri: 1. Din punct de vedere al distribuţiei apei se pot întâlni: – distribuţia apei la fiecare plantă cu un picurător (simplu sau multiplu) sau cu mai multe picurătoare: – distribuţia apei la fiecare rând de plante, care se poate realiza cu picurătoare dispuse uniform, distribuite pe o linie sau chiar două linii de picurătoare la un rând. Există şi posibilitatea utilizării de tuburi perforate ce alimentează rigole, trasate în lungul rândurilor de plante (metoda de udare prin rampe perforate) 2. Din punct de vedere al tipului de echipament de udare şi al distribuţiei apei se pot întâlni: – amenajări cu întregul echipament fix (la plantaţii viti-pomicole şi în sere), cu udare continuă sau discontinuă în timp; – amenajări cu echipamentul mobil (linii de picurare şi conducte secundare). O tendinţă a folosirii polivalente a irigaţiei se remarcă şi la udarea prin picurare, instalaţia cuprinzând un recipient de fertilizare, care poate fi utilizat şi pentru protecţia fitosanitară. Se remarcă faptul că la udarea prin picurare cantităţile de îngrăşăminte aplicate sunt mult mai reduse, faţă de cantităţile folosite la udarea prin brazde sau aspersiune. Specialiştii apreciază o reducere a cheltuielilor de 2 - 3 ori. La fel, consumul de produse fitosanitare se reduce semnificativ la metoda de udare prin picurare. Amenajarea interioară pentru irigaţia prin picurare poate avea întreaga reţea fixă (la plantaţii vitipomicole, în sere şi solarii) sau o parte din echipament – conductele de udare - mobilă. Costul amenajării în cea de-a doua variantă poate fi comparabil cu cel al amenajărilor de irigaţie prin aspersiune sau brazde, iar cazul amenajărilor în totalitate fixe, costul se ridică la valori ce pot depăşi de 5 - 10 ori valoarea unei amenajări clasice. Preţurile sunt în strânsă concordanţă cu lungimea conductelor pe suprafaţa de un hectar şi cu instalaţiile de filtrare a apei. Valoarea dispozitivelor de filtrare a apei se estimează la 10 - 15% din valoarea investiţiei totale. Avantaje şi dezavantaje ale metodei de udare prin picurare Metoda de udare prin picurare prezintă următoarele avantaje: În raport cu planta: - aparatul foliar nu este udat, ceea ce limitează posibilitatea de transmitere a germenilor patogeni; - nu se spală produsele fitosanitare administrate foliar; - nu se creează depozite saline la suprafaţa plantelor; - nu se înregistrează o răcire bruscă a organelor aeriene ale plantelor deci nu mai intervin restricţii în ceea ce priveşte programul orar de aplicare a udărilor; - referitor la înflorire, polenizarea se produce în condiţii mai bune şi în consecinţă producţia va fi mai ridicată; - fructele sunt mai puţin sensibile la putregaiul de tip Botrytis; - aportul de apă, fiind lent şi regulat, sistemul radicular nu mai este supus unor răciri bruşte care sunt frecvent responsabile de stressul hidric; - solul poate fi menţinut relativ constant la un nivel al umidităţii optim pentru plante. În raport cu solul: - în principiu o irigaţie prin picurare bine condusă nu trebuie să conducă în sol la atingerea capacităţii de saturaţie, ceea ce evită degradarea structurii şi migrarea elementelor fine, menţinând astfel o bună aerare a stratului arabil; - se evită fenomenele de tasare a solului; - se evită împroşcarea plantelor cu particule de sol, micşorând astfel riscurile contaminării fungice sau bacteriene; În raport cu alte metode de irigare: - prin această metodă se înregistrează o reducere importantă a pierderilor prin evaporaţie, pierderile prin percolare nefiind întotdeauna uşor de stopat; - metoda utilizează presiuni foarte scăzute, ceea ce se traduce în economie de energie necesară pompării; - este puţin pretenţioasă la condiţiile de sol, relief, regim hidrologic putând fi folosită pe terenuri cu pante mari, denivelate sau cu nivel freatic ridicat; 17
-
poate folosi apă cu un grad mai ridicat de mineralizare, ţinând cont de faptul că nu intră în contact direct cu planta; automatizarea udărilor se realizează cu cea mai mare uşurinţă şi cu cele mai mici costuri în comparaţie cu alte metode de udare; În raport cu alţi factori de producţie: - terenul rămâne tot timpul accesibil, funcţionarea acestui sistem fiind independentă de celelalte operaţii de întreţinere a culturilor; - în cazul sistemului de cultură acoperit cu folie din material plastic, irigaţia prin picurare este singura metodă aplicabilă; - permite aplicarea odată cu apa de irigaţie a unor produse de fertilizare lichide sau uşor solubile. În raport cu factorul uman: - reduce la maximum forţa de muncă necesară; Principalele dezavantaje ale metodei de udare prin picurare sunt următoarele: - investiţie specifică ridicată; - fragilitate ridicată la aplicarea lucrărilor de întreţinere; - fiabilitate redusă a amenajării (cca 10 ani); - pericolul înfundării picurătoarelor datorat fie unei filtrări defectuoase a apei, fie compuşilor chimici care prin precipitarea se depun pe pereţii conductelor şi ai orificiilor picurătoarelor; - anumite soluri, foarte sărace în particule argiloase şi prăfoase (sub 10%) nu permit o difuzie laterală suficientă, extinderea laterală a bulbului de umezire rămânând foarte redusă. În măsura în care irigaţia localizată este indicată în aceste cazuri de către alţi factori, se va recurge la microaspersiune; - în momentul înfiinţării culturii irigaţia prin picurare poate fi insuficientă pentru umezirea întregii suprafeţe. În aceste cazuri, irigaţia prin picurare se va aplica după utilizarea temporară a aspersiunii (cazul culturilor de căpşuni); aspersiunea va fi aplicată fie prin intermediu microaspersoarelor, fie prin intermediul aspersoarelor clasice, intensitatea de udare neputând depăşi 3-4 mm/oră;
18. Prezentare generală instalaţia de udare prin picurare. Componenţa unei instalaţii de irigare prin picurare O instalaţie de irigare prin picurare se compune din următoarele părţi: ansamblul frontal, conducte de transport (sau de distribuţie), conductele de udare şi dispozitivele de picurare. În cele ce urmează se vor face referiri pe scurt la componenţa instalaţiei de irigare prin picurare IUP-1, de fabricaţie românească, precizând însă că aceste instalaţii sunt disponibile într-o gamă din ce în ce mai diversificată, acestea fiind oferite şi pe piaţa românească de către numeroşi furnizori de echipamente de irigaţii, în multiple variante constructive. Ansamblul frontal are rolul de a asigura protecţia şi controlul calităţii apei, măsurarea şi reglarea presiunii şi volumelor de apă distribuite în reţea etc. Este format din: racordul la antenă prevăzut cu vană apometru, manometru, limitatoare de presiune şi de debit, furtun de legătură la rezervorul de îngrăşăminte lichide, filtre, dispozitive de automatizare etc.: ¾ Apometrul măsoară debitul sau volumul de apă intrat în reţea; Instalaţia IUP – 1 este prevăzută cu apometru + vană contorimetru şi vană hidraulică cu site; ¾ Manometrul indică permanent presiunea de lucru; ¾ Limitatoarele de presiune şi de debit menţin în avalul secţiunii de amplasare a lor o presiune şi un debit de mărimi aproape constante; Instalaţia IUP – 1 este prevăzută cu un regulator de presiune (Dn=100mm) pentru limitarea presiunii la maxim 2,5 daN/cm2 când se montează în amonte şi maxim 1,2 daN/cm2 când se montează în aval. ¾ Rezervorul cu îngrăşăminte lichide asigură distribuirea substanţelor fertilizante pentru suprafaţa irigată; Instalaţia IUP – 1 este prevăzută cu un rezervor de îngrăşăminte chimice de 100 l, dimensionat pentru PN 10 daN/cm2. Racordul la intrarea apei în dispozitiv se face înaintea filtrului gravimetric, iar introducerea soluţiei în reţea, în amonte de filtrul cu sită. Pierderea de sarcină este în acest fel de 0,2 – 3 mCA. ¾ Filtrele separă suspensiile minerale sau organice prezente în apă prevenind astfel pericolul de înfundare a picurătoarelor. Instalaţia IUP – 1 este prevăzută cu un filtru gravimetric şi un filtru cu sită. Filtrul gravimetric este constituit dintr-un rezervor cu diametrul de 700 mm şi înălţimea de 1700 mm. Existând mai multe fracţiuni granulare, apa circulă de la pietriş spre nisip. Procentele între diversele fracţiuni granulare sunt cu aproximaţie următoarele: • nisip d=1-3 mm – 150 dm2; • pietriş d=4-8 mm – 120 dm2; • pietriş d=10-15 mm – 9 dm2; Filtrul cu sită este alcătuit dintr-o sită dublă cu ochiuri de 0,315 x 0,2 mm, din inox, alamă sau poliamidă. Debitul asigurat este de 4-6 l/s la o presiune nominală de 6 daN/cm2. Filtrul cu sită asigură reţinerea fracţiunilor minerale trecute prin filtrul cu nisip şi pietriş. Conductele de transport (sau de distribuţie sunt confecţionate din material plastic (PVC rigid pentru conductele subterane şi PVC plastifiat pentru conductele pozate la suprafaţă); au un diametru de 50–125 mm; alimentează cu apă conductele de udare. Conductele de udare reprezintă elementele active ale instalaţiei de udare prin picurare. Sunt confecţionate din polietilenă şi amplasate la suprafaţa terenului. În mod curent au diametrul de Schema de principiu a ansamblului frontal 12; 16; 20 şi 25 mm şi rezistă până la presiunea de 4.0 daN/cm2 (presiunea minimă de lucru este Legendă de 0.3 – 1 daN/cm2). 1-antenă; 2-vană; 3-debitmetru; Conductele de udare sunt prevăzute cu dispozitive de picurare, montate la anumite distanţe, în 4-manometru; 5-limitatoare de presiune şi raport de planta care se irigă. debit; 6-rezervor de îngrăşăminte; 7-filtre. Dispozitivele de picurare (picurătoarele) preiau apa din conductele de udare şi o distribuie plantelor. Au rolul de a reduce presiunea apei de la aproximativ 1 daN/cm2, la fenomenul de picurare. 18
Sunt de mai multe tipuri constructive: picurătoare cu traseu lung (elicoidal, şicanat sau sub formă de microtuburi), picurătoare cu traseu scurt, picurătoare autoreglabile, ciclonice, cu impuls etc. Picurătoarele autoreglabile menţin aproximativ acelaşi debit de apă pe toată durata udării indiferent de variaţiile presiunii apei din reţea. Pentru a realiza udări de calitate picurătoarele trebuie să îndeplinească mai multe condiţii între care două sunt absolut obligatorii şi anume: ¾ să realizeze debite mici, continui şi constante; ¾ să aibă rezistenţă bună la înfundare. Diametrele orificiilor picurătoarelor trebuie să fie de la 0.4 la 2 mm. Diametrele mai mici de 0,7 mm sunt sensibile la înfundare, cele cuprinse între 0.7–1,2 mm au o sensibilitate medie la înfundare, iar diametrele mai mari de 1,2 mm sunt puţin sensibile la înfundare. Amenajările de tip mobil sunt utilizate la irigarea culturilor legumicole. Se compun dintr–o conductă de transport cu ø = 20 mm şi conducte de udare cu ø= 16 mm. Conducta de transport poate avea două ramificaţii (fiecare în lungime de cca 216 m), dispuse la o distanţă de 90 m, iar conducta de udare are o lungime de 45 m. Fiecare ramificaţie a conductei de transport este prevăzută din 24 în 24 m cu racorduri scurte prevăzute cu robinete la care se cuplează conductele de udare. Se precizează că aceste dimensiuni sunt date cu titlu de exemplu, în practică ele trebuind adaptate la configuraţia suprafeţei de amenajat. Amenajările de tip fix, specifice pomilor fructiferi şi viţei de vie, sunt asemănătoare celor mobile cu deosebirea că toate elementele instalaţiei rămân fixe pe teren în întreaga perioadă de vegetaţie. Alegerea tipului de picurătoare Ca o caracteristică esenţială, toate părţile componente ale unui picurător sunt fixe. Disiparea presiunii este obţinută cu ajutorul unor elemente constructive diferite care asigură pierderi de presiune şi deci reducerea curgerii apei la fenomenul de picurare. Aceste pierderi de presiune pot fi asigurate: - prin frecare - mărirea lungimii circuitului printr-un traseu elicoidal, şicanarea traseului sau micşorarea foarte accentuată a secţiunii cum este cazul microtuburilor capilare; - prin turbulenţă, pentru picurătoarele clasice (care nu sunt autoregulatoare), în cazul cărora debitul variază odată cu presiunea; - prin deformarea unei membrane situate pe traseul picurătorului sau la ieşire, cum este cazul picurătoarelor autoreglabile la care debitul rămâne aproape constant pentru plaja de presiuni uzuale (între 1 şi 4 bari). Debitul nominal al picurătorului este specificat pentru presiunea de 1 bar. În cazul culturilor legumicole, se utilizează în general picurătoare cu debitul de 2 l/oră. Picurătoarele cu debit de 4 l/oră se utilizează cu precădere în plantaţiile pomicole şi viticole. Deşi se produc şi picurătoare cu debite mai mari (până la 12 l/oră) acestea se folosesc foarte rar. În ceea ce priveşte montajul picurătoarelor pe conductele de udare, acesta se poate face fie în linie, fie în derivaţie. ¾ Picurătoarele în linie sunt montate de obicei de către furnizor, fie prin inserţie în conductă fie în cursul extruderii. Această variantă conduce la economie de manoperă şi la posibilitatea instalării mecanizate a conductelor de udare. ¾ Picurătoarele în derivaţie sunt amplasate pe conducta de udare de către utilizator, ceea ce conduce la un plus de manoperă dar permite poziţionarea picurătoarelor adaptate strict la condiţiile specifice. În ceea ce priveşte calităţile intrinseci ale picurătoarelor, interesează în mod deosebit coeficientul de variaţie Cv, care este dependent de tehnologia de fabricaţie, fiind cu atât mai important cu cât traseul apei este mai lung. În ceea ce priveşte uniformitatea udării, se recomandă ca atunci când folosind picurătoare clasice se obţin variaţii de debit mai mici de 10% între punctul cel mai favorizat şi punctul cel mai defavorizat, să nu se recurgă la utilizarea picurătoarelor autoreglabile. Alegerea va depinde de forma suprafeţei amenajării şi configuraţia terenului, atunci când panta nu depăşeşte 4% putându-se utiliza picurătoare clasice. La pante mai mari de 4% se recomandă folosirea picurătoarelor autoregulatoare.
19. Elementele tehnice ale udării prin picurare. Suprafaţa elementară de udare Acest element este direct dependent de culturile care se udă. Din această cauză, la fiecare plantă trebuie să fie prevăzute picurătoare cu debite astfel calculate încât să conducă la acoperirea necesarului de apă. Prin picurarea la baza tulpinii sau de la oarecare înălţime se creează în sol un bulb de umectare, datorită mişcării tridimensionale a apei. Acest bulb de umectare este de anumite forme şi mărimi, care depind de textura solului, debitul picurătorului, umiditatea solului, timpul de udare. Diametrul bulbului de umectare are următoarele valori orientative, în funcţie de textura solului: sol uşor (nisipos) 0,40 – 0,80 m; sol lutos 0,60 – 1,20 m; sol argilos 1,00 – 2,00 m. Spre deosebire de sistemele cu picurătoare, rampele perforate debitează apă într–o rigolă de o anumită lungime. Distanţa dintre rampe se ia egală cu distanţa dintre rândurile de plante şi variază în funcţie de culturi: 1,2 – 1,8 m, 6 m şi 4 – 8 m (legume, viţă-de-vie şi respectiv pomi). Debitul unui picurător – qp (debitul elementar). Fiecare plantă primeşte, cu ajutorul sistemului de udare prin picurare, apa necesară dezvoltării ei. La conductele de udare, debitul se calculează astfel încât în timpul de udare să se poată distribui norma de udare cerută de plantă şi determinată anterior prin diferite metode. De obicei, fiecărei plante îi corespunde un picurător (la legume), dar sunt cazuri când pentru a satisface necesarul de apă sunt necesare mai multe picurătoare (la pomi). Pentru un picurător, debitul elementar atinge valori de 1 – 12 l/h (frecvent 2–4 l/h), astfel încât udarea să se facă numai sub formă de picături. Pe o conductă de udare, debitul picurătoarelor variază în funcţie de presiune, astfel încât la capătul amonte debitul este mai mare şi descreşte treptat spre aval, încercându-se totuşi să se distribuie, cu ajutorul picurătoarelor, un debit uniform. La conductele perforate, debitul elementar este mai mare, ajungând până la valori de 70 l/h. 19
În cazul acestei metode se realizează condiţiile udării prin brazde, dar cu randament mult mai bun al udării şi un control riguros al distribuţiei apei. Distanţa dintre picurătoare (dp). Pentru umezirea unei fâşii continui, distanţa dintre picurătoare este în funcţie de raza de umectare a picurătoarelor, iar aceasta depinde la rândul ei de mărimea debitului de picurare şi de textura solului. Distanţa între picurătoare are valori între 0,20–2,00 m, fiind direct proporţională cu debitul picurătorului şi cu creşterea conţinutului de argilă fizică al solului şi corelată cu distanţa dintre plante. Deoarece distanţa dintre picurătoare este indisolubil legată de repartiţia apei în sol, în cele ce urmează se vor prezenta câteva aspecte referitoare la această problemă. Apa care pătrunde în sol, fiind distribuită sub formă de picături, va fi supusă acţiunii a două forţe: 1. Potenţialul gravitaţional care se exercită pe direcţie verticală descendentă; 2. Potenţialul matricial (forţele de sucţiune) care urmare a gradientului umidităţii solului se exercită în diverse direcţii depinzând de zonele de consum de apă în raport cu zonele aprovizionate. Rezultatul acestor forţe conduce la constituirea în jurul punctului de picurare a unui volum de sol umidificat numit bulb de umezire. Se cere ca sistemul de irigare prin picurare să fie astfel conceput încât bulbul de umezire să se formeze în zona de dezvoltare al rădăcinilor plantei. Se poate considera însă în acelaşi timp că mai ales în cazul culturilor anuale, sistemul radicular al plantei va avea tendinţa de dezvoltare în zona bulbului de umezire. Aceste interacţiuni nu pot fi cuantificate cu suficientă precizie decât ţinând cont de numeroşi parametri ce caracterizează o situaţie concretă. În consecinţă, nu se pot elabora reguli cu aplicabilitate totală în orice situaţie. Eficacitatea udării prin picurare este direct legată de parametrii solului: - textura; difuzia laterală va fi cu atât mai dezvoltată cu cât solul va conţine o proporţie mai mare de particule fine; - structura; solurile cu o structură discontinuă, cu fisuri şi crăpături, cu un procent ridicat de argilă gonflabilă, nu asigură o bună difuzie laterală a apei. Prin reglarea densităţii picurătoarelor şi a timpilor de udare se pot regla temporar aceste neajunsuri dar această modalitate de rezolvare a problemei nu este recomandabilă; - starea de umiditate a solului; solul trebuie menţinut la un nivel al umidităţii care să faciliteze difuzia laterală. Se cunoaşte că la metoda de udare prin picurare, îngrăşămintele solubile sunt dizolvate şi distribuite pe teren odată cu apa de irigat. Din această cauză, studiul repartiţiei apei în sol se referă şi la studiul distribuţiei sărurilor pe profilul solului. Concentraţia în săruri solubile, inclusiv cele aduse prin fertilizare, are tendinţa de creştere graduală, dacă conţinutul de sare din sol sau apă este ridicat. Această tendinţă se remarcă în punctul superior de contact al fronturilor de umezire, iar mişcarea descendentă a apei are tendinţa de filtrare a unei părţi din surplusul de săruri. Dacă capacitatea de infiltraţie a sărurilor este mare şi mişcarea laterală a apei este redusă (solul nisipos), devine esenţială o micşorare a spaţiului dintre picurătoare. Pentru că azotul şi fosforul nu sunt egal solubilizate, nu pot fi uniform distribuite în sol deoarece mişcarea fosforului împreună cu apa este limitată în timp ce azotul se mişcă uşor. Metoda de udare prin picurare se foloseşte pentru a asigura plantelor o cantitate de apă la intervale scurte, uneori chiar zilnice. Se împiedică, în acest fel, acumularea de săruri în sol şi creşterea tensiunii osmotice în intervalul dintre udări. Astfel udarea prin picurare permite folosirea apei cu un anumit grad de salinitate. Distanţa între picurătoare în funcţie de debit şi de textura solului Debitul (l/h) Grosieră 0,20 0,30 0,60 1,00 1,30
1,5 2 4 8 12
Distanţa între picurătoare (m) la textura Mijlocie 0,50 0,70 1,00 1,30 1,60
Fină 0,90 1,00 1,30 1,70 2,00
Pentru umectarea la plantă, distanţa între picurătoare se ia egală cu distanţa dintre plante pe rând. Numărul de picurătoare la o plantă (Np). Se stabileşte în funcţie de consumul de apă al plantelor, de densitatea de plantare şi de felul culturii: pentru viţa de vie 1 – 4 picurătoare (frecvent 2) la fiecare butuc; pentru pomi fructiferi 1 – 10 picurătoare (frecvent 4) la fiecare pom. Distanţa dintre picurător şi tulpina pomilor sau arbuştilor trebuie să fie egală cu raza de umectare a picurătorului. Distanţa mai mică de 50% din această rază provoacă dereglări în dezvoltarea rădăcinilor plantelor. Pentru culturile semănate în rânduri dese (culturi anuale de câmp şi seră) trebuie evitată amplasarea picurătorului lângă plantă deoarece zona saturată ce se formează în imediata apropiere a picurătorului este dăunătoare rădăcinilor care îşi pierd în acest mediu funcţia de absorbţie. Distanţa dintre conductele de udare (dcu). La viţa de vie şi la pomii fructiferi, distanţa între conductele de udare este de obicei egală cu distanţa între rânduri. La legume, distanţa între conductele de udare poate să fie de 1,4 – 3 m la castraveţi, tomate, fasole, varză şi de 1,6 – 1,8 m la salată, ridichi, ceapă, verdeţuri etc. Lungimea conductei de udare (Lcu) Se stabileşte în funcţie de lungimea parcelei ocupată de cultură şi de condiţiile încadrării în pierderile de sarcină admise (Criteriul Christiansen: pierderile de presiune să nu ducă la o depăşire a diferenţei de 10% între debitele amonte şi aval). Lungimea conductei de udare este cuprinsă, de regulă, între 50 şi 200 m. Durata udării prin picurare (tp). Se determină cu formula: t p
=
m ⋅ d cu ⋅ d p qp
, în care:
tp – este durata udării prin picurare, în h; m – norma de udare, în mm col. apă; dcu – distanţa între conductele de udare; dp – distanţa între picurătoare, în m; qp – debitul unui picurător, în l/h. 20
Partea II-a CES 20. Definirea şi amploarea procesului de Eroziune a solului Eroziunea solului se defineşte ca fiind procesul de desprindere/antrenare, transport şi depunere a particulelor de sol sau rocă la distanţe relativ mari în raport cu locul de origine. O mare parte a particulelor de sol şi rocă antrenate în procesul de eroziune ajung în final în râuri, mări şi oceane. Aceste faze ale procesului de eroziune se pot produce sub acţiunea a doi agenţi principali - apa şi aerul în mişcare - ale căror surse cinetice inepuizabile constau în energia radiaţiei solare şi în energia gravitaţională. Scoarţa terestră a evoluat, de la începutul formării sale, sub acţiunea proceselor morfogenetice care s-au manifestat în ritmuri şi cu intensităţi diferite, determinate de intercondiţionarea agenţilor modelatori la nivelurile de interferenţă a litosferei cu atmosfera, hidrosfera şi biosfera. Astfel, în categoria proceselor morfogenetice exogene, eroziunea solului a ocupat şi joacă în continuare un rol important în dinamica modelării scoarţei terestre. Eroziunea solului s-a declanşat odată cu formarea litosferei şi atmosferei. Acest proces a jucat un rol important în modelarea scoarţei terestre, contribuind la definitivarea actualelor forme de relief, simultan cu degradarea unor imense suprafeţe agricole şi silvice de pe Terra. Pierderea stratului superficial de sol prin eroziune hidrică sau eoliană constituie cea mai importantă formă de degradare a solului. Astfel, eroziunea are efecte deosebit de grave asupra stării de fertilitate a solului, deoarece ea antrenează orizonturile superioare ale solului, cele mai bogate în humus şi elemente nutritive, şi poate scoate la suprafaţă orizonturi mult mai puţin fertile din adâncimea profilului, sau chiar straturi de rocă total nefertile. Deşi distribuţia geografică şi aria totală afectată de procesele de eroziune nu sunt cunoscute exact, se estimează că prin eroziunea hidrica a solului se pierd anual de la suprafaţa continentelor peste 76 miliarde tone de sol fertil, rezultând o eroziune globala medie anuala specifică de 134 t/km2. Pe continente, situaţia eroziunii globale medii anuale se prezintă astfel: Australia - 43 t/km2, Africa 82 t/km2, America de Nord şi Centrală - 113 t/km2, America de Sud - 148 t/km2 şi Asia - 208 t/. La nivel mondial sunt degradate de eroziunea hidrică cca. 1100 mil. ha. Zone puternic afectate de eroziunea hidrică sunt localizate în Africa (227 mil. ha), în Asia (cca. 150 mil. ha), în Europa (144 mil. ha) şi America de Sud (123 mil. ha). Din punct de vedere al intensităţii de manifestare, eroziunea puternică şi excesivă afectează suprafeţe mai mari în Africa, Asia şi Europa. Cele mai mari suprafeţe sunt afectate de eroziunea moderată - 526 mil. ha. La nivel mondial, eroziunea prin vânt afectează o suprafaţă estimată la cca. 550 mil. ha - potenţialul eroziunii eoliene situându-se astfel la jumătate în raport cu cel al eroziunii hidrice. Eroziunea eoliană afectează într-un grad slab şi moderat în special zone din Asia, Africa, America de Nord şi Europa. Eroziunea eoliană puternică şi excesivă afectează îndeosebi Asia (15 mil. ha) şi Africa (9 mil. ha). La nivel naţional, datorită faptului că aproximativ 50% din cele cca. 15 mil. ha ce reprezintă teritoriul agricol al României sunt terenuri în pantă (7,3 mil. ha), condiţiile fizico-geografice pot fi considerate favorabile manifestării eroziunii pe această suprafaţă. Lucrările de cartarea eroziunii au indicat mult timp suprafaţa de 5,3 milioane hectare ca fiind afectată de eroziune. Datorită deteriorării lucrărilor de CES, despăduririlor necontrolate şi dezorganizării teritoriului agricol, cartări recente indică suprafeţe afectate de eroziune ce însumează cca. 6,3 milioane hectare. Ambele categorii de studii converg către concluzia conform căreia eroziunea se manifestă puternic pe cca. 1,2 mil. hectare. In concluzie, din suprafaţa totală agricolă, cel puţin o treime este afectată de procese de eroziune şi alunecări. Folosinţele cele mai grav afectate sunt livezile şi păşunile. Din punct de vedere al distribuţiei geografice la nivel naţional, suprafeţele cele mai afectate de eroziunea hidrică se întâlnesc în: • Podişul central moldovenesc, zonele Vaslui, Bârlad, Negreşti, Adjud, Bujoru; • Nordul Moldovei, zonele Dorohoi-Botoşani; • Zona de curbură a Carpaţilor: Focşani, Râmnicul Sărat, Buzău, Panciu, Mizil; • Podişul Transilvaniei, zonele Dej, Gherla, Zalău, Luduş, Rupea, Mediaş, inclusiv dealurile Lăpuşului ; • Podişul Mehedinţi şi parţial platformele Strehaia şi Olteniei; • Podişul Dobrogean, în zonele NV şi SV. Harta eroziunii solurilor în România
Cele mai importante suprafeţe afectate de eroziune şi alunecări de teren se găsesc în judeţele Mureş (272 mii ha), CaraşSeverin (258 mii ha), Alba (256 mii ha), Harghita (229 mii ha), Vaslui (222 mii ha), Cluj (202 mii ha), Bacău (188 mii ha), Iaşi (184 mii ha), Sibiu (182 mii ha), Hunedoara (181 mii ha), Botoşani (177 mii ha), Vâlcea - (171 mii ha). În raport cu eroziunea medie anuală specifică estimată la nivel global (134 t/km2), pierderile de sol datorate eroziunii se situează în România la circa 46 milioane tone anual, înregistrându-se astfel o eroziune medie specifică de 1,89 t/ha şi an (echivalentă cu 189 t/km2 şi an). 21
Din punct de vedere istoric, fenomenul de eroziune a atras atenţia din cele mai vechi timpuri, mărturie fiind terasele construite pe toate continentele. În numeroase lucrări privind agricultura, silvicultura şi geografia, încă din evul mediu se atrăgea atenţia asupra pericolului pe care-l reprezenta eroziunea. Cu toate acestea, metodologia de luptă împotriva eroziunii s-a elaborat destul de târziu, referindu-se la început la metodele de stingere a torenţilor şi la împăduriri. Astfel, specialiştii francezi au pus bazele şcolii europene de corecţia torenţilor şi împăduriri, specialiştii ruşi au studiat modificările care se produc în profilul de sol sub influenţa eroziunii, în timp ce şcoala italiană a abordat problemele privind construirea canalelor de intercepţie şi evacuarea scurgerilor şi terasarea versanţilor. În SUA, după al doilea război mondial, s-a format o şcoală de conservarea solului care acordă o importanţă deosebită eroziunii de suprafaţă, fundamentării măsurilor şi lucrărilor de combaterea eroziunii pe baza studiilor hidrologice. La nivelul României, din punct de vedere al evoluţiei lucrărilor de combaterea eroziunii solului, se poate afirma că acestea au pornit practic de la zero, în anul 1950 existând numai 2000 de ha amenajate cu lucrări de CES. În anul 1960 existau deja cca. 100.000 ha, în anul 1970 cca. 435.000 ha, 1,6 mil. ha în anul 1980 şi 2,2 mil. ha în anul 1989. După 1990, prin fărâmiţarea proprietăţii funciare, multe amenajări s-au degradat, sporind din nou pericolul intensificării eroziunii solului. Perioada 1990-2005 este caracterizată practic de o stopare în evoluţia suprafeţelor amenajate, sau chiar de un regres al acestora atât din punct de vedere al totalului suprafeţelor, dar şi din punct de vedere al calităţii amenajărilor.
21. Formula fundamentală a eroziunii de suprafaţă. Cunoaşterea principalilor factori care influenţează eroziunea solului permite determinarea eroziunii potenţiale, precum şi stabilirea pericolului eroziuni de suprafaţă şi a măsurilor de prevenire şi combatere. În cazul eroziunii potenţiale se consideră că solul nu este acoperit de vegetaţie şi nu sunt executate lucrări antierozionale pe versanţi. Cercetătorii din domeniul conservării solului, pe baza a numeroase date experimentale, au căutat unele relaţii cantitative între eroziune şi factorii care o influenţează. Cea mai cunoscută relaţie a fost stabilită de Wischmeir. Legătura între pierderile medii de sol prin eroziunea de suprafaţă şi factorii care o influenţează, se exprimă prin formula fundamentală a eroziunii adaptată de M.Moţoc pentru condiţiile României, după Wischmeier. E = Ka · S · C · Cs · Lm · In (t/ha şi an)
în care: E - reprezintă eroziunea de suprafaţă potenţială; Ka - coeficient de agresivitate pluvială - factor de risc climatic; S - coeficientul de erodabilitate, determinat de rezistenţa solului la eroziune - factor de risc pedologic; C - coeficient de corecţie privind influenţa culturii; Cs - coeficient de corecţie stabilit în funcţie de măsurile de conservare a solului; L - lungimea versantului, în m; I - panta terenului, în procente; (Lm, In - factori de risc al reliefului). Pentru calculul pierderilor medii de sol se utilizează valorile coeficientului de agresivitate pluvială (Ka), stabilit pe baza pierderilor de sol prin eroziune la unitatea de indice al agresivităţii pluviale pentru condiţiile standard de sol, relief şi cultură. Pentru România, valorile coef. Ka se prezintă în harta de mai jos. Valorile au fost stabilite pe baza determinărilor din parcelele de scurgere înregistrate la staţiunile Perieni şi Valea Călugărească. Coeficientul de erozivitate a solului (S) s-a stabilit pentru tipurile principale de sol în funcţie de textură şi gradul de eroziune. Pentru coeficientul privind influenţa culturii (C) s-au folosit datele din parcele de scurgere de la staţiunile Perieni, Valea Călugărească, Câmpia Turzii şi Murfatlar, porumbul fiind considerat cultura standard, cultură care asigură cea mai slabă protecţie a solului. Valorile coeficientului C se prezintă astfel: porumbul în monocultură sau rotaţie neraţională - 1, porumb în rotaţie raţională - 0,8, cartofi şi sfeclă - 0,6, mazăre şi fasole - 0,3, cereale păioase de primăvară - 0,2, cereale de toamnă - 0,14, ierburi perene anul I - 0,06, ierburi perene după al doilea an - 0,014, viţa de vie - 0,7. Coeficienţii de influenţă ai reliefului, lungimea (L) şi panta versanţilor (I). Pentru versanţi cu lungimi de 100-400m şi pante între 10 şi 30%, cu profil drept şi convex, pierderile de sol se corelează cu L0,3 şi I1,5, iar pentru lungimi ale versantului cuprinse între 20 şi 100m, pierderile de sol se corelează cu L0,5 şi I1,4. Valorile coeficientului Cs s-au stabilit luând ca standard cultura orientată pe linia de cea mai mare pantă.
Harta agresivităţii pluviale - Zonarea factorului Ka pentru teritoriul României
22
22.
Factorii determinanţi şi favorizanţi ai eroziunii solului
Eroziunea solului este influenţată de o serie de factori naturali şi antropici, a căror cunoaştere uşurează înţelegerea mecanismului eroziunii solului şi permite stabilirea pe baze ştiinţifice a măsurilor de prevenire şi combatere. Factorii cauzali sau determinanţi ai eroziunii solului sunt precipitaţiile şi activitatea nechibzuită a omului, iar cei favorizanţi, care condiţionează intensitatea fenomenului de eroziune sunt relieful, solul şi roca, în timp ce vegetaţia frânează procesul de eroziune. În general, cea mai mare parte a acestor factori acţionează simultan, condiţionându-se reciproc, sporind sau diminuând intensitatea fenomenului erozional. Astfel, agresivitatea erozională a precipitaţiilor este condiţionată de elemente de relief care pot mări sau micşora viteza de scurgere a apei pe versanţi, în timp ce solul, prin viteza de infiltraţie a apei în sol reduce volumul de apă de scurgere; textura influenţează gradul de dispersie, desprindere şi transport a particulelor de sol. Pe de altă parte, omul, prin acţiunile întreprinse, poate contribui hotărâtor la modificarea raporturilor de intercondiţionare a factorilor naturali. În aceleaşi condiţii naturale omul poate stăvili eroziunea prin măsuri antierozionale sau o poate declanşa şi intensifica prin defrişări, desţeleniri şi lucrări neraţionale ale solului etc. A. Precipitaţiile. Dintre factorii naturali, precipitaţiile reprezintă factorul cel mai dinamic şi mai agresiv, reprezentând agentul cauzal al eroziunii hidrice. Precipitaţiile influenţează scurgerea şi eroziunea prin gradul de torenţialitate, respectiv intensitate, durată, poziţia nucleului torenţial şi perioada în care cad. Forţa cu care o ploaie determină o anumită intensitate a eroziunii poartă numele de erozivitate sau agresivitate pluvială. Agresivitatea pluvială caracterizează potenţialul eroziv al ploii, potenţial care este dat de energia de impact a picăturilor de ploaie şi energia de transport a scurgerii de suprafaţă. Potenţialul eroziv al ploilor torenţiale este influenţat de intensitatea ploii, în special de durată, mărimea şi poziţia nucleului torenţial maxim. În general, generează scurgeri ploile care depăşesc intensitatea de 0,5mm/min şi cele a căror înălţime depăşeşte 10 mm. În tabelul 1 se prezintă relaţia dintre durata şi intensitatea ploilor torenţiale. Durata (min) Intensitatea (mm/min)
1-5 1
6-15 0,8
16-30 0,6
31-45 0,5
46-60 0,4
61-120 0,3
121-180 0,2
>180 0,1
Tipul ploii torenţiale influenţează eroziunea prin poziţia nucleului torenţial. Produc scurgeri mari şi eroziuni mai puternice ploile torenţiale care au nucleul torenţial la sfârşitul şi mijlocul ploii. Cercetările efectuate au arătat că energia de dispersie şi antrenare a particulelor de sol a fost de 12 ori mai mare la ploile cu nucleul torenţial la mijlocul ploii căzute pe un sol uscat. Pe solul umectat dau eroziuni puternice şi ploile cu nucleul torenţial la începutul ploii. În Podişul central Moldovenesc, 52% din ploi au intensitatea cuprinsă între 0,5 şi 1mm/min., iar dintre acestea 46% au intensitatea maximă la mijlocul şi sfârşitul ploii. Energia cinetică a precipitaţiilor, respectiv erozivitatea, depinde şi de caracterul picăturilor de ploaie. Diametrul picăturilor creşte odată cu intensitatea ploii, putând ajunge la un diametru de 6-8mm, simultan cu diametrul crescând şi viteza limită (terminală) de cădere a precipitaţiilor. De regulă, picăturile cu diametrul mai mare de 5-6 mm, sub acţiunea curenţilor de aer se fracţionează în picături cu diametre mai mici, de formă sferică. Diametrul picăturilor (d), în funcţie de intensitatea ploii (I), se poate estima cu relaţia: d=I0,25 Repartizarea sezonieră a ploilor torenţiale - sezonul critic influenţează cantitatea de sol erodată. In Romania, sezonul critic, în care pericolul eroziunii este maxim, este cuprins în intervalul aprilie-august, deoarece în perioada de vară cad 70% din ploile torenţiale, primăvara 19%, toamna 6% şi iarna 1%. Cu toate acestea, pierderi mari de sol se pot înregistra şi în luna februarie când temperaturile diurne sunt ridicate şi ploile torenţiale găsesc solul dezgheţat. În luna iulie se înregistrează de obicei cele mai mari scurgeri, iar pierderile maxime de sol au loc în luna august, după recoltarea cerealelor păioase, pe terenurile proaspăt arate. De aceea se recomandă ca arătura să se facă numai pe suprafeţele ce urmează a se însămânţa toamna; pe restul suprafeţelor arătura trebuie efectuată mai târziu. Indicele de erozivitate-indexul ploii- Cercetătorul american Wischmeier W. H. a stabilit un parametru prin intermediul căruia se poate cuantifica forţa erozivă a oricărei ploi, datorată atât impactului dat de picături cât şi scurgerii de suprafaţă, parametru care a fost denumit indice de erozivitate al ploii (Ie). După Wischmeier cea mai reprezentativă forţă erozivă a unei ploi date, pe un teren neprotejat şi necultivat, este produsul energiei sale cinetice (în jouli pe mm de ploaie căzută pe metru pătrat) cu intensitatea sa maximă (mm/oră) în timp de 30 minute. Ie = Ec ·I30 în care: Ie - reprezintă indicele de erozivitate al ploii; Ec - energia cinetică totală a ploii, care include atât energia cinetică a picăturilor de ploaie cât şi energia de scurgere a apei pe versanţi; I30 - intensitatea medie pe 30 de minute a nucleului torenţial maxim, în mm/oră. Suma indicatorilor Ie, calculaţi pentru ploile dintr-un an, reprezintă indexul ploii care caracterizează agresivitatea pluvială a unui anumit teritoriu pentru anul considerat. Pornind de la modelul propus de Wischmeier, Stănescu P., 1969, prin prelucrarea pluviogramelor a 5534 ploi torenţiale de la 40 staţii meteorologice, pe o perioadă de 10 ani, a propus ca pentru ţara noastră agresivitatea pluvială să se determine prin suma indicatorilor rezultaţi din produsul dintre intensitatea medie pe 15 minute a nucleului torenţial şi rădăcina pătrată a cantităţii de precipitaţii înregistrată pe durata ploii. Ip=I15 ·P0,5 în care: Ip - reprezintă indicatorul de agresivitate pluvială a unei ploi; I15 - intensitatea medie a nucleului torenţial cu durata de 15 minute, în mm/min; P - cantitatea de apă înregistrată pe durata ploii, în mm. Agresivitatea pluvială cea mai mare se înregistrează în zona Carpaţilor (0,15-0,16) şi a dealurilor Subcarpatice (0,14) şi cea mai redusă în Câmpia de Vest. Deşi ploile torenţiale au rol hotărâtor în procesul de eroziune nu trebuie să se neglijeze nici acţiunea erozivă a ploilor de durată mare şi intensitate redusă, deoarece acţionând pe un sol saturat cu apă antrenează mari cantităţi de sol din orizontul superior al solului. Zăpada, în condiţiile topirii rapide în primăvară, îndeosebi când se produce în condiţiile solului îngheţat în profunzime sau saturat cu apă, contribuie la eroziunea solului, deşi eroziunea produsă prin scurgerile rezultate din topirea zăpezii reprezintă numai circa 10% din eroziunea totală, la un grad de încărcare a scurgerilor cu sol de numai 2-10g/l, faţă de 50-100g/l în cazul ploilor torenţiale. 23
B. Relieful, prin tip şi gradul de frământare, prin caracteristicile morfometrice ale versanţilor, influenţează eroziunea într-o măsură mai mare sau mai mică în funcţie de caracteristicile reliefului care influenţează energia cinetică a apei din precipitaţii, se iau in considerare panta, lungimea si forma versantului. Panta si lungimea versanţilor influenţeaza viteza de scurgere a apei amplifică energia cinetică şi astfel creşte capacitatea de erodare a solului de către apa care se scurge pe feţele versanţilor. Din formula vitezei lui Chézy ( V = C RI ), rezultă că la o creştere a pantei de 4 ori, viteza apei se dublează iar energia cinetică a curentului se majorează de 4 ori. Datele experimentale au arătat că pe un teren cultivat cu porumb, la o creştere a pantei de 3 ori, de la 6 la 18%, la aceeaşi intensitate a ploii de 2 mm/min, cantitatea de sol erodat a crescut de 5,7 ori. Lungimea versantului influenţează atât viteza cât şi debitul cu care se scurge apa; aceste elemente hidraulice ale scurgerii cresc din zona amonte către baza versantului şi astfel creşte şi forţa de eroziunea apei. Spre exemplificare, în tabelul 2 se prezintă pierderile de sol în funcţie de panta şi lungimea versantului obţinute în cercetările efectuate la Valea Călugărească în plantaţiile de vie, fără măsuri de conservarea solului. Panta în % 5-10 10-15 15-25 25-35
20 5,5 7,7 12,6 23,1
Lungimea versantului, în metri 50 100 200 21,7 61,6 174,2 30,3 85,7 242,7 49,7 140,7 398,1 91,5 258,8 731,9
300 320,1 445,1 731,2 1344,8
Pierderile de sol cresc odata cu panta şi lungimea versantului, motiv pentru care în cadrul lucrărilor antierozionale se urmăreşte separat sau simultan reducerea pantei (prin terasări) si reducerea lungimii scurgerii (prin lucrări de reţinere a apei). Pe de altă parte, constatând că eroziunea nu se produce în vecinătatea cumpenei apelor, ci de la o anumită distanţă, la care viteza înregistrează o valoare critică, s-a introdus noţiunea de distanţă critică de eroziune sau distanţa limită de neeroziune, în funcţie de care se stabilesc distanţele între lucrările de reţinere a apei (valuri, canale de coastă de nivel) precum şi lăţimea fâşiilor şi distanţa dintre benzile înierbate. Forma versantului. În funcţie de forma în profil transversal, versanţii se clasifică în versanţi: drepţi – cu aproximativ aceeaşi pantă pe toată lungimea; concavi – la care linia profilului prezintă curbură sub linia dreaptă a pantei; convecşi – care prezintă o curbură deasupra liniei drepte a pantei; cu forme complexe
Versanţii convecşi au panta maximă în treimea inferioară, iar cei concavi în treimea superioară şi panta minimă în treimea inferioară. În funcţie de valoarea maximă a pantei şi zona în care se situează, potenţialul eroziv va fi diferit de-a lungul versantului. Astfel, versanţii cu profil convex sunt cei mai erodaţi deoarece panta creşte spre baza versantului, eroziunea maximă înregistrându-se în treimea inferioară. În cazul versanţilor concavi, panta minimă se înregistrează în treimea inferioară şi odată cu aceasta şi eroziunea minimă. Pornind de la aceste constatări, Poleakov şi Lopatin, considerând indicele de erodare a versanţilor drepţi egal cu 1, au stabilit pentru versanţi convecşi valoarea de 1,25-1,50, iar pentru cei concavi 0,50-0,75. Sub aspectul expoziţiei, versanţii însoriţi, cu expoziţie S şi SV, datorită condiţiilor mai puţin favorabile de dezvoltare a vegetaţiei, a unui conţinut mai redus de materie organică si de umiditate, sunt mai expuşi fenomenului de eroziune. Agregatele mai uscate au o coeziune mai slabă, fiind mai uşor dislocate. Pe de altă parte, dezgheţul şi topirea zăpezilor se fac într-un timp mai scurt pe versanţii sudici, constituind alte elemente care accentuează eroziunea. Se estimează că versanţii sudici şi vestici sunt cu 30 - 40% mai erodaţi decât cei cu expoziţie nordică. C. Solul. Eroziunea solului se manifestă, în aceleaşi condiţii naturale climatice şi de relief, cu intensitate mai mare sau mai mică pe diferite tipuri de sol, reliefând în felul acesta influenţa solului asupra procesului erozional. Erodabilitatea unui sol reprezintă un indicator prin intermediul căruia se defineşte vulnerabilitatea unui anumit tip de sol faţă de agentul eroziv - apa, sau uşurinţa unui sol de a fi erodat. Rezistenţa la eroziune a unui sol este influenţată de însuşirile fizice, hidrofizice, biologice şi chimice. Proprietăţile unui sol care influenţează erodabilitatea pot fi grupate în proprietăţi care influenţează infiltraţia şi permeabilitatea şi proprietăţi care influenţează rezistenţa la impact, dispersie, la forţa de transport a ploii şi la scurgerile concentrate. Erodabilitatea solurilor este influenţată de textura solului, structura şi stabilitatea hidrică a acesteia, conţinutul în humus, viteza de infiltraţie, gradul de tasare şi eroziune etc. Sunt considerate rezistente la eroziune: → solurile cu un conţinut ridicat de humus si carbonat de calciu; → solurile cu textură mijlocie, lutoase şi luto-nisipoase, bine structurate, cu o stare de afânare mijlocie; → cu o viteză de infiltraţie şi permeabilitate bune; → cu o activitate microbiologică ridicată. Aceste proprietăţi asigură agregatelor de sol o rezistenţă mai mare în procesul de dezagregare şi transport, sporesc cantitatea de apă reţinută şi cea care se infiltrează în sol, reducând în mod corespunzător volumul scurgerilor de la suprafaţa versanţilor şi implicit forţa de eroziune. Erodabilitatea solurilor diferă nu numai de la un tip genetic la altul ci şi de la un orizont la altul. Astfel, solurilor bălane şi 24
cernoziomurile au o erodabilitate mai redusă în orizontul superior de acumulare a humusului şi mai mare în cele inferioare, în timp ce solurile brune luvice şi luvisolurile albice sunt mai uşor erodate în orizontul superior al profilului de sol. D. Vegetaţia. Vegetaţia are un rol deosebit de important în prevenirea, diminuarea eroziunii solului şi ameliorarea solurilor erodate, constituind un scut protector al solului împotriva eroziunii, un factor important de frânare a acestui proces. Vegetaţia influenţează procesul de eroziune prin: tipul de vegetaţie, compoziţia floristică a pajiştilor naturale, gradul şi perioada de acoperire a solului, puterea de refacere, dezvoltarea sistemului radicular. Vegetaţia îşi manifestă funcţia antierozională prin: • interceptarea picăturilor de ploaie şi preluarea unei importante părţi din energia cinetică a acestora; • reţinerea pe aparatul foliaceu şi cedarea ulterioară lentă a o parte din apa reţinută din precipitaţii; • reducerea vitezei de scurgere a apei pe suprafaţa versanţilor prin rugozitatea pe care o produc tulpinile plantelor şi resturile vegetale; • îmbunătăţirea structurii şi porozităţii solului, proprietăţi care măresc viteza de infiltraţie a apei în sol; • prevenirea formării crustei pe solurile cu un conţinut mai ridicat de argilă; • fixarea solului de către sistemul radicular; • favorizarea unei activităţi mai susţinute a microorganismelor din sol; • reducerea umidităţii solului datorită consumului de apă de către plante, favorizând în felul acesta infiltraţia apei în sol. Cu privire la tipul de vegetaţie, trebuie subliniat rolul mai complex şi în acelaşi timp mai eficace în reducerea scurgerii şi frânarea eroziunii pe care îl are vegetaţia lemnoasă - pădurea, prin reglarea regimului hidrologic al scurgerii lichide şi solide. Reţinerea apei din precipitaţii de către coronamentul arborilor este mai mare decât a pajiştilor naturale datorită suprafeţei mai mari a frunzelor arborilor suprapuse pe mai multe planuri. Pe de altă parte, litiera care se formează în pădurile încheiate reţine o cantitate de apă de câteva ori mai mare decât greutatea proprie. Reţinerea apei pe frunze şi de către litieră, la o ploaie de 10-30 mm poate ajunge la 40 - 60%, reducându-se în mod corespunzător coeficientul de scurgere. Coeficientul de scurgere generat de o ploaie de 75 mm, înregistrat într-o pădure de 60 - 80 ani, bine încheiată, a fost de numai 0,25 - 0,30, în timp ce pe păşune a crescut la 0,50, iar pe un teren degradat a ajuns la 0,77 - 0,85. O pădure de fag cu o consistenţă de 0,8, cu litieră, a redus eroziunea de 80 de ori în comparaţie cu terenul descoperit. Pădurea, prin cedarea lentă a apei reţinute, prelungeşte durata scurgerii, împiedică formarea torenţilor şi diminuează caracterul torenţial al cursurilor de apă. Un rol protector însemnat în protecţia antierozională a solului îl asigură şi ierburile perene, care dispersează picăturile de ploaie, le reduce energia cinetică împiedicând desprinderea şi formarea crustei. Scurgerea pe terenurile înierbate este dispersată, viteza de scurgere este mică şi astfel se reduce capacitatea de desprindere a particulelor de sol şi de transport a apei scurse. Pe terenurile arabile, plantele cultivate asigură solului o protecţie diferenţiată împotriva eroziunii, în funcţie de particularităţile biologice, de stadiul de dezvoltare, de perioada de vegetaţie şi de tehnologia de cultură. După gradul de protecţie, culturile agricole se clasifică în: culturi foarte bune protectoare, cu un grad de acoperire a solului de peste 75%, clasă în care intră lucerna si trifoiul din anul 2. culturi bune protectoare, cu un grad de acoperire de 50 - 75%, clasă în care intră cerealele păioase, inul, meiul, iarba de Sudan; culturi mediu protectoare, cu un grad de acoperire de 25 - 50% - mazărea, fasolea, soia, năutul, bobul; culturi slab protectoare, cu un grad de acoperire sub 25% - cartoful, porumbul, floarea-soarelui, sfecla. E. Factorii social - economici (antropici) Odată cu luarea în cultură a terenurilor, cu extinderea culturilor pe terenurile în pantă, cu dorinţa de a obţine producţii din ce în ce mai mari, omul a intervenit tot mai agresiv în ecosistemele agricole, distrugând de cele mai multe ori echilibrul stabilit în decursul timpului, creând condiţii favorabile degradării terenurilor prin procesul de eroziune, amplificând factorii erozionali, transformând unele regiuni din zone înfloritoare în adevărate deşerturi. Omul a contribuit la declanşarea eroziunii accelerate prin incendierea pădurilor, defrişări neraţionale, desţelenirea pajiştilor naturale, păşunat abuziv, luarea în cultură a versanţilor cu pante mari fără a se prevedea lucrări de protecţia solului, prin lucrări necorespunzătoare ale solului şi un sortiment de culturi neadecvat. In România, accelerarea fenomenului de eroziune s-a declanşat după încheierea tratatului de la Adrianopol din 1829, prin care s-a desfiinţat monopolul comercial al Imperiului Otoman cu Principatele Române şi s-a dezvoltat comerţul cu cereale cu ţările europene. Pentru a face faţă cerinţelor pieţelor externe şi a asigura venituri suplimentare, s-a trecut la extinderea suprafeţelor arabile prin desţelenirea unor suprafeţe mari de păşuni şi prin defrişarea pădurilor. În anii 1920 - 1921, s-au defrişat peste 1 milion de hectare de pădure pentru a le transforma în păşuni comunale. La declanşarea eroziunii au contribuit şi reformele agrare din anii 1864 şi 1922, când ţăranilor li s-au repartizat pământurile cele mai greu de lucrat de pe coastele dealurilor, parcelarea făcându-se în multe zone din deal în vale, cu lungimea pe linia de cea mai mare panta. Acest proces a continuat şi cu ocazia aplicării Legii fondului funciar, când unii proprietari de pământ au fost puşi în posesie pe vechile amplasamente orientate cu lungimea tot din deal în vale. Schimbări esenţiale în abordarea problemelor cu privire la fenomenul de eroziune a solului au avut loc odată cu trecerea la organizarea teritoriului în sole mari, amplasate cu latura lungă paralelă cu direcţia generală a curbelor de nivel, creându-se astfel posibilitatea de a se aplica pe suprafeţe întinse măsuri de prevenire şi combatere a eroziunii solului. În scopul studierii eroziunii şi a măsurilor de prevenire şi combatere, în anul 1956, a luat fiinţă Staţiunea Centrală de Cercetări pentru combaterea Eroziunii Solului Perieni-Jud. Vaslui, situată în Podişul Bârladului, subdiviziunea colinele Tutovei. Pe baza cercetărilor efectuate la Perieni şi în alte puncte experimentale aflate sub îndrumarea staţiunii, s-a stabilit sezonul critic al eroziunii în Podişul Central Moldovenesc, influenţa izolată şi asociată a factorilor eroziunii solului, măsurile şi lucrările cele mai eficiente de stăvilire a proceselor erozionale, de control al scurgerilor pe versanţi. Prin cercetările întreprinse s-au stabilit corelaţiile dintre tehnologiile de cultură specifice terenurilor în pantă, lucrările antierozionale şi producţia culturilor agricole, precizându-se sortimentul, structura, asolamentul, soiurile şi hibrizi corespunzători, lucrările de întreţinere a culturilor, fertilizarea, elemente care înglobează complexul de măsuri de protecţie antierozională a solului, de îmbunătăţire şi conservare a fertilităţii şi de sporire a producţiei culturilor agricole. 25
Pentru implementarea rezultatelor pe suprafeţe din ce în ce mai mari, în 1982, s-a început proiectarea şi executarea lucrărilor în vederea realizări unor perimetre etalon de combaterea eroziunii solului în 35 de judeţe, situate în zona colinar-deluroasă a ţarii. Fiecare perimetru etalon trebuia să constituie un model de conservare a solului, de folosire raţională a fondului funciar pentru suprafeţele de teren din zonă, cu condiţii naturale asemănătoare. Prin urmare, omul poate interveni şi în sens pozitiv în procesul erozional, prin efectuare de lucrări de prevenire şi combatere a eroziunii solului. Reuşita în acţiunile de conservare şi ameliorare a solurilor de pe versante este asigurată dacă se intervine simultan asupra cât mai multor factori care influenţează eroziunea şi se realizează aplicarea în complex a măsurilor şi lucrărilor antierozionale. Pe de altă parte, măsurile şi lucrările antierozionale au eficacitatea maximă dacă sunt aplicate diferenţiat, pe unităţi naturale (bazine hidrografice sau cel puţin versante) şi nu pe suprafaţa izolată a unor tarlale, proprietăţi sau unităţi administrative. Prevenirea şi combaterea eroziunii solului se realizează prin acţiuni care pot fi grupate după diverse criterii. După efectul asupra procesului de eroziune se disting: lucrări cu caracter preventiv, lucrări de ameliorare şi punere în valoare a terenurilor erodate. Forma de eroziune diferenţiază astfel: lucrări de prevenire şi combatere a eroziunii de suprafaţă, lucrări pentru combaterea eroziunii în adâncime. Dacă se consideră natura lucrărilor antierozionale, se deosebesc: măsuri şi lucrări organizatorice, lucrări simple (agrofitotehnice), lucrări silvice, lucrări speciale de amenajare antierozională. Avându-se în vedere folosinţa terenului amenajat se diferenţiază: lucrări pentru prevenirea şi combaterea eroziunii pe terenurile arabile, lucrări în plantaţiile viticole, lucrări în livezi, lucrări pe păşuni.
23. Consecinţele eroziunii solului 1. Modificarea proprietăţilor chimice ale solului Prin eroziune se îndepărtează în primul rând stratul de sol de la suprafaţă, orizontul de acumulare a humusului şi azotului. Fosforul se acumulează într-o măsură mai mică la suprafaţa solului, iar potasiul este răspândit aproape uniform în profilul de sol. De aceea solurile erodate au un conţinut redus de humus şi de azot şi astfel fertilitatea lor se reduce în mare măsură. Spre exemplificare, prin spălarea (erodarea) unui strat de sol de tip cernoziomic de numai 1 cm grosime se pot pierde cca. 150 tone sol care inglobeaza 6 tone humus, 210 kg N, 12 kg P şi 25 kg K accesibil. În Moldova, pe solurile afectate moderat de eroziune, rezerva de humus s-a redus cu până la 48%, în timp ce pe solurile puternic afectate şi foarte puternic afectate rezerva s-a redus cu până la 83%. Prin diminuarea rezervelor de humus ale solului se produce o pierdere importantă de materie organică şi elemente fertilizante, în special de azot, elementul cel mai afectat de eroziune. De aceea, îngrăşămintele cu azot aplicate pe terenurile erodate aduc sporuri însemnate de recoltă. În privinţa conţinutului mediu de fosfor total, reducerea a fost de până la 29% pe terenurile moderat erodate şi de 60% pe cele puternic şi foarte puternic erodate. Spre deosebire de N şi P, pe solurile erodate cresc rezervele de carbonaţi, pe întreg profilul, de 1,5 până la 3,2 ori, pe seama orizonturilor inferioare ajunse la zi. Conţinutul ridicat în carbonaţi micşorează accesibilitatea elementelor fertilizante din sol, în special a fosforului mobil. Conţinutul solului în elemente nutritive asimilabile se reduce şi ca urmare a diminuării activităţii microorganismelor din sol. 2. Modificarea proprietăţilor fizice şi hidrofizice ale solului Reducerea considerabilă a cantităţii de humus din sol, a dus în majoritatea cazurilor la distrugerea structurii acestuia şi la micşorarea vitezei de infiltraţie a apei în sol şi a permeabilităţii. Ca urmare, se favorizează dezvoltarea şi mai accentuată a fenomenului de eroziune, concomitent cu înrăutăţirea condiţiilor de creştere şi dezvoltare a plantelor. Dintre proprietăţile fizice, structura suferă influenţa cea mai puternică, în sensul că stabilitatea hidrică a structurii scade pe măsură ce se accentuează gradul de eroziune şi se reduce conţinutul de humus. Astfel, stabilitatea hidrică a structurii unui sol de tip cernoziomic din Câmpia Transilvaniei s-a redus de la 90% pe solul neerodat, la 60% pe solul moderat erodat şi 56% pe cel foarte puternic erodat. S-a constatat că prin eroziune se modifică si textura solului prin trierea materialelor şi a transportului de particule fine/argiloase şi prin faptul că ajung la suprafaţă orizonturile inferioare care au de cele mai multe ori o textură diferită de cea a orizonturilor superioare. Modificarea texturii are loc şi prin depunerea materialelor erodate în zonele cu pante mai reduse, la baza versanţilor. Cercetările efectuate la SCCES- Perieni au evidenţiat faptul că, în cazul unei stări avansate de eroziune, conţinutul de argilă în stratul de la suprafaţă (0-20 cm adâncime) se reduce faţă de solul neerodat, în medie cu 17% la cernoziomul cambic, 34% la solul brun-roşcat şi cu 18% la solul cenuşiu închis, iar valorile densităţii aparente cresc cu 7 până la 30% în partea superioară a profilului. Ca urmare a modificării atât a structurii cât şi a texturii, se modifică în ansamblu pe profilul solului şi indicii şi proprietăţile hidrofizice, deci relaţiile solului cu apa. Pe majoritatea solurilor erodate se micşorează valoarea capacităţii de apă în câmp şi coeficientului de ofilire, reducerea fiind mai accentuata în cazul capacităţii de câmp, fapt care contribuie la micşorarea intervalului umidităţii active si in consecinta la reducerea cantitatii de apa accesibila plantelor. Se contribuie astfel la înrăutăţirea condiţiilor de dezvoltare a plantelor. Spre exemplu, pe cernoziomul cambic puternic erodat din Podişul Bârladului, pe adâncimea 0-1m, apa accesibilă s-a redus cu 800m3/ha, reprezentând 40% din capacitatea solului neerodat. Înrăutăţirea relaţiilor solului cu factorii de vegetaţie constituie unul din principalii factori ai diminuării producţiei pe solurile erodate, prin reducerea densităţii şi creşteri necorespunzătoare care oferă şi o slabă protecţie antierozională a solului. Pe solurile 26
erodate se reduc viteza de infiltrare a apei în sol şi permeabilitatea, de aceea creşte coeficientul de scurgere. Înrăutăţirea proprietăţilor hidrofizice şi ridicarea valorii coeficientului de scurgere contribuie la accentuarea eroziunii şi a secetei solului. În regiunile mai secetoase, efectele dăunătoare ale secetei se accentuează prin faptul că solul reţine o cantitate mai mică de apă din precipitaţii, scade intervalul umidităţii active a apei pentru plante şi astfel se amplifică efectele dăunătoare ale secetei solului. 3. Reducerea producţiilor agricole Micşorarea producţiei agricole apare ca o consecinţă normală a spălării substanţelor nutritive din sol, în special a azotului, a înrăutăţirii proprietăţilor fizice şi hidrofizice si a accentuării lipsei de apă din sol. Cercetările au ajuns la concluzia unanimă că indiferent de condiţiile de climă şi sol, producţia scade pe terenurile erodate la toate culturile agricole, cu atât mai mult cu cât procesul de eroziune este mai avansat. Unii cercetători susţin că producţia se reduce direct proporţional cu grosimea orizontului de acumulare a humusului care a fost spălat. Ca urmare a acestui fapt, de multe ori, starea de eroziune a solului poate fi apreciată în funcţie de reducerea producţiei culturilor agricole. În toate cazurile, pe terenurile erodate producţiile obţinute au fost cu până la 90% mai mici decât pe cele neafectate de eroziune. Pe terenurile erodate, la grâu şi mazăre numărul de plante la hectar s-a diminuat cu 40%, înălţimea plantelor s-a redus la grâu cu 50 cm, la mazăre cu 30 cm, iar la porumb cu 83 cm. Numărul şi mărimea spicelor, ştiuleţilor sau păstăilor, numărul de boabe pe plantă şi masa a 1000 boabe s-au redus cu până la 66%. La o reducere a cantităţii de humus cu 50% faţă de terenul neerodat, producţia de grâu s-a redus cu 43-74%, iar la reducerea rezervelor de fosfor cu 50%, producţia s-a micşorat cu 26-66%. În cazul erodării solului până la baza orizontului A, pe cernoziomul slab levigat şi solul brun roşcat, sau până la jumătatea orizontului A/B pe celelalte soluri, producţia s-a redus cu 47-49% pe cernoziom, cu 54% pe solul cenuşiu de pădure şi cu 38% pe solul brun de pădure. Pe terenurile excesiv erodate nu se obţine nici un fel de producţie, acestea fiind scoase complet din cultură. O altă particularitate specifică este nesiguranţa producţiei pe terenurile erodate 4. Reducerea suprafeţei arabile se produce datorita suprafeţelor ocupate de ogaşe, ravene, torenţi şi a suprafeţelor deja excesiv erodate. 5. Distrugerea aşezărilor omeneşti, a diferitelor construcţii, căi de comunicaţie, a lucrărilor de geniu rural, în special de torenţi şi ravene mari. 6. Colmatarea lacurilor de acumulare de către fenomenul de eroziune produce pagube extraordinar de mari economiei având în vedere valoarea deosebit de ridicată a investiţiilor care se fac cu realizarea acumulărilor, a pierderilor care rezultă prin reducerea capacităţii de înmagazinare, cu toate efectele indirecte legate de neasigurarea cu apă a diferitelor folosinţe şi beneficiari. Colmatarea se produce în ritmuri diferite în funcţie de zona de amplasare a bazinelor hidrografice amonte de baraj, a răspândirii proceselor de eroziune din zona respectivă. Ritmul cel mai lent de colmatare îl au lacurile de munte. Astfel, în perioada 1967-1979, lacurile de munte (Vidraru, Izvorul Muntelui-Bicaz, Poiana Uzului) au prezentat un ritm mediu de colmatare de sub 1% din capacitate, în timp ce unele acumulări situate în zona de dealuri au depăşit 10%. Acumulările de pe Argeş, cu bazine de recepţie relativ mici, situate în zona dealurilor subcarpatice au avut un ritm mediu de colmatare de 9,5%-Oeşti, 7,3% Cerbureni, 5,3% Curtea de Argeş, 14,5% Bascov, 19,8% Piteşti. Aceste ritmuri ridicate de colmatare se datorează precipitaţiilor căzute în perioada 1970-1975, care au depăşit cu 30-50% precipitaţiile medii multianuale, perioadă în care şi încărcarea cu sedimente a depăşit cu 50% media multianuală. 7. Îngreunarea exploatării terenurilor Eroziunea solului creează mari greutăţi la mecanizarea lucrărilor agricole, atunci când solul este brăzdat de ravene şi ogaşe. În cazul spălării orizonturilor superioare, apar la zi orizonturi cu o textură grea sau chiar roci tari care opun o rezistenţă mai mare lucrărilor agricole, fiind necesare tractoare mai puternice. 8. Înrăutăţirea regimului apelor de suprafaţă şi subterane Pe terenurile erodate bilanţul apei este modificat. Apa care înainte de declanşarea eroziunii, pe terenurile neerodate se infiltra în sol, unde era înmagazinată şi apoi pusă la dispoziţia plantelor, după erodarea solului cea mai mare parte se scurge la suprafaţa solului, dislocând şi transportând materialele erodate care acoperă culturile sau solurile fertile din luncile râurilor sau colmatează iazurile şi lacurile de acumulare. Se reduce posibilitatea de alimentare continuă cu debite cvasiuniforme a cursurilor de apă, care primesc în schimb cantităţi mari de apă încărcată cu material solid în timpul viiturilor. Se modifică astfel caracterul hidrologic al râurilor, accentuându-se permanent caracterul torenţial. 9. Poluarea cursurilor de apă prin eroziune Peste 50% din sedimentele din râuri, de cca 4 miliarde tone/an, provin de pe terenurile agricole. Sedimentele conţin cantităţi importante de N, P, K, erbicide, insectofungicide care stânjenesc dezvoltarea sau distrug flora şi fauna din râuri, atât chimic prin mărirea cantităţilor de electroliţi din apă cât şi fizic prin reducerea procentului de oxigen, reducând pătrunderea luminii în apă. Prin eroziune, o parte din pesticide ajung în râuri, lacuri şi o altă parte sunt depuse în zone depresionare poluând mediul ambiant. Controlul procesului de eroziune reprezintă şi un mijloc de protecţie a mediului înconjurător. 10. Poluarea aerului prin eroziunea eoliană a solului. Circa 30 milioane tone de praf sunt spulberate anual de pe suprafeţele agricole.
24. Sisteme antierozionale de amplasare a culturilor pe versanţi Sistemul de amplasare a culturilor pe versanţi prezintă o importanţă deosebită deoarece influenţează în mod hotărâtor pierderile de apă şi sol în timpul ploilor torenţiale şi implicit producţia culturilor agricole. A. Sistemul de cultură pe curbele de nivel Sistemul de cultură pe curbele de nivel constă în executarea tuturor lucrărilor pe direcţia curbelor de nivel, cu abateri admise de 2-3% pe distanţe mai mari de 200 m şi de până la 5% pe distanţe mai mici. Sistemul se poate aplica pe solele amplasate cu latura lungă paralel cu direcţia curbelor de nivel. Acest sistem asigură o protecţie bună solului pe versanţii cu pante cuprinse între 3 şi 8 %, contribuind la reducerea scurgerii medii anuale cu 60 - 70 % şi a eroziunii cu 50% în raport cu sistemul de cultură pe linia de cea mai mare pantă. 27
Pe versanţii cu pante mai mari de 8% sistemul de cultură pe curbele de nivel trebuie completat cu alte măsuri antierozionale. Prin executarea tuturor lucrărilor pe direcţia curbelor de nivel se creează obstacole în calea scurgerii apei, se nivelează şiroirile şi rigolele formate în timpul ploilor torenţiale, se favorizează reţinerea şi infiltrarea apei în sol. Arătura, semănatul şi lucrările de întreţinere efectuate pe linia de cea mai mare pantă favorizează concentrarea scurgerii pe şanţurile dintre coamele brazdelor, urmele brăzdarelor semănătorii şi roţile tractoarelor sporind forţa de eroziune a apei de scurgere simultan cu cantitatea de sol erodat. În cazul semănatului se contribuie şi la distrugerea plantelor prin dezrădăcinare şi colmatare, numărul de plante distruse crescând de 3 ori, solul erodat de 3,6 ori iar producţia s-a micşorat cu 33% în comparaţie cu semănatul pe curbele de nivel (Popa A., şi colab., 1984). Pe versanţii cu înclinarea de până la 10% arăturile se pot efectua cu plugurile obişnuite, cu condiţia alternării în fiecare an a arăturii în părţi sau la cormană. Pe pante > 10 % se recomandă să se folosească plugurile reversibile, cu răsturnarea brazdei spre aval sau amonte pe pante de până la 14 - 15 %, pentru ca pe pante mai mari brazdele să se răstoarne numai spre amonte (Guş P., şi colab., 1998). Adâncimea arăturii nu a influenţat semnificativ producţia culturilor, de aceea, cu excepţia plantelor prăşitoare, adâncimea de arat nu trebuie să depăşească 20- 22 cm. Arăturile de toamnă pentru culturi de primăvară nu se vor grăpa toamna, deoarece în felul acesta terenul prezintă denivelări care reţin apa sau micşorează viteza de scurgere a apelor pluviale sau din topirea zăpezilor. O metodă simplă dar eficientă pentru sporirea apei reţinute pe versanţi, constă în ataşarea unei cormane prelungite la trupiţa din mijloc a plugului obişnuit. Pe versanţii cu pante mai mari de 18 - 20%, pentru a preveni răsturnarea tractoarelor, utilajele pe pneuri trebuie înlocuite cu tractoare pe şenile. B. Sistemul de cultură în fâşii Pe versanţii cu pante > 8%, pentru a mări eficienţa sistemului de cultură pe curbele de nivel, acesta se poate combina cu un anumit mod de amplasare a culturilor prin care culturile prăşitoare să alterneze cu cerealele păioase sau leguminoase pentru boabe. În felul acesta energia cinetică a scurgerilor ce se formează pe fâşia cultivată cu prăşitoare este disipată de fâşia din aval cultivată cu plante cu desime mare. Sistemul de cultură în fâşii este indicat pe versanţii cu lungimea liniei de scurgere mai mare de 100 m, cu panta de peste 8 10%, dacă prăşitoarele au o pondere mare în structura culturilor, pentru ca la o pondere a prăşitoarelor de numai 20% sistemul să se aplice pe pante mai mari de 16%. Sistemul constă în împărţirea versantului în fâşii cu lăţimea egală, care se cultivă alternativ cu cereale păioase, leguminoase pentru boabe sau in şi plante prăşitoare, în aşa fel încât fâşiile cu prăşitoare să fie cuprinse între cele cultivate cu cereale, leguminoase sau alte culturi bune protectoare.
a Sistemul de cultură în fâşii
b. Sistemul de cultură în fâşii
Pentru a rezulta fâşii cu lăţimea constantă, versanţii trebuie să posede o înclinare uniformă deoarece fâşiile cu lăţime variabilă îngreunează mecanizarea lucrărilor agricole. Eficienţa antierozională a sistemului depinde de modul de stabilire a lăţimii fâşiilor şi de amplasarea acestora de-a lungul versanţilor. Lăţimea se poate stabili în funcţie de viteza critică de neeroziune sau de distanţa critică, precum şi în funcţie de criteriul pierderilor admisibile de sol prin eroziune. Stabilirea lăţimii fâşiei pe baza primelor două criterii necesită cunoaşterea unor parametrii greu de determinat pe teren, motiv pentru care majoritatea cercetătorilor recomandă folosirea criteriului eroziunii admisibile. În acest caz, din formula universală a eroziunii solului adaptată de M. Moţoc, după Wischmeier, pornind de la pierderile admisibile de sol se determină lăţimea fâşiilor cu relaţia: Eroziunea admisibilã L0,3= K ⋅ I n ⋅ S ⋅ C ⋅ Cs Semnificaţia termenilor s-a prezentat odată cu relaţia de calcul a eroziunii. În funcţie de valoarea pantei şi erodabilitatea solului, în tabel se prezintă valorile orientative ale lăţimii fâşiilor, stabilite de Stănescu P., cu relaţiile: L = 10 (2,22 - 0,03i) - pentru soluri cu erodabilitate mică; L = 10 (2,15 - 0,03 i) - pentru soluri cu erodabilitate mijlocie; L = 10 (2,05 - 0,03i) - pentru soluri cu erodabilitate mare. Valori orientative pentru lăţimea fâşiilor cultivate Lăţimea fâşiilor (m) pentru soluri cu erodabilitatea
Panta % 5- 10 11- 15 16 - 25
Mică 117- 83 78 – 59 55 – 30
Mijlocie 100 - 71 66 - 50 47 - 25
Mare 79 – 56 52 – 40 37 – 20 28
Pentru delimitarea pe teren a fâşiilor, se trasează curba de nivel cheie, folosind nivela sau compasul cu fir cu plumb. Pornind de la curba de nivel cheie materializată pe teren, în funcţie de lăţimea fâşiilor se materializează pe teren cu picheţi limitele fâşiilor, iar după rectificarea traseului, limita dintre fâşii se marchează printr-o brazdă trasată cu plugul. Cu ocazia rectificării traseului, pentru a păstra o lăţime constantă a fâşiilor şi laturile lungi paralele, se admit abateri de 5% faţă de curba de nivel cheie. Prin folosirea sistemului de cultură în fâşii, indiferent de mărirea pantei, pierderile de sol se reduc cu 2 -8 ori faţă de cultivarea versantului numai cu porumb, iar după 5 -6 ani de aplicare, producţia a crescut în medie cu 24 %, la un consum de muncă suplimentar de 8% faţă de cultivarea unei singure plante pe solă sau versant. Menţinând neschimbat amplasamentul fâşiilor, după 5 - 6 ani, la limita dintre fâşii apare o denivelare care dacă se înierbează poate constitui taluzul unei viitoare agroterase. C. Sistemul de cultură în benzi înierbate În zonele mai bogate în precipitaţii (>600 mm), cu versanţi cu pante cuprinse între 12 - 25%, sistemul de cultură în fâşii se poate înlocui cu cel în benzi înierbate, deoarece în aceste zone se pot realiza benzi înierbate, bine încheiate şi cu o perioadă de vegetaţie mai lungă. În cadrul acestui sistem, sola sau versantul se împarte în fâşii care se cultivă cu aceeaşi plantă, însă la limita aval a fiecărei fâşii se va prevedea o bandă înierbată. Benzile înierbate preiau rolul fâşiilor ocupate de cereale sau leguminoase, ele interceptează, dispersează şi reţin parţial scurgerile din fâşia amonte. Prin desimea vegetaţiei, reduc viteza de scurgere a apei, iar o parte din materialul solid purtat de apă se depune în zona din amonte a benzii. Dacă benzile se menţin pe acelaşi amplasament un număr mare de ani, se transformă în taluzuri de agroterase. Distanţa de amplasare a benzilor se stabileşte folosind aceleaşi criterii şi relaţii de calcul ca şi în cazul fâşiilor. Valorile orientative se prezintă în tabel. Lăţimea benzilor variază între 4 şi 8 m, de regulă 4 - 6 m, cu excepţia versanţilor uniformi cu lungimi mari şi a versanţilor convecşi şi concavi, situaţii în care lăţimea poate fi majorată de la 8 - 10 m, în treimea inferioară a versanţilor uniformi şi convecşi şi în treimea superioară a versanţilor concavi. În toate situaţiile lăţimea trebuie să corespundă unui multiplu a lăţimii de lucru a semănătorilor utilizate. Pe versanţii cu mici variaţii ale pantei, pentru a se păstra lăţimea constantă a fâşiilor dintre benzi, se poate modifica lăţimea benzilor înierbate. Benzile se pot înfiinţa numai cu leguminoase perene, care au o longevitate de 3-4 ani, sau numai cu graminee atunci când se doreşte permanentizarea lor. Pentru a obţine benzi înierbate cu desime bună, trebuie ca semănatul să se facă în teren bine pregătit, la adâncime corespunzătoare, cu tăvălugirea suprafeţei după semănat. Pentru o răsărire uniformă se va distruge crusta precum şi buruienile, prin cosire sau erbicidare. Exploatarea benzilor înierbate se face prin cosire. Se interzice circulaţia de-a lungul benzilor şi transformarea acestora în drumuri. Rezultatele cercetărilor efectuate într-o perioadă de 10 ani în Podişul Central Moldovenesc, au scos în evidenţă rolul antierozional al benzilor înierbate, pierderile de sol reducându-se de 3 - 4 ori în comparaţie cu terenul fără benzi, aducând pierderile de sol sub cele admisibile (Popa A., şi colab. 1984). Prin acest sistem se reduce suprafaţa arabilă cu 3 - 5%, obţinându-se în schimb, pe lângă protecţia antierozională, o producţie de fân de circa 3500 kg/ha, la o exploatare raţională a benzilor înierbate. Sistemele de cultură în fâşii şi benzi se pot folosi chiar şi în cazul în care proprietarii de teren deţin suprafeţe mici, amplasate cu lungimea din deal în vale. În zonele în care parcelele de teren au lăţimea mică dar sunt amplasate cu lungimea pe curbele de nivel, iar pe un versant parcelele sunt deţinute de mai mulţi proprietari, prin înţelegerea între ei, se poate folosi sistemul de cultură în fâşii sau benzi înierbate, dacă anual unii cultivă cereale sau leguminoase, alţii prăşitoare, planificând o alternanţă între parcelele cu plante bune protectoare cu culturi de plante prăşitoare, sau dacă prevăd la limita dintre parcele pe direcţia curbelor de nivel benzi înierbate. Rezultate bune se obţin prin folosirea pe acelaşi versant a ambelor sisteme, cultură în fâşii cu benzi înierbate între fâşii, procedeu care prezintă următoarele avantaje: Ö micşorează în mai mare măsură pierderile de sol, deoarece parcelele de sol sunt reţinute atât de fâşiile cultivate cu plante în rânduri apropiate cât şi de benzile înierbate; Ö lăţimea fâşiilor se poate mări, sporind în felul acesta randamentul lucrărilor agricole mecanizate; Ö fâşiile cultivate sunt mai bine delimitate de prezenţa benzilor înierbate.
25 . Amenajarea antierozională a terenurilor prin lucrări de terasare. Complexul de lucrări de combaterea eroziunii cuprinde pe lângă măsuri agroameliorative simple şi unele lucrări hidrotehnice speciale cum sunt: uniformizarea - modelarea versanţilor, agroterasarea şi terasarea versanţilor, lucrări de reţinerea scurgerilor (valuri) şi de evacuare ( canale, debuşee). A.Uniformizarea/modelarea terenurilor arabile Lucrarea hidrotehnică cea mai simplă, dar şi cea care creează condiţii favorabile aplicării în complex a celorlalte măsuri şi lucrări antierozionale, o reprezintă uniformizarea/modelarea terenurilor arabile situate pe versanţi. Pe versanţii cultivaţi cu plante agricole se pot întâlni o serie de neuniformităţi ale terenului (denivelări), fie naturale fie create de activităţile desfăşurate de către om. Astfel, se întâlnesc denivelări naturale datorate prezenţei unor incipiente zone negative de concentrare a scurgerilor, apariţiei de rigole şi ogaşe, a unor denivelări formate prin mici alunecări, precum şi datorită amplasării greşite a drumurilor, prezenţei haturilor şi executării unor lucrări agricole necorespunzătoare etc. Toate aceste neuniformităţi ale terenului concentrează scurgerile de-a lungul lor, favorizând trecerea de la eroziunea de suprafaţă la eroziunea în adâncime, mărind dimensiunile denivelărilor, forţa de eroziune şi cantitatea de sol antrenat şi îngreunând efectuarea lucrărilor agricole. Pentru a înlătura concentrarea scurgerilor de suprafaţă şi pentru a crea condiţii de aplicare a complexului de lucrări de prevenire şi combaterea eroziunii, inclusiv a lucrărilor agricole pe direcţia curbelor de nivel, pentru luarea în cultură a unor terenuri cu denivelări se impune uniformizarea prin lucrări de netezire - modelare a versanţilor. Această lucrare, în funcţie de înălţimea mameloanelor, de adâncimea firelor de concentrare, de densitatea şi dimensiunile rigolelor, ogaşelor şi a denivelărilor create de 29
alunecări, se poate executa cu maşini terasiere (buldozere, gredere) sau numai cu polidiscul şi nivelatoarele. Modelarea se poate face cu sau fără decaparea stratului superior de sol. În cazul unor forme negative, cu adâncimi mai mari de 0,4 - 0,5 m, pământul de umplutură se aşează în straturi de 0,25 0,30m care se tasează, asigurând pentru zonele de umplutură un spor de înălţime de 5 - 10% din înălţimea de umplutură. Volumul de terasamente necesar este cuprins între 200 - 2000 m3/ha. Precizări suplimentare legate de modelarea versanţilor se prezintă în capitolul următor. B.Terasarea terenurilor arabile Pe versanţii cu pante mai mari de 15%, din zonele cu agresivitate pluvială ridicată şi soluri cu un grad de erodabilitate mai greu de controlat, măsurile antierozionale în care vegetaţia şi lucrările solului au rol hotărâtor trebuie completate şi cu lucrări pentru reducerea pantei versanţilor. Micşorarea pantei versanţilor, pe terenurile arabile, se poate realiza folosind sistemul cu agroterase sau terase banchetă. Pe terenurile arabile nu se recurge la executarea teraselor clasice în sistemul rambleu-debleu specifice plantaţiilor viticole şi pomicole, deoarece pe de o parte investiţiile în amenajare sunt foarte mari şi prin cultivarea plantelor agricole nu se pot recupera decât într-un timp prea îndelungat, iar pe de altă parte suprafaţa ocupată de taluzuri este destul de mare.
Agroterase
Agroterase
Sistemul antierozional cu agroterase a reprezentat, îndeosebi în Transilvania, una din cele mai vechi măsuri de stăvilire a eroziunii. Agroterasarea versanţilor în Transilvania a fost favorizată de orientarea loturilor pe direcţia generală a curbelor de nivel şi de lăţimea destul de redusă a acestora. Lăţimea agroteraselor s-a realizat, de regulă, egală cu lăţimea parcelelor, motiv pentru care metoda nu a avut întotdeauna succesul scontat. Agroterasele au avantajul că nu necesită investiţii cu ocazia construirii lor, deoarece ele se realizează în procesul de producţie agricolă prin permanentizarea benzilor înierbate sau chiar a fâşiilor şi prin executarea arăturilor cu răsturnarea brazdelor în aval. Lăţimea agroteraselor se stabileşte în funcţie de panta versantului, putând ajunge la 50 m la panta de 10-12%, reducându-se până la 10-15m la pante de 18-20% şi pe soluri mai puţin rezistente la eroziune. La stabilirea lăţimii se are în vedere ca panta agroterasei în stadiul final să nu depăşească 8-10%, iar înălţimea taluzului să fie de maximum 2-2,5m. Agroterasele se construiesc într-o perioadă de 10-12 ani prin arături cu răsturnarea brazdelor în aval, prin trei procedee care însă nu se deosebesc prea mult unul faţă de celălalt. Intr-o primă variantă, agroterasele se pot realiza prin permanentizarea benzilor înierbate sau chiar a fâşiilor cu executarea, an de an, a arăturilor cu răsturnarea brazdelor în aval. În acest caz banda înierbată se transformă în viitorul taluz al agroterasei. În a doua variantă, succesiunea operaţiilor la executarea agroteraselor este următoarea: ¾ se nivelează haturile, rigolele, micile denivelări ale suprafeţei versantului; ¾ se stabileşte lăţimea platformei; ¾ se trasează curba de nivel cheie, se rectifică traseul şi se delimitează viitorul taluz al terasei, în lăţime de 1,2-2m, care nu se ară; ¾ se execută arăturile cu răsturnarea brazdelor în aval, cu excepţia ultimei brazde de la extremitatea amonte a platformei care se răstoarnă înspre amonte; ¾ se înierbează viitorul taluz. Varianta a treia se aseamănă cu cea de-a doua, cu precizarea că 2-3 brazde din avalul platformei se răstoarnă în spre amonte, operaţie prin care se realizează în partea aval a platformei o mică coamă, care are rolul de a reţine apa şi particulele de sol antrenate de apă din zona din amonte a platformei. Numărul de arături adânci pentru formarea agroteraselor este variabil şi depinde de panta versantului, condiţiile de sol, agresivitatea pluvială, panta şi lăţimea platformei. La construirea agroteraselor îşi aduce contribuţia chiar şi fenomenul de eroziune, deoarece în timpul ploilor mai importante, particule de sol din partea amonte a platformei sunt transportate în partea din aval, unde întâlnind fâşia înierbată sau coama, se depun. La Staţiunea Perieni, după 12 ani de la înfiinţarea agroteraselor, panta platformei teraselor s-a redus cu 35-60%, iar panta taluzurilor a crescut cu 40,9-61,5%. La aceeaşi staţiune, pe agroterasele cu lăţimea de 12-22m şi înălţimea taluzului de 2,25-3,0m, pierderile de sol s-au redus de 2-10 ori comparativ cu martorul neterasat. Creşteri ale producţiei agricole s-au înregistrat după trecerea unei perioade de minimum 4 ani, sporurile cele mai mari înregistrându-se pe agroterasele mai late. C. Terasarea terenurilor arabile - terase banchetă Terasarea terenurilor arabile fiind o lucrare care implică deplasări de terasamente şi ca urmare costuri mari, se va folosi numai pe versanţii pe care celelalte măsuri nu reuşesc să reducă pierderile de sol în limite admisibile. Terasarea se poate folosi pe versanţii lungi, uniformi, cu panta cuprinsă între 10-15 şi 22-25%, în zonele cu agresivitate climatică ridicată, 30
în condiţiile în care în structură culturile prăşitoarele deţin un procent ridicat. Se vor evita versanţii cu potenţial de alunecare, cu izvoare de coastă sau cu zone de concentrare a scurgerilor. Terasarea se realizează în două etape, într-o primă etapă se execută terasele banchetă propriu-zise, cu lăţimea de 46m, taluzul de umplutură de 0,5-0,7m, platforma orizontală sau înclinată spre aval cu o pantă de 1-3%. Între terasele banchetă se lasă o fâşie neterasată, de 10-40m lăţime, fâşie care prin lucrările solului şi fenomenul de eroziune, va deveni platforma terasei realizate în etapa a doua . Lăţimea fâşiei neterasate se stabileşte în funcţie de panta versantului, la pante de 15-20%, recomandându-se o lăţime de 40-20m, la pante de 20-25% - 20-15m, iar la pante de 25-28% - 15-10m. Tehnologia de execuţie a teraselor banchetă cuprinde următoarea succesiune de lucrări: 9 nivelarea terenului în scopul prevenirii formării scurgerii concentrate; 9 trasarea curbei de nivel cheie şi rectificarea traseului pentru a obţine terase cu lăţimea constantă; 9 materializarea în amonte şi aval de noi aliniamente pentru alte terase; 9 desfundarea terenului cu plugul balansier la adâncimea de 0,6-0,8m; 9 realizarea terasei banchetă cu ajutorul buldozerului sau grederului. 9 se finisează şi se înierbează taluzul aval; cel din amonte nu se taluzează; trecerea la fâşia neterasată se face printr-o denivelare. La executarea terasei cu ajutorul buldozerului, pentru a săpa şi împinge pământul spre aval, lama se înclină spre aval sub un unghi de 30 - 350 faţă de direcţia de înaintare şi cu 4 - 60 spre amonte faţă de axul orizontal. În felul acesta, 3 - 5 treceri se realizează o platformă în umplutură cu înălţimea de 0,5 - 0,7 m. Executarea terasei cu grederul este mai convenabilă dacă terenul a fost în prealabil nivelat şi dacă la capetele parcelei se dispune de zone de întoarcere. Pentru formarea platformei viitoarei terase, cuprinsă între două terase banchetă, arăturile se vor executa cu răsturnarea brazdelor în aval. Prin răsturnarea brazdelor în aval şi prin procesul lent de eroziune care are loc pe fâşia neterasată dar nivelată, după 10 - 15 ani se realizează forma definitivă a terasei bancheta, prin reducerea pantei versantului la 6 - 12% . Perioada optimă de constituire a teraselor este toamna, după recoltarea culturilor. D.Terasarea terenurilor pentru plantaţiile de viţă de vie şi pomi Terasarea versanţilor este una din cele mai vechi metode de stăvilire a eroziunii solului. Ideea terasării a apărut odată cu folosirea pentru agricultură a versanţilor. Sunt cunoscute terasele foarte vechi din China, India, Japonia, Armenia etc. Prin terasare se realizează modelarea versanţilor în adevărate trepte, contribuindu-se la stăvilirea sau diminuarea procesului de eroziune şi la îmbunătăţirea condiţiilor de dezvoltare a viţei de vie sau pomilor fructiferi. În România, terasarea versanţilor în vederea plantării cu viţă de vie s-a efectuat, în principal manual, pe suprafeţe mari în perioada 1955-1962, în judeţele Constanţa, Galaţi, Argeş, Braşov, Prahova, pentru ca după 1970 să se treacă la executarea mecanizată. Prin terasare se realizează modelarea versanţilor în adevărate trepte contribuindu-se la stăvilirea sau diminuarea eroziunii, precum şi la îmbunătăţirea condiţiilor de dezvoltare a viţei de vie sau pomilor fructiferi.
Terase intr-o plantaţie de viţă de vie (după Savu P.)
Terasarea versanţilor destinaţi plantaţiilor de vie, în condiţii de mecanizare şi irigare, în zonele secetoase, reprezintă cea mai costisitoare şi mai pretenţioasă lucrare de amenajare atât în ceea ce priveşte alegerea terenului, construcţia teraselor, cât şi consolidarea şi întreţinerea lor. De aceea, trebuie terenurile terasabile trebuie stabilite pe baze de studii complexe care trebuie să precizeze: o o o o o
limita superioară a pantei versanţilor pretabili pentru terasare; elementele constructive ale teraselor; înclinarea platformei pe ax transversal şi longitudinal; înclinarea taluzurilor consolidarea taluzurilor.
În cadrul studiilor trebuie să se precizeze :
• • • •
proprietăţile fizice ale solului, grosimea şi succesiunea orizonturilor, natura şi adâncimea la care se găseşte roca de bază; nivelul apei freatice şi zonele de exces de umiditate; stabilitatea versanţilor; comportarea altor terase executate în zonă.
Condiţii pe care trebuie să le îndeplinească versanţii propuşi pentru terasare Se recomandă să se teraseze numai versanţii cu panta uniformă, cu lungime mare şi fără schimbări accentuate de pantă. Dacă se îndeplinesc aceste condiţii vor rezulta terase cu lăţimi egale, nu vor apare zone neterasate, (aşa zisele berme), iar volumul de terasamente nu va depăşi 2500m3/ha. 31
Terasarea nu se poate realiza pe terenurile puternic frământate, cu potenţial de alunecare, cu marne argiloase, gresii marnoase, precum şi pe terenurile care generează dificultăţi în captarea izvoarelor. Prin terasare nu trebuie să apară la zi (suprafaţă) straturi cu argilă, (cu peste 50% argilă coloidală), straturi de marne argiloase sau salifere, roci dure-impermeabile, pietrişuri, bolovănişuri, deoarece acestea împiedică pătrunderea rădăcinilor. Pseudogleizarea şi gleizarea avansate constituie o limitare frecventă pentru terasare, aceste fenomene care apar la baza versanţilor sau la schimbări de pante, fiind legate de argilozitatea puternică a solului şi de apariţia excesului de umiditate. In concluzie, se exclud de la terasare : • zonele cu microrelief puternic frământat; • terenurile afectate de eroziunea în adâncime; • versanţii cu potenţial mare de alunecare, cu marne argiloase, gresii marnoase sau pe care sunt prezente izvoare greu de captat; • zonele cu exces de umiditate; • solurile nisipoase sau subţiri, la care prin terasare pot să apară la suprafaţă straturi cu argile (peste 50% argilă coloidală), straturi de marne argiloase sau salifere, roci dure sau impermeabile, pietrişuri sau bolovănişuri; aceste soluri şi roci nisipoase se întâlnesc îndeosebi în centrul Moldovei, în timp ce soluri şi roci argiloase supuse alunecărilor se întâlnesc mai ales în podgoriile Drăgăşani, Tg. Jiu, Târnave. Cu privire la înclinarea versanţilor, în zona secetoasă (Dobrogea) plantaţiile de vii şi terasele se pot amenaja pe versanţii cu pante de la 8-10% până la 20-22%. S-a stabilit ca limită inferioară panta de 8-10% datorită necesităţii de a se introduce şi irigaţia. Se recomandă să se teraseze versanţii cu panta uniformă şi lungime mare, fără schimbări accentuate de pantă, în aşa fel încât volumul de terasamente să nu depăşească 2500 m3/ha. În zona subumedă şi umedă se vor terasa versanţii cu panta cuprinsă între 15 – 25 % (Podgoriile Dealul Mare, Cotnari, Săhăteni). Terasele pentru pomii fructiferi se pot executa pe versanţii cu panta de până la maximum 30%. Influenţa pantei asupra investiţiei, a suprafeţei efectiv plantate şi a suprafeţei ocupate de alei, poteci etc., se va reda în cele ce urmează: Dacă se consideră investiţia de 100% la panta de 15%, aceasta creşte la: 120% la panta versantului de 18-22%; 140% la panta versantului de 23-25%; 160% la panta versantului de > 26%. Suprafaţa efectiv plantată, la o înălţime a platformei de 2 - 2,2m, scade de la 85% la panta de 15%, la 80% la panta de 20% şi la 75% la pante >25%. Suprafaţa ocupată de alei, poteci, debuşee, zone de întoarcere si drumuri se recomanda a fi de 8% la pante de 15%, 10,5% la panta de 20% şi 14% la panta de 25%. În etapa actuală se recomandă terasarea terenurilor viti-pomicole numai dacă prin această amenajare se pot asigura condiţii bune de dezvoltare şi exploatare mecanizată a plantaţiilor, astfel incat să se realizeze beneficii prin producţii cât mai mari, cu cheltuieli de amenajare şi de întreţinere cât mai reduse. Clasificarea teraselor Terasele viti-pomicole se pot clasifica în funcţie de: - înclinarea platformei, - de consolidarea taluzului, - tehnologia de execuţie. În funcţie de înclinarea platformei faţă de linia de cea mai mare pantă, terasele pot fi: - terase cu platformă orizontală; - terase cu platforma înclinată spre aval; - terase cu platforma înclinată spre amonte. După poziţia faţă de curbele de nivel: terase orizontale; terase înclinate în lungul platformei. După tipul de consolidare a taluzului: terase cu taluzul consolidat biologic (prin înierbare); terase cu consolidare mecanică a taluzului (cu zidărie de piatră sau beton). După tehnologia de execuţie: - terase executate prin procedeul debleu-rambleu; - terase executate o dată cu desfundatul terenului; Criterii pentru alegerea tipurilor de terase şi a elementelor dimensionale Terasele cu platforma orizontală , deşi la aceeaşi pantă a versantului şi lăţime a platformei implică un volum mai mare de terasamente la unitatea terasata în comparaţie cu cele cu platforma înclinată în sensul pantei, sunt recomandate în zonele secetoase, cu soluri permeabile, din Dobrogea şi din unele zone în care se urmăreşte reţinerea în totalitate a apei din precipitaţii. Platforma orizontală este indicată şi pe terasele care se propun la irigare. Terasele cu platforma înclinată pe ax transversal (în sensul pantei) sunt indicate în zonele mai bogate în precipitaţii, cu soluri cu permeabilitate medie şi redusă, din podgoriile Târnave, Lechinţa, Teaca, Ştefăneşti-Argeş, Dealul Mare, Drăgăşani, Sâmbureşti, Tg. Jiu, Râmnicul Sărat şi în unele zone din Cotnari, Huşi, Vrancea, zone în care nu se urmăreşte reţinerea întregului 32
volum de apă dat de ploile torenţiale. În aceste zone consolidarea taluzurilor prin înierbare asigură reducerea vitezei de scurgere a apei de către covorul vegetal care este mai bine dezvoltat şi-şi menţine eficienţa o perioadă mai îndelungată. Înclinarea platformei se alege în limitele 3-5%, excepţional 8%, pe solurile mai rezistente la eroziune. Terasele cu platforma înclinată pe ax longitudinal sunt indicate pentru terasele cu mai mult de 3 rânduri de vie, în zonele bogate în precipitaţii, cu soluri argiloase şi argilo-lutoase. Aceste terase preiau apa de pe platformă şi o conduc spre debuşee, prevenind atât eroziunea taluzului cât şi excesul de umiditate. Cu privire la tipul de consolidare al taluzului, în general aceasta se face prin înierbare, cu excepţia zonelor în care prin desfundare se aduce la suprafaţă suficientă piatră pentru consolidarea teraselor cu zid de sprijin. Terase cu zid de sprijin din piatră se întâlnesc în podgoriile Pietroasa, Carasu şi Miniş-Arad. Cu privire la elementele dimensionale ale teraselor, acestea se aleg în aşa fel încât să conducă la mişcări de terasamente cât mai reduse, să asigure stabilitatea acestora şi să permită efectuarea lucrărilor cu mijloace mecanice. Lăţimea terasei trebuie să fie constantă pe lungimea tarlalei şi să fie un multiplu al distanţei dintre rânduri plus distanţele marginale. Înălţimea taluzului terasei, pentru a asigura stabilitatea şi adâncimi de săpătură acceptabile, nu trebuie să depăşească 2 m pe solurile argiloase şi 2,5 m pe solurile formate pe loess, la o înclinare a taluzurilor de 1/1 pe terenurile cu stabilitate şi permeabilitate bune (loessoide) şi de 1/1,5 pentru solurile cu stabilitate redusă, argiloase sau uşor erodabile. Terasele cu zid de sprijin au stabilitatea asigurată când la o înălţime de 2 m li se asigură o fundaţie de 0,4-0,6m, cu lăţimea zidului la partea superioară de 0,3-0,5 m şi un fruct de 0,1 pentru partea amonte şi 0,25 pentru cea aval. Lăţimea fundaţiei se stabileste cu 0,10-0,15 m mai mare faţă de baza zidului. Se prezintă elementele teraselor din pământ cu taluzul consolidat prin înierbare. Lăţimea platformei terasei (L) reprezintă suprafaţa efectiv cultivată cu vie sau pomi. Este de dorit ca lăţimea platformei terasei să se menţină constantă pe lungimea unei tarlale. Dacă se impun modificări, acestea se vor face la limita unei parcele. Lăţimea platformei teraselor trebuie să fie egală cu multiplul distanţei dintre rânduri plus distanţele de la primul şi ultimul rând de vie până la taluzul aval, respectiv amonte. Pentru pomii cu port pitic pe platforma terasei se pot planta 2 – 3 rânduri de pomi, asigurându-se un interval de 1,20 m la marginea amonte şi 1,00 – 1,50 m la marginea aval. Pomii cu port înalt se plantează pe un singur rând pe terasă, la o distanţă de 3,50 m de piciorul taluzului amonte şi 1,50 m de la limita aval a platformei. Lăţimea terasei (L1) include lăţimea platformei plus suprafaţa ocupată de taluz. Înclinarea taluzului (1/m) se stabileşte în funcţie de natura pământului : • 1/1 – pentru terenurile cu stabilitate bună, cu soluri permeabile formate pe loëss; • 1/1,25 ÷ 1/1,5 – pentru terenurile cu stabilitate redusă, cu soluri argiloase sau nisipoase, uşor erodabile. Înălţimea taluzului platformei (h) se stabileşte tot în funcţie de stabilitatea terenului, valoarea maximă fiind de : • 2 m pentru terasele executate pe solurile argiloase; • 2,5 m pentru terasele executate pe solurile formate pe loëss, consolidate biologic; • 2,5 – 3,0 m pentru terasele executate pe solurile formate pe loëss, consolidate cu zid de sprijin. Înclinarea platformei pe ax transversal (Ip). Se recomandă să se execute terase cu platformă orizontală în zonele secetoase, cu soluri permeabile şi în situaţia în care se prevede irigarea viţei de vie sau a pomilor fructiferi. În zonele bogate în precipitaţii, pe solurile cu permeabilitate medie sau redusă (Podgoriile Târnave, Lechinţa, Teaca, Ştefăneşti-Argeş, Dealul Mare, Drăgăneşti, Sâmbureşti, Tg. Jiu, Rm. Sărat şi parţial în Cotnari, Huşi şi Vrancea), se vor executa terase cu platforma înclinată în sensul pantei terenului, cu Ip cuprinsă între 3 – 5 %, excepţional până la 8 %. Terasele cu platformă înclinată în sens invers pantei necesită un surplus de terasamente, motiv pentru care se folosesc foarte rar. Înclinarea pe ax longitudinal a platformelor teraselor se stabileşte în funcţie de natura solului, de regimul precipitaţiilor, de lăţimea platformei şi de metoda de irigare. Astfel, teraselor executate în zonele bogate în precipitaţii, cu soluri cu permeabilitate redusă, cu lăţimi ale platformei de peste 10 m, li se va asigura o pantă spre debuşee de 4 – 5 %. În cazul unor soluri cu permeabilitate bună, cu lăţimea sub 10 m, panta va fi de până la 3 %. În funcţie de metoda de udare, panta maximă pe ax longitudinal poate lua următoarele valori : • 0,6 – 0,8 % la udarea prin brazde; • 1,0 – 2,0 % la udarea prin aspersiune; • 2,0 – 3,0 % la udarea prin picurare şi cu rampe perforate. Pentru dimensionarea teraselor se procedează în conformitate cu procedura descrisă în cele ce urmează. Lăţimea platformei teraselor (L) şi a terasei (L1) se stabilesc cu relaţiile: L = ( nr - 1 ) d + d1 + d2 (m) L = ( nr - 1 ) d + d1 + d2 +mh = L + mh (m) în care:
nr d d1 d2 m h
- numărul de rânduri de vie sau pomi; - distanţa dintre rânduri, în m; - distanţa de la primul rând la baza amonte a taluzului platformei ; - distanţa de la ultimul rând la baza aval a taluzului platformei; - numitorul taluzului; - înălţimea taluzului.
33
Distanţa recomandată între rândurile de vie este de 2,0 – 2,2 m, d1 = 1,6 m, iar d2 este de 0,8 – 1,0 m pentru terasele înguste, cu până la 3 rânduri de vie şi de 1.8 m pentru terasele cu 4 sau mai multe rânduri de vie. Distanţa dintre rândurile de pomi depinde de specia pomicolă şi de sistemul de cultură şi variază, în general, între 3 şi 4 m. Înălţimea taluzului teraselor (h) se calculează în funcţie de tipul terasei, după cum urmează: a) Terase cu platforma orizontală Relaţia de calcul a înălţimii taluzului se deduce folosind fig. Se observă: H=h h = L1IV = ( L + mh )IV = L IV + mh IV h - mh IV = L IV L ⋅ IV (m) h= 1 − m ⋅ IV în care Iv reprezintă panta versantului.
Secţiune transversală printr–o terasă cu platformă orizontală b) Terase cu platforma înclinată în sensul pantei Din fig. se observă : h = H - ∆h = L1 IV - L IP h = ( L + mh ) IV - L IP h = L Iv + m h Iv – L Ip h - mh IV = L IV - L IP L ⋅ (IV − I P ) ,(m) h= 1 − m ⋅ IV în care IP reprezintă panta platformei terasei.
Secţiune transversală printr–o terasă cu platformă înclinată în sensul pantei
c)Terase cu platforma înclinată în sens invers pantei (spre amonte) h = H + ∆h = L1 IV + L IP h = ( L + mh ) IV + L IP h = L Iv + mh Iv + L IP h - mh IV = L IV + L IP L ⋅ (IV + I P ) h= , (m) 1 − m ⋅ IV
Secţiune transversală printr–o terasă cu platformă înclinată în sens invers pantei
Volumul de terasamente pe metru liniar de terasă se determină cu relaţiile : a) pentru terasele cu platforma orizontală: 1 L h L⋅h V = ⋅ ⋅ = (m3/ml) 2 2 2 8 b) pentru terasele cu platforma înclinată în sensul pantei: 34
L⋅h (1 − m ⋅ I P ) (m3/ml) 8 c) pentru terasele cu platforma înclinată în sens invers pantei: L⋅h (1 + m ⋅ I P ) V= (m3/ml) 8 Pentru plantaţiile de pomi cu port mic se pot terasa versanţii cu panta de 15-20%, realizând terase cu lăţimea de 8,5 - 9,5 m, înclinarea platformei de 8 -10% şi cea a taluzului de 1/1 ÷ 1/1,25, pe care se pot cultiva 2 rânduri de pomi. Pentru speciile cu port înalt se pot amenaja terase pe versanţii cu panta de 15-25%, cu lăţimea de 5 – 6 m, cu un singur rând de pomi. Execuţia teraselor. Terasele se execută, de regulă, mecanizat cu ajutorul plugurilor (de desfundat, balansier) sau a maşinilor terasiere (buldozer, greder, screper). Terasele se pot executa prin următoarele metode sau procedee: 1. debleu - rambleu - cu maşini terasiere; 2. prin desfundatul terenului în benzi, pe cale mecanizată; 3. prin desfundarea terenului, manual. Indiferent de metoda de execuţie, pentru a realiza terase cât mai lungi este necesar ca înainte de a se trece la construcţia acestora să se execute o serie de lucrări pregătitoare: • defrişarea versanţilor de arborii sau arbuşti izolaţi, curăţirea terenului de cioate, bolovani etc; • netezirea suprafeţei versantului; • amplasarea şi trasarea pe teren a elementelor constructive ale teraselor (axul terasei, lăţimea platformei, taluzul terasei). Execuţia se începe pe tarlaua din amonte, iar pe fiecare tarla din aval spre amonte. După ce s-a stabilit metoda de execuţie, schema de desfundat, lăţimea platformei şi în prealabil s-a nivelat terenul, se poate trece la materializarea pe teren a viitoarelor terase, cu lungimea paralelă cu direcţia curbelor de nivel pentru ca toate lucrările de execuţie, plantare şi întreţinere a plantaţiei să se facă după această direcţie, fapt care contribuie în mod esenţial la diminuarea procesului de eroziune. Operaţia de trasare a teraselor se începe cu materializarea pe teren a drumurilor, potecilor, aleilor, zonelor de întoarcere, debuşeelor, plantaţiilor de protecţie, precum şi a zonelor excluse de la terasare. Se delimitează apoi zonele de pe versanţi încadrate în aceeaşi categorie de pantă, cu aceleaşi valori ale elementelor teraselor. În continuare se trasează curba de nivel cheie cu ajutorul unei nivele sau a unui tahimetru, a 1 – 2 mire şi o panglică sau o ruletă. După trasare, dacă este cazul, se rectifică traseul curbei de nivel cheie, apoi se trece la materializarea traseului cu ţăruşi din 5 m în 5 m sau din 10 m în 10 m. Terasele executate după procedeul debleu – rambleu se materializează prin pichetarea limitelor platformei terasei şi a viitorului taluz, măsurând de la curba de nivel cheie o distanţă egală cu jumătate din lăţimea platformei în amonte şi jumătate plus proiecţia taluzului terasei în aval. După materializarea a 4 – 5 terase se trasează o nouă curbă de nivel cheie pentru a se aprecia dacă au apărut abateri faţă de direcţia curbelor de nivel. Dacă aceste abateri sunt de numai 1,0 – 1,5 m se va mări proiecţia taluzului următoarei terase cu valoarea respectivă. Dacă abaterea este mai mare de 1,5 m se poate proiecta o terasă cu o lăţime variabilă sau zona se plantează cu arbuşti. Dacă terasele se execută prin desfundare, se pichetează pe teren lăţimea de desfundat (platforma terasei) şi zona care nu se desfundă, aceasta din urmă reprezentând viitorul taluz al terasei. Pichetul 1 materializează piciorul aval al taluzului terasei, pichetul 2 partea superioară a talazului, pichetul 3 axul (mijlocul) terasei iar pichetul 4 limita amonte a platformei terasei. Fâşia de teren cuprinsă între picheţii 2 şi 4, în lăţime de 1,6 m nu se desfundă, deoarece această fâşie reprezintă viitorul taluz al terasei plus berma, fâşia de 0,4 - 0,5 m de teren nedesfundat care separă taluzul de umplutură de cel de săpătură. Berma se menţine înierbată pentru mărirea stabilităţii taluzului terasei. Nu este necesar să se prevadă bermă în cazul teraselor executate pe versanţii cu stabilitate bună sau cu pante mici. Construirea teraselor de tip clasic prin săpătură - umplutură în debleu- rambleu constă din săparea solului pe jumătatea din amonte a platformei viitoarei terase, împingerea şi depunerea pe jumătate din aval. Construirea acestui tip de terase se face cu ajutorul grederelor sau buldozerelor. Pentru a se păstra stratul vegetal fertil de la suprafaţa solului, lucrările de terasare se încep cu executarea primei terase din avalul parcelei, după care se decapează solul fertil de pe a doua terasă şi se depune pe prima printr-o împrăştiere uniformă. Prin acest procedeu se obţin terase de formă regulată din primul an, cu platformă orizontală sau înclinată în sensul pantei, într-un timp scurt şi astfel se pot evita perioadele cu ploi torenţiale, se asigură o bună nivelare a platformei şi astfel se stăvileşte eroziunea. Procedeul debleu - rambleu prezintă şi unele inconveniente: săparea şi deplasarea solului din amonte în aval pe o adâncime de 0,5-0,8 m reduce fertilitatea solului din zona de săpătură; refacerea fertilităţii impune administrarea de îngrăşăminte naturale şi chimice sau cultivarea câţiva ani de ierburi; volumul de terasamente ridicat şi necesitatea desfundatului ulterior execuţiei, ridică costul terasării. V=
26. Lucrări de regularizare a scurgerii de suprafaţă pe versanţi La modul general, lucrările de regularizare a scurgerii pe versanţi se realizează pentru a modifica mărimea debitului maxim şi/sau traseul de propagare şi evacuare a surplusului de apă de pe versanţi. Lucrările de regularizare a scurgerii pe versanţi se diferenţiază în funcţie de rolul lor specific. Rolul lucrărilor de regularizare a scurgerii pe versanţi constă în: 35
− favorizarea infiltraţiei şi aprovizionarea cu apă a versanţilor secetoşi (canalele de nivel) − interceptarea scurgerii, colectarea apei în exces şi evacuarea ei (canalele înclinate) − evacuarea controlată şi dirijarea scurgerii de suprafaţă spre emisar (debuşee). În concordanţă cu rolul specific, în funcţie de poziţionarea faţă de direcţia generală a curbelor de nivel, putem avea 3 tipuri de lucrări de regularizare a scurgerii pe versanţi: − Lucrări de stocare-înmagazinare a scurgerii, poziţionate de-a lungul curbelor de nivel; − Lucrări de intercepţie a scurgerii, poziţionate cu o pantă longitudinală faţă de direcţia curbelor de nivel; − Lucrări de evacuare a scurgerii, poziţionate perpendicular pe direcţia curbelor de nivel. a.
CANALE DE NIVEL
Canalele de coastă orizontale (de nivel) sunt construcţii hidrotehnice care se execută pe terenurile în pantă, cu scopul de a intercepta şi reţine apa care se scurge la suprafaţa solului sau de a dirija excesul de apă către debuşee. Se asigură astfel regularizarea scurgerilor superficiale pe versanţi, precum şi controlul eroziunii solului. La alegerea terenurilor pentru executarea canalelor, condiţiile de relief sunt determinante. Cele mai potrivite terenuri sunt cele cu pante lungi şi uniforme, pe versanţii cu panta cuprinsă între 10 – 20 %. Cu privire la condiţiile de sol şi de rocă, se recomandă executarea acestora pe soluri suficient de profunde, cu textură mijlocie, cu permeabilitate şi capacitate mare pentru apă. Nu se vor executa canale de coastă în zonele cu alunecări active sau parţial stabilizate, pe solurile cu textură grosieră (nisipoase) sau pe suprafeţe puternic fragmentate de formaţiunile eroziunii de adâncime. Din punct de vedere pedoclimatic, astfel de canale sunt necesare cu precădere în regiunile de stepă şi silvostepă, în zonele cu precipitaţii medii sub 600 mm/ an. Se recomandă executarea canalelor de coastă pe păşuni, în plantaţiile pomicole şi mai puţin frecvent în plantaţiile viticole. Pentru a reţine apa canalele de coasta orizontale se trasează pe teren paralel cu direcţia curbelor de nivel. Canalele de coastă orizontale se execută cu secţiunea transversală de formă trapezoidală, cu un diguleţ în aval. Între acesta şi canal se lasă o bermă de 0,5 m lăţime, pentru a mări stabilitatea diguleţului şi suprafaţa secţiunii de reţinere a scurgerilor. La capete şi pe traseul canalului, la distanţe de 50 – 60 m, se execută pinteni care au rolul de a împiedica circulaţia apei reţinute de-a lungul canalului. În plantaţiile neterasate, canalele de coastă orizontale se pot amplasa la limita dintre tarlale sau printre rândurile plantaţiilor vitipomicole dacă distanţa reieşită din calcul este mai mică decât lăţimea tarlalei. Dimensionarea canalelor de nivel (de coasta orizontale)
a)
amplasarea canalelor orizontale
B– lăţimea la fund a canalului,m; H– adâncimea canalului, m; b0– berma canalului, m; h0– înălţimea activă a diguleţului,m; h1– înălţimea diguleţului, m ; c– lăţimea coronamentului diguleţului, m; m– coeficient de taluz (m = 1–1,5); B– deschiderea la partea superioară a canalului,m; La– lăţimea luciului apei în amonte de diguleţ, m; 1/m – înclinarea terenului.
b) secţiune transversală printr–un canal orizontal Canale de nivel (de coastă orizontale)
În lucrările de proiectare a canalelor de nivel, pentru uşurarea efectuării calculelor necesare, elementele constructive ale acestora au fost tipizate, dimensiunile secţiunii transversale (tabel) stabilindu-se în funcţie de panta terenului (pentru pante cuprinse între 10 – 15 %, tipul III, pentru pante de 15–20%, tipul II iar pentru pante mai mari de 20 % tipul I). Elementele constructive ale canalelor de coasta (m) Tipul de canal Elemente constructive I II III h 0,40 0,50 0,50 b 0,30 0,40 0,50 h0 0,20 0,20 0,20 m 1/1 1/1 1/1 b. CANALE ÎNCLINATE
Canalele înclinate sunt construcţii hidrotehnice care au rolul să intercepteze apa ce se scurge de pe intervalul dintre doua canale pentru ca apoi să o conducă la un debuşeu care o evacuează. Ele au o secţiune în debleu de forma: trapezoidală, triunghiulară sau parabolică; dimensionată hidraulic. 36
Pentru alegerea terenului se ţine seama de faptul că astfel de lucrări se execută în regiunile de stepă sau silvostepă numai pe solurile grele, cu o capacitate redusă de infiltraţie. Este de asemenea raţional să se utilizeze canale înclinate pe terenuri supuse alunecărilor, sau pe soluri cu exces temporar de umiditate. Canalele se amplasează paralele între ele, având o înclinare longitudinală de 0,2÷0,9 % către un debuşeu.
a) amplasarea canalelor înclinate
b) secţiune transversală printr–un canal înclinat Canale de înclinate
Se execută în zonele cu peste 500 – 550 mm precipitaţii, pe soluri cu textură fină, cu permeabilitate redusă, unde este necesară evacuarea surplusului de apă. Ele se trasează sub un unghi faţă de direcţia curbelor de nivel şi se racordează la debuşee naturale sau artificiale. Canalele înclinate realizate in plantaţiile vitipomicole, pentru a nu îngreuna mecanizarea lucrărilor agricole şi pentru a diminua suprafaţa scoasă din cultură se recomandă să se amplaseze la limita dintre suprafeţele terasate şi cele neterasate, la limita dintre plantaţii şi alte folosinţe, în amonte de drumurile trasate pe curbele de nivel, pe marginile drumurilor în serpentină sau diagonală, la schimbările de pantă pe versanţi şi în zonele depresionare. Canalele înclinate au în aval numai o bermă de 0,5 m lăţime. Secţiunea canalelor înclinate se poate realiza cu formă trapezoidală sau triunghiulară. Canalele cu secţiune trapezoidală se pot consolida cu dale din beton sau zidărie din piatră cu mortar de ciment. Canalele de coastă înclinate, amplasate pe marginea amonte a drumurilor trasate de-a lungul curbelor de nivel şi a drumurilor de legătură pe versant, dacă nu transportă debite mari, se recomandă să se execute cu secţiunea transversală triunghiulară, cu adâncimi de 0,3-0,4 m, taluzul amonte de 1:1 – 1:1,5 iar cel dinspre drum, mult mai dulce, de 1:3 – 1:5. Aceste canale se consolidează atunci când panta drumului depăşeşte 5 %, la pante mai mici fiind suficienta înierbarea. Lungimea canalelor de coastă înclinate, pentru a nu conduce la secţiuni transversale cu dimensiuni mari, se vor proiecta cu lungimi de până la 200 m. Canalele de coastă înclinate se dimensionează pentru a fi capabile să capteze şi să evacueze debitul provenit de pe suprafaţa dintre două canale fără a provoca eroziuni pe traseul acestora. c.
DEBUŞEE
Debuşeele sunt canale amplasate pe linia de cea mai mare pantă, având rolul de a colecta şi evacua apa din zonele de concentrare a scurgerii de pe versanţi, de pe terase înclinate, din canale de coastă înclinate şi din reţeaua de drenuri în timpul ploilor torenţiale şi care prin scurgere dezordonată pot să provoace importante deteriorări lucrărilor de amenajare antierozională. La proiectarea debuşeelor este necesar să se ţină cont de următoarele cerinţe: − să se scoată din cultură o suprafaţă de teren cât mai mică; − secţiunea şi panta longitudinală a debuşeului să asigure evacuarea întregului volum de apă în exces, într–un timp cât mai scurt, fără pericolul de eroziune în lungul canalului.
b – lăţimea la fund a debuşeului; b – lăţimea debuşeului la nivelul liber al apei; b1 – lăţimea la suprafaţă a debuşeului; h – adâncimea apei în debuşeu; hs – înălţimea de siguranţă a debuşeului (garda); m – coeficient de taluz (m = 1/1,5 ÷ 1/2 ) (m = 1/4 ÷ 1/6)
a – trapezoidală
b – parabolică Debuşee, secţiune transversală
Amplasarea debuşeelor se face în funcţie de condiţiile de relief şi în raport cu elementele organizării teritoriului. Pentru amplasarea debuşeelor este necesar să se folosească în primul rând firele naturale de colectare a apelor. Acolo unde nu sunt asemenea forme depresionare, debuşeele se vor amplasa pe direcţia de cea mai mare pantă, iar apa în exces de pe versanţi va fi condusă către debuşeu de către terase, valuri sau canale înclinate. Pe terenurile terasate, plantate cu pomi sau viţă de vie, amplasarea debuşeelor este recomandat a se face la limita dintre tarlale sau parcele sau chiar în interiorul tarlalelor, acolo unde acestea prezintă fire de concentrare a apei şi unde panta versantului este mică. Ravenele din interiorul plantaţiei se pot amenaja în debuşee dacă bazinul de recepţie al acestora nu depăşeşte 80 – 100 ha. Secţiunea debuşeului pe platforma terasei, trebuie să permită trecerea maşinilor agricole (m = 4 ÷ 6), iar în zona taluzului se vor construi căderi consolidate mecanic. Pentru a putea fi traversate de agregatele agricole se recomandă următoarele dimensiuni: b = 1,50 – 2,50 m; H = 0,40 – 0,60 m şi taluzurile dulci de 1/4 - 1/5. Debuşeele se pot clasifica după tipul de consolidare a secţiunii şi după forma acesteia. După tipul de consolidare a secţiunii se deosebesc: 37
− − −
debuşee consolidate biologic, prin înierbarea cu ierburi perene; debuşee consolidate mecanic, prin căptuşirea cu zidărie de piatră sau cu beton; debuşee cu consolidare mixtă, la care se înierbează secţiunea pe tronsoane cu pantă mică, iar în zonele cu pante mari, secţiunea se consolidează mecanic. După forma secţiunii se deosebesc debuşee cu secţiune: − rectangulară; − trapezoidală; − triunghiulară; − parabolică. Dimensionarea cât mai corectă a debuşeelor a constituit o preocupare importantă, în vederea stabilirii dimensiunilor corespunzătoare corelate cu suprafaţa de colectare deservită. Problema dimensionării debuşeului implică aplicarea unor cerinţe ce se impun pentru buna funcţionare a acestuia şi anume: - debuşeul să deservească o suprafaţă cât mai mare; - viteza apei prin secţiunea debuşeului să fie cuprinsă între viteza de neeroziune şi viteza de neînămolire; - în consolidarea secţiunii debuşeului să se aibă în vedere posibilităţile locale. Dimensionarea debuşeelor se face la debitul ce trebuie evacuat, care se la rândul lui se calculează în funcţie de suprafaţa de colectare a apei, de intensitatea ploii de calcul şi de coeficientul de scurgere. În cazul în care lungimea de scurgere, pe linia de cea mai mare pantă, depăşeşte 150 m , suprafaţa de colectare se va împărţi din amonte în aval, în fâşii cu lăţimea de 100 – 150 m, în vederea dimensionării debuşeelor pe tronsoane.
în care:
Debitul de evacuare se determină cu relaţia: Q = 0,167 · S · K · Im (m3/s) Q S K Im
– – – –
debitul de evacuat, în m3 / s; suprafaţa de colectare, în ha; coeficient de scurgere; intensitatea medie a ploii de calcul cu asigurarea de 10%, în mm/min.
Calculul debitului de evacuare se face pe tronsoane, începând din amonte în aval. Debitele calculate se vor folosi la dimensionarea debuşeului. Dimensionarea se face în aşa fel încât debuşeul să fie capabil să transporte debitul de evacuat cu o viteză admisibilă aleasă în funcţie de panta terenului şi de tipul de consolidare. În practica proiectării debuşeelor se aleg următoarele viteze admisibile: Pentru debuşee cu consolidare biologică • panta 0 – 5 % – soluri mediu rezistente la eroziune →V = 1,2 m/s; – soluri rezistente la eroziune →V = 1,5 m/s; • panta 5 – 10% – soluri mediu rezistente la eroziune →V = 0,9 m/s; – soluri rezistente la eroziune →V = 1,2 m/s; • panta > 10% – soluri mediu rezistente la eroziune →V = 0,8 m/s; – soluri rezistente la eroziune →V = 1,0 m/s. Debuşee cu consolidare mecanică ¾ zidărie de piatră necioplită sau beton simplu - V = 5 m/s. Pentru dimensionare se alege viteza admisibilă de circulaţie a apei în funcţie de care se determină secţiunea transversală a debuşeului în funcţie de debit şi de viteza admisibilă. Qs ω= (m2) V Elementele secţiunii transversale a debuşeului se stabilesc folosind metodele de dimensionarea cunoscute. Se pot folosi dimensiunile secţiunii debuşeelor trapezoidale înierbate cu lăţime mare, recomandate de M. Moţoc, pentru condiţiile de precipitaţii şi sol din zona dealurilor. Cu ajutorul elementelor secţiunii calculate, se verifică viteza pentru a se vedea în ce măsură corespunde tipului de consolidare propus. Pentru verificare se calculează viteza apei în debuşeu, cu ajutorul formulei lui Chézy: V =C R⋅I
(m/s)
în care: V C R I
– viteza apei, în m/s; – coeficientul lui Chézy; – raza hidraulică, în m; – panta debuşeului la unitatea de lungime.
Coeficientul lui Chézy se poate calcula cu formula lui Bazin: C=
87 R γ+ R
în care: γ – coeficientul de rugozitate după Bazin (tabel) Dacă viteza calculată este prea mare, se aleg dimensiuni care conduc la un perimetru udat mai mare, se schimbă tipul de consolidare sau se reduce panta prin căderi. 38
Valorile coeficientului de rugozitate (γ) după Bazin Natura pereţilor şi fundului canalului Fund şi pereţi foarte netezi din beton tencuit şi sclivisit Fund şi pereţi foarte netezi din beton tencuit simplu Canale de pământ săpate recent sau căptuşite cu pereu de piatră rostuit cu mortar de ciment Canale săpate în pământ, bine întreţinute, fără buruieni Canale cu fundul şi taluzurile înierbate
γ 0,06 0,16 0,85 1,30 1,75
Debuşeu cu consolidare mecanică (beton)
27. Formaţiunile eroziunii de adâncime Pe terenurile agricole afectate de eroziune se pot întâlni următoarele forme ale eroziunii în adâncime: rigole, ogaşe şi ravene. În zona forestieră se poate întâlni cea mai avansată formă de eroziune în adâncime – torentul. Rigola are adâncimea de 20-50 cm. Rigolele se formează în urma concentrării apei sub forma unor şuvoaie ce se scurg pe linia de cea mai mare pantă. Rigolele nu au legătură directă cu reţeaua hidrografică, sunt amplasate neregulat, au secţiunea transversală în formă de V, taluzurile cu înclinare mare şi linia fundului paralelă cu linia terenului . Ogaşul reprezintă o formă mai avansată a eroziunii în adâncime. Are adâncimea de 0,5-3,0 m, lăţimea de 5-8 m şi lungimea mult mai mare decât a rigolei. Ca şi în cazul rigolei linia fundului ogaşului este aproximativ paralelă cu suprafaţa terenului, iar profilul transversal are formă de V . Ravena apare prin dezvoltarea atât în lungime cât şi în adâncime a unui ogaş. Adâncimea ravenei poate ajunge până la 30 m, lăţimea 8-50 m, iar lungimea până la câteva sute de metri. Profilul longitudinal al ravenelor, poate fi adesea în trepte (atunci când în lungul ravenei se întâlneşte o alternanţă de roci cu coeziune diferită). Părţile componente, caracteristice ale unei ravene sunt: vârful, talvegul sau fundul, malurile, taluzurile de mal, conul de dejecţie. - Vârful ravenei se prezintă de obicei sub forma unei căderi naturale. Prin vârf se scurge în ravenă partea cea mai mare de apă şi datorită acestui fapt are şi cea mai mare energie de dezvoltare în lungime, adâncime şi lăţime. Ravena poate avea mai multe vârfuri. În acest caz vârful prin care se scurge cantitatea maximă de apă şi care are şi dimensiunile cele mai mari se numeşte principal, iar celelalte se numesc secundare sau ramificaţii. - Fundul ravenei se prezintă sub forma unei fâşii înguste de teren limitată de taluzuri, care se lăţeşte spre gura ravenei datorită proceselor de colmatare cu materialul transportat de ravenă. - Malurile ravenei sunt definite de contururile exterioare în plan ale ravenei, ele reprezentând zona de contact a secţiunii active a ravenei cu terenul neafectat de eroziune în adâncime. Ele se prezintă de regulă sub forma unor mici prăbuşiri de teren. - Taluzurile reprezintă suprafeţele de teren existente între malurile şi fundul ravenei. Înclinarea taluzurilor depinde de stadiul de dezvoltare al ravenei şi de proprietăţile pe care le are solul, de a fi mai uşor sau mai greu erodabil. Pe solurile argiloase taluzul este întotdeauna mai abrupt iar pe cele nisipoase taluzul este mai dulce. Taluzurile au înclinarea maximă în perioada dezvoltării intensive a ravenei. După încetarea acestei dezvoltări pantele devin mai dulci şi în timp capătă aşa numitul unghi al taluzului natural. Când taluzurile au căpătat înclinarea unghiului taluzului natural versanţii încep să se acopere mai întâi cu vegetaţie ierboasă, iar după aceea şi cu vegetaţie lemnoasă. - Conul de dejecţie este locul de depunere al particulelor solide de către curentul de apă, la ieşirea din ravenă. Adesea începutul conului de dejecţie coincide cu gura ravenei. Depunerile au loc în funcţie de mărimea şi de greutatea specifică a particulelor, fapt pentru care se întâlnesc (în sensul curgerii apelor), întâi particulele cele mai mari, urmând apoi cele mijlocii şi în sfârşit cele mai fine.
Partea III-a. Desecare - Drenaj 28. Excesul de umiditate pe terenurile agricole; sursele şi factorii favorizanţi. Apa din sol se consideră a fi în exces atunci când contribuie la reducerea producţiei culturilor agricole, prin stânjenirea dezvoltării plantelor şi prin reducerea capacităţii sistemului radicular de absorbţie pentru apă şi pentru substanţe nutritive. Din punct de vedere tehnic, se consideră că un sol suferă de exces de umiditate atunci când conţinutul de apă din sol depăşeşte capacitatea de câmp pentru apă. Se poate folosi de asemenea ca referenţial pentru aprecierea manifestării excesului de umiditate, volumul minim de aer care asigură condiţii normale de respiraţie rădăcinilor plantelor şi microorganismelor aerobe, volum 39
care corespunde în general unui procent 10-15 % din volumul total al solului. Din punct de vedere pedogenetic, sunt considerate soluri cu exces de umiditate cele pe care se întâlnesc procese de pseudogleizare, de gleizare sau de amfigleizare. Excesul de umiditate afectează în România o suprafaţă de circa 5 milioane hectare, repartizată pe toate folosinţele agricole. Excesul de umiditate se manifestă mai puternic pe terenurile relativ plane, cu pante mici, sub 1-3 %, cu microdepresiuni locale, cu soluri argilo-iluviale podzolite şi podzolice, caracterizate printr-un conţinut mare de argilă. În zona umedă, excesul de umiditate poate să apară chiar şi pe versanţii cu pante mai mici, în prezenţa unor schimbări de pantă, soluri cu drenaj intern foarte slab, izvoare de coastă etc. Pe aceste terenuri, în anii mai bogaţi în precipitaţii se înregistrează frecvent exces de umiditate la suprafaţa solului datorită în special precipitaţiilor căzute în perioada rece a anului (noiembrie – martie), precum şi datorită precipitaţiilor mai abundente din luna mai şi început de iunie. Apa provenită din precipitaţii, neavând posibilităţi de scurgere la suprafaţa terenului şi nici de pătrundere în straturile mai profunde ale solului, se acumulează în stratul arabil producând chiar băltiri în zonele depresionare. Excesul apare frecvent la sfârşitul iernii şi se menţine până primăvara târziu, iar în anii ploioşi, până vara. În depresiuni poate să se menţină cvasi permanent. Înlăturarea apei în exces de la suprafaţa solului şi din profilul de sol se poate realiza pe cale naturală sau artificială. Drenajul natural al solului se realizează când condiţiile de relief, de sol şi hidrogeologice ce caracterizează un anumit teritoriu, asigură menţinerea nivelului apei freatice la adâncimi mai mari decât adâncimea critică de înmlăştinare sau salinizare a solului. Prin drenaj natural, apa din precipitaţii sau din irigaţii, aflată la un anumit moment dat în exces la suprafaţa solului sau în profilul de sol, este înlăturată într-un timp relativ scurt, fie prin scurgere la suprafaţă sau prin profilul de sol (drenaj natural extern influenţat de relief prin formele specifice, prin gradul de frământare şi panta terenului, etc), fie prin infiltraţie în adâncime (drenaj natural intern determinat de permeabilitatea solului şi subsolului, de succesiunea straturilor, înclinarea acestora etc.). Drenajul artificial de suprafaţă este necesar pentru înlăturarea apelor stagnate de la suprafaţa solului sau din partea superioară a profilului de sol, iar drenajul artificial subteran se face în scopul coborârii nivelului apei freatice la o adâncime de la care să nu influenţeze în mod negativ dezvoltarea plantelor şi evoluţia solurilor. Drenajul sau desecarea de suprafaţă se realizează printr-o reţea de canale deschise de colectare şi evacuare, prin lucrări de nivelare în pantă sau modelare a terenului, prin drenaj cârtiţă, prin lucrări agrotehnice adecvate şi prin adâncirea reţelei hidrografice de colectare a apelor. Drenajul subteran se realizează prin intermediul unei reţele de drenuri absorbante sau puţuri şi o reţea de canale de colectare şi evacuare a apei din drenuri. Sursele de apă şi factorii care favorizează formarea excesului de umiditate.
Precipitaţiile abundente, apa freatică cu nivelul ridicat, apa râurilor în perioada de inundaţie şi apa de irigaţie în exces constituie principalele surse de apă care contribuie la formarea excesului de umiditate pe teritoriul ţării noastre. Factorii care favorizează formarea excesului de umiditate de la suprafaţa solului sau din profilul de sol se împart în factori naturali şi antropici. Dintre factorii naturali, cei mai importanţi sunt: clima, relieful, hidrografia, hidrogeologia şi condiţiile pedolitologice. Factorii antropici cuprind intervenţiile omului prin care se modifică în sens negativ bilanţul apei pe un anumit teritoriu. La formarea excesului de apă pe un anumit teritoriu contribuie prin asociere mai mulţi factori şi surse de apă. 1.1.Clima, prin elementele sale principale: precipitaţii, temperatură şi evapotranspiraţie, constituie factorul cu ponderea cea mai mare în formarea excesului de umiditate. În funcţie de aceşti factori, teritoriul ţării noastre a fost împărţit în trei zone climatice: umedă, subumedă şi secetoasă.
Sursele de apă care pot favoriza formarea excesului de umiditate: 1 – precipitaţiile căzute pe suprafaţa afectată de exces; 2 - precipitaţiile căzute pe zonele limitrofe înalte; 3 – apa freatică situată la mică adâncime; 4 – apa freatică din zonele limitrofe; 5 – apele de infiltraţie prin şi pe sub dig; 6 – apele de irigaţie în exces.
Valorile elementelor climatice pe zone de umiditate Zona climatică Umedă Subumedă Secetoasă
Temperatura anuală 0C
Precipitaţii anuale, mm
4-9 8-11 10-11,5
1 000-600 700-450 550-350
Evapotranspiraţia potenţială anuală, mm 550-700 650-750 700-800
Zona umedă se caracterizează printr-un regim hidric excedentar, datorită faptului că precipitaţiile depăşesc evapotranspiraţia în aproape tot timpul anului, cu excepţia lunilor iulie şi august. 40
Zona subumedă se caracterizează printr-un regim hidric periodic percolativ, precipitaţiile depăşind evapotranspiraţia, de regulă numai în perioada noiembrie-aprilie. În această zonă excesul de umiditate apare pe terenurile cu drenaj natural slab în perioada rece a anului. Zona secetoasă se caracterizează printr-o cantitate de precipitaţii mai mică decât evapotranspiraţia, cu excepţia perioadelor ploioase de la sfârşit de vară şi început de primăvară, când pe terenurile cu drenaj slab poate să apară în anii ploioşi un exces temporar de umiditate. Precipitaţiile constituie principala sursă pentru majoritatea suprafeţelor cu exces de umiditate din ţara noastră. Precipitaţiile contribuie la formarea excesului de apă nu atât prin cantitatea medie multianuală, care numai în zona umedă depăşeşte evapotranspiraţia potenţială anuală, ci prin variaţia mare a regimului precipitaţiilor de la un an la altul, iar în cursul aceluiaşi an de la un sezon la altul şi de la o lună la alta. În majoritatea zonelor din ţara noastră excesul de apă apare în anii ploioşi, care în ultimul secol s-au înregistrat o dată la circa 16 ani, cu o durată de 2-4 ani; de aceea anii ploioşi reprezintă circa 20 % din numărul total de ani Ultima perioadă ploioasă s-a înregistrat în anii 1969-1973, când excesul de precipitaţii, însumat pe întregul interval, a depăşit cu 1000 mm media multianuală a precipitaţiilor. Ca urmare, suprafaţa afectată de exces de umiditate a depăşit 8 milioane hectare, producând pagube mari în primul rând în sectorul agricol dar şi în alte sectoare ale economiei. Calculele de asigurări au evidenţiat faptul că astfel de perioade ploioase apar numai o dată sau de două ori într-o sută de ani. Un rol hotărâtor în formarea excesului de apă îl are şi perioada în care cad precipitaţiile. Astfel, precipitaţiile care cad în perioada rece a anului (noiembrie-aprilie), datorită evapotranspiraţiei şi temperaturilor reduse, conduc la un excedent de apă în sol chiar în cazul unor cantităţi nu prea mari de precipitaţii. Acelaşi efect îl au şi precipitaţiile care cad în intervale scurte de timp. În condiţiile ţării noastre precipitaţiile însumate care cad în 1-5 zile consecutive pot depăşi 150 mm. 1.2.Relieful terenului, depresionar sau plat, puţin fragmentat, cu pante mici, sub 1-2 %, cu drenaj extern defectuos, caracteristic luncilor şi câmpiilor joase, unor terase şi câmpuri înalte, în special din Câmpia de Vest, din Câmpia Siretului, din unele zone de câmpie din Muntenia şi Oltenia, favorizează stagnarea sau scurgerea apei cu viteze foarte mici, umezirea excesivă a solului şi implicit formarea excesului de umiditate, fie la suprafaţa solului, fie în profilul de sol. Situaţii deosebite se întâlnesc în câmpiile loessice în care s-au format crovuri şi în fostele funduri de lacuri din incintele îndiguite. În aceste formaţii de relief, în perioadele mai bogate în precipitaţii se acumulează apă care bălteşte la suprafaţa solului. Astfel, în anii foarte ploioşi şi mai ales în cazul succesiunii a 2-3 ani ploioşi, bălţile formate în crovuri şi microdepresiuni acoperă peste 25 % din suprafaţa terenurilor agricole din Câmpia Vlăsiei de la Nord de Bucureşti şi din Câmpia Burnazului, din apropierea oraşului Giurgiu . Relieful mai favorizează formarea excesului de apă în zonele de trecere bruscă de la o pantă mare a versanţilor la o pantă redusă, situaţie frecvent întâlnită la noi în ţară. 1.3.Reţeaua hidrografică, prin densitate şi adâncime, influenţează drenajul natural al terenurilor vecine şi indirect mărimea şi intensitatea excesului de apă. Reţeaua hidrografică puţin adâncă, colmatată, uneori cu patul albiei mai ridicat decât terenurile limitrofe, situaţie întâlnită în special în Câmpia de Vest şi podişul Bârladului, favorizează formarea excesului de umiditate. Drenaj natural nesatisfăcător se întâlneşte şi în teritoriile cu reţea hidrografică rară, în aşa zisele interfluvii unde în perioadele ploioase se acumulează apă. Caracteristică din acest punct de vedere este zona din Câmpia Română, cuprinsă între Argeş şi Siret, zonă în care în anii 1972-1973 s-au format adevărate lacuri ( Câmpia Pogoanele – Buzău ). 1.4.Hidrogeologia anumitor teritorii, caracterizată prin situarea apei freatice în apropierea suprafeţei solului precum şi circulaţia cu viteză redusă a acesteia, favorizează formarea excesului de umiditate în profilul de sol sau chiar băltiri temporare ale apei la suprafaţa solului în anii ploioşi, prin formarea unor straturi suprafreatice. Astfel de straturi apar frecvent pe solurile pseudogleice din zona premontană a judeţului Suceava, la adâncimea de 0,4-0,7 m. Stratul suprafreatic se formează începând cu luna martie la topirea zăpezii sau din luna mai când cad ploi abundente şi durează până în luna iunie sau iulie. Apa freatică se află la o adâncime de 6-12 m. 1.5.Caracteristicile pedolitologice influenţează în mare măsură drenajul intern al solului. Astfel, cu cât solul este mai argilos, mai greu, cu atât drenajul intern este mai redus iar excesul de umiditate mai frecvent, cu o durată mai mare şi poate să apară chiar şi la cantităţi mai reduse de precipitaţii. Pe de altă parte, condiţiile pedologice amplifică de cele mai multe ori efectele altor factori naturali sau artificiali. Alături de textură, un rol în formarea excesului îl au alcătuirea litologică de la suprafaţă şi succesiunea straturilor pe profilul de sol. Oprea şi colab., 1974, arată că pe aproape toate solurile cu exces de umiditate se înregistrează, la adâncimea de 0,4-0,6 m, un strat cu permeabilitate redusă, format prin acumularea fracţiunilor argiloase spălate din partea superioară a profilului de sol. În anii ploioşi, deasupra acestor straturi se formează uneori straturi suprafreatice. 2.Factorii antropici. Omul, prin exploatarea neraţională a amenajărilor pentru irigaţii, printr-o agrotehnică necorespunzătoare şi printr-o serie de lucrări de acumulare şi barare a scurgerilor poate contribui la formarea excesului de umiditate, iar prin lucrări de drenaj la eliminarea acestuia. Acţiunile mai importante prin care omul contribuie la formarea excesului de apă sunt strâns legate de: introducerea irigaţiilor în zonele cu nivelul freatic ridicat, fără a se lua măsuri pentru reducerea la maxim a pierderilor de apă din reţea şi câmp în aşa fel încât să nu se contribuie la alimentarea apei freatice; aplicarea neraţională a irigaţiei, cu pierderi mari de apă în câmp şi pe reţea, pe solurile cu drenaj intern redus şi fără scurgere de suprafaţă; executarea de acumulări în zona de şes, cu caracter agro-piscicol sau complex, care prin nivelul hidrostatic ridicat pot favoriza infiltraţii puternice în zonele limitrofe cu cote mai joase, conducând la înmlăştinarea şi/sau salinizarea acestora; bararea scurgerilor de suprafaţă prin executarea de ramblee de căi de comunicaţie, situaţie întâlnită pe autostrada Bucureşti – Piteşti; reducerea permeabilităţii solurilor prin executarea lucrărilor agricole la umidităţi ridicate sau cu utilaje care produc o tasare puternică a solului. 41
29. Efectele excesului de umiditate asupra solului şi plantelor. Efecte la nivelul solului. Excesul de umiditate de la suprafaţa solului şi din sol influenţează în mod negativ atât evoluţia solurilor cât şi creşterea şi dezvoltarea plantelor. Astfel, pe solurile cu exces de umiditate volumul de apă din sol fiind foarte ridicat, se reduce în mod corespunzător gradul de aerare a solului. Aeraţia insuficientă a solului încetineşte procesele de oxidare şi favorizează procese bacteriene anaerobe, fapt care nu asigură descompunerea şi mineralizarea totală a materiei organice, dând naştere la fenomene de reducere care au ca rezultat gleizarea şi pseudogleizarea solurilor. Procesul de gleizare se întâlneşte pe solurile în care excesul de umiditate se datorează apei freatice aflată la mică adâncime. Dacă apa freatică este moderat sau puternic mineralizată, în zonele secetoasă şi subumedă, procesul de gleizare este însoţit şi de salinizarea sau alcalizarea solului. Când excesul de umiditate se datorează acumulării apei din precipitaţii în profilul de sol deasupra unui orizont impermeabil are loc pseudogleizarea solului. Procesele de gleizare şi pseudogleizare provoacă compactarea excesivă a solului, fapt care reduce în mare măsură permeabilitatea acestuia. Compactarea solurilor cu exces de umiditate se datorează şi degradării structurii, fenomen înregistrat pe solurile cu apa freatică la 0,40-0,60 m adâncime . Pe de altă parte, fenomenele de reducere exercită o influenţă defavorabilă asupra compuşilor asimilabili ai azotului, fosforului. fierului şi sulfului care sunt imobilizaţi sub formă de compuşi organici insolubili în apă şi deci inaccesibili plantelor. Astfel, fosfaţii asimilabili se fixează sub formă de fosfaţi de fier, aluminiu şi mangan, iar nitraţii nu numai că nu se formează, ci chiar dispar total atât prin folosirea azotului nitric de către microorganismele anaerobe, cât şi prin reducerea lor până la azot elementar. Un bun drenaj favorizează descompunerea materiei organice de către microorganismele aerobe, fenomen care are ca rezultat formarea de compuşi de N şi P asimilabili de către plante. Goor, 1974, arată că atunci când nivelul freatic se află la 150 cm adâncime, azotul asigurat de sol se ridică la 150 kg N pe hectar, în timp ce la adâncimea apei freatice de 40 cm, cantitatea de azot se reduce la 60 kg pe hectar. Se precizează că pentru coborârea nivelului freatic cu 1 cm se câştigă 1 kg N/ha. Solurile cu exces de umiditate sunt mai reci, deoarece apa necesită de 5 ori mai multă căldură pentru a-şi ridica temperatura decât un sol uscat. Deci, un sol cu circa 50 % umiditate necesită de 2,5 ori mai multă căldură pentru a se încălzi decât un sol uscat. Răcirea se mai produce şi ca urmare a evaporării mult mai intense. Din această cauză, aceste soluri nu se pot însămânţa în epoca optimă iar lucrările de pregătire a terenului şi de întreţinere a culturilor se fac cu întârziere şi de o calitate inferioară. Efecte la nivelul plantelor. Înrăutăţirea aeraţiei solului influenţează în mod nefavorabil nu numai proprietăţile solului ci şi creşterea şi dezvoltarea plantelor. Apa în exces nu permite înlocuirea CO2 format de rădăcinile plantelor sau alte organisme de către oxigenul din atmosferă. Lipsa oxigenului stânjeneşte dezvoltarea sistemului radicular, reduce capacitatea de absorbţie pentru apă şi substanţe nutritive a solului. Cel mai puternic este afectat sistemul radicular. Cele mai multe plante nu-şi dezvoltă sistemul radicular sub nivelul apei freatice. Dacă nivelul apei freatice este ridicat, plantele îşi dezvoltă un sistem radicular superficial, rădăcinile sunt mai scurte şi uneori îndreptate înspre suprafaţa solului, de aceea sistemul radicular explorează un volum mai mic de sol, înrăutăţindu-se aprovizionarea plantelor cu elemente nutritive, iar vara, când nivelul apei freatice scade, pot suferi chiar şi de secetă. Această situaţie se întâlneşte frecvent în condiţiile ţării noastre, deoarece nivelul apei freatice este ridicat la sfârşitul primăverii şi începutul verii, când plantele în condiţii normale îşi dezvoltă sistemul radicular şi scade vara, când plantele încep să sufere de lipsă de apă şi astfel producţia se reduce. Fluctuarea nivelului apei freatice afectează şi mai serios sistemul radicular, deoarece prin ridicarea nivelului apei se îndepărtează oxigenul din spaţiul lacunar şi se acumulează bioxidul de carbon, fapt care face ca respiraţia rădăcinilor să devină din aerobă anaerobă şi ca urmare în sol se acumulează produse toxice iar sistemul radicular se dezvoltă anormal sau poate chiar pieri. Condiţiile excesive de umiditate favorizează atacul diferitelor boli ale rădăcinilor, în special a putregaiului rădăcinilor. Sistemul radicular fiind puternic afectat de excesul de umiditate, plantele nu se pot dezvolta normal deoarece absorbţia apei şi a substanţelor nutritive precum şi transpiraţia sunt reduse, iar fructificarea este stânjenită şi în final producţia se reduce sau se poate compromite total cultura.
30. Elementele reţelei de desecare. Desecarea (drenajul de suprafaţă) se realizează în principal prin intermediul unei reţele de canale deschise trasate şi dimensionate astfel încât să capteze şi să evacueze în timp util excesul de umiditate, indiferent de sursa acestuia: precipitaţii, scurgeri de pe terenurile vecine, apa freatică, irigaţii, infiltraţii prin şi pe sub diguri etc.Lucrările pentru captarea şi evacuarea apelor în exces sunt alcătuite din reţele de canale şi construcţiile hidrotehnice aferente acestora. Reţelele de canale se compun din: - canale colectoare sau terţiare (Cc); - canale de transport şi evacuare secundare (Ces) şi principale (Cep); - canale de intercepţie sau canale colectoare de centură (Ci);
42
Schema generală a sistemului de desecare-drenaj cu canale deschise: ct – canale terţiare; Cs – canale secundare; CP – canale principale; Ci – canal pentru preluarea infiltraţiilor prin şi pe sub dig; Cc – canal de centură; CC – canal colector.
Schema reţelei de canale, tipurile de canale şi trasarea acestora se realizează în funcţie de : - mărimea suprafeţei desecate; - sursa şi mărimea excesului de apă; - relieful suprafeţei desecate; - folosinţa şi sistematizarea teritoriului; - reţeaua de canale de irigaţie. Trasarea reţelei de canale de colectare şi evacuare a apelor în exces 1.Reţeaua de colectare şi evacuare a apelor în exces provenite din precipitaţiile căzute direct pe suprafaţa de desecat 1.1. Canalele colectoare sau terţiare având rolul de a intercepta apa care se scurge la suprafaţa terenului, se vor trasa aproape perpendicular pe direcţia de scurgere a apelor, cu o mică înclinare faţă de direcţia curbelor de nivel, în aşa fel încât să li se li se asigure o pantă de minimum 0,5 ‰. Ori de câte ori este posibil, canalele terţiare vor traversa zonele depresionare joase ( crovuri, japşe ) în care stagnează apa. Evacuarea apei din microdepresiunile situate între canalele de regularizare se va face cu ajutorul unor şanţuri sau rigole cu caracter provizoriu. Acestea se execută cu secţiunea triunghiulară cu taluzurile dulci, de 1/4 - 1/8, pentru a putea fi traversate de maşinile şi utilajele agricole. La trasarea reţelei de canale terţiare se va urmări nu numai interceptarea apelor de scurgere ci şi obţinerea unor sole care să permită executarea mecanizată a tuturor lucrărilor agricole. Pentru a rezulta sole dreptunghiulare, canalele terţiare se vor trasa paralel între ele, la o distanţă de minimum 250 m, de regulă 400-500 m, cu o lungime de 800-1 500 m. Distanţa dintre canalele terţiare de regularizare depinde de viteza de scurgere a apei la suprafaţa solului şi de durata admisă de stagnare a apei. Coeficienţi de scurgere
Caracteristicile solului Permeabilitate 1 2 3 4 5
Permeabilitate mare Suficient permeabil Insuficient permeabil Slab permeabil Impermeabil
Conţinut în argilă < 10% 10-20% 20-40% 40-60% Sol îngheţat
Panta terenului mică (0,01) 0,10-0,20 0,15-0,25 0,20-0,30 0,25-0,40 0,30-0,60
medie (0,01-0,05) 0,15-0,25 0,20-0,30 0,25-0,45 0,30-0,60 0,40-0,75
mare (0,05) 0,20-0,30 0,25-0,40 0,35-0,60 0,50-0,75 0,80-0,95
1.2. Canalele de transport şi evacuare (secundare şi principale) se vor trasa în aşa fel încât să primească apa din canalele de ordin inferior şi s-o evacueze în canalele de ordin superior. Aceste canale se trasează pe cotele joase ale terenului, urmărind văile, vâlcelele şi chiar depresiunile, căutându-se înregistrarea a cât mai puţine frânturi pe traseul acestora. În scopul prevenirii colmatării sau eroziunii în zona de descărcare a canalelor de ordin inferior în cele de ordin superior, primele se vor trasa sub unghi de circa 60°. Atunci când canalele colectoare de ordin inferior sunt trasate perpendicular pe cele de ordin superior şi apare pericolul eroziunii malului, racordarea de capăt se va face sub forma unei curbe cu raza egală cu 5 B în terenurile coezive şi 10 B în cele necoezive, B reprezentând lăţimea la partea superioară a canalului. În zonele cu direcţia de scurgere bine pronunţată, situaţie în care canalele terţiare se trasează perpendicular pe direcţia de scurgere, canalele secundare se vor trasa pe linia de cea mai mare pantă pentru a prelua apa din canalele terţiare. Distanţa dintre canalele secundare este egală cu lungimea canalelor terţiare la funcţionarea unilaterală (circa 1500m), iar la funcţionarea bilaterală – care se va adopta ori de câte ori situaţia din teren o permite – distanţa se va dubla, putând ajunge la 3 000 m. Lungimea canalelor 43
secundare variază între 1 500 şi 3 000 m, stabilindu-se în funcţie de panta terenului, avându-se în vedere evitarea executării unor canale cu adâncimi mari. 2.Reţeaua de colectare a apelor din precipitaţiile căzute în zona versanţilor limitrofi perimetrului desecat – drenat şi care se scurg spre suprafaţa de desecat. Reţeaua de canale este formată din canale colectoare de centură, care se trasează paralel cu latura dinspre amonte a suprafeţei de drenat şi care se racordează la reţeaua de canale de transport şi evacuare. Canalele colectoare de centură se amplasează la o distanţă de 50...400 m de la piciorul versantului, în funcţie de panta terenului şi pericolul colmatării prin eroziune precum şi în funcţie de organizarea teritoriului agricol. Lungimea maximă a canalelor colectoare de centură este de 1 500 m. La lungimi mai mari, acestea se separă în tronsoane care se racordează fiecare la cel mai apropiat canal de transport şi evacuare. Canalele colectoare de centură prezintă unele particularităţi de construcţie. Astfel, taluzul amonte–cel care primeşte apa–se execută cu o înclinare mai mică, în medie de 1/2, iar cel din aval cu înclinarea de 1/1,5. Pentru a nu se eroda taluzul amonte se poate înierba. Dacă există şi un aport de ape freatice spre suprafaţa desecată, caz frecvent întâlnit la piciorul teraselor joase spre luncile râurilor, canalul colector de centură poate intercepta atât apele de suprafaţă cât şi cele subterane aflate la o adâncime de 1,5-2 m. În acest caz canalul îndeplineşte şi rolul unui dren de intercepţie. 3.Reţeaua de colectare a apelor de infiltraţie prin şi pe sub dig Colectarea şi evacuarea apelor de infiltraţie prin şi pe sub dig se face prin canale deschise sau drenuri de intercepţie dispuse paralel cu digul de apărare a suprafeţei de desecat, la 20...100 m, în funcţie de caracteristicile geotehnice, astfel încât să nu fie periclitată stabilitatea digului. Adâncimea canalelor se stabileşte în funcţie de permeabilitatea, grosimea şi succesiunea straturilor. Astfel, în zonele cu terenuri permeabile pe adâncimi mari, canalele se vor executa cu o adâncime de 1,0-2,0 m, în aşa fel încât să capteze tot debitul infiltrat. Pe terenurile slab permeabile sau impermeabile se vor executa canale cu adâncimi mici pentru a capta debitul superficial. Debitul de infiltrare în acest caz va fi captat de reţeaua de canale care se trasează la limita grindului. Dacă în zona de intercepţie, stratul impermeabil are grosimi mici (circa 1,0 m) canalele se vor proiecta cu cota fundului deasupra stratului permeabil, pentru a nu crea afuieri în zona digului. 4.Reţeaua de colectare a apelor în exces de pe terenurile irigate Pe terenurile irigate, la formarea excesului de apă contribuie atât apa din precipitaţii cât şi apa pierdută prin infiltraţie din reţeaua de canale precum şi apa pierdută în câmp la aplicarea udărilor. În acest caz, reţeaua de colectare trebuie să capteze şi să evacueze de pe teren, pe lângă apa în exces şi surplusul de debit din reţeaua de irigaţie apărut în timpul unor eventuale defecţiuni de exploatare, descărcări de debite din canale etc. Reţeaua de canale în acest caz se amplasează la limita sectoarelor irigate, de regulă perpendicular pe canalele distribuitoare de sector. 5.Reţeaua de colectare a apelor în exces de la amenajările piscicole. Se compune dintr-un canal de centură amplasat paralel cu conturul amenajării piscicole care preia debitele de infiltraţie, protejând terenurile limitrofe împotriva înmlăştinării şi/sau salinizării.
31. Tipuri de drenuri şi drenaj. Drenajul, în funcţie de modul de captare, conducere şi evacuare a apei în exces, se clasifică în drenaj orizontal, drenaj vertical şi drenaj mixt. 1.Drenajul orizontal constă dintr-o reţea de drenuri absorbante şi colectoare care captează şi transportă apa gravitaţional în canale deschise de evacuare sau direct în emisar. La rândul său, drenajul orizontal, în funcţie de materialele şi tipurile de drenuri folosite se împarte în: • drenaj din drenuri din materiale locale; • drenaj cu tuburi din ceramică şi beton; • drenaj cu tuburi din mase plastice
Interdependenţa între adâncimea şi distanţa între drenuri.
1.1.Drenajul orizontal din materiale locale. Acest tip de drenaj constă dintr-o reţea de şanţuri înguste şi adânci a căror cavitate se umple la partea inferioară cu materiale filtrante sau se lasă liberă. Cavitatea drenantă a şanţului se poate realiza din fascine, bolovani, lespezi sau piatră spartă. Cantitatea mare de material filtrant şi costul ridicat al transportului impun folosirea drenajului din materiale locale numai în zonele unde materialele respective se găsesc din abundenţă, lemnul sau piatra rezultând din lucrările de defrişare sau desţelenire. 1.2. Drenajul cu drenuri din tuburi din ceramică sau beton.
Drenajul cu drenuri din tuburi este fără îndoială cel mai bun tip de drenaj de adâncime. Tuburile de drenaj trebuie să îndeplinească următoarele condiţii: - să prezinte durată de funcţionare îndelungată; 44
- să fie nealterabile la acţiunea agenţilor chimici din sol; - să evite formarea depunerilor în interiorul secţiunii; - să nu sufere deteriorări pe durata transportului; - să nu necesite cheltuieli mari. Reţeaua de drenuri absorbante se realizează prin aşezarea, cap la cap, în şanţurile de drenaj, a tuburilor din ceramică, beton sau mase plastice. Apa circulă către drenuri datorită gradientului hidraulic care se creează prin coborârea nivelului apei în zona de amplasare a drenului. Mişcarea apei are loc după legile scurgerii prin medii poroase şi intră în drenurile din ceramică şi beton prin rosturile, de 1-2mm, dintre capetele tuburilor de drenaj. Drenurile din ceramică sunt contraindicate în solurile turboase iar cele din beton în solurile cu un conţinut ridicat de acizi humici, sulfaţi, apă acidulată cu bioxid de carbon, cloruri sau carbonaţi. Deoarece în astfel de condiţii este atacat cimentul din compoziţia betonului, tuburile se degradează, reducându-se foarte mult durata de funcţionare. Principalul neajuns al drenajului cu tuburi din ceramică sau beton, se datorează posibilităţilor de reducere sau astupare a secţiunii ca urmare a depunerii sedimentelor de nisip fin sau argilă, depozitelor feruginoase sau calcaroase. Astuparea se mai poate produce şi prin pătrunderea rădăcinilor de arbori sau arbuşti, în special plop. De aceea, când se traversează perdele din arbori sau arbuşti, se recomandă să se cimenteze rosturile sau să se folosească conducte din plastic fără orificii. Cimentarea drenurilor se face de către compuşii fierului, cum sunt sulfaţii de fier sau mangan. Fierul solubil (Fe++), din apa subterană care se scurge prin dren, în contact cu aerul din drenuri se oxidează şi se transformă în Fe+++, se produce precipitarea şi formarea de compuşi insolubili. Precipitarea este influenţată şi de activitatea bacteriană, de pH şi temperatură. Fenomenul are loc în solurile slab aerate, de aceea după intrarea în funcţiune a drenajului, intensitatea fenomenului se reduce, cu excepţia zonelor foarte umede. Tuburile din ceramică se confecţionează cu diametrul interior de 50, 70, 80 şi 100 mm pentru drenurile absorbante şi 125, 150, 200 şi 250 mm pentru drenurile colectoare, grosimea pereţilor de 8-30mm şi lungimea de 330mm pentru diametre până la 125 mm şi de 500-800 mm pentru diametre mai mari. Tuburile din ceramică de calitate bună dau prin lovire un sunet clar iar la îmbibarea cu apă greutatea acestora creşte numai cu 15%. Este de dorit, de asemenea, ca suprafaţa inferioară să fie netedă, deci coeficientul de rugozitate cât mai redus. Drenurile din tuburi din beton au caracteristici constructive asemănătoare cu cele ale drenurilor din ceramică, putându-se confecţiona şi cu diametre mai mari. 1.3. Drenajul cu drenuri din mase plastice Drenurile din material plastic au început să fie folosite din anul 1960, cucerind an de an o pondere tot mai mare, datorită avantajelor pe care le prezintă. Astfel, se asigură o mai bună continuitate a şirului de drenuri, instalarea mecanizat se face mai uşor, productivitatea fiind mai mare şi ca urmare costul mai redus. Drenurile din plastic se confecţionează din PVC şi polietilenă, fiind şi mai ieftine. În schimb sunt mai puţin rezistente la lovire în special la temperaturi joase, în apropiere de zero grade. În tuburile din mase plastice apa intră prin fantele sau orificiile cu care sunt prevăzute aceste conducte. Constructiv, tuburile de drenaj, pot fi rigide, cu perete neted (lise) şi tuburi flexibile cu perete ondulat (tuburi riflate). Tuburile lise, rigide, se confecţionează cu lungimi care nu depăşesc de regulă 5 m şi sunt prevăzute cu fante pentru pătrunderea apei şi mufă la unul din capete pentru a se realiza îmbinarea în timpul pozării Tuburile riflate se livrează în colaci cu lungimi de 50-250m şi diametre de 50, 80 şi 110 mm. Tuburile se înfăşoară pe un tambur cu diametrul interior de circa 0,8m. Tuburile riflate se confecţionează cu riflurile dispuse inelar sau în spirală. Tuburile riflate au pereţii cu o grosime mai mică de aceea necesită un consum mai redus de material plastic şi ca atare sunt mai ieftine. Cu toate acestea au o mai mare rezistenţă la presiunea exterioară dacă orificiile sunt prevăzute în şănţuleţele dintre rifluri. Dezavantajul acestor tuburi se datorează rezistenţei hidraulice de intrare mult mai mari în comparaţie cu cele lise. De aceea necesită, pentru acelaşi debit, un diametru cu 25% mai mare. 2.Drenajul vertical sau prin puţuri se compune dintr-o serie de puţuri absorbante şi colectoare, care asigură coborârea nivelului apei freatice din raza de acţiune prin colectarea şi evacuarea apei în exces. Evacuarea apei în exces se poate face gravitaţional, în straturile acvifere libere, profunde sau prin pompare. Evacuarea apelor colectate de puţurile absorbante în profunzime se realizează pe cale gravitaţională, numai dacă există un strat acvifer permanent cu nivel liber la mică adâncime, cu o grosime mare şi permeabilitate ridicată. Drenajul prin puţuri absorbante are o serie de dezavantaje, de aceea folosirea acestuia în agricultură la coborârea nivelului freatic se face pe scară redusă. Astfel, necesită o investiţie ridicată, un consum mare de energie în exploatare, iar eficacitatea se reduce prin colmatarea stratului filtrant şi a stratului acvifer din jurul fundului puţului. Pe de altă parte, prin folosirea pe scară largă a îngrăşămintelor chimice, erbicidelor şi insecto-fungicidelor, apa de drenaj se încarcă cu o parte din aceste substanţe, care ajung în stratul acvifer şi-l poluează. Poluarea apelor subterane este deosebit de dăunătoare deoarece apa din straturile acvifere nu va mai putea fi utilizată pentru alimentarea cu apă potabilă a centrelor populate şi nici a complexelor zootehnice. Coborârea nivelului apei freatice prin puţuri cu pomparea apei se poate utiliza numai atunci când apa pompată se foloseşte la irigaţii, când înălţimea de pompare nu este mare, iar debitul stratului acvifer este ridicat. În restul situaţiilor, costul ridicat al pompării apei nu justifică recomandarea acestei metode. 3.Drenajul mixt reprezintă o combinaţie între drenajul orizontal şi cel vertical, aplicând fiecare tip pe suprafeţele cele mai favorabile, în funcţie de eficacitatea şi costurile de execuţie şi exploatare. Dren cu tuburi din ceramică
45
32. Drenajul orizontal; scheme de amplasare a reţelei de drenaj. Pentru captarea apei freatice elementele reţelei de regularizare (drenurile absorbante) se amplasează în plan sub formă de şiruri paralele la distanţe egale, perpendicular sau sub un anumit unghi faţă de colector.
Amplasarea reţelei de drenuri
Amplasarea reţelei de drenuri faţă de linia de cea mai mare pantă se poate face după trei scheme: longitudinală, transversală şi intermediară. 1.Schema longitudinală constă în amplasarea reţelei de drenuri absorbante paralel cu linia de cea mai mare pantă, colectoarele fiind trasate aproximativ paralel cu direcţia curbelor de nivel. Acest mod de amplasare este indicat pe terenurile cu pante mici, sub 4‰, deoarece în felul acesta se asigură pantă de scurgere pentru apa din drenuri. Dacă pe terenurile cu pante mici nu s-ar amplasa drenurile pe linia de cea mai mare pantă, ar trebui fie să se niveleze terenul în pantă pe direcţia drenurilor, fie să se asigure acestora pantă din construcţie, prin sporirea adâncimii către capătul aval, ambele soluţii fiind costisitoare.
Schema long itudinală de amplasare a drenurilor.
Schema tran sversală de amplasare a drenurilor.
2.Schema transversală se foloseşte pe terenurile cu panta mai mare de 8-10‰, fapt care permite ca drenurile absorbante să se amplaseze aproape paralel cu direcţia generală a curbelor de nivel, având grije să li se asigure panta necesară scurgerii gravitaţionale a apei. În această schemă colectoarele se amplasează paralel cu linia de cea mai mare pantă. Datorită pantei mai mari a terenului şi amplasării drenurilor perpendicular pe direcţia de scurgere a apei, aceasta circulă sub influenţa forţei gravitaţionale cu o viteză mai mare către drenuri, sporind capacitatea de captare şi eficienţa acestora. Din aceste considerente distanţa dintre drenuri, în comparaţie cu schema longitudinală, se poate mări cu 20-25 %. 3.Schema intermediară se foloseşte pe terenurile cu pante cuprinse între 4 şi 8‰, de aceea şi amplasarea reţelei de drenuri absorbante se va face sub un unghi de 300-600 faţă de direcţia generală a curbelor de nivel. Drenurile se pot descărca în colectori închişi, în care caz drenajul se numeşte indirect şi direct în cazul în care drenurile se descarcă în canale deschise. Drenajul direct este indicat pe terenurile cu pante foarte mici, unde capacitatea de transport a colectorilor închişi este redusă. Lungimea drenurilor absorbante se stabileşte în funcţie de panta şi diametrul acestora şi variază între 100 şi 150 m la pante mai mici de 3 ‰ şi 100-250 m la pante cuprinse între 3‰ şi 10‰. Lungimea colectorilor închişi se poate alege între 1000 şi 2000 m cu cămine de vizită la distanţa de 150-200 m.
33. Drenajul cârtiţă; elemente tehnice şi execuţie. Costul ridicat al drenajului cu tuburi a impus căutarea unor metode mai economice pentru eliminarea excesului de umiditate din stratul superior de sol, metode care să folosească o cantitate cât mai mică de materiale şi care să permită o mecanizare totală. Aşa s-a ajuns la drenajul cârtiţă, care constă dintr-o serie de galerii executate cu pluguri speciale-pluguri cârtiţă – care înlocuiesc drenurile absorbante. Acest tip de drenaj se poate folosi numai pe solurile cu textură fină (argiloase, argilo-lutoase sau luto-argiloase), cu un conţinut de argilă de 35-40 % şi de nisip de cel mult 20%, cu porozitatea de aeraţie sub 10-12 % din volumul total al solului precum şi pe solurile turboase. 46
Pentru a permite formarea galeriilor, a le asigura o stabilitate mare şi pentru ale mări durata de funcţionare, solurile pe care se execută drenajul cârtiţă trebuie să aibă o anumită plasticitate. Pentru a stabili dacă un sol se pretează pentru drenaj cârtiţă, se recoltează o probă de pământ de la adâncimea de amplasare a galeriilor, se modelează din pământul respectiv o bilă cu diametrul de 5-7 cm, care se introduce apoi intr-un vas cu apă unde se ţine timp de 12-14 ore. Dacă după acest timp bila nu se deformează înseamnă că solul respectiv se pretează pentru drenaj cârtiţă . Solul trebuie să aibă o textură uniformă pe lungimea galeriilor, căci altfel la trecerea prin zone mai nisipoase galeriile se prăbuşesc şi se înfundă. Terenul pe care urmează să se execute drenaj cârtiţă trebuie să aibă o pantă uniformă şi cu o valoare care să permită circulaţia apei prin galerii, pantă care de regulă este egală cu panta galeriilor. Specialiştii cehi recomandă drenajul cârtiţă pe terenurile cu straturile subarabile puţin permeabile, K≤0,25 m/zi, slab aerate, cu porozitatea totală mai mică de 45 %, porozitatea de aeraţie sub 10-15 % şi cu porii mai mari de 0,3 mm diametru în proporţie de 20 % din volumul total al solului.
Formarea crăpăturilor şi fisurilor la realizarea galeriilor cârtiţă pe un sol greu.
Rolul drenajului cârtiţă este de a înlătura excesul de apă de la suprafaţa solului şi din partea superioară a profilului de sol. Drenajul cârtiţă asigură evacuarea mai rapidă a excesului de umiditate decât drenajul cu tuburi deoarece apa care se scurge la suprafaţa solului şi cea din profilul de sol circulă către galerii, în principal, prin tăietura verticală lăsată de cuţitul plugului, care are o lăţime de 2-3 cm şi care chiar dacă se astupă în orizontul arabil se menţine în stratul subarabil, asigurând atât scurgerea mai rapidă a apei cât şi o aerisire mai bună a solului. Viteza de infiltrare şi circulaţia apei se îmbunătăţesc şi datorită fisurilor şi crăpăturilor care se formează în jurul galeriei în momentul deschiderii acesteia. Elementele tehnice ale drenajului cârtiţă Elementele tehnice ale drenajului cârtiţă (distanţa dintre galerii, adâncimea, diametrul, panta, lungimea) se stabilesc în funcţie de proprietăţile solului, condiţiile hidrogeologice, panta şi categoria de folosinţă a terenului, condiţiile litologice şi hidrogeologice. 1.Adâncimea drenurilor cârtiţă recomandată în literatura de specialitate este cuprinsă între 0,45 şi 0,60 m. Pentru a proteja galeriile împotriva degradării de către utilajele agricole grele, pentru a le feri de uscăciune şi eventual îngheţ, acestea se recomandă să se execute la adâncimi cât mai apropiate de limita maximă. În plus, numărul fisurilor şi deci eficienţa drenajului cresc o dată cu adâncimea, la fel ca şi durata de funcţionare, dar trebuie avut în vedere că în acelaşi timp creşte şi costul lucrării. Pe solurile podzolice drenurile cârtiţă se execută la adâncimi mai mici, circa 0,40 m, pentru a rămâne deasupra orizontului impermeabil. Pe solurile cu conţinut ridicat de materie organică adâncimea poate creşte la 0,8 m. 2.Distanţa dintre drenurile cârtiţă variază între 2 şi 12 m, în funcţie de adâncimea drenurilor, proprietăţile solului şi panta terenului. Pe terenurile bine nivelate, cu panta suficient de mare pentru a asigura scurgerea apei şi pe solurile pe care se produc fisuri pe distanţe mai mari, se poate folosi distanţa maximă de 5 m. Pe solurile organice, distanţa între galerii poate ajunge la 10-12 m. 3.Diametrul galeriei cârtiţă se alege de 7-10 cm pentru solurile minerale şi 12-15 cm în cazul solurilor bogate în materie organică. Lăţimea fantei lăsată de cuţitul vertical pe care este fixat drenorul nu trebuie să depăşească 2-2,5 cm. 4.Panta galeriilor cârtiţă se alege în aşa fel încât apa colectată să se scurgă spre colector cu o viteză care să nu producă degradarea galeriilor prin eroziune, dar nici să nu stagneze în galerii, pentru că în această situaţie pereţii se înmoaie şi se surpă. Panta galeriilor poate varia între 0,5 şi 1 % (panta minimă) până la maximum 4 la 7 %. Dacă panta terenului este cuprinsă între limitele prezentate, se va alege pentru drenuri o pantă egală cu cea a terenului. Dacă panta terenului depăşeşte pe cea a drenurilor, acestea se vor trasa în aşa fel încât să nu se depăşească panta maximă. Panta optimă este de 1-2%. 5.Lungimea drenurilor cârtiţă se stabileşte în special în funcţie de panta terenului şi natura solului. Se recomandă lungimi de 100-150 m la pante ale terenului mai mari de 5 %, 150-200 m la pante de 2-4 % şi 30-75 m la pante mai mici de 1 %. Execuţia drenajului cârtiţă
După ce se stabilesc elementele tehnice ale drenajului cârtiţă, pe un plan de situaţie la scara 1:1000 sau 1:500, cu echidistanţa între curbele de nivel de 0,1 sau 0,2 m, se trasează reţeaua de drenuri. Pe terenurile cu panta mai mică decât panta maximă admisibilă pentru drenaj, drenurile se trasează pe linia de cea mai mare pantă, iar pe cele cu pante mai mari sub un unghi faţă de curbele de nivel, în aşa fel încât să li se asigure o pantă optimă. Dacă terenul este lipsit de pantă, atunci se impune fie nivelarea în pantă, fie modelarea terenului în două pante, cu formarea unei coame în zona centrală dintre canalele colectoare. Pentru a nu rezulta volume mari de terasamente, cu ocazia modelării, se va reduce lungimea drenurilor până la 50 m.
Modelarea terenului în două pante şi amplasarea drenurilor cârtiţă
Descărcarea drenurilor cârtiţă se poate face direct în canalele colectoare deschise, în care caz gurile de descărcare se consolidează cu ajutorul unor tuburi din material plastic cu lungimea de 1,5 m, din care 1,0 m se introduce în galerie. 47
Intr-o altă variantă, apa din drenurile cârtiţă se descarcă în canalele colectoare prin intermediul unor drenuri colectoare tubulare amplasate în tranşee drenante, cu adâncimea de 0,8-1,1 m, la distanţa de 30-100 m Această variantă este mai costisitoare dar dă siguranţă mai mare în exploatare. Execuţia drenajului cârtiţă se începe cu o nivelare generală a terenului în direcţia canalelor de colectare după care se trece la săparea canalelor colectoare. Deschiderea galeriilor cârtiţă se face cu pluguri cârtiţă care sunt formate dintr-un grindei puternic(1), prevăzut cu o bârsă în formă de cuţit (2) la extremitatea căreia se află fixată o piesă numită drenor (3), de care se prinde o altă piesă – dilatatorul(4). În unele variante s-a renunţat la drenor, lărgitorul fiind legat cu cablu direct de cuţit. Drenorul are, de regulă, o formă cu partea anterioară de tip conic. Plugurile cârtiţă perfecţionate sunt prevăzute cu dispozitive pentru reglarea adâncimii de lucru cu comandă manuală sau automată şi deci cu posibilităţi de a asigura galeriei o pantă continuă, chiar dacă terenul prezintă unele denivelări. Dacă se folosesc pluguri fără dispozitive de reglare a adâncimii, pentru a se realiza galerii cu o pantă continuă, se impune ca în prealabil să se niveleze terenul pe direcţia drenurilor. Deschiderea galeriilor se face din canalele de colectare din aval către amonte sau coama dintre cele două canale colectoare, dacă s-a efectuat modelarea în două pante. La întoarcere tractorul merge în gol. Importanţă deosebită are şi alegerea momentului de executare a galeriilor. Rezultate bune se obţin când solul la adâncimea de amplasare a galeriilor este umed iar la suprafaţă zvântat. În condiţiile climatice de la noi din ţară, epoca optimă de deschidere a galeriilor corespunde perioadei de vară şi început de toamnă. După executarea drenurilor cârtiţă se recomandă ca terenul să se lucreze cu grapa cu discuri sau să se efectueze o arătură superficială transversal pe direcţia galeriilor în scopul închiderii fantelor lăsate de cuţitul plugului, pentru ca să nu se înfunde drenurile cu materialele transportate de apă în timpul ploilor căzute după deschiderea drenurilor. Durata de funcţionare a drenurilor cârtiţă este de 2-3 ani în solurile minerale arabile şi 3-5 ani în cele înţelenite.
Plug de drenaj cârtiţă
48
