BILANTUL HIDRIC DIN CÂMPIA SOMESULUI

Headnote

ABSTRACT. - Bilantul hidric din Câpia Somesului. Studiul de fata Îsi propune sa analizeze bilantul hidric din unitatea de relief a Câmpiei Somesului, având drept consecinta, evaluarea si gestionarea riscului indus de excedentul de apa din acest areal.

Notiunea de "bilant hidric" semnifica relatia cantitativa dintre cantitatile de apa intrate si iesite de pe o suprafata Într-un interval de timp determinat. Diferenta dintre volumul de apa intrat si cel iesit din sistemul respectiv constituie rezerva de apa, care În respectivul areal, este formata din apele râurilor, apa din stratele subterane si umiditatea solului.

La determinarea bilantului hidric al arealului respectiv, s-au folosit valorile medii ale ecuatiei pentru perioada respective, exprimate În mm, principalele componente fiind reprezentate prin elementele constituiente ale circuitului apei. Astfel, partea pozitiva a bilantului hidric, o constituie precipitatiile, iar cea negativa o constituie evapotranspiratia, scurgerea si pierderile de alta natura sau pe alta cale.

În structura bilantului hidric intra astfel, precipitatiile (X), care se consuma În procesulformariiscurgeriidesuprafata (S),sisubterane(U),si prin evapotranspiratie (Z). Resursele de apa ramase În bazinele de receptie dupa formareascurgeriidesuprafata reprezintaumectareatotalaaterenului (W=U+Y). La rândul lor , scurgerea superficiala si cea subterana formeaza scurgerea globala (Y=S+U).

Evaluarea valorilor medii multianuale ale componentelor bilantului hidric s-a facut pe baza modelului matematic reprezentat de ecuatia diferentiata elaborata de M.I. Lvovici:

...

aplicata la datele rezultate din masuratori si determinari din intervalul 1979-2004, efectuate În reteaua hidrologica din Campia Somesului, aferenta celor doua judete respectiv Satu Mare si Bihor si totodata regiunii limitrofe a acesteia. Cuvintecheie:CâmpiaSomesului,bilantulhidric,precipitatii,scurgere, evapotranspiratie, bilant hidric global(total).

1. CONSIDERATII GENERALE

Câmpia Somesului este situata În partea de nord-vest a tarii, reprezentând subunitatea nordica a Câmpiei de Vest, ocupând o suprafata de peste 3 600 km2 cu o altitudine cuprinsa Între 98-220 m.

Creatie aproape exclusiva a Somesului inferior (Împreuna cu actualii si fostii sai afluenti - Turul, Homorodul, Crasna etc.), Câmpia Somesului este Încadrata, spre est, de Înaltimile eruptive ale Muntilor Oas-Gutâi, cu care intra În contact prin intermediul unor fâsii Înguste de glacis (la nord de cursul Somesului), respectiv de Dealurile Silvaniei (la sud de Somes). Patrunderea sub forma unor prelungiri catre Depresiunea Oasului (În nord-est), Depresiunea Baia Mare (În est), Depresiunea Crasnei (În sud) ca rezultat al conditiilor diferite În care s-au format si al influentelor exercitate În care s-au format si totodata al influentelor exercitate de unitatile vecine, mai Înalte.

Câmpia Somesului prezinta unele trasaturi caracteristice, care o deosebesc de restul zonei de câmpie. Aceste caracteristici au fost determinate de conditiile genetice speciale, pe care le-a creat conformatia ei de bazin Închis, ale carui ape de suprafata aveau posibilitati anevoioase si nesigure de scurgere spre interiorul bazinului panonic, din cauza interpunerii În calea lor a suprafetei mai Înalte a Câmpiei Nirului.

1.1. Trasaturile geografice ale subunitatilor Câmpiei Somesului

În functie de particularitatile morfologice ale reliefului, climatice si ale invelisului biopedogeografic, precum si cele ale modului de utilizare a terenurilor, În cuprinsul regiunii cercetate au fost delimitate mai multe subunitati.

Astfel, micro-raionarea Câmpiei Somesului s-a facut pe baza unui criteriu complex, luându-se În considerare mai multe elemente ele peisajului geografic, care dau trasatura caracteristica fizico-geografica a diferitelor unitati. La asocierea anumitor suprafete de teren În unitati fizico-geografice mai mici, s-a avut În vedere În primul rând caracterele litologice, care pot fi: aluvionare de inundatie sau de piemont (conuri de dejectie largi si glacisuri coluviale prelungi), leosiere, nisipoase, de mlastina etc. Totodata s-a apreciat prezenta si caracterele formelor micro-reliefale dominante, sau lipsa lor (mici depresiuni croviforme, movile, spinari prelungi, vai si meandre parasite, dune de nisip, etc), natura solurilor, În raport cu roca mama (aluvionare, argiloase, nisipoase, turboase etc.), conditiile de drenare naturala a apelor de suprafata (drenaj usor, drenaj greu, semidrenaj, sau lipsa de drenaj local) si situatia pânzelor freatice (adâncimea nivelului hidrostatic si variatiile lui). (A. Bogdan, 1960).

Unitatile principale deriva astfel din tipurile genetice de relief si modul lor de Îmbinare si plasare În spatiu (dupa Gr. Posea, 1997):

1.2. Metodologia aplicata

În evaluarea bilantului hidric s-a utilizat ecuatia elaborata de M.I.Lvovici, care a luat În considerare elementele genetice ale bilantului În perioada caderii precipitatiilor si a separat mai multe componente, propunând urmatoarea ecuatie:

...

unde: X - precipitatii;

Y - scurgerea totala;

S - scurgerea superficiala;

U - scurgerea subterana;

W - umezirea globala a terenului;

Z - evapotranspiratia.

Precipitatiile medii multianuale (X0) au fost evaluate pe baza datelor pluviometrice provenite de la doua statii meteorologice limitrofe (Satu Mare si Supuru de Jos) si 11 posturi pluviometrice. Astfel, corelatia dintre altitudinea statiilor si posturilor pluviometrice si cantitatile medii multianuale de precipitatii a permis realizarea hartii izohietelor normale anuale. Scurgerea totala normala (Y0) a fost calculata pe baza debitelor provenite de la noua statii hidrometrice de pe râurile autohtone, care strabat câmpia (Pasunea Mare, Gherta Mare, Turulung, Valea Vinului, Satu Mare, Domanesti, Supuru de Jos, Sacuieni, Valea Morii). Corelatia dintre altitudinea statiilor hidrometrice si scurgere a permis realizarea hartii scurgerii normale anuale. Perioada luata În calculul precipitatiilor si scurgerii totale a fost comuna: 1979-2004.

Scurgerea subterana normala (U0) a fost determinate prin separarea alimentarii subterane de pe hidrografele scurgerii, iar scurgerea superficiala normala (S0) s-a obtinut ca diferenta Între scurgerea totala normala si scurgerea subterana normala (S0 = Y0 - U0). Evapotranspiratia normala (Z0) se determina ca", diferenta Între precipitatiile normale si scurgerea totala normala (Z0 = X0 - Y0). Toate elementele sunt exprimate În mm.

2. REPARTITIA SPATIALA A COMPONENTELOR BILANTULUI HIDRIC

În ceea ce privesc componentele bilantului hidric, acestea au o repartitie neuniforma În timp si spatiu, conditionate de particularitatile geografice ale regiunii studiate. Într-un tinut de câmpie cu un ecart mic de variatie a altitudinii reliefului, la prima vedere nu se remarca deosebiri evidente În repartitia teritoriala a principalelor componente ale bilantului. Corelatiile dintre altitudinea medie a bazinelor de receptie si componentele bilantului hidric pun În evidenta legile de baza ale formarii resurselor de apa din Câmpia Somesului.

Nuantarile care apar În repartitia spatiala a precipitatiilor si scurgerii la nivelul câmpiei, sunt impuse Îndeosebi de particularitatile circulatiei maselor de aer si ale reliefului.

Ca urmare a structurii geologice si a Întinselor spatii de câmpie, Însotite si de cantitati destul de Însemnate cantitativ de precipitatii, apele subterane, sunt bine reprezentate În tot cuprinsul Câmpiei Somesului prin ambele componente, respectiv freatice si de adâncime.

Supusa mai mult advectiilor de aer umed si particularitatilor suprafetei active, Între care relieful cu rol dominant, (fapt ce a determinat ca acesta sa constituie principalul element luat În calcul În analiza spatiala a componentelor bilantului hidric), analiza repartitiei spatiale a principalelor componente ale bilantului s-a facut pe trepte de altitudine atât la nivelul principalelor bazine, cât si la nivelul subunitatilor geografice ale câmpiei.

Repartitia cantitatilor medii de precipitatii (Xo) conditioneaza În mare masura variatiile spatiale ale celorlalte elemente de bilant hidric.

Analizând distributia spatiala a precipitatiilor la nivelul principalelor subunitati geografice ale Câmpiei Somesului se remarca diferentieri destul de evidente (tabelul 1). Astfel, cele mai reduse cantitati de precipitatii au fost determinate pentru Câmpia Joasa (566,4 mm), unde În Culoarul Ierului se Înregistreaza cele mai reduse valori (537,5 mm). Valorile cele mai ridicate din cadrul Câmpiei Joase, se Înregistreaza În Câmpia Livada sau a Turului, acolo unde masele de aer Întâlnesc bariera Muntilor Oas, ducând astfel la formarea de precipitatii mai Însemnate cantitativ fata de restul subunitatilor din Câmpia Joasa si anume 582,5 mm. Valori ceva mai ridicate ale precipitatiilor medii multianuale sunt caracteristice Câmpiei Înalte (603,6 mm), unde, cele mai bogate precipitatii cad În Câmpia Tasnadului (655,3 mm), urmata de Câmpia Ardudului, Pirului si Buduslaului, care vin toate În contact direct cu formatiunile deluroase din apropiere.

La nivelul bazinelor hidrografice, cea mai mare cantitate de precipitatii o primeste Bazinul Homorodelor, unde se Înregistreaza o medie multianuala de 600 mm, urmat de cel al Somesului si Turului (tabelul 2).

Repartitia scurgerii medii globale (Yo) este determinate, de asemenea, de conditiile oro-aero-dinamice ale precipitatiilor si de influenta unor factori fizico-geografici. Dintre acestia relieful Îsi imprima cea mai pregnanta influenta, determinând zonalitatea altitudinala remarcata În cele patru areale cu gradienti diferiti de scurgere.

La nivelul Câmpiei Somesului volumul mediu multianual de apa rezultat din scurgerea globala a fost evaluat la 249,728 milioane m3, valoare ce corespunde unui strat mediu de 68,3 mm.

Caracteristica principals a repartitiei teritoriale a scurgerii consta În faptul ca la aceeasi altitudine valoarea ei create treptat de la sud-vest spre nord-estul câmpiei, progresiv cu sporirea cantitatilor de precipitatii În apropierea Dealurilor Oasului si Muntilor Oas-Gutâi, si cu scaderea evapotranspiratiei În acelasi sens. e

În ceea ce priveste analiza repartitiei scurgerii globale la nivelul subdiviziunilor geografice ale Câmpiei Somesului, aceasta scoate În evidenta legitatile semnalate În distributia precipitatiilor. Astfel, stratul scurgerii medii globale depaseste 50 mm În Câmpia Joasa, iar În cadrul Câmpiei Înalte acesta Înregistreaza o valoare de 45 mm, rezultând un strat al scurgerii medii multianuale la Întreg nivelul câmpiei de 50,5 mm (tabelul 3).

Analiza repartitiei scurgerii globale la nivelul principalelor subunitati geografice pune În evidenta de asemenea corelatia dintre precipitatii, altitudine si situarea geografica a acestora.

Astfel În Câmpia Joasa a Somesului, În partea centrala a acesteia, stratul scurgerii medii globale este cuprins Între 45 si 60 mm (Câmpia Satu Mare-Micula, Câmpia Homorod, Câmpia Ecedea si Câmpia Crasnei), mai ridicat În partea nordica 73,9 mm, unde se remarca un caz aparte de pe tot cuprinsul câmpiei, acolo unde Câmpia Livada sau a Turului intra În contact direct cu formatiunile muntoase din vecinatate, cu cantitati bogate de precipitatii. În partea sudica a câmpiei, stratul scurgerii medii globale este mai scazut fata de restul câmpiei, fiind cuprins Între 37 si 41 mm (Câmpia Ierului). Media stratului scurgerii globale la nivelul celor doua subunitati ale Câmpiei Joase, respectiv Câmpia Joasa a Somesului si Câmpia Ierului este de 59 mm În prima subunitate si 49,2 mm În cea de-a doua.

La fel ca si În cazul precipitatiilor, repartitia spatiala a volumelor de apa rezultate din scurgerea medie globala este diferita, depinzând si de ponderea suprafetelor detinute d efiecare subunitate geografica. Astfel cel mai mare volum de apa Îi revine Câmpiei Satu Mare-Micula (34,32 mil. m3), strabatuta de râul Somes, iar cel mai mic, Câmpiei Pirului, (2,08 mil. m3), aceasta având cea mai mica suprafata.

Volumul total al Câmpiei Somesului este de 184,38 mil. m3, din care 119,56 mil. m3 Îi apartine Câmpiei Joase si restul de 64,82 mil. m3, Câmpiei Înalte.

Cele mai mari procente din volumul total de apa le detine intervalul de 101-150 m (85,51%), iar treptele de relief joase (sub 100 m) si cele Înalte (peste 200 m) detin sub 2% din volumul total al câmpiei.

Repartitia stratului scurgerii superficial (So) se supune acelorasi legi'de,! repartitie mentionate si În cazul scurgerii globale. Astfel, odata cu cresterea altitudinii reliefului se remarca o sporire a stratului scurgerii provenite din surse superficiale, Îndeosebi dinspre partea centrala a câmpiei (17-40 mm) Înspre partile laterale si totodata mai Înalte (20-60 mm), exceptând valoarea maxima Înregistrata În Câmpia Buduslaului (106 mm), valoare ce depaseste cu mult ecartul amintit anterior.

În comparatie cu Întreaga Câmpie de Vest, unde media ecartului stratului scurgerii superficiale (dupa I. Ujvári, 1972), este cuprinsa Între 15 si 35 mm, Câmpia Somesului depaseste aceasta limita, atât datorita faptului ca este unitatea cea mai Înalta din cadrul acestei mari unitati, cât si prin precipitatiile mai Însemnate cantitativ cazute aici.

Scurgerea subterana (Uo) ca si celelalte elemente ale bilantului hidric, denota o zonalitate conditional de cresterea umiditatii si a intensitatii drenajului de la nord spre vest si dinspre axa principalelor culoare de vale spre zonele interfluviale. În Câmpia Satu Mare - Micula, Câmpia Homorod, Câmpia Ecedea, Câmpia Crasnei si Câmpia Cigului, subdiviziuni ale Câmpiei Joase, scurgerea subterana Însumeaza Între 20 si 30 mm, În timp ce În subdiviziunile din Câmpia Înalta a Somesului, scurgerea subterana este Între 12 si 20 mm. Astfel valorile mai ridicate corespunzatoare partii centrale ale câmpiei se explica prin aportul relativ abundent si constant provenit din sursele de apa acumulate mai ales În depozitele fluvio-lacustre nisipoase, uneori acoperite cu depozite argiloase impermeabile sau semipermeabile (cum ar ficonul de dejectie Tur-Somes) sau local cu depozite loessoide, ceea ce Îngreuneaza adesea regenerarea prin infiltratii verticale a apelor freatice si formeaza conditii pentru ascensiune hidrostatica locala, În orizontul considerat freatic (I. Ujvári, 1972).

Evapotranspiratia (Zo) determinate ca si diferenta Între precipitatiile medii (Xo) si stratul scurgerii medii globale (Yo) depinde de potentialul evaporatiei si de cantitatea umiditatii din sol capabile sa se evapore. Regimul anual al aceteia este astfel influentat direct de regimul temperaturii aerului si al suprafetei active, de regimul precipitatiilor, de rezerva de apa din sol, de adâncimea pânzei freatice, de cuvertura vegetala si de sol, d eviteza vântului, de specificul activitatilor umane etc.

Evaporatia potentiala (evaporatia maxima a unei suprafete care este alimentata continuu cu apa) Înregistreaza valori medii anuale Între 650-700 mm În cea mai mare parte a Câmpiei Somesului, iar evapotranspiratia reala (cantitatea de apa evaporata la un moment dat de pe o suprafata ce dispune de un anumit volum de apa) anuala Între 500-550 mm (Atlas R.S.România, 1979).

Cea mai mare cantitate de apa se evapora În perioada de vegetatie, ca urmare a cresterii temperaturii si a intensificarii proceselor biologice din plante, drept ca urmare, evapotranspiratia reala oscileaza Între 500-550 mm.

Umezirea totala a solului (Wo) s-a obtinut din Însumarea scurgerii subterane cu valoarea evapotranspiratiei, reprezentând de fapt partea din precipitatii care nu reuseste sa se scurga la suprafata terenului. Valoarea umezelii totale a solului depinde În primul rând umiditatea aerului, prezentând oscilatii mici pe verticals si orizontala. Astfel, se remarca o tendinta generala constants (500-550 mm) la aproape toate subunitatile Câmpiei Somesului, exceptie facând Câmpia Tasnadului si Pirului, care trec usor peste 600 mm. Valoarea umezelii totale la Întreaga unitate a Câmpiei Somesului a fost estimata la 546,2 mm.

3. BILANTUL HIDRIC TOTAL

Pentru Întreg teritoriul Câmpiei Somesului, bilantul se poate exprima pe baza valorilor medii multianuale ale componentelor principale În urmatorul mod. La aport se include 582,2 mm/an din precipitatii medii, din care 50,5 mm se consuma În procesele de formare a scurgerii medii globale, iar 531,7 mm prin evapotranspiratie (tabelul 4).

Din scurgerea medie globala, 36 mm reprezinta scurgerea de suprafata, iar 14,5 mm cea subterana. Rezulta participarea redusa a resurselor subterane la umezirea globala a terenului, care reprezinta 93,8% din precipitatiile cazute, adica 546,2 mm. Valorile reduse ale scurgerii subterane sunt determinate, asa cum s-a mentionat mai sus, de extinderea formatiunilor impermeabile reprezentate prin depozite loessoide, marne si argile. Doar suprafetele interfluviale din vestul câmpiei mentin formatiuni permeabile reprezentate prin nisipurile pannoniene, care ofera conditii mai bune de acumulare a resurselor de apa (Câmpia Carei - Valea luij Mihai).

Urmarind structura bilantului hidric pe principalele subdiviziuni geografice ale Câmpiei Somesului se remarca unele diferentieri În sensul ca, Câmpia Joasa contribuie cu 64,8% la scurgerea medie globala, În timp ce Câmpia Înalta contribuie doar cu 35,2%, aproape jumatate din totalul acesteia. În cadrul acestora, subunitatea cu cel mai mare aport este reprezentata de Câmpia Satu Mare - Micula (18,6%), urmata de Câmpia Carei - Valea lui Mihai (15,6%) si de Câmpia Buduslaului (15,3%).

La aceste valori obtinute ale bilantului hidric din Câmpia Somesului, se mai adauga sistemului, scurgerea provenita din spatiul alohton acestuia. La totalul de volum de apa rezultat din scurgerea medie globala (445,307 mil. m3), provenit din spatiul alohton, aportul Ierului este de 8,347 mil.m3, al Crasnei 175,802 mil. m3, al Homoroadelor 8,194 mil. m3, iar al Turului este de 252, 964 mil. m3.

În concluzie, TOTALUL scurgerii medii globale alcatuit din spatiul câmpiei si cel alohton, este redat În urmatorul tabel:

Cunoasterea repartitiei componentelor bilantului hidric pe intervale de -altitudine este o conditie necesara În evaluarea resurselor de apa si a posibilitatilor de utilizare rationala si integrata a lor.

Footnote

3 Pentru câmpia de nisipuri Carei-Valea lui Mihai (Câmpia Nirului) trebuie luata În considerare si activitatea de aluvionare a Tisei, iar În extremitatea sudica, aceea a Barcaului.

References

BIBLIOGRAFIE

1. Apetroaiei St., (1977), Evaluarea si prognoza bilantului apei din sol, Ed. Ceres, Bucuresti

2. Anitan I. (1974), Scurgerea maxima În bazinul hidrografic Somes - Crasna, Teza de doctorat, Conducator stiintific: Tiberiu Morariu, Univ. "Babes- Bolyai", Facultatea de Biologie-Geografie, Cluj Napoca

3. Bogdan A., (1960), Evolutia retelei hidrografice al bazinului inferior al Somesului si economia apelor ei. Studiu de sinteza morfologico-hidrografica, (Teza de disertatie), Cluj Napoca

4. Buta I. (1969), Bazinul Somesului. Studiu hidrologic. Autoreferat asupra lucrarii prezentate pentru obtinerea titlului de doctor În geografie, specialitatea hidrologie, Univ. "Babes-Bolyai", Facultatea de Biologie- Geografie, Cluj Napoca

5. Buta I., Anitan I., Buz V., Simu M., Iacob E., Hedesiu I., (1976), Probleme legate de apele subterane din Câmpia Somesului (Bazinul Homorod), Revista Studia, p. 47-54, Univ. "Babes-Bolyai", Seria Geologia-Geographia, Cluj Napoca

6. Konecsny C. I., (1997), Bilantul hidric din Podisul Transilvaniei si regiunile montane aferente, Teza de doctorat, Conducator stiintific: Prof. Univ. Dr. Ujvári Iosif, Facultatea de Geografie, Cluj Napoca

7. Posea G., (1997), Câmpia de Vest a României, Ed. Fundatiei "România de Mâine", Bucuresti

8. Sorocovschi V., (2005), Câmpia Transilvaniei: studiu hidrogeografic, Ed. Casa Cartii de Stiinta, Cluj Napoca

9. Ujvari I., Teaci D. (1973), Consideratiuni cu privire la excesul de apa ca expresie a bilantului hidrologic al terenului În perioadele cu supraumectare, cu aplicatie la partea de Vest a României, Bucuresti, Extras din "Lucrarile Conferintei Nationale de Stiinta Solului", Satu Mare, nr.14 B (1974)