Regularizarea debitelor cursurilor de apa

REGULARIZAREA DEBITELOR CURSURILOR DE APA PRIN REALIZAREA DE ACUMULARI

Generalitati

Regularizarea debitelor reprezinta ansamblul de masuri si lucrari ingineresti aplicate pe un curs de apa pentru obtinerea unor variatii cat mai mici ale debitului si a unor repartitii convenabile si dirijate ale scurgerii pe o perioada de timp avuta in vedere.

Prin regularizarea debitelor se previn viiturile si se satisfac necesitatile consumatorilor de apa.

Printre efectele viiturii de apa sunt de remarcat: inundarea terenurilor agricole fertile situate in lunca raurilor, a cailor de comunicatie, a obiectivelor economice si-a localitatilor, colmatarea si degradarea albiilor majora si principala, modificari ale sectiunilor de scurgere si chiar schimbari ale traseului albiei minore si medii.

In functie de alimentarea preponderenta a cursurilor de apa (subterana sau de suprafata) debitele prezinta variatii mai mici sau mai mari in diverse perioade ale anului.

Variatii semnificative ale debitelor se semnaleaza si de la un an la altul. De exemplu, la viiturile de primavara de pe raurile din Romania (cu exceptia unor zone de munte) se scurge cca. 40-50% din volumul total al scurgerii anuale.

In anii secetosi unele rauri seaca (de exemplu Vedea amonte de confluenta cu Teleormanul, Barladul aval de orasul Barlad).

Variatiile anuale intre debitele minime si cele maxime sunt foarte mari (ex.: Vedea: Q_min=1m³/s; Q _max 800 m₃/s ).

La unele rauri scurgerile din anii ploiosi sunt de 10 ori mai mari decat scurgerile medii, iar in anii secetosi de 5 ori mai reduse decat acestea.

In mode inevitabil variatia anuala a debitelor nu coincide cu variatia debitelor necesare consumatorilor.

Consumul maxim este de obicei vara cand debitele afluente pe rauri sunt minime - pentru irigatii - sau iarna - pentru producerea de hidroenergie.

Prevenirea si combaterea efectelor viiturilor se pot realiza prin:

- combaterea eroziunii solului in bazinele hidrografice (organizarea antierozionala, amenajarea torentilor),

- regularizarea albiilor si marirea capacitatii lor de transport (strapungeri de coturi si rectificari de trasee, reprofilari de sectiune),

- derivatia unor debite in alte bazine hidrografice sau in aval de obiectivele periclitate de inundatii,

- realizarea de acumulari in sectoarele superior si mijlociu ale raurilor si de poldere (incinte indiguite) in zona de ses,

- realizarea de indiguiri,

- realizarea de masuri combinate intre cele anterioare.

Pentru satisfacerea cerintelor consumatorilor de apa se pot aplica urmatoarele lucrari:

- acumulari de apa,

- regularizari de albii,

- derivatii de debite,

- lucrari combinate intre cele de mai sus.

Trebuie subliniata ideea ca regularizarea scurgerii pe versantii bazinului hidrografic influenteaza in mare masura regularizarea debitelor in albia raului si contribuie direct la atenuarea viiturilor, a proceselor de degradare a solului.

Regularizarea debitelor prin acumulari reprezinta metoda cea mai rapida si eficienta. Folosintele de apa sunt satisfacute optim iar masurile de aparare contra inundatiilor se iau prin captarea excedentelor de debit in lacurile de acumulare.

Dupa adoptarea in 1924 a Legii regimului apelor a devenit posibila realizarea de lacuri de acumulare incadrate in scheme de amenajare complexa a bazinelor hidrografice pentru folosirea complexa a apei si atenuarea viiturilor. Pentru ca aceste acumulari sa-si poata indeplini rolul se vor adopta urmatoarele strategii:

Ampalsarea acumularilor in zona de munte si deal (se reduce si scoaterea de teren fertil din circuitul agricol).

Se vor realiza acumulari pe cursurile mari dar si pe cele mici si mijlocii.

Pe cursurile mijlocii si inferioare ale raurilor acumularile se vor realiza in cascada (cu incercarea de a forma un luciu de apa practic continuu - apar conditii pentru navigatie cu conditia executarii de ecluze de navigatie in dreptul fiecarui baraj).

Pe cursul mijlociu sau inferior al raurilor mari se va amplasa cate o acumulare suficient de mare pentru a controla eficient debitele colectate din intregul bazin hidrografic.

Acumularile vor avea volume suficiente pentru atenuarea viiturilor si goliri de fund capabile sa evacueze debitul maxim capabil al albiei aval de baraj (care nu provoaca inundatii).

Se vor amenaja lacuri nepermanente (poldere) pentru atenuarea viiturilor, amenajari care in perioadele cand nu sunt inundatii sa permita folosirea terenului din ampriza lacului in scopuri agricole.

Clasificarea acumularilor

Acumulari de apa se pot realiza in bazine inchise, deschise si bazine (lacuri) cu baraj.

Acumularile in bazine inchise (rezervoare inchise din metal, zidarie, beton) au capacitate redusa si sunt destinate alimentarilor cu apa si plantatiilor de vie si pomi.

Acumularile deschise (benturi) sunt de capacitate ceva mai mare si sunt realizate in sapatura (se impermeabilizeaza cu argila, deseuri petroliere, beton, zidarie de piatra sau folii din mase plastice); se utilizeaza la crescatorii de animale, la irigarea unor suprafete reduse, etc.

Din punct de vedere tehnologic se remarca posibilitatea folosirii materialului din sapatura la realizarea de diguri pe contur, pentru marirea volumului de apa ce se poate acumula.

Lacurile de acumulare cu baraj au capacitate mare si sunt cele mai raspandite. Se executa pe vai de rauri sau in depresiuni naturale, unde apa poate fi adusa gravitational sau chiar prin pompare.

Din punct de vedere functional avem:

- acumulari cu retentie permanenta - sunt destinate folosintelor complexe (inclusiv pentru atenuarea viiturilor).

- acumulari nepermanente - sunt destinate doar atenuarii viiturilor.

Acumularile nepermanente pot fi :

- frontale (cu baraj), proiectate pe intreaga latime a raului, cu unul sau mai multe compartimente (fiecare compartiment se umple cu apa la alta cota; compartimentele mai rar inundate se pot folosi pentru culturi agricole, iar celelalte pentru pasuni)

- laterale (poldere), compartimente indiguite in albia majora destinate atenuarii varfului viiturii.

Dupa perioda de timp pentru care se realizeaza regularizarea debitelor se diferentiaza :

- acumulari pentru regularizare zilnica,

- acumulari pentru regularizare sezoniera,

- acumulari pentru regularizare anuala,

- acumulari pentru regularizare multianuala.

1. Acumularile pentru regularizare zilnica au capacitate redusa si sunt destinate folosintelor care au posibilitatea interna de a compensa debitele numai pentru o zi: alimentari cu apa industriala sau potabila, unele hidrocentrale mici (se realizeaza sub forma de rezervoare ingropate, la nivelul solului sau suspendate).

2. Acumularile pentru regularizare sezoniera sunt numite si acumulari neperiodice pe termen scurt si au urmatoarele destinatii: navigatie sau plutarit pe timp de seceta, irigatii din surse locale mici de apa (paraie, izvoare, puturi; apa se aduna in perioada dintre doua udari si se consuma in 1-2 zile).

3. Acumularile pentru regularizare anuala sunt acumulari permanete cu utilizare complexa si permit o redistribuire a scurgerii lichide pe o perioada de un an.

4. Acumularile pentru regularizare multianuala au scopul de a acoperi deficitul de apa din anii secetosi cu volumele de apa excedentare din anii ploiosi. De aceea ele necesita capacitati foarte mari de inmagazinare a apei.

Dupa gradul de utilizare a apei se pot clasifica urmatoarele tipuri de acumulari:

- acumulari cu regularizare totala (completa): este utilizat tot volumul de apa scurs pe rau,

- acumulari cu regularizare partiala (incompleta) - nu este utilizat tot volumul de apa scurs pe rau si de aceea se fac si evacuari (deversari) de apa.

O acumulare de mare capacitate poate da o regularizare incompleta pe o perioada de mai multi ani dar poate face o regularizare completa pe o perioada de un an.

Acumularile se pot realiza (dupa zona de relief):

in zona de munte,

in zona de deal,

in zona de ses.

Acumularile de munte au baraje inalte, adancime mare si luciu de apa mai restrans (utilizari: hidroenergie si alimentari cu apa, atenuarea viiturilor).

Acumularile din zona de dealuri se realizeaza cu baraje de inaltime mai redusa (deci si adancimea apei mai redusa) iar capacitatea mare de acumulare se realizeaza prin latimea mare a albiei majore a raului. Creaza conditii bune pentru satisfacerea tuturor cerintelor de apa ca si pentru aparare impotriva inundatiilor.

Acumularile din zona de ses au baraje de inaltime foarte redusa dar au luciul de apa foarte intins. Au posibilitati optime de satisfacere a cerintelor de apa pentru irigatii dar au ca principale dezavantaje pierderile mari de apa prin evaporare si infiltrare si duc la ridicarea nivelului apelor freatice si inmlastinirea terenurilor invecinate pe suprafete mari. Din cauza acestor probleme este de preferat ca in zona de ses sa se realizeze doar acumulari nepermanente cu scopul de atenuare a viiturilor.

Pozitia optima a acumularilor este la limita dintre zonele de munte si de deal.

Date si studii necesare proiectarii bazinelor de acumulare

Avand in vedere faptul ca acumularile sunt niste lucrari hidrotehnice foarte complexe, pentru proiectarea si executia lor sunt necesare numeroase informatii obtinute prin studii pe teren. Se vor colecta urmatoarele informatii:

1. Date topografice:

- planuri la scara 1: 25000 ÷ 1: 50000; 1:2000 ÷ 1: 5000; 1:500 ÷ 1:1000,

- profile transversale (la 100 ÷ 200m distanta intre ele).

2. Date climatice:

- temperaturi,

- vanturi,

- precipitatii,

- pierderi de apa prin evaporatie.

3. Date pedologice:

- natura solurilor,

- vegetatia spontana,

- folosintele agro-silvice,

- procesele de eroziune,

- excesul de umiditate in sol si saraturile.

4. Date hidrologice:

- regimul nivelurilor si al debitelor,

- hidrografele anuale si ale viiturilor,

- coeficientii de scurgere (determinati pe teren),

- debitul solid,

- timpii de concentrare a scurgerii,

- fenomenele legate de inghet.

5. Date hidrogeologice:

- stratificatia si natura rocilor de pe amplasament,

- debite, pante si sectiuni de scurgere ale straturilor freatice si calitatea apelor subterane,

- pierderi estimate de apa din lac prin infiltratie.

6. Date geotehnice:

- caracteristicile fizico-mecanice ale terenului de fundare si ale pamantului ca va fi folosit ca material de constructie,

- date privind tectonica zonei si stabilitatea dupa executia acumularii,

- recomandarea celui mai bun amplasament si a celui mai potrivit tip de baraj.

7. Date socio-economice:

- situatia terenurilor agricole, a centrelor populate, a cailor de comunicatie si a obiectivelor economice industriale ce vor fi afectate de executia acumularii,

- efectele favorabile ale acumularii in domeniul folosirii apei si al atenuarii viiturilor,

- pagubele produse de viituri inainte de executia acumularii,

- dezvoltarea in viitor a unor folosinte de apa,

- date privind comportarea altor acumulari din zona,

- stabilirea clasei de importanta a lucrarii si a asigurarilor de calcul si de verificare (STAS 4273/83),

- date privind eficienta economica a lucrarilor si posibilitatile locale de organizare a santierului.

Conditiile de amplasare a bazinelor (lacurilor) de acumulare

Amplasarea unui lac de acumlare se face in functie de urmatorii factori:

hidrologici,

meteorologici,

topografici,

geologici,

hidrogeologici,

geotehnici,

economici si sociali.

Factorii hidrologici si meteorologici impun urmatoarele conditii de amplasare a lacului:

- sa existe resurse hidrologice suficiente (in bazinul de receptie al lacului),

- debitul solid sa fie cat mai redus pentru a nu se colmata lacul de acumulare (daca pe versanti sunt probleme de eroziune, acestea se vor rezolva inainte de amenajarea lacului),

- directia vaii in care se formeaza lacul sa fie pe cat posibil perpendiculara pe directia vanturilor dominante (pentru a reduce evapratia si a nu favoriza formarea de valuri).

Din punct de vedere topografic se impun urmatoarele conditii:

- valea sa fie ingusta in amplasamentul barajului si larga in amonte de acesta (pentru a crea un volum mare de acumulare) si sa aiba pante reduse pe talveg,

- malurile vaii sa fie inalte si abrupte.

Conditiile de amplasament necesare din punct de vedere geologic si geotehnic sunt:

- rocile sa aiba o stratificatie orizontala pentru a se evita pericolul de producere a alunecarilor,

- terenul din amplasamentul lacului sa fie cat mai impermeabil pentru a se reduce pierderile de apa prin infiltratii,

- malurile lacului sa fie lipsite de izvoare si stabile la alunecare,

- terenul de fundatie pentru lucrarile hidrotehnice(baraje,disipatori de energie,etc.) sa fie corespunzator,

- daca barajul se face din materiale locale (pamant, piatra) acestea sa se gaseasca in apropiere si sa aiba calitatea ceruta.

Conditiile de amplasare impuse de factorii economici si sociali sunt:

- sa se faca expropieri si transmutari cat mai reduse pentru a se reduce valoarea investitiei,

- terenul sa aiba o valoare agricola cat mai redusa si sa nu contina zacaminte utile,

- sa existe distante mici de la lac la obiectivele deservite sau aparate de inundatii,

- in aval de baraj (in lunca raului) sa nu fie centre populate care ar putea fi puse in pericol de o eventuala avarie a barajului,

- sa fie posibila si crearea unor zone de agrement si sporturi nautice,

- apa din zona sa fie de calitatea ceruta de consumatori sau sa poata fi adusa la aceasta calitate cu cheltuieli rezonabile,

- indicele specific de cost al acumularii sa fie cat mai redus (investitia raportata la volumul acumulat - lei/m³),

- sa fie satisfacute cerintele sanitare (combaterea tantarilor prin limitarea adancimii minime in lac la1,5÷2m si debitul minim de scurgere salubra).

La intocmirea studiului de amplasament se inventariaza toate locurile posibile, pe planuri la scara 1:25000.

La o prima trecere in revista se inlatura amplasamentele care acopera obiective sociale si economice importante ca si cele cu resurse hidrologice insuficiente. De asemenea se inlatura amplasamentele necorespunzatoare din punct de vedere geologic (terenuri alunecatoare, permeabile sau zone de carst).

La stabilirea amplasamentului optim se respecta urmatoarele criterii de baza:

- criteriul economic - prin indicele specific de cost al acumularii (lei/m³ apa acumulata),

- criteriul asigurarii securitatii barajului, a centrelor populate si a obiectivelor economice din aval,

- criteriul stabilitatii constructiilor necesare pentru acumulare.

Cand capacitatea necesara a acumularii rezulta foarte mare (si nu gasim conditii de amplasament) sau cand consumatorii de apa si obiectivele de aparat contra inundatiilor sunt prea indepartate de un amplasament unic se pot executa sisteme de acumulari in cascada (pe acelasi curs) sau in evantai (pe cursul principal si pe afluenti).

Sistemele de acumulari au avantaje pentru dezvoltarea ulterioara a folosintelor de apa si de asemenea reduc riscul ditrugerii constructiilor de retentie (in raport cu o acumulare unica).

Curbele caracteristice ale acumularilor

Acestea sunt grafice bazate pe masuratori in teren si pe calcule economice care permit sintetizarea conditiilor de baza ale unor amplasamente si compararea acestora intre ele.

Se folosesc 6 curbe caracteristice:

- curba volumelor acumularii in functie de nivelul de retentie a apei: w = f₁(H),

- curba suprafetei luciului de apa in functie de nivelul de retentie a apei: S_a = f₂(H),

- curba volumului de constructie (baraj) pentru retinerea apei in functie de nivelul de retentie a apei: V_b = f₃(H),

- curba coeficientului de capacitate al acumularii: β = f₄(H),

- curba investitiilor de calcul in functie de nivelul de retentie a apei: I_c = f₅(H),

- curba indicelui specific al costului in functie de nivelul de retentie a apei: I = f₆(H).

Notatiile folosite mai sus sunt:

w - volumul acumularii (m³)

V_b - volumul barajului (m³)

V₀ - volumul normal al scurgerii lichide anuale (m³)

T_n- timpul normat de functionare a acumularii (30 ani sau mai mult)

C_ei - cheltuieli anuale de exploatare si intretinere (lei)

I_c - investitiile de calcul (lei)

Fig. 102 Curbe caracteristice: W(h), Sa(h), Vb(h).

Lucrarile necesare realizarii unui lac de acumulare pentru regularizarea debitelor sunt:

- lucrari pentru retinerea debitului solid in bazinul de receptie (combaterea eroziunii pe versanti si formatiunile de eroziune in adancime),

- barajul cu evacuatorii de apa (deversori de ape mari, golire de fund), disipator de energie si risberma,

- priza de apa pentru consumatori.

Volumele caracteristice ale lacurilor de acumulare

De obicei lacurile de acumulare au folosinta complexa (consumatori de apa si atenuarea viiturilor) si de aceea ele trebuie sa contina toate volumele caracteristice:

- volumul mort,

- volumul util,

- volumul destinat atenuarii viiturilor,

- volumul de siguranta.

Exista si lacuri de acumulare care nu au toate aceste volume (de exemplu lacurile nepermanente pot avea numai volumul destinat atenuarii viiturilor si volumul de siguranta).

Fig. 103 Volumele unei acumulari

Volumul mort - reprezinta partea inferioara a acumularii destinata acumularii debitului solid (colmatarii) si asigurarii unei adancimi minime pentru cerinte sanitare. Volumul mort este delimitat la partea superioara de cota prizei de apa pentru consumatori (nivelul minim de exploatare). Are o parte neevacuabila (sub cota golirii de fund) si una evacuabila.

Volumul util - Este partea din volumul acumularii destinata satisfacerii consumatorilor de apa si este delimitat la partea superioara de nivelul maxim de exploatare (nivel maxim de retinere permanenta). In volumul util se cuprinde si asa-zisul, "volum de corectie" destinat acoperirii pierderilor de apa prin evaporare si infiltrare, pierderilor de exploatare precum si acoperirii erorilor de calcul hidrologic si de bilant al debitelor si asigurarii debitului de servitute in albia aval de baraj.

Volumul de atenuare - este situat de la cota volumului util pana la nivelul viiturii de calcul (sau pana la nivelul maxim de verificare). Daca nivelul maxim de exploatare este situat sub creasta deversorului atunci volumul de atenuare se poate diviza in volum de protectie (pana la creasta deversorului - nivel normal de retentie) si volum de atenuare propriuzis (intre creasta deversorului si nivelul viiturii de calcul).

Fig. 104 Sectiune prin baraj si explicitarea volumelor din lac

La acumularile nepermanente (destinate doar atenuarii viiturilor) partea neevacuabila din volumul mort lipseste.

Volumul cuprins intre nivelul viiturii de calcul si coronamentul barajului- volum de siguranta - este un volum de garda care nu este destinat acumularii de apa in conditii normale de exploatare.

Inaltimea barajului se stabileste insumand inaltimile aferente volumelor amintite de mai sus (asa cum se vad pe curba caracteristica a volumelor acumularii in functie de nivelul de retentie a apei).

Inaltimea de siguranta este numita si inaltime de garda pentru valuri (in conditii normale de exploatare, compusa din ridicarea generata a nivelului apei pe timp de vant - s_o, inaltimea de deferlare a valurilor si inaltimea suplimentara).

Fig. 105 Stabilirea inaltimii de siguranta a barajelor

In conditii exceptionale de exploatare, inaltimea de siguranta este diferenta intre cota viiturii de verificare si cota viiturii de calcul, la care se adauga inaltimea suplimentara amintita mai sus (numita si rezerva de constructie).

Dintre cele doua inaltimi de siguranta se alege cea mai mare, care se adauga la inaltimea viiturii de calcul si se determina cota finala a coronamentului barajului.

Volumul mort reprezinta 10÷40% din volumul total al acumularii. Nivelul volumului mort (N.V.M.) depinde de destinatia acumularii si de cota de colmatare estimata.

In cazul producerii de hidroenergie este util ca N.V.M. sa fie cat mai ridicat 25÷35% din nivelul maxim de exploatare.

O cota ridicata a N.V.M. este necesara si in cazul utilizarii apei din lac pentru irigatii si pentru alimentari cu apa. In cazul lacurilor pentru atenuarea viiturilor N.V.M. trebuie sa fie cat mai scazut pentru a crea un volum suficient de inmagazinare a apei aduse in lac de viituri.

Adancimea minima a lacului la nivelul volumului mort trebuie sa fie de 1 -2,5m.

Volumul mort se stabileste in primul rand in functie de cerintele de exploatare ale lacului (care impun un anumit nivel minim), in al doilea rand in functie de cerintele sanitare (legate de adancimea minima in lac) si in al treilea rand in functie de procesul de colmatare (care afecteaza capacitatea totala a acumularii).

Nota. Calculul efectiv al volumelor componente ale acumularii nu face obiectul prezentului curs.

Volumul util al acumularii este compus din volumul net (utilizabil) pentru consumatori si debit de servitute in albia raului aval de baraj si volumul de corectie (stabilit in functie de pierderile de apa prin evaporatie, infiltratie, inghet, exploatare si de erorile posibile in calculele hidrologice si de gospodarire a apelor).

Volumul de corectie se determina prin suma volumelor evaporate, infiltrate, inghetate, a pierderilor de exploatare si a posibilelor erori de calcul.

Volumul pierderilor prin evaporare se poate determina in cazul cand exista observatii directe si in cazul cand nu exista observatii privind evaporatia.

La noi in tara evaporatiile au valori cuprinse intre 564÷880 mm/an.

Evaporatiile pot fi corectate in functie de lungimea lacului si de adancimea apei. Evaporatiile pot fi reduse prin reducerea vitezei vantului prin amplasarea lacului pe o directie perpendiculara pe directia vanturilor dominante sau prin perdele forestiere inalte plantate pe pe maluri.

Volumul pierderilor prin infiltratii depinde de structura geologica a amplasamentului (existenta straturilor permeabile; zonele carstice sunt total nefavorabile acumularilor) si de nivalul apelor subterane (un nivel foarte scazut impreuna cu permeabilitatea straturilor favorizeaza infiltratii intense).

Pierderile prin infiltratii sunt de trei tipuri:

- pierderi prin corpul barajului si pe la instalatiile de golire (neetanseitatii ale vanelor),

- pierderi pe sub baraj si pe langa baraj (in zonele de incastrare in malurile vaii),

- pierderi prin fundul si malurile lacului.

Pierderile din prima categorie sunt practic reduse si depinde de solutia tehnica aleasa pentru baraj.

Pierderile din a doua si a treia catgorie pot fi uneori foarte mari si depind de presiune (coloana de apa), de natura terenului (nefavorabile sunt nisipurile, pietrisurile, loessul, calcarul, ghipsul), de fenomenele tectonice, de eventuala inclinare a straturilor permeabile spre bazinele hidrografice vecine si de nivelul apelor subterane.

Pierderile prin infiltratie se pot determina prin utilizarea teoriei infiltrarii si a curgerii apelor subterane sau prin diverse metode aproximative stabilite de cercetatori. (in literatura de specialitate sunt prezentate astfel de metode).

Se pot aproxima urmatoarele pierderi prin infiltratie (dupa conditiile hidrogeologice ale amplasamentului acumularii):

- pentru conditii hidrogeologice bune (teren impermeabil, stratificatie favorabila si nivel ridicat al straturilor acvifere): 0,5÷1%/luna sau 5÷10%/an din volumul acumularii sau 0,3m/an sau 1÷2mm/zi,

- pentru conditii hidrogeologice medii: 10÷20%/an sau 1÷1,5%/luna din volumul acumularii sau 0,5÷1m/an sau 2÷3mm/zi,

- pentru conditii hidrogeologice rele: 20÷40% anual sau 1,5÷3%/luna din volumul acumularii sau 1÷2m/an sau 3÷4mm/zi.

Pirderile prin infiltratii se reduc in timp prin inamolirea cu aluviuni fine a straturilor permeabile.

Masurile tehnice de reducere a acestor pierderi sunt foarte costisitoare si se aplica doar in cazuri foarte importante (impermeabilizari ale fundului lacului, injectarea rocilor fisurate, colmatarea artificiala a fundului cu suspensii de argila, etc.).

Volumul pierderilor prin inghet se refera la volumul de apa care ingheata in lac pe timp de iarna si devine inaccesibila consumatorilor (dar care primavara se topeste). Acest volum se stabileste cunoscand suprafata luciului apei din perioada de iarna si grosimea stratului de gheata ce se formeaza in amplasamentul lacului (se utilizeaza observatii in teren si masuratori la statiile hidrometrice cele mai apropiate).

Volumul pierderilor de exploatare se refera la neetanseitatile sistemelor de golire ale lacului si se poate determina in functie de lungimea garniturilor neetanse sau de presiunea apei in zona vanelor de golire.

Volumul de apa necesar acoperirii unor eventuale erori de calcule hidrologice se apreciaza (in functie de importanta consumatorului) ca fiind de circa. 5÷10% din volumul util - in cazul folosintei, irigatii" sau de circa. 30% din volumul util al acumularii - in cazul folosintei ,,alimentari cu apa".

Volumul net (sau utilizabil) se stabileste tinand seama de cerintele consumatorilor care iau apa direct din lac si de necesitatea asigurarii unui debit de servitute in albia raului aval de baraj (debit minim care trebuie lasat sa curga in albie in aval de baraj).

Debitul de servitute trebuie sa satisfaca urmatoarele probleme:

- debitul minim salubru (asigura o viteza de minim 0,3m/s in albie),

- debitul de dilutie (necesar antrenarii reziduurilor deversate in rau prin sistemele de canalizare care nu au statii de epurare si asigurarii unei calitati si cantitati corespunzatoare a apei pentru consumatorii din aval),

- debitul minim piscicol (asigura in albie adancimi de minim 0,3m si zone de refugiu iarna la 50÷100m distanta intre ele cu adancimi de 1÷1,5m).

Debitul de servitute se ia egal cu cel mai mare dintre cele trei debite de mai sus.

Volumul pentru atenuarea viiturilor cuprinde volumul de protectie (de la nivelul volumului util pana la creasta deversorului) si volumul de atenuare propriuzis (de la creaste deversorului pana la nivelul atins la viitura de calcul - viitura cu probabilitatea de calcul, conform clasei de importanta a constructiei). Volumul de protectie poate lipsi, in care caz atenuarea se produce pe luciul de apa al lacului, intr-un strat de grosime egala cu sarcina maxima a deversorului (inaltimea lamei de apa care deverseaza la debitul maxim).

La acumularile destinate exclusiv atenuarii viiturilor pot lipsi urmatoarele volume : volumul util si partea neevacuabila din volumul mort.

Nota. Calculul volumelor acumularilor si calculul inaltimii barajelor nu fac obiectul prezentului curs.

Tipuri de baraje pentru realizarea de acumulari de apa

Principalele tipuri de baraje utilizate pentru realizarea acumularilor de apa sunt prezentate in figurile urmatoare [dupa 10]: baraje din beton (de greutate, arcuite, cu contraforti), baraje din anrocamente si baraje din pamant.

Fig. 106 Baraje de greutate [10]

Fig. 107 Baraj arcuit [10]

Fig. 108 Baraj din anrocamente [10]

Fig. 109 Baraj cu contraforti [10]

Fig. 110 Baraj din pamant [10]

Dintre acestea, in scopuri agricole se folosesc cu preponderenta barajele din pamant. Pentru aceste baraje, ca si pentru cele din anrocamente, o problema foarte importanta este asigurarea etanseitatii fata de apa (in primul rand este vorba despre apa care ar putea trece prin corpul barajului iar i al doilea rand despre apa care s-ar putea infiltra pe sub baraj sau prin zonele de incastrare in malurile vaii).

Fig. 111 Tipuri de baraje de pamant [10]

Fig. 112 Drenarea apei din barajele de pamant [10]

Fig. 113 Impiedicarea infiltrarii apei pe sub baraj [10]