Andronache  I. C.

Universitatea din Bucuresti,Facultatea de geografie,doctorand

PhD Facultatea de geografie–Ielenicz M.

REGIMUL HIDROLOGIC ALDUNARII IN SECTORUL BALTII BRAILEI

INAINTE SI DUPAINDIGUIRE

Regimul hidrologic al Dunarii este deosebit de complex, ca urmare asurselor diferite de alimentare a celor peste 120 de afluenti si adiferentierilor climatice din care acestia provin. In prezent, cotele apelorDunarii cresc intr-un timp relativ scurt in raport cu creşterile pe carefluviul le inregistra inaintea indiguirilor si mai apoi a amenajarii sistemuluihidroenergetic Portile de Fier 1 si 2 si a canalului Dunare - Marea Neagra,revarsarile concentrandu-se in trei perioade [5]:

–   perioada februarie-martie, cand se topesc zapezile dinbazinele Savei, Dravei si Moravei si incepe topirea zapezii in restul bazinuluiDunarii;

–   perioada aprilie-iunie, cand se realizeaza cotele maximeale fluviului;

–   perioada noiembrie-decembrie, cand se inregistreaza deregula o crestere usoara a nivelului apelor, insa in toamnele cuprecipitaţii bogate pot avea loc inundatii mari, care in 95% au caracterde calamitate datorita podurilor de gheata generate de temperaturile scazute[5].

Balta Brailei anterior amenajarii complexe de imbunatatirii funciare eracea mai mare unitate naturala din Lunca Dunarii Inferioare (96.000 ha), fiindun complex de lacuri, suprafete mlastinoase, garle si brate parasite. Ininteriorul baltii privalele formau o retea intre bratele principale si zonacentrala (complexul lacustru). Acestea ca si bratele erau insotite de grinduri.

Interventia antropica asupra Baltii Brailei a devenit mai importantaincepand cu anul 1964, cand intreaga zona a fost indiguita insumersibil, cu undig circular de 152 Km si inaltime de 4 m care apara o suprafata de 72.173 ha.Dupa inlaturarea pericolului de inundabilitate, prin executare digului s-auinceput lucrari de drenaj pentru evacuarea apei interioare provenite dinprecipitatii , infiltratii si fluxul apei freatice. Desecarea unitatii s-aexecutat in 2 etape: 1967-1969 si 1970-1972. Pentru acesta s-au executat 7sisteme de desecare independente (Filipoiu, Gemenele, Balaia, Maicanu, BoulNord, Boul Sud, Zaton). Concomitent s-au executat lucrari de defrisare,destufizare, nivelare a grindurilor, astuparea privalelor, sistematizareacentrelor populate si a retelei de drumuri. In anul 1976 s-a trecut laexecutarea lucrarilor de drenaj, totalizand 9.972 ha. drenaj. Eliminareasurselor de exces de apa ca urmare a lucrarilor de indiguire – desecare –drenaj asupra inundatiilor si aportului freatic a determinat introducereairigatiilor prin aspersiune, intre anii 1976-1981, pe o suprafata de 69.730 ha,care preia apa din Dunare prin 6 statii de pompare reversibile (S.P.R.):Filipoiu, Gemenele, Maicanu, Boul Nord, Boul Sud (care preiau apa din BratulMacin)si Balaia (care preia apa din Bratul Valciu). Acestea au un debit depompare de 46,63 m³/s.

Interventia antropica asupra Baltii Brailei a generat o serie departicularitati morfohidrografice locale care s-au rasfrant asupra nivelurilorDunarii, precum si a regimului scurgerii lichide si solide a apelor Dunarii.

MODIFICARI ASUPRA NIVELURILOR DUNARII. In regim natural de scurgere, nivelurile erau determinate de debite, elefiind rezultatul suprapunerii aportului de debit si a atenuarii undei deviitura. Nivelurile maxime se produc in timpul viiturilor de primavara (martie– iunie) iar nivelurile minime in lunile iulie – septembrie si se mentincoborate pana in noiembrie. Anterior indiguirii, in sectorul Baltii Brailei,exista o deplasare a aparitiei nivelurilor maxime in lunile iunie si chiariulie si o scadere a acestora in lunile martie - aprilie datorita atenuariinaturale. Cea mai mica valoare medie anuala s-a inregistrat in 1943, nivelulmediu fiind de 144 cm, pe cand mai mare valoare medie anuala in 1941, nivelulmediu fiind de 442 cm.  Media inregistratapentru intervalul 1937-1964 a fost de 273 cm, deviatia standard fiind de 78,5,iar tendinta de usoara crestere. Pentru nivelurile maxime tendinta era decrestere iar pentru cele minime de scadere, din cauza rolului de atenuareexercitat de Balta Brailei. Nivelul minim s-a inregistrat in ianuarie 1954 (-61 cm) iar cel maxim in martie 1942 (622 cm), amplitudinea fiind de 683 cm.

Indiguirea cursului Dunarii a determinat micsorarea sectiunii de scurgere,care a impus un nivel mai ridicat fata de situatia anterioara. In urmaindiguirii, la acelasi debit inregistrat nivelurile sunt mai mari. De exemplu,la debitul de 6.300 m³/s inregistrat la Braila, nivelul a crescut inurma indiguirii cu 39 cm. (de la 286 cm. la 325 cm.); la debitul de 11.900 m³/s,inregistrat la Braila, nivelul a crescut in urma indiguirii cu 26 cm. (de la547 cm. la 573 cm.); la debitul de 2.030 m³/s, inregistrat laBraila, nivelul a crescut in urma indiguirii cu 32 cm. (de la 15 cm. la 47 cm.)(fig. 1).

Fig. 1    Hidrografulnivelurilor medii, minime si maxime (1879–2007), Statia hidrologica Braila

La Braila media multianuala a nivelurilor a crescut in urma indiguirii cu33 cm (de la 273 cm anterior indiguirii la306 cm post indiguire: «0» mira la Braila este de 1, 076 m). Acest lucru esteevidentiat si de nivelurile extreme: nivelul minim anterior indiguirii a fostde – 61 cm in ianuarie 1954, iar cel de dupa indiguire -1 cm, in septembrie2003; nivelul maxim post indiguire de 699 cm inregistrat in 27 aprilie 2006, afost cu 6 cm peste valoarea nivelului maxim din perioada anterioara indiguiriidin timpul inundatiilor din 1897 (693 cm). Efectele hidrologice cele maiinsemnate s-au inregistrat in anii 1970,1975,1980 si 2006. In anul 1970, nivelurileau depasit mult nivelurile normale, incepand cu luna februarie si pana inseptembrie (asigurari <20%) Nivelurile cele mai coborate din perioada postindiguire s-au inregistrat in perioada august 1971-aprilie 1972 (asigurari de80-97%).

Pentru o analiza de detaliu a modului de distribuire a nivelurilor Dunariila statia hidrologica Braila s-au realizat determinari ale dimensiunii fractalea curbelor de distributie anuale si lunare, inainte si dupa indiguire. S-autilizat software Benoit 1.3. Analiza fractala realizata reflecta tendinta decrestere a dimensiunii fractale dupa indiguire, atat la nivelul mediilor anualecat si la nivelul distributiei nivelurilor in decursul unui an (tab. 1). Acestaspect indica o crestere a complexitatii, existenta mai multor grade delibertate care pot sa se materializeze in aparitia unor elemente de risc petermen mediu si lung.

Tab. 1  Analiza fractala realizata reflecta tendinta de cresterea dimensiunii fractale dupa indiguire, atat la nivelul mediilor anuale cat sila nivelul distributiei nivelurilor in decursul unui an

Dimensiunea fractala a curbelor de distributie a nivelurilor anuale si  lunare ale Dunarii, Staţia hidrologicaBraila.

Seria de date specifice nivelurilor este o serie persistent avand oposibilitate relative buna de predictibilitate. In situatia nivelurilor seobserva o neconcordanta cu privire la legitatea empirica Df + H = 2,evidentiindu-se prin calcule o valoare situata in apropierea valorii 2 (tab.2).

Fig. 2 Exponentul Hurst si dimensiunea fractala a curbeide distributie nivelurilor medii anuale, Staţia Hidrologica Braila

Tot teritoriul Baltii Brailei era supus inundatiilor cu o frecventa de 1-3ani, cand cota de revarsare de 442 cm era depasita la Braila, cand se ajungeala 7-8 hidrograde. Cand se ajungea la 8,5 hidrograde se produceau inundatiitotale. Anual era inundata cel putin 50% din suprafata Baltii Brailei. Inperioada anterioara indiguirii se costata ca exista conditii favorabile descurgere la apele mici pe Bratul Dunarea Navigabila si nefavorabile pe BratulMacin, datorita faptului ca acesta este un curs sinuos de apa care are tendintade imbatranire, existand o tendinta de colmatare pe intreaga intindere a sa.Astfel, la apele mici Bratul Dunarea Navigabila transporta aproximativ 75,54%din debitul de la Vadu Oii (septembrie-octombrie) iar Bratul Macin 6,26-7,13%debitul de la Vadu Oii, iar la apele mari Bratul Dunarea Navigabila transporta63,12% (mai), iar Bratul Macin 17 ,53% (mai). Bratul Valciu transporta injur de 19% din apele Dunarii (18,2% - la apele mici, si 20,29% la apele mari,acesta prezentand o situatie stabila.

Indiguirea a determinat ca acest rezervor natural, Balta Brailei in regimnatural de scurgere, sa fie scos din functiune si ca urmare apare o nouadistribuire a  debitelor in sectorul dinaval, unde debitele maxime au in aceaste situatii valoari mai mari. IndiguireaBaltii Brailei a eliminat atenuarea debitelor, determinand la  capatul din aval al sectorului indiguit(Braila) cresterea debitelor fata de perioada anterioara  indiguirii: ca medie multianuala cresterea afost de 290 m³/s (media anuala multianuala inainte de indiguire erade 5.980 m³/s iar dupa indiguire aceasta a crescut la 6.280 m³/s).Debitul maxim mediu anterior indiguirii de 10.170 m³/s a crescut inurma indiguirii la 11.030 m³/s. Debitul maxim inregistrat la Brailas-a produs in 28 mai 1970 si in 27 aprilie 2006 si a fost de 15.000 m³/s.La celelalte posturi hidrologice debitele maxime inregistrate au fost: La VaduOii 14.960 m³/s  (22 IV 1970),la Gropeni 9.330 m³/s (31 V 1980), la Balaia 2.910 m³/s(4 III 1980) si la Smardan 2.080 m³/s (30 V 1980). Debitele mediianuale pentru posturile hidrologice din cadrul Baltii Brailei pentru perioada1965-2007 sunt: 6.270 m³/s – Vadu Oii, 4.180 m³/s –Gropeni (Bratul Dunarea Navigabila ), 1.320 m³/s – Balaia (BratulValciu), 729 m³/s – Smardan (Bratul Macin) si 6.280 m³/s.Incepand cu luna octombrie (cand se inregistreaza debitele minime – 4400 m³/sla Braila) debitele lichide incep sa creasca treptat pana in lunile aprilie -mai cand se inregistreaza debitele lichide maxime (la Braila in aprilie seinregistreaza in medie 8.670 m³/s in aprilie si 8.690 m³/sin mai), dupa care incep sa scada, pana in octombrie.

In perioada zapoarelor debitele pot scadea mult inaval, pe o perioada scurta de timp datorita blocarii apei. Zapoarele seformeaza acolo unde configuratia albiei o permite: pe Bratul Valciu la Marasu,cat si pe Bratul Macin la Peceneaga, Macin si Smardan.

Indiguirea a mentinut in linii mari aceeasi situatie a repartitieidebitului pe brate, insa s-a modificat ecartul. In medie Bratul Macintransporta 11,70% din debitul de la Vadu Oii, Bratul Dunarea Navigabila 67,11%din debitul de la Vadu Oii, iar Bratul Valciu 21,19% din debitul de la VaduOii. Bratul Macin – transporta 9,63% la apele mici debitul de la Vadu Oii (in1990 - 8,47%) si 13,18% la apele mari (in 1970 - 13,17%). Bratul DunareaNavigabila  - transporta la apele mari65,41% (mai) debitul de la Vadu Oii (in 1970 – 64,81%) si 69,54% (in 1990 –70,43%). Bratul Valciu – transporta 20,79% la apele mici (in 1990 – 21,10%) si21,43% la apele mari (in 1970 – 21,52%) In 1970 debitul la Vadu Oii a fost de13.590 m³/ s, iar in 1990 – 2.530 m³/s.

MODIFICARI ASUPRA SCURGERII SOLIDE IN SUSPENSIE. Debitul solid in suspensie(R) este in stransa legatura cu debitul lichid. Odata cu cresterea debituluilichid se realizeaza si cresterea cantitatii de aluviuni, la inceput lent,apoidupa depasirea unei valori critice ale debitului lichid (5.000 m³/s)se accelereaza rapid si se pastreaza pana la depasirea unei alte valori limita(7.000 m³/s) ,dupa care ritmul de crestere se diminueaza din nou.Anterior indiguirii debitul solid in suspensie mediu era de 1.800 kg/s(turbiditatea = 298 g/m³), iar raportul  R> / R< era de 1/100. Anteriorindiguirii (1955–1962) repartitia pe brate a debitului solid in suspensie eraurmatoarea: R brat Macin -18% din R Vadu Oii, R brat Dunarea Navigabila - 70%din R Vadu Oii si R brat Valciu - 12% din R Vadu Oii.

Construirea de baraje pe Dunare, amenajarea de lacuri de acumulare,indiguirile si regularizarile de cursuri ale Dunarii si afluentilor s-aurasfrant in scaderea debitelor solide, ce s-a reflectat in modificareamorfologiei si morfometriei albiilor. In urma indiguirii Baltii Brailei,modificarile hidraulice de curgere au atras dupa sine modificari ale regimuluide transport solid. In urma concentrarii curgerii in spatiul dintre diguri,unde se realizeaza viteze de curgere si inaltimi mai mari ale apelor a crescut capacitatea de transport in general mai mare inpartea din amonte. O parte din acestea s-au depus in arealul dintre diguri,determinand o abgradare a albiei. Debitul solid in suspensie la Braila in urmaindiguirii este de 846 kg/s (media multianuala). Scaderea debitului solid insuspensie este rezultatul ruperii legaturii bratelor Dunarii cu fosta zonainundabila. In urma indiguirii Baltii Brailei, turbiditatea a scazut la 135 g/m³,iar raportul R> / R< s-a redus la 1/3496,343. La Braila, debitul solid insuspensie maxim s-a inregistrat in 11 octombrie 1972 (14300 kg/s) iar cel minimin 22 ianuarie 1972 (4,09 kg/s).

Din analiza hidrografelor debitelor solide in suspensie la toate cele 5statii hidrologice din cuprinsul Baltii Brailei se observa ca debitul solid insuspensie maxim se inregistreaza in luna aprilie (la Braila debitul mediumultianual al lunii aprilie este de 1.329 kg/s), iar cel minim in septembrie(la Braila debitul mediu multianual al lunii noiembrie este de 374 kg/s).Incepand cu luna septembrie, debitul solid in suspensie creste treptat, din cein ce mai accelerat pana in luna aprilie, dincolo de care incepe sa scada, maiintai lent (mai – iunie), dupa care accentuat (iulie-august), pe fondulscaderii debitelor lichide. Cantitatea totala de aluviuni transportata anual deDunare, in sectiunea Braila, a scazut considerabil dupa indiguire, de la 58,8milioane tone/an la 19,63 milioane tone/an.

In urma indiguirii repartitia pe brate a debitului solid in suspensie adevenit urmatoarea: R brat Macin - 7,07% din R Vadu Oii, R brat DunareaNavigabila - 74,43% din R Vadu Oii si R brat Valciu - 18,50% din R Vadu Oii.Creşterile de debit solid in suspensie la bratele Dunarea Navigabila siValciu este determinata de mentinerea in regim neindiguit a malurilor dinspreInsula Mica a Brailei care pastreaza regimul natural de scurgere.

MODIFICARI ASUPRA SCURGERII SOLIDE TARATE. Aluviunile transportate printarare anterior indiguirii reprezenta in cadrul sectorului Baltii Brailei sub1,5% din R. Modificarile impuse de noul regim au determinat reducerea debituluisolid tarat la valorile de 0,57% R pentru Vadu Oii si de 0,40% R pentru Braila.Transportul tarat, de fund, este saturat, deci debitul solid tarat corespundecapacitatii de transport. Transportul tarat depinde de starea critica deantrenare, favorizata de actiunea fortei hidrodinamice, careia i se opunerezistenta la antrenare. Valorile maxime inregistrate sunt de 15,6 kg/s (5-11IV 1986) la Vadu Oii si de 185 kg/s (2,4,5 IV 1981) la Braila. Exceptand lunileaprilie –mai valorile minime inregistrate pot ajunge la valoarea zero. Dinanaliza hidrografului debitelor solide tarate se observa ca debitele maxime seinregistreaza la fel ca si in situatia debitelor solide in suspensie in lunaaprilie (11,08 kg/s), iar cel minim in septembrie (0,523 kg/s). Incepand culuna septembrie, debitul solid in tarare creste treptat, din ce in ce maiaccelerat pana in luna aprilie (aproape se tripleza intre martie si aprilie),dincolo de care incepe sa scada, accentuat, pe fondul scaderii debitelorlichide. Valorile mai reduse ale debitului solid in tarare la Braila, incepandluna mai se datoreaza depunerilor de aluviuni in sectorul Baltii Mici aBrailei, sector ramas in regim de libera scurgere.

CONCLUZII. Indiguirea, desecarea si introducerea in circuit agricol alBaltii Brailei, a avut efecte negative asupra regimului hidrologic al Dunariiin acest sector. Indiguirea a determinat dispartia rolului de echilibru alregimului hidrologic al Dunarii (Balta Brailei fiind o adevarata supapa aDunarii), o crestere a nivelurilor apelor Dunarii (prin ingustarea sectiunii descurgere), o crestere a debitelor lichide (prin dezatenuarea debitelor), ocresterea riscului la inundatii, precum si o scadere a debitului solid insuspensie si a celui tarat.

In urma indiguirii exercita presiuni mai mari asupra dinamicii BaltilorMici ale Brailei, aflate si acum in regim de scurgere naturala (se produccolmatari mai accentuate in ultimii ani si exista o tendinta de unire aostroavelor Insula Mica a Brailei si Calia).

Bibliografie

1. Andronache I., Lepadatu V., Influenta factorilorantropici asupra Baltii Brailei (Insula Mare a Brailei) in perioada 1964-2000,Sesiunea nationala cu participare internationala de comunicaritehnico-stiintifice, Braila, 22-24 iunie 2001, Editura AGIR, Bucuresti, 2001

2. Barnsley, Michael F. Fractals Everywhere. SanDiego, CA: Academic Press, 1988.

3. Ielenicz Mihai, Geomorfologie, Editura Universitatiidin Bucuresti, 2007

4. Mandelbrot, Benoit B. The Fractal Geometry ofNature. New York, NY: W. H. Freeman and Company, 1977.

5. Moisei, R., Zavoiul Begu, model pentru reconstructiaecologica in Parcul Natural Balta Mica a Brailei , Revista padurilor, nr. 4,2006.

6. Oancea Servilia, Analiza fractala – Aplicatii instiintele naturii, Editura Pim, Iasi, 2006.

7. Stroe Aurelia, Arama Aurora Violeta, Anton CristinaElena, Andronache I., Fractalii si aplicatiile lor interdisciplinare, EdituraArs Longa, Iasi, 2007

8. ***, Dunarea intre Bazias si Ceatal Izmail -Monografie hidrologica, Institutul de Studii si Cercetari Hidrologice,Bucuresti, 1967.

9. ***, Geografia Vaii Dunarii Romanesti, EdituraAcademiei Romane, Instit. Geol.-Geogr., Bucuresti, 1969.

10. ***, Date brute furnizate de Statia HidrologicaBraila, Oficiul de Gospodarire a Apelor Braila.