Relatiile mediului natural si construit cu dinamica externa

Mediul este spatiul ce inconjoara fiintele vii si unde se realizeaza un schimb permanent de materie si energie, facandu-le mai mult sau mai putin dependente de el.

Sub aspectul lui de baza a desfasurarii vietii, in intelegerea mediului un rol determinant ii revine geotehnicii (ramura tehnica complexa care se sprijina pe cunostintele urmatoarelor discipline: fizica, chimie, mecanica teoretica, rezistenta materialelor, elasticitate, geologie, geologie inginereasca, geofizica, geomorfologie, hidrografie, hidrogeologie si altele) sau mecanicii pamanturilor, definita ca o aplicare a legilor si principiilor mecanicii si hidraulicii la masivele de pamant. Raportata la mediu, geotehnica este acel element al ansamblului care, in complexitatea relatiilor lor, constituie cadrul, mijlocul si conditiile de viata ale omului, acelea care sunt ori cele ce nu sunt resimtite.

Pe de alta parte, materialele geologice sunt utilizate in domeniul ingineriei constructiilor (mediul construit).

In cadrul Ingineriei geotehnice, zonele cu pericol geologic sunt identificate pe baza datelor si evaluarilor cu specific geotehnic. Capacitatea de identificare a riscurilor geologice este strans legata de nivelul cunostiintelor (limitate) vizand mediul natural si construit, din punctul de vedere geologic, geomorfologic, hidrogeologic, geotehnic si de incertutudini reziduale, in cadrul lucrarilor de amenajare a teritoriului si urbanism.

In acest context trebuie abordata prioritar situatia vailor fluviale: intens populate, in lungul lor inregistrandu-se unele dintre cele mai mari densitati demografice si cele mai mari aglomerari urbane, cu directionarea cailor fluviale, rutiere si feroviare de transport, cu conditii excelente de practicare a agriculturii, ele continua sa ramana in sfera interesului privind: a) protectia mediului natural si construit; b) amenajarea albiilor (regularizarea albiilor/cursurilor); c) protejarea impotriva inundatiilor a asezarilor, a infrastructurii, a terenurilor agricole si silvice din spatiul riveran; d) valorificarea resurselor de apa (hidroenergie, alimentare etc.). Dupa deplina intelegere a fiecarui caz in parte prin intermediul ingineriei geotehnice, astfel de masuri trebuie sa fie aplicate prin programe de management al raurilor si versantilor si, in mod integrat, prin proiectele de amenajare complexa a bazinelor hidrografice.

Apele curgatoare reprezinta cel mai important agent modelator al reliefului scoartei terestre. Ne referim la rolul sculptural principal pe care il au pentru cea mai mare parte a uscaturilor Terrei. Albiile si vaile fluviale in ansamblu constituie rezultatul acestei actiuni.

Eroziunea fluviala se manifesta prin procese si mecanisme variate. Fiecare comporta aspecte foarte diferite in functie de variabilele (elemente, factori, forte) care participa la interactiunea apei cu substratul. De aici si marea diversitate de albii fluviale, de vai fluviale si interfluvii, de configuratii morfologice pe care le iau regiunile modelate dominant de catre rauri.

Eroziunea fluviala, ca actiune modelatoare complexa, se manifesta prin trei procese: eroziune (eroziune propriu-zisa), transport si acumulare. Sunt procese cu multiple interdependente.

La suprafata scoartei terestre sunt prezente formele de relief, studiate de geomorfologie prin descrierea, originea, evolutia si sistematizarea acestora.

Mediul ca notiune generala este o exprimare abstracta care se concretizeaza prin definirea tipurilor de mediu.

Toate acestea se reflecta in aspectul unor peisaje specifice ca imagini statice si reprezentative pentru un tip de mediu.

In sensul celor de mai sus, se definesc: mediul, mediul inconjurator, mediul construit.

• Mediul este spatiul ce inconjoara fiintele vii si cu care acestea realizeaza un schimb permanent de materie si energie, facandu-le mai mult sau mai putin dependente de el.

Mediul inconjurator este definit ca ansamblul de conditii si elemente naturale ale Terrei: aerul, apa, solul si subsolul, toate straturile atmosferice, toate materiile organice si anorganice, precum si fiintele vii, sisteme naturale in interactiune, valorile materiale si spirituale. Cuprinde trei subsisteme: abiotic, biotic si uman.

• Mediul construit reprezinta acea parte a mediului inconjurator fizic creata si organizata ca rezultat al activitatii umane. Termenul este utilizat mai ales in legatura cu cladirile din cadrul asezarilor urbane si rurale si cu alte structuri legate din punct de vedere functional de acestea: cai de comunicatie, amenjari hidrotehnice, instalatii tehnico-edilitare, instalatii de comunicatii etc.

Tipurile de mediu sunt cuprinse intr-o scara taxonomica care reprezinta nivelurile de organizare spatio-temporala a acestora.

Intr-o regiune data, toate tipurile de mediu compun sistemele teritoriale, care au patru caracteristici: localizare, extindere, limite si structura ierarhica. In cadrul acestor sisteme, fiecare tip de mediu reda o imbinare specifica in timp si spatiu a elementelor naturale si culturale, precum si a relatiilor dintre acestea. Mediile naturale inglobeaza si mediile construite, care constituie locul si locuirea si care, alaturi de alte manifestari ale omului, definesc cultura si civilizatia umana de-a lungul timpului istoric.

Studiul comportarii tehnice al mediilor geologice face obiectul disciplinelor mecanica rocilor si mecanica pamanturilor.

Dinamica externa se ocupa cu studiul proceselor geologice determinate de interactiunea dintre Litosfera si invelisurile externe ale Pamantului, respectiv Atmosfera, Hidrosfera si Biosfera.

Procesele de dinamica externa sunt responsabile de infatisarea actuala a planetei, rezultat al interactiunii contradictorii dintre agentii interni, in general creatori de relief, si cei externi, cu rol de nivelator al reliefului.

Principalele surse de energie care stimuleaza dinamica externa sunt radiatiile solare (luminoase, calorice), fortele mareice exercitate de atractia Soarelui si a Lunii, atractia gravitationala si in mai mica masura radiatiile cosmice si forta de impact a meteoritilor.

Aceste energii sunt aplicate asupra scoartei terestre direct sau printr-o serie de agenti, ca: aerul, apa (in toate starile de agregare), organismele.

Se precizeaza ca procesele de dinamica interna se manifesta in toate domeniile planetei, atat in zonele continentale cat si in cele oceanice, iar procesele de dinamica externa, desi nu lipsesc in zonele oceanice, au o actiune mai pronuntata in zonele continentale.

Actiunea factorilor de dinamica externa se manifesta prin trei categorii esentiale de procese:

• distrugerea reliefului preexistent;
• transportul materialului dezagregat;
• depunerea materialului transportat in bazine de sedimentare.

Rezultatul intregului ansanblu de procese exogene este modificarea permanenta a infatisarii scoartei terestre, cu tendinte de estompare a diferentelor de relief, pe de o parte prin erodarea zonelor inalte si redistribuirea materialului rezultat, iar pe de alta parte prin colmatarea zonelor depresionare.

PROCESELE DINAMICII EXTERNE

Alterarea superficiala

Unul dintre primele procese prin care se manifesta dinamica externa il reprezinta alterarea superficiala. Acesta este un proces complex de transformare a rocilor preexistente, realizat in general in conditii subaeriene, prin actiunea cumulata a unor fenomene fizice, chimice si biochmice, simultane.

Datorita faptului ca procesele de alterare superficiala au o manifestare subaeriana, acestea sunt puternic conditionate de factorii climatici. Dupa modul de manifestare in cadrul proceselor de alterare, se disting: alterarea fizica, alterarea chimica si alterarea biochimica.

• Alterarea fizica

Aceasta duce la dezagregarea rocilor, in urma unor procese mecanice, determinate de variatiile de temperatura, care in unele regiuni pot avea amplitudini mari de la zi la noapte sau sezoniere.

Alternanta de dilatari si contractari poate determina aparitia unor fisuri, cu atat mai importante cu cat procesul este mai indelungat.

In zonele cu climat temperat fenomenul de gelivatie poate sa duca la sfaramarea, la suprafata, a rocilor.

• Alterarea chimica

Se realizeaza in urma reactiilor intre mineralele supuse alterarii si agentii chimici cu care vin in contact. Acestia sunt apa lichida sau sub forma de vapori, precum si o serie de componenti ca: oxigenul, dioxidul de carbon, hidrogenul sulfurat si oxizii de sulf si azot.

Cele mai importante procese de alterare chimica sunt: dizolvarea, hidratarea, oxidarea, caolinizarea si lateritizarea.

• Alterarea biochimica

Este procesul de transformare a rocilor in urma unei actiuni fizice si chimice provocate de unele organisme, in majoritatea lor inferioare, aflate pe suprafata sau in interiorul rocii (bacterii, alge, licheni, ciuperci, muschi), dar si de organisme mai evoluate (gasteropode, viermi, artropode).

Alterarea biochimica debuteaza printr-o actiune mecanica de largire a unor fisuri intiale in urma proceselor de crestere, fiind continuata prin actiunea dizolvanta sau coroziva a unor secretii produse de organisme in timpul activitatilor fiziologice.

Rezultatul general al proceselor de alterare este dat, intr-o prima faza, de formarea unei scoarte de alterare prin care se face trecerea de la roca vie, neafectata, la cea finala.

Scoarta de alterare are, la contactul cu roca vie, o zona de descompunere, marcata de procese de alterare predominant mecanice. De la acest nivel se trece gradat la o a doua zona, numita de acumulare, in care, in spatiile libere, se concentreaza componentele insolubile, predominant argiloase sau oxidice, rezultate in urma alterarii predominant chimice.

La exteriorul zonei de acumulare se contureaza o zona de circulatie activa a apelor pluviale, care determina levigarea componentelor solubile si a celor cu densitate scazuta. In final, scoarta de alterare formeaza o zona bogata in humus, rezultat din actiunea biochimica a organismelor.

Dezagregarea rocilor preexistente

In afara proceselor de alterare superficiala, a doua categorie de procese dinamice externe determina dezagregarea fizica a rocilor preexistente sub actiunea impusa de o multitudine de agenti dependenti de toate geosferele terestre. Procesele sunt foarte strans legate de transportul si depunerea materialului rezultat.

Dezagregarea, transportul si sedimentarea materialului se realizeaza in mod diferentiat, in functie de categoria dominanta de agenti exogeni.

• Actiunea geologica a gravitatiei

Fortele gravitationale joaca un rol deosebit de important in modificarea scoartei terestre, pe de o parte direct, prin actiune proprie, pe de alta parte stimuland actiunea tuturor celorlalti agenti, a caror deplasare, in sens gravitational, o determina.

Actiunea directa a gravitatiei asupra rocilor se manifesta in special pe versantii inclinati ai formelor de relief, precum si in regiunile in care exista goluri subterane.

Stabilitatea unui teren reflecta rezistenta pe care o opun rocile la actiunea gravitatiei.

Daca, sub influenta unui factor oarecare, are loc o scadere a rezistentei rocilor, acestea vor tinde sa se deplaseze in sens gravitational, determinand o serie de fenomene importante ca prabusirile de teren, alunecarile de teren, solifluctiunile, surparile etc.

Prabusirile de teren au loc in zonele montane, in care alterarea fizica predomina asupra alterarii chimice, rocile coezive se fisureaza si se desfac in blocuri colturoase care se desprind sub actiunea gravitatiei.

Acumularea materialului are loc la reducerea unghiului de panta, unde se aglomereaza blocurile angulare numite grohotisuri.

Solifluctiunile se dezvolta in zonele temperate, in urma proceselor de inghet/dezghet. La dezghet, parte a solului, imbibat cu apa, poate aluneca pe suprafata inca inghetata a rocilor din profunzime, determinand frecvent deplasari importante de material.

Alunecarile de teren pot avea loc atat in domeniul continental, cat si in zone submerse, antrenand volume importante de mase geologice.

La o alunecare se poate distinge (fig. 1, 2): cornisa de desprindere, panta de glisare (plan de alunecare, sau patul), masa alunecatoare (corpul alunecarii) cu o zona, din amonte, numita radacina (cornisa de desprindere) si una din aval numita fruntea (ebulmentul).

In figura 2 putem observa:

1. suprafata de alunecare – este suprafata (zona) ce separa masa alunecatoare de terenul stabil. Suprafetele de alunecare in masivele de pamant natural, stratificate, pot avea forme variate (plane, circulare sau alte forme mai complicate). In cazul in care alunecarea se produce in masive de pamant relativ omogene si izotrope (de ex. in rambleuri), suprafata de cedare poate fi presupusa ca fiind circulara;
2. treapta (fata de desprindere) principala – este suprafata inclinata sau verticala, concava, ce limiteaza extremitatea superioara a alunecarii si se prelungeste in adancime cu suprafata de alunecare;
3. masa alunecata (corpul alunecarii) – este partea centrala a alunecarii care acopera suprafata de alunecare;
4. suprafata terenului inainte de alunecare;
5. terenul stabil – zona din masiv ale carei caracteristici geomecanice exclud posibilitatea alunecarii;
6. coronament (fruntea alunecarii) – este zona situata deasupra fetei de desprindere principale, putin afectata de alunecare. Se disting unele fisuri si crevase determinate de tensiunile de intindere din aceasta zona;
7. piciorul alunecarii – corespunde intersectiei aval a suprafetei de alunecare cu suprafata topografica initiala a terenului. Acesta este de regula acoperit de acumulatul de alunecare;
8. baza alunecarii – reprezinta limita din aval a acumulatului de alunecare;
9. teren cu potential de instabilitate – zona din masiv ce urmeaza a fi antrenata in alunecare;
10. terasa alunecarii – reprezinta partea de material alunecator cuprins intre cele doua rupturi;
11. fisurile si crevasele – sunt rupturi in masiv individualizate prin fante importante de diverse forme in functie de solicitarea predominanta ce le-a produs. Se pot distinge trei mari tipuri: fisuri prin solicitare de intindere, fisuri prin solicitare de forfecare si fisuri prin solicitare de compresiune.

In stransa legatura cu structura rocilor afectate, alunecarile sunt foarte variate morfologic si ca mod de manifestare. Ele au dezvoltare discontinua iar din acest punct de vedere se disting alunecari active si consolidate.

Se face mentiunea ca procesele gravitationale in desfasurare determina, pe langa deplasarea unor depozite, si o actiune mecanica de distrugere a materialului deplasat si a substratului.

• Actiunea geologica a vantului

Atmosfera in miscare este un agent puternic, care actioneaza mecanic asupra scoartei terestre prin coraziune, prin deflatie, transport si sedimentare eoliana.

Coraziunea este un proces mecanic de roadere, produs de aerul in miscare. In urma corazunii rezulta diferite microforme de relief specifice, denumite dupa aspectul lor morfologic: sfinx, ciuperci eoliene, stalpi, ziduri eoliene.

Deflatia este procesul de indepartare, sub actiunea vantului, a materialului mobil rezultat fie din alterarea si dezagregarea fizica a rocilor, fie prin coraziune.

Transportul eolian se realizeaza pe distante variabile, legate de dimensiunea particulelor, de greutatea lor si de viteza vantului. Deplasarea se face in suspensie, sub forma de praf, prin saltatie sau prin tarare.

Sedimentarea eoliana este procesul de depunere a materialului transportat de vant. Materialul depus formeaza depozite eoliene, constand din nisip sau praf.

Din acumularea eoliana a nisipului rezulta dune care sunt forme pozitive de relief, dezvoltate asimetric, sau, mai rar, simetric.

Dupa locul de formare si dupa forma lor, dunele pot fi:

– dune fluviatile;

– dune marine;

– dune desertice:

– barcane – semiluna,

– dune transversale (valuri asimetrice);

– dune parabolice (in forma de U);

– dune liniare;

– dune stelate.

Particulele de praf transportate si depozitate prin actiunea eoliana formeaza mase geologice, numite loessuri, care alcatuiesc strate cu grosimi variabile.

• Actiunea geologica a hidrosferei

Hidrosfera este geosfera cel mai puternic implicata in transformarea exogena a scoartei Pamatului. Este un invelis cvasicontinuu, cuprinzand intregul volum de apa din natura, sub toate cele trei forme de agregare. Actiunea ei se intrepatrunde intim cu cea a biosferei si a atmosferei, fiind supusa permanent si influentei gravitatiei.

Apa sub forma de vapori are o actiune limitata, fiind activa mai ales in procesele de alterare, sau participand impreuna cu atmosfera la actiunea acesteia.

Efectul maxim realizat in procesele de eroziune, de transport si de sedimentare este produs de apa in stare lichida si de cea in stare solida.

• Actiunea geologica a apelor meteorice

Apa sub forma de ploaie, roua, grindina sau zapada se adauga actiunii de deflatie si coraziune atmosferica si contribuie la procesul de denudare a scoartei terestre.

O parte din apele de precipitatie se infiltreaza in scoarta, o alta parte formeaza trasee de siroire (apele superficiale).

Apele de siroire au o actiune mecanica de spalare si antrenare a materialului erodat numita ablatiune si o actiune de dizolvare, numita coroziune.

Siroirea duce la crearea unor microreliefuri specifice, cu aspect de stalpi.

Coroziunea este determinata in cazul rocilor moi si a celor usor solubile, pe suprafata carora se formeaza microreliefuri caracteristice, numite lapiezuri. Acestea sunt santuri paralele separate prin creste, orientate paralel cu linia de cea mai mare panta.

De actiunea apelor meteorice este legata si formarea organismelor torentiale, care sunt cursuri temporare de apa, cu debit neregulat, cu pante repezi si viteza foarte mare de curgere.

• Actiunea geologica a apelor curgatoare

Prin ape curgatoare se intelege reteaua permanenta de apa, reprezentata prin paraie, rauri si fluvii.

Inceputul formarii unei ape curgatoare consta din apele de siroire cu caracter temporar, formate din izvoare si torenti.

Izvoarele se formeaza cand procesul de eroziune atinge nivelul freatic.

Apele curgatoare (raurile) reprezinta un segment al circuitului apei in natura. Ele constituie rezultatul scurgerii liniare a apei la suprafata uscaturilor concordant cu linia de cea mai mare panta, sub comanda gravitatiei. Scurgerea superficiala este posibila numai in zonele / regiunile climatice in care regimul hidric este excedentar, adica acolo unde aportul meteorologic prin precipitatii depaseste pierderile prin evapotranspiratie si infiltratie, ceea ce inseamna cvasitotalitatea suprafetei continentale. In regiunile hiperaride, aceasta practic lipseste. O scurgere efemera se poate totusi forma numai la intervale mari de timp. Scurgerea nu se poate forma nici in zonele/regiunile cu inghet permanent ori acoperite cu ghetari.

In cursul unei ape curgatoare se disting trei portiuni:

– cursul superior sau portiunea torentiala, de acumulare;

– cursul mijlociu (de echilibru);

– cursul inferior (de depunere).

In cursul superior, la viteze mari de scurgere, este transportat un material foarte variat, de dimensiuni mari si in general neselectionat.

In cursul mijlociu incepe sortarea materialului. Astfel, materialul grosier este depus sau este rulat in urma tararii pe fundul albiei, micsorat si aplatizat, pe cand materialul mai fin este dus mai departe, spre cursul inferior.

In cursul inferior, acolo unde viteza de curgere este diminuata, cursul de apa tinde sa se extinda pe laterala, intr-un proces de meandrare sau serpuire. Procesul consta din eroziune in zonele cu impact direct al apei cu malul si depunerea materialului rezultat in zonele neutre.

Cantitatea de material solid transportat de apa reprezinta debitul solid, care poate fi adesea foarte important cantitativ.

Dinamica apei in albii se cerceteaza pe baza teoriilor de mecanica a fluidelor, pornind de la proprietatea apei de a fi un lichid vascos. Aceasta este conditionata, asa cum arata Mac I. (1986), in factori intrinseci (debit lichid si solid, viteza) si factori extrinseci (de conditie – rezistenta rocilor, obstacole etc.; de presiune – aporturi suplimentare de apa prin intermediul tributarilor, indiguirea albiilor etc.). Felul cum se asociaza aceste conditii se concretizeaza intr-o anumita hidrodinamica de albie si intr-o anumita dinamica a proceselor de albie, intr-un anumit model de albie.

Partea de energie utilizabila in vederea activitatii morfogenetice nu reprezinta decat o foarte mica parte a energiei totale, fie suma energiei potentiale corespunzand la atractia gravitationala asupra masei de apa si a energiei cinetice (Coque R., 2006).

Energia furnizata de catre masa de apa in miscare este proportionala cu debitul si cu patratul vitezei.

In albia raurilor se produc o serie de fenomene dinamice (curenti, variatii de viteze, de niveluri etc.) a caror instabilitate este legata de regimul raurilor si elementele morfologice ale albiei. La originea acestor procese se afla fortele care actioneaza asupra masei de apa in curgere prin albii: forta gravitationala, forta lui Coriolis, forta centrifuga.

Forta gravitationala. Gravitatia este principala forta care determina miscarea apei in rauri. Apa, fluid vascos, curge dupa exercitarea unui efort de solicitare. Forta care propulseaza apa pe pante este gravitatia. Forta gravitationala (a unei picaturi de apa) se descompune in doua componente – componente ale fortei de deplasare: una paralela cu (directia) planul inclinat, alta perpendiculara pe directia planului inclinat. Miscarea apei in rauri este rezultatul lucrului mecanic generat de forta gravitationala asupra masei de apa care se deplaseaza din punctele cu cota superioara spre cele cu cota inferioara. Forta de deplasare pe planul inclinat se consuma pentru invingerea aderentei care se naste intre moleculele de apa si suprafata planului inclinat, ca si datorita adeziunii dintre moleculele din masa apei.

Forta lui Coriolis. Masele de apa din albiile raurilor, in miscarea lor, sufera influenta miscarii de rotatie a Pamantului care provoaca forta lui Coriolis. Forta lui Coriolis actioneaza perpendicular pe directia miscarii apei in rauri, determinand abaterea apei in emisfera nordica spre dreapta, iar in emisfera sudica spre stanga. Actiunea fortei lui Coriolis se manifesta prin modificarea pantei sectiunii transversale a albiilor, din care cauza se exercita o presiune mare asupra malului drept al raului, de unde si o eroziune mai intensa asupra malului respectiv (invers in emisfera sudica). De aceea, se observa ca, in majoritatea cazurilor, raurile din emisfera nordica au malul drept mai inalt (fig. 3) si, in acelasi timp, directia generala de curgere este spre dreapta (invers in emisfera sudica).

Forta centrifuga este bine evidentiata in sectoarele concave ale meandrelor. Datorita acestei forte, oglinda apei raului, in sectiune transversala, se ridica spre malul concav sub un unghi α, cu o anumita inaltime (H), care poate fi determinata.

Fortele de gravitatie, Coriolis si centrifuga actioneaza concomitent, provocand astfel o eroziune puternica la concavitatile malurilor.

Prin actiunea agentilor externi au rezultat mai multe forme de relief care sunt grupate in bazinele hidrografice. Mediul construit este localizat in aceste bazine de la cotele de nivel cele mai joase spre cele mai inalte.

Bazinul hidrografic este delimitat de linia de cumpana a apelor de suprafata care reprezinta linia celor mai inalte cote si constituie domeniul de suprafata de pe care toata scurgerea superficiala este colectata de un singur curs de apa. Legat de acest domeniu hidrologic este si bazinul hidrogeologic care reprezinta domeniul acvifer (subteran), simplu sau complex in care apele subterane curg catre acelasi element de drenaj de suprafata care poate fi un curs de apa sau o linie de izvoare.

Terasa se compune din doua elemente principale: podul si fruntea. Podul are aspect general plat si este rest al albiei majore.

Fruntea reprezinta planul inclinat care face racordul intre pod si albia majora recenta sau cu podul altei terase inferioare. Afara de aceste ele­mente principale, la o terasa se mai gasesc si doua linii caracteristice: muchia terasei, linia de-a lungul careia se face unirea dintre pod si frunte, si tatana, linia prin care podul se leaga cu forma imediat superioara.

Din punct de vedere structural, podul terasei este format dintr-un pat de roci in situ, retezat aproape orizontal; urmeaza un strat de aluviuni care contine mult pietris rulat si care in mod obisnuit poarta nu­mele de pietris de terasa; deasupra, se separa uneori un orizont de luturi fine alviale. Afara de aceste orizonturi specifice, peste podul de terasa, si in mod special la tatana, se suprapun ulterior materialele provenite de pe panta, coluvii sau conuri aluviale; in acest caz se spune ca podul terasei este parazitat. Peste acest complex se afla solul actual. In anumite regiuni stratul aluvial, caracteris­tic, mai suporta si orizonturi de soluri fosile, alternand cu loessuri, lehmuri, sau chiar cu un alt orizont aluvial. Numarul acestora, luate pentru fiecare terasa, poate fi de la unu pana la 4-5 si chiar mai multe. Alteori terasa poate fi lipsita complet de patura aluviala si, atunci, ea se numeste terasa in roca, spre deosebire de prima care este o terasa cu aluviuni sau aluviala. Un caz special il formeaza te­rasele sculptate in aluviuni si cele aluvionare.

In mod obisnuit terasa se formeaza prin doua faze: in prima se dezvolta albia majora care va deveni terasa, iar in a doua raul se adanceste, retezand lunca, sub forma de treapta. Rezulta ca cea mai importanta dintre faze, pentru formarea treptei, este faza a doua. De asemenea, reiese ca prima faza nu trebuie sa se caracterizeze prin acumulare, ci numai prin conditiile necesare formarii unei albii majore. Te­rasa este, deci, inainte de toate, o forma rezul­tata din dominarea ritmica a eroziunii late­rale cu cea in adancime si nu o forma de acu­mulare.

Se precizeaza faptul ca foarte rar se intampla ca bazinul hidrografic si cel hidrogeologic sa aiba aceeasi suprafata in plan orizontal.

Formele de relief rezultate prin actiunea agentilor exteriori sunt:

– fluviatile – vale, terase, lunci, albii, grinduri, maluri, conuri aluviale, ostroave etc.;

– glaciare – circuri, vai, umeri, praguri, striuri, morene frontale, laterale, de fund etc.;

– periglaciare – poligoane de pietre, grohotisuri, hidrolacoliti etc.;

– eoliene – campuri de nisip, dune, hamade, blocuri etc.;

– meteorizare – blocuri dezagregate, scoarte de alterare etc.;

– antropice – diguri, halde, cariere, canale, movile.

Toate acestea au dimensiuni variabile si se inscriu pe trepte ierarhice.

Dupa aceste trepte se distinge: relieful major, relieful mediu si microrelieful.

In cadrul reliefului major, muntii, dealurile si podisurile sunt fragmentate de vai care alcatuiesc versanti, terase, lunca, albie minora (fig. 3).

Actiunea de sedimentare a apelor curgatoare determina aparitia unei serii de formatiuni specifice de tipul sesurilor aluvionare, a teraselor, grindurilor, ostroavelor si deltelor.

• Actiunea geologica a apelor subterane

Apele subterane sunt aceea parte a hidrosferei continentale care ocupa spatiile libere (goale) ale litosferei (pori, fisuri, cavitati). Sursa apelor subterane este majoritar legata de apele de precipitatie care se infiltreaza in porii si fisurile scoartei. O cantitate mai redusa provine din apele juvenile, formate primar din degazeificarea magmelor si subordonat, din ape fosile (apele de zacamant) pastrate in roci dupa litificare, din apa initiala a sedimentelor.

Apele subterane se dezvolta pana la adancimi de 9-12 km cand se considera ca, datorita presiunilor ridicate si temperaturilor mari, se atinge punctul critic al apei (365°), temperatura la care aceasta nu mai poate exista libera.

In patura de apa subterana se distinge o zona superioara, numita zona de aeratie / zona vadoasa), in care porii sunt partial umpluti cu apa si partial cu aer. Aceasta zona este influentata de factorii climatici.

Sub aceasta zona, se dezvolta zona de saturatie, cu porii umpluti integral cu apa. Limita dintre cele doua zone reprezinta nivelul hidrostatic (freatic, fig. 5) a carui adancime, variabila, urmeaza aproximativ morfologia reliefului.

Stratele acvifere pot fi libere sau captive.

Izvoarele sunt aparitii naturale la suprafata ale apei din stratele acvifere, datorate intersectarii nivelului freatic cu o suprafata de eroziune, sau in urma crearii unei cai de acces prin accidente tectonice.

Apele subterane au o actiune de dizolvare, de roadere si de spalare a rocilor prin care circula. In urma cumularii acestor procese se pot forma cavitati subterane si forme de relief specifice incadrate in fenomenele carstice.

Legat de formatiunile acoperitoare, in bazinele hidrografice sunt prezente hidrostructurile care sunt constituite litologic din strate diferentiate dupa comportamentul lor in raport cu apa (permeabile, impermeabile). Componenta elementara a hidrostructurilor este acviferul, care este partea saturata cu apa a unei formatiuni permeabile suficient de conducatoare pentru a permite curgerea semnificativa a unui curent de apa.

In scara hidrogeologica acviferul este componenta elementara a hidrostructurilor in care se identifica complexul acvifer, suita acvifera si bazinul acvifer.

De obicei acviferele sunt delimitate in culcus si uneori in acoperis, iar stratele care le delimiteaza au urmatoarele semnificatii (fig. 5):

– teren acvifug, care este impermeabil si cu capacitate de transfer si stocare nule (marne, argile);

– teren acvitard (impermeabil), cu capacitate de stocare redusa, din care apa nu se poate exploata economic, dar permite o curgere semnificativa pentru alimentarea acviferelor adiacente (argile nisipoase, marne nisipoase);

– teren acviclud, care are permeabilitate foarte mica, capacitate de stocare redusa si drenanta nesemnificativa pe suprafete reduse, dar importante pe suprafete extinse.

Dupa modul de zacamant si in functie de raportul intre sarcina piezometrica si cotele suprefetei topografice, acviferele se pot clasifica in: acvifere cu nivel liber, acvifere sub presiune (ascensionale si arteziene).

Apele subterane cu nivel liber cantonate in primul strat acvifer situat sub suprafata topografica mai poarta denumirea de panza freatica.

Acviferul cu nivel liber este cantonat in terenuri permeabile care sunt dezvoltate uniform sub suprafata topografica. La acestea se deosebesc nivelul hidrostatic / piezometric care separa zona saturata de cea nesaturata. Acviferul cu nivel liber este constituit intre culcusul impermeabil si nivelul hidrostatic (fig. 5a).

Acviferul sub presiune este delimitat in acoperis de terenuri impermeabile sau semipermeabile, iar nivelul piezometric al acestuia se gaseste la cote superioare fata de acoperis. Terenul permeabil sau semipermeabil din acoperis este in totalitate saturat cu apa (fig. 5b).

Intre nivelul hidrostatic si suprafata topografica exista zone cu umiditati distincte care variaza in functie de perioada secetoasa si cea cu precipitatii (fig. 6).

Din punct de vedere geotehnic, cele mai interesante sunt hidrostructurile din sedimentele neconsolidate. Acestea sunt prezente in domeniul continental si vizeaza formele de relief fluviatile, glaciare si cele ale versantilor, dealurilor si muntilor.

In functie de litologia si morfologia terenurilor in care sunt situate, straturile acvifere freatice pot fi de mai multe tipuri, dintre care se mentioneaza: straturile acvifere freatice din luncile raurilor, de la baza teraselor de acumulare, din depozitele deluviale, din zonele interfluviale, din conurile de dejectie, de la baza loessului, din zonele litorale marine si din rocile compacte cu fisuri largi.

Principalele manifestari carstice sunt vaile oarbe, dolinele, avenele, podurile naturale (ca fenomene de suprafata) si vaile subterane si pesterile (ca fenomene subterane).

Un caz particular al actiunii geologice a izvoarelor este cel reprezentat de vulcanii noroiosi, care sunt eruptii de noroi insotite de emanatii de gaze, fiind intotdeauna sau aproape intotdeauna legati de zacamintele de hidrocarburi.

In afara actiunilor de dizolvare, de levigare si de depunere, apele subterane pot determina procese mecanice, de tipul alunecarilor de teren si al sufoziunilor.

• Actiunea geologica a ghetarilor (a apei in stare solida)

Ghetarii sunt una dintre componentele hidrosferei cu o actiune geologica dintre cele dure chiar daca, la nivel planetar, nu ocupa o suprafata prea mare.

Ghetarii se formeaza prin acumularea si transformarea in gheata a precipitatiilor sub forma de zapada. Sunt situati la toate latitudinile, de la cele mai mici din zonele montane inalte pana la cele ridicate, sau chiar la nivelul marii.

In deplasarea permanenta a ghetii are loc un proces extrem de activ de eroziune a substratului, de transport al materialului erodat si de depunere a acestuia in zonele de topire.

Se disting doua categorii de ghetari, cei de calota, caracteristici latitudinilor inalte, deci zonelor cu climat rece, si cei montani, caracteristici zonelor alpine, indiferent de latitudinea la care sunt plasati.

Dintre aceste categorii de ghetari, cei mai activi sunt cei montani. Aceasta datorita diferentelor de nivel pronuntate si distantelor mai reduse care exista intre zona de inghet si cea de topire de la baza versantilor.

In evolutia lor, ghetarii montani se structureaza in organisme glaciare, formate din trei sectoare: zona de acumulare in care se formeaza gheata, valea glaciara prin care gheata curge si zona de topire. Fiecare dintre acestea demonstreaza o pondere diferita a proceselor de acumulare.

Eroziunea produsa de ghetari se realizeaza predominant prin actiunea mecanica a masei de gheata asupra substratului, prin roaderea rocilor si saparea continua a depozitelor.

Actiunea mecanica a ghetii este stimulata de efectul termic de racire a rocilor la contactul cu gheata si de actiunea chimica a apelor rezultate din topirea partiala a ghetii.

Transportul glaciar consta in antrenarea in masa de gheata a materialului erodat. Acesta este alcatuit din blocuri de dimensiuni variate, neselectionate, plasate in diferite pozitii in masa de gheata. Totalitatea materialului transportat de ghetari poarta numele de morene.

Actiunea ghetarilor de calota este mult mai greu sesizabila, pentru ca, in cazul calotelor actuale, este inaccesibila observatiei, iar in cazul calotelor vechi, rezultatele proceselor sunt distruse de fenomene ulterioare sau mascate de alte procese.

• Actiunea geologica a apelor marine

Hidrosfera marina, in primul rand prin volumul imens de apa pe care il cuprinde si prin acoperirea de 71% din suprafata totala a planetei, are un rol de prim ordin in modelarea scoartei Pamantului.

In functie de adancime, un bazin marin cuprinde o zona litorala, extinsa pana la adancimi de cca 200 m, o zona bathiala, extinsa pana la cca 4.000 m adancime, o zona abisala, pana la adancimi de 9.000 – 10.000 m, si o zona hadala, cuprinzand marile fose mai adanci de 10.000 m.

Distrugerea depozitelor preexistente realizate de apele marine poarta denumirea de abraziune marina. Procesul este predominant mecanic, este influentat in mare masura de caracteristicile chimice ale solutiei reprezentate de apa de mare si de factorii de temperatura si de presiune ai masei de apa.

Abraziunea are loc predominant in zonele de tarm, sub influenta miscarilor maselor de apa, respectiv sub actiunea valurilor, a mareelor si a curentilor.

Rezultatul principal al abraziunii consta in deplasarea progresiva a liniei de tarm si formarea platformelor de abraziune.

In cazul interventiei miscarilor oscilatorii ale scoartei de ridicare sau de coborare a uscatului, pe seama platformelor de abraziune se creeaza terase de abraziune, emerse in primul caz, submerse in cel de al doilea caz.

Miscarile mareice au o influenta limitata in abraziune, amplificand actiunea valurilor. Mareele pot determina formarea simultana a doua platforme de abraziune etajate, una la nivelul mareei maxime, mai apropiata de uscat, si a doua mai spre larg, la nivelul mareei minime.

Un alt factor de abraziune il reprezinta curentii marini. Acestea au o actiune de erodare a fundurilor putin adanci, comparabila cu actiunea de erodare a apelor curgatoare.

Cel mai important efect de transport il realizeaza curentii de turbiditate care, in momentul declansarii, vehiculeaza un volum imens de material, complet neselectionat.

Sedimentarea maxima este, atat din punct de vedere cantitativ cat si ca diversitate, cel mai complex ansamblu de procese ale dinamicii externe.

In legatura cu miscarea predominanta a apelor, in zona litorala se pot forma depozite de plaja, grinduri, bariere, praguri de nisip si cordoane litorale.

Un caz particular al proceselor de sedimentare marina il reprezinta sedimentarea in domeniul lagunar.

In cazul in care evaporarea este foarte activa, apele lagunelor sufera un proces de concentrare si suprasalinizare care, in cazuri speciale, permite precipitarea si acumularea unor minerale hipersolubile care, in conditiile normale ale unui bazin marin, nu se pot forma.

• Actiunea geologica a lacurilor

Lacurile sunt acumulari de apa dulce, salmastra sau sarata, legate sau nu de bazine marine. Actiunea hidrosferei este limitata din cauza suprafetelor mai restranse.

Actiunea de eroziune, numita abraziune lacustra, este slaba pentru ca, in general, apele de lac sunt putin agitate.

Abraziunea lacustra poate duce la o distrugere lenta a malurilor, mai ales a celor cu tarmuri abrupte.

Materialul rezultat din abraziune este sortat de valuri si deplasat lent in interiorul lacului.

Un caz particular al depozitelor de origine lacustra il constituie turbariile.

• Actiunea geologica a biosferei

Organismele au o actiune geodinamica esentiala prin volumul important de material vehiculat si prelucrat.

Se cunoaste faptul ca organismele stimuleaza o multitudine de procese mecanice, chimice si biochimice si, mai ales, prelucreaza si stocheaza energia solara din care sintetizeaza substanta organica.

Cele doua regnuri, vegetal si animal, manifesta asupra mediului actiuni evident diferentiate.

Plantele actioneaza direct si indirect in procesele de distrugere a rocilor preexistente si de formare de sedimente.

In totalitate, plantele, prin procesele de fotosinteza, duc la restructurarea compozitiei atmosferei, iar prin acumularea substantei organice, conduc la generarea de roci organogene caustobiolite.

Animalele, prin mobilitate, contribuie la dispersarea si redistribuirea materiei, chiar daca rolul lor distructiv este neimportant.

Este semnificativ rolul formator de depozite al animalelor, datorita faptului ca isi pot extrage din mediu o serie de substante din care isi construiesc schelete de sustinere sau de protectie, de natura variata, prin acumularea carora se formeaza depozite importante de roci organogene.

Facand parte din Biosfera, omul reprezinta si el un factor de transformare a scoartei.

Activitatea antropica este marcata de caracterul intentional si accidental al proceselor care pot genera modificari, frecvent ireversibile, ale mediului natural si construit. Totodata, activitatea antropica implica si imbunatatiri ale mediului.

(Va urma)

Autor:
Dipl. geol. Vasile Balaj – membru de onoare, Societatea Romana de Geotehnica si Fundatii (SRGF), membru RUR (Registrul Urbanistilor din Romania), F1 – Cadrul natural şi calitatea mediului; G8 – Studii de teren

…citeste articolul integral in Revista Constructiilor nr. 178 – martie 2021, pag. 10