A PATRA CONFERINŢĂ A HIDROENERGETICIENILOR DIN ROMÂNIA,

Dorin Pavel

URMĂRIREA COMPORTĂRII BARAJULUI FRUMOASA PE BAZA REGIMULUI INFILTRAŢIEI APEI (2)

Virgil PETRESCU1, Agnes DARVAS2

Rezumat: În lucrare se urmăreşte comportarea barajului Frumoasa pe baza regimului infiltraţiei apei. În această a doua parte a lucrării se prezintă grafic curba de depresie a apei infiltrate prin baraj prin corelarea evoluţiei nivelului apei în acumulare (cauza) şi în forajele piezometrice (efectul), amplasate în cinci profiluri transversale. Având în vedere dependenţa nivelului piezometric de precipitaţii, se reprezintă şi graficul acestora. În trei din cele cinci profiluri transversale sunt montate celule de presiune interstiţială, pentru determinarea presiunii din nucleul de argilă şi din fundaţia barajului. Din analiza graficelor, reiese că amenajarea poate fi exploatată fără restricţii, respectând regulamentul de exploatare. Abstract: The paper has in view the behavior of the Frumoasa Dam due to water infiltration. In this second part of the paper, the pressure line from the dam is presented graphically correlating the water level evolution in the reservoir (the cause) and at the piezometric test holes (the effect), placed in five cross-sections. Taking into account the piezometric level dependence on the rainfall, it is presented the rainfall graph, too. On three out of five cross-sections, interstitial pressure cells for measuring the pressure in the clay core and on the dam foundation are installed. Analyzing the presented graphs, the fact is that the dam can be exploited without restrictions, respecting the operational instructions.

1. INTRODUCERE

Amenajarea hidrotehnică Frumoasa (judeţul Harghita) este destinată alimentării cu

apă a municipiului Miercurea Ciuc şi atenuării viiturilor de pe pârâul Frumoasa şi a

afluenţilor săi [1].

În prima parte a lucrării au fost prezentate principalele uvraje ale amenajării, sistemul

de supraveghere, aparatura de măsurare şi control, frecvenţa măsurătorilor şi observaţiilor,

1 Prof. univ. dr. ing., Universitatea Tehnică de Construcţii Bucureşti. 2 Drd. dipl., Administraţia Naţională „Apele Române”, Sistemul de Gospodărire a Apelor Miercurea Ciuc, Harghita.

pragurile de stare (atenţie şi alertă) etc. [2-4].

În această a doua parte, se prezintă rezultatele măsurătorilor şi a observaţiilor şi, din

analiza lor, se propun concluziile de rigoare.

2. EVOLUŢIA PARAMETRILOR MĂSURAŢI

Parametrii măsuraţi sunt nivelurile piezometrice, presiunile interstiţiale şi infiltraţiile,

inclusiv funcţionarea sistemelor de drenaj [5].

2.1. Niveluri piezometrice

În vederea determinării suprafeţei de depresie a apei din corpul barajului, nivelurile

piezometrice au fost măsurate în cinci profiluri transversale A.M.C. (I-10, II-20, III-28,

IV-38 şi V-48), iar pentru controlul infiltraţiilor de ocolire au fost dispuse piezometre pe

coronamentul barajului, în vecinătatea versanţilor stâng şi drept.

2.1.1. Profilul A.M.C. I-10

Dispunerea profilului este către versantul stâng, în zona galeriei de evacuare (fig. 1).

În acest profil au fost montate numai piezometre deschise. Forajul piezometric F101,

realizat de pe coronament, în nucleul de argilă, indică o depresie de 12–14 m şi o tendinţă

de urmărire a nivelului apei din lac. În perioadele cu precipitaţii, nivelul din acest

piezometru prezintă salturi. Forajele F102, F103 (taluz şi bancheta aval), F104 (în prelungirea

profilului, în luncă) înregistrează niveluri stabilizate în domeniul 826,0 – 828,0 mdMB,

respectiv 824,0 – 826,0 mdMB, la cote apropiate celei a rocii de bază.

2.1.2. Profilul A.M.C. II-20

Profilul este dispus în zona de albie majoră, spre versantul stâng şi este echipat atât cu

piezometre deschise, cât şi cu celule piezometrice cu coardă vibrantă (fig. 2). Forajul

piezometric F201, realizat de pe coronament prin nucleul de argilă, urmăreşte nivelul din

lac şi prezintă o depresie de 5-7 m. Nivelul piezometric în forajele F202 şi F203 (taluz

aval), F204 (aval baraj) este coborât, datorită stratului de balast din fundaţie, înregistrând

oscilaţii în domeniul 821,0 – 823,0 mdMB.

Fig. 1. Variaţia nivelurilor piezometrice Fig. 2. Variaţia nivelurilor piezometrice în profilul A.M.C. I-10. în profilul A.M.C. II-20.

Fig. 3. Variaţia nivelurilor piezometrice Fig. 4. Variaţia nivelurilor piezometrice în profilul A.M.C. III-28. în profilul A.M.C. IV-38.

2.1.3. Profilul A.M.C. III-28

Profilul este dispus în zona mediană a albiei majore şi este echipat cu piezometre

deschise (fig. 3). Nivelul în forajul piezometric F281, realizat de pe coronament prin

nucleul de argilă, are tendinţa de de a urmări nivelul din lacul de acumulare şi indică o

depresie de 7-9 m. Nivelul din acest foraj prezintă salturi influenţate de precipitaţii.

Forajele F282, F283 (taluz aval), F284 (aval baraj) înregistrează niveluri stabilizate la cote

deasupra cotei de fundare cu circa 1 m.

2.1.4. Profilul A.M.C. IV-38

Profilul este dispus în zona de albie majoră, către versantul drept şi este echipat atât

cu celule piezometrice cu coardă vibrantă, cât şi cu piezometre deschise (fig. 4). Analizând

nivelul furnizat de piezometre, forajul F381 de pe coronament prin nucleul de argilă indică

o cotă medie de 850,0 mdMB, iar forajul F382 de pe taluzul aval indică 822,0 mdMB.

Nivelul apei în forajul piezometric F381 are tendinţa de a urmări nivelul din lac şi prezintă

o depresie de 5-6 m când nivelul în acumulare este mai ridicat de 854,0 mdMB şi o

depresie mai scăzută în rest. Nivelul prezintă salturi influenţate de precipitaţii sau de topirea

zăpezii. Nivelul în forajul F382 oscilează la cote scăzute, între 819,0 şi 823,0 mdMB (sub

ampriza barajului), corelat cu nivelul din acumulare. În forajul F383 (banchetă aval) nivelul

apei este cu circa 2 m mai jos decât în forajul F382, respectiv 819,0 – 821,0 mdMB. Forajul

F384, amplasat în prelungirea profilului V-48, în luncă, indică o depresie suplimentară faţă

de forajul F384 cu circa 3 m.

2.1.5. Profilul A.M.C. V-48

Profilul este dispus către versantul drept şi este echipat atât cu celule piezometrice cu

coardă vibrantă, cât şi cu piezometre deschise (fig. 5). Forajul piezometric F481, amplasat

în nucleul de argilă, indică o depresie mică de 2–3 m. Forajele piezometrice F482 şi F483

indică niveluri piezometrice scăzute, în intervalul 829,5 – 831,0 mdMB (cota amprizei în

profilul respectiv), iar nivelul în forajul F484 (din luncă) oscilează în domeniul 823,0 –

824,0 mdMB.

Fig. 5. Variaţia nivelurilor piezometrice

în profilul A.M.C. V-48. 2.2. Debite infiltrate

La căminul de racord al celor două bretele drenante nu s-au constatat debite infiltrate.

Analiza nivelurilor piezometrice şi a debitele drenate indică o suprafaţă de depresie

coborâtă în prismul aval al barajului, demonstrând buna funcţionare a sistemului de

etanşare, cu o impermeabilitate a nucleului de argilă şi a ecranului din beton, ca şi un drenaj

aval foarte bune.

2.3. Presiuni interstiţiale

Presiunile interstiţiale sunt urmărite prin amplasarea de celule de presiune interstiţială

în trei din cele cinci profiluri transversale de măsurare A.M.C. (II-10, IV-38 şi V-48).

2.3.1. Profilul A.M.C. II-20

Profilul este dispus în zona de albie majoră, spre versantul stâng şi este echipat atât cu

celule piezometrice cu coardă vibrantă, cât şi cu piezometre deschise (fig. 6).

Celula piezometrică CP 5, dispusă în faţa ecranului de etanşare este influenţată direct

de nivelul din acumulare şi nu indică depresie.

Fig. 6. Variaţia presiunilor interstiţiale în profilul A.M.C. II-20.

Fig. 7. Variaţia presiunilor interstiţiale în profilul A.M.C. IV-38.

Fig. 8. Variaţia presiunilor interstiţiale în profilul A.M.C. V-48.

Celula piezometrică CP 3, montată în balastul fundaţiei, în amonte de nucleul de

argilă, indică o depresie de circa 10 m.

Celulele piezometrice CP2 şi CP4, dispuse în fundaţia de balast în aval de nucleul de

argilă, indică presiuni aproximativ constante, cotele piezometrice calculate fiind la 821,0

mdMB şi, respectiv, la 827,0 mdMB.

2.3.2. Profilul A.M.C. IV-38

Profilul este dispus în zona de albie majoră, spre versantul drept şi este echipat atât cu

celule piezometrice cu coardă vibrantă, cât şi cu piezometre deschise (fig. 7).

Celula piezometrică CP 5, dispusă în faţa ecranului de etanşare este influenţată direct

de nivelul din acumulare şi nu indică depresie.

Celulele piezometrice CP2 şi CP4 sunt dispuse în aval de nucleul de argilă şi ecranul

de etanşare din beton. Celula piezometrică CP2 dispusă sub cota fundaţiei ecranului de

etanşare indică un nivel (842,0 mdMB) mai ridicat decât celula CP4, amplasată la nivelul

ecranului (822,0 mdMB).

2.3.3. Profilul A.M.C. V-48

Profilul este dispus spre versantul drept şi este echipat atât cu celule piezometrice cu

coardă vibrantă, cât şi cu piezometre deschise (fig. 8).

Celulele de presiune interstiţială CP2 şi CP4, dispuse în fundaţia de balast aval de

ecranul din beton de sub nucleul de argilă, oscilează corelat cu nivelul în lac şi indică o

depresie, începând cu anul 1992, de 10 m pentru celula CP2 şi 19 m pentru CP4.

Celula CP2 este amplasată la cota 824,0 mdMB, iar CP4 la 828,0 mdMB. Până în

1991, ambele celule indicau o depresie de 9–10 m. Începând cu anul 1992, celula de

presiune interstiţială CP2 indică presiuni mai ridicate cu 9 m coloană de apă faţă de celula

CP4 amplasată la o cotă superioară, indicând o posibilă fisurare a ecranului de etanşare.

4. CONCLUZII

Amenajarea Frumoasa se comportă normal, în cadrul limitelor prognozate şi poate fi

exploatată în continuare fără restricţii, respectând regulamentul de exploatare [2].

Sistemul de măsurare şi control furnizează informaţii suficiente pentru o urmărire

corespunzătoare, asigurând exploatarea în condiţii de siguranţă.

Pentru îmbunătăţirea activităţii de supraveghere desfăşurată la barajul Frumoasa este

necesară dotarea cantonului de exploatare cu tehnic[ de calcul. Acest lucru ar permite

introducerea măsurătorilor în baza de date şi, mai ales, validarea lor pe baza unor criterii

prestabilite şi incluse într-un produs soft, eliminând eventualele greşeli de transcriere.

5. BIBLIOGRAFIE [1] I.C.P.G.A. (AQUAPROIECT S.A. BUCUREŞTI) – Proiect tehnic baraj Frumoasa, 1979. [2] Brăteanu, Gh. - Regulament de exploatare pentru barajul Frumoasa, 1985. [3] Roşu, Gh. - Îndrumător tehnic pentru calitatea lucrărilor hidrotehnice, Editura didactică şi pedagogică, Bucureşti, 1999, pag. 147-151. [4] Giurma, I. - Viituri şi măsuri de apărare, Editura „Gh. Assachi” Iaşi, 2003, pag. 129-131. [5] Bobocu, D. - Studiul de sinteză al urmăririi comportării barajului Frumoasa, judeţul Harghita, 2004 – 2005, Direcţia Apelor Olt, ianuarie 2006.