1CONSTRUCTII HIDROTEHNICE Generaliti Dezvoltarea societii umane este strns legat de asigurarea resurselor de ap.Celemaivechilucrrihidrotehnices-aurealizatpentru asigurarea apei pentru irigaii i pentru alimentarea cu ap potabil.Printreprimelelucrricunoscutedeacesttip,realizatenantichitate,suntsistemuldeirigarenceputcu3000.Hr.nPersiaicare furnizeaz i n prezent aprox. 80% din necesarul de ap pentru irigaii din regiunea numit Qanat. Lucrrisimilare,datnddinaceeaiperioads-audescoperitrecentnCaralpevaleaSupe,nPeruireprezintunsistemagricol complex cu lucrri de irigaii.Unul din cele mai vechi orae care dispuneau de construcii pentru asigurarea apei este Knossos situat n vecintatea capitalei insulei Creta, Iraklion. Cnossos a fost pentru locuit n urm cu 6000 de ani iar apeductele i sistemele de canalizare ce deserveau acest ora dateaz din perioada civilizaieiminoice(2800-1100.Hr.).ApeductelefurnizauapaprinconductesubpresiunepalatuluidinKnossos,iarsistemuldecanalizare constata din dou colectoare separate, unul pentruape uzate i altul pentru a colectarea apei de ploaie. Palatul a fost distrus de un cutremur n jur de 1450 .Hr. n Anatolia, Turcia, din perioada 2000-200 .Hr., exist multe vestigii ale sistemelor antice de alimentare cu ap urbane, inclusiv conducte, canale,tuneluri,sifoane,apeducte,rezervoare,cisterne,ibaraje.UnexemplunacestsensesteoraulEfes,pentrucareapaseasiguraprin intermediul unui mic baraj si un sistem de conducte ceramice dou de seciune mare i una mai mic, avnd o lungime de 6-km. Oraul dispunea i de un sistem de bi cu apa cald i nclzire central. Romani au construit apeducte pe structuri supranlate pentru a asigurapanta necesar transportului debitului de ap spre un rezervor de distribuire iar apoi apa era transmis prin trei conducte de plumb ctrefntni, bai publice i casele private. Au realizat de asemenea lucrri de desecare a mlatinilor pentru a obine noi terenuri agricole si pentru a combate bolile provocate de traiuln vecintatea acestora. AlteconstruciihidrotehniceimportanterealizatenantichitatesuntceledinChina,MareleCanalnlungimede1782kmrealizatcu nceperedinsecII.Hr.iutilizatpentrucombatereainundaiiloritransport,sistemeledeirigaiidinSriLancacuprinzndprimelemari rezervoare pentru nmagazinarea apei de ploaie i canale utilizate pentru irigaii realizate ncepnd din secolul 5 .Hr. 1.2. Economia apelor i ramurile ei Apaaconstituitsiconstituieunfactoresenialndezvoltareasocietiiumane,ocupndunlocdefrunteneconomiatuturorstatelor. Rezerveledeappeglobulpmntescsuntaparentinepuizabile,stoculanualalcursurilordeapseaproximeazlacirca30000km3.Aceste resursesuntinsrepartizateneuniformpesuprafaaglobuluiiarregimullorderepartiievariazntimp.Pentrualeputeafolosipentru satisfacerea nevoilor sale societatea omeneasca a trebuit sa se adapteze. Totalitatea msurilor necesare satisfacerii necesitilor consumului de ap al societii formeaz o parte a economiei naionale care se numete gospodrirea sau economia apelor.

Ramurile economiei apelor sunt: a) Hidroenergetica - este ramura economiei apelor care se ocup cu folosirea i amenajarea energiei cursurilor de ap. b) Transportulpe ap - se ocup de navigaie i plutrit; transportul pe ap este considerat cea mai ieftin ramur a economiei apelor si include i transportul oamenilor i a mrfurilor. c) Hidroamelioraia - se ocup cu lucrrile de alimentri cu ap, desecri si de combatere a eroziunii solurilor. d) Alimentarea cu ap i canalizarea - pentru localiti i pentru industrii. e) Alte folosine (navigaie de agrement, yachting i sporturi nautice, not, pescuit sportiv, scop peisagistic). Unroldeosebitdeimportantneconomiaapelorlocupcombatereainfluenelornegativealeapelorcareducladegradareaterenurilor, eroziunea malurilor i la inundaii. Folosirea complex a cursurilor de ap. Principii. Prinfolosireacomplexacursurilordeapseurmreterealizareaamenajrilorastfelnctsfiesatisfcutecerineleimpusede necesitilemaimultorsectoaredeactivitate(deexemplu,unnodhidrotehnicbinegnditirealizatpoarterezolvaattalimentareacuapa regiunilor nvecinate, ct i problema folosirii energiei apei, asigurarea condiiilor de navigaie pe ru, creterea fondului piscicol al rului, etc.). Folosirea complex a cursurilor de ap este principiu de baz al gospodririi apelor.Folosirea complex a cursurilor de ap presupune respectarea urmtoarelor principii: - utilizarea concomitent a cursului de ap n mai multe scopuri; - s nu se exclud posibilitatea dezvoltrii ulterioare a altor ramuri ale economiei apelor; - amenajarea cursurilor de ap trebuie fcut pe baza planurilor de amenajare integral a apelor ntr-un bazin; Respectarea principiilor folosirii complexe a cursurilor de ap este dificil deoarece unele folosine necesit debite uniforme, alte folosine cerdebiteneuniformesauperiodice,cadeex.:irigaiile;unelefolosineconsumapa,cadeex.:irigaiileialimentrilecuap;altefolosine utilizeaz apa fr a-i micora debitul, ca de ex.: transportul pe ap, energetica, etc. Toate amenajrile cursurilor de ap executate n ara noastr respect aceste principii. Amenajarea rurilor Bistria - Siret Bazinul hidrografic al rului Bistria localizat n zona montan i subcarpatic a Carpailor Rasriteni are o suprafa total de peste 4000 km2 i aduce n rul Siret la intrare in jud. Bacu un debit mediu de 70 54 m3/s. Amenajarea hidroenergetic pe rul Bistria a nceput prin lucrri pe cursul su mijlociu , ntre Bicaz i Bacu, care dispune de un important potenial hidroenergetic unitar (1200 kW/km), lungimea sectorului amenajat fiind de 125 km, cu o diferen de nivel de 372 m i o lungime total de 279 km. Amenajarea hidroenergetic a rului Bistria poate fi mprit n 4 etape importante. (fig. ) Etapa1-realizatntreanii1950-1962acuprinshidrocentraladelaStejarucumarelelacdeacumulareIzvorulMunteluicuunvolum total de 1230 milioane m3. Izvorul Muntelui este cel mai mare lac de acumulare ce s-a putut realiza pe rurile interioare i realizeaz o compensare supraanual de care beneficiaz att centrala de la Stejaru cu o putere de 454 MW i o producie de 434 GWh/an ct i cascada de 12 hidrocentrale din aval pan la vrsare ca i hidrocentralele de pe Siret din aval de vrsarea Bistriei. Etapa2-aconstituit-orealizareantre1959i1966acascadeide12hidrocentraledejoascdereimedieputereechipatecuturbine Kaplan fabricate pentru prima data n Romnia, n cadrul careia se disting: - sectorul Pngrai-Vaduri ce cuprinde 2 centrale cu debite instalate de 180 - 200 m3/s; - sectorul Piatra Neam-Buhui ce cuprinde 6 centrale cu debite instalate de 80 - 84 m3/s; - sectorul Racova-Bacu ce cuprinde 4 centrale cu un debit instalat de 180 m3/s; 2Dintre cele 12 hidrocentrale, cele de la Piatra Neam i Pngrai sunt de tipul centrala-baraj iar celelalte hidrocentrale de la vaduri, Roznov I, Roznov II, Zneti Costia, Buhui, Rahova, Grleni, Bacu I i Bacu II sunt de tipul central pe canal de derivaie. Centralele hidroelectrice Vaduri, Racova, Grleni, Bacu I i Bacu II au lacuri de acumulare proprii nsumnd un volum de 52 milioane m3 Puterea instalat a celor 12 hidrocentrale este de 244 MW, iar producia medie de energie de 749,5 GWh/an.Etapa 3 - terminat n anul 1980, a cuprins devierea din rul Bicaz a unui debit de 4,1 m3/s n lacul Izvorul Muntelui i creterea pe aceast cale a energiei produse de centrala de la Stejaru cu 42 GWh/an. Lucrarea a cuprins construcia unui baraj de priz pe rul Bicaz la Taca i a unei galerii cu o lungime de 9845 m. Etapa 4-nceput n 1989cuprinde amenajarearului Bistria namonte delaculIzvorulMunteluipesectorulBorca-PoianaTeiului, n lungime de 19, 5 km, n 2 trepte ce vor totaliza o putere instalat de 45 MW i o producie de energie de 133 GWh/an. Ultimul sector prevzut a se amenaja n viitor este cuprins ntre Vatra Dornei i Borca unde prin realizarea unei trepte se va instala o putere de 130 MW. Principalele volume de lucrri executate pentru hidrocentrala de la Bicaz au fost: - excavaii n aluviuni 200000 m3 - excavaii n roc 350000 m3 - excavaii n subteran 700000 m3 - betoane 2255000 m3 - umplutur de pmnt 580000 m3 - injecii 124620 m3 - echipamente -montaj 11000 tone. Pentru hidrocentralele din aval s-au realizat: - canale de derivaie cu o lungime de 61 km - diguri cu etanri n adncime 14 km - terasamente n canale 13000000 m3 - etanri n adncime 100000 m2 - umpluturi n diguri 2100000 m3 - betoane i betoane armate 470000 m3 - peree din beton 2215000 m2 . PerulSiret,navaldeconfluenacuBistria,aufostconstruite4centrale:Galbeni,Rcciuni,Bereti,Climneti(avaldeAdjud), nsumnd 157,6 MW, cu o producie de energie medie de 379 GWh/an. Acestea au urmtoarele caracteristici hidroenergetice: - cderi cuprinse intre 12 i 18,3 m - debite instalate ntre 330 i 380 m3/s - puteri instalate ntre 29,1 i 45 MW - producia de energie ntre 79 i 114,4 GWh/an. Toate cele 17 hidrocentrale de pe Bistria i Siret beneficiaz de regularizarea realizat de acumularea de la Bicaz (superanual) i permit folosirea apei n scopuri multiple (energie, agricultur, industrie, navigaie, etc.) Fig. Amenajarea cursului superior al rului Bistria Amenajarea rului Arge i a unor aflueni RulArgempreuncuaflueniisidreneazversantulsudicalmunilorFgra,adunapeledepeunbazinde12680 km2i dup un parcursde340kmlevarsnDunrelaOltenia.RulArgeprezintcelemaifavorabilecondiiideamenajarehidroenergeticpesectorul cuprinsntreconfluenapraielorBudaiCapra(careformeazrulArge)ioraulPiteti.ntreanii1960-1966peacestsectorncheile Argeului s-a construit barajul n arc Vidraru cu nlimea de 166 m care creeaz o acumulare cu un volum total de 465 milioane m3 volum util. Apele regularizate n aceast acumulare sunt conduse printr-o galerie de aduciune de 2130 m lungime i un pu forat de 185 m n centrala subteranCorbeniundepunenmicare4hidroagregatedetipFranciscetotalizeazoputereinstalatde220MWioproduciemediede energie de 400 GWh/an. 3Pentru a obine o central de mare putere s-a proiectat o galerie de fug n lungime de 11135 m capabil s transporte cu nivel liber debitele uzinate pn n lacul Oieti pe albia Argeului. Schema de amenajare a cuprins i captarea debitelor unor cursuri din bazinul propriu sau din bazinele limitrofe (Topolog, Doamnei, Cernat, Valsan i aflueni) i conducerea lor n lacul de la Vidraru. n acest scop au fost realizate 10 captri, 3 baraje n arc i 42 km de galerii care au dus la creterea debitului afluent n acumulare de la 7,5 m3/s la 19,7 m3/s. Cderile create pe aduciunile secundare au fost valorificate energetic n 2 centrale,CumpniaiVlsan,avndfiecareoputereinstalatde5MW.navaldeOietintreanii1970-1978s-arealizatocascadde15 centrale de joas cdere i putere medie din care 9 centrale realizate pe canale de derivaie i 6 centrale cu acumulri proprii.(fig. ) Fig. 2 Schema Amenajarii Arges Caracteristicile acestor centrale sunt: - caderea brut cuprins ntre 10,50 i 20,50 m. - debit instalat de 90 m3/s - putere instalat ntre 7,7 i 15,4 MW - producia medie de energie ntre 14,3 i 30,5 GWh/an. Cele18hidrocentralepusenfunciunencadrulschemeideamenajarearuluiArgensumeazoputereinstalatde417MWio producie de energie de 800 GWh/an. PesectorulmijlociualruluiArges-anceputconstruciaacumulriiZvoiulOrbuluicuunvolumde33milioanem3 pentruatenuarea undei de viitur, asigurarea apei necesar Bucuretiului i n scopuri agricole. Dintre afluenii mai importani ai rului Arge pe care s-au realizat acumulri menionm rurile Dmbovia i Rul Trgului pe care n perioada 1986-1990 au fost puse n funciune un numr de 5 hidrocentrale ( vezi tabelul ) Acumulrile mai importante puse n funciune au fost: - acumularea Pecineagu pe Dmbovia cu un volum de 60 mil.m3 - acumularea Ruor pe Rul Trgului cu un volum de 50 mil.m3 . Amenajarea rului Olt

Oltul este unul din principalele ruri ale rii i si colecteaz apele de pe un bazin de 24010 km2 att din interiorul arcului carpatic ct i de pe versantul sudic al Carpailor Meridionali. Oltul are o lungime de 670 km i dispune la vrsare de un stoc anual de cca 6 miliarde m3 . Unul din cei mai importani aflueni ai oltului din punct de vedere energetic este rul Lotru a crei amenajare s-a realizat n perioada 1965-1985. AmenajarearuluiOltvacuprindenfinal30detrepte, decderemic carevorvalorificaocderetotalde413m,asigurnd instalarea unei puteri totale de 1095 MW i producerea unei energii medii de 2778 GWh/an. Caracteristicile principale ale celor 30 de centrale sunt prezentate n tabelul iar amplasarea lor n figura . Fiecare treapt cuprinde urmtoarele uvraje: - un baraj stvilar din beton avnd 4-5 deschideri deversante echipate cu stavile segment. 4- o centrala baraj echipat cu cte 2 turbine Kaplan pe sectorul n amonte de Slatina i cu cte 4 turbine bulb reversibil pe sectorul Slatina- Dunre. - un baraj de pmnt nedeversor amplasat de obicei ntre stvilar i central. -diguri longitudinale ce contureaz lacul de acumulare limitnd inundarea unor suprafee agricole. -cteoecluznavigabilamplasatnfrontulderetenielacele5trepterealizatentreSlatinaiDunreicareconcurlarealizareauneici navigabile de 86 km lungime. HidrocentraleledintreFgraiAvrigauundebitinstalatde130m3/s,celedintreRacoviaiSlatinade330m3/siarceledintreIpotetii Izbiceni de 500 m3/s. RealizareaacumulrilordepeOltanecesitatconstruciaapeste500kmdediguricuunvolumdeumpluturide165,7milioanem3. Centralele cu cele mai importante lacuri de acumulare sunt: - acumularea Fgra -Hoghiz cu un volum total de 375 milioane m3 - acumularea Strejeti cu un volum total de 202 milioane m3 - acumularea Ipoteti cu un volum total de 110 milioane m3. Realizarea acumularilor de pe Olt a necesitat construcia a peste 500 km de diguri cu un volum de umpluturi de 165,7 milioane m3 i a unor lucrri de beton cu un volum total de peste 7 milioane de m3 n stvilare i peree. Lucrriledeconstrucii alehidrocentralelordepeOltau nceputn1970 cuhidrocentralaRmnicuVlcea(45 MW),pus nfunciunen 1974.ncontinuarentreanii1974-1980aufostpusenfunciunehidrocentraleledelaGovora,Dieti,Rureni,Bbeni,Ioneti,Zvideni, Strejeti, Arceti, Slatina, Drgani. n anul 1981 au intrat n funciune centralele Turnu i Climneti. nanul1987s-apusnfunciunecentralaGuraLotrului,iarnanii1986-1991centraleleIpoteti,Drgneti,Frunzaru,Rusneti, Izbiceni. n anii 1989-1990 au fost puse n funciune centralele Voila, Vitea, Arpau, Scoreiu, Avrig. SuntnexecuienodurileFgra-Hoghizcuoacumulareimportant(375mil.m3 dincare260mil.m3 utili)icascadacu5centrale: Racovia, Lotrioara, Cineni, Robeti, Cornetu din defileul Oltului. Avnd n vedere marile sisteme de irigaii din zona Oltului Inferior amenajarea mai cuprinde prizele cu hidrocentralele de la Drgneti (4,2 MW i debit pentru irigaii de 52 m3/s). Pe tot traseul su Oltul asigur alimentarea cu ap a localitilor i a marilor platforme industriale (Slatina, Rmnicu Vlcea, Fgra, etc.). n viitor se prevede aducerea din Dunre prin pompare pn la Slatina a unei cantiti ntre 1 i 2 miliarde m3 de ap pe an. 5 Fig. Amenajarea rului Olt RulLotru, afluentprincipalalOltuluiizvor drennd un bazin hidrografic de 1024 km2. Amenajarea potenialului su energetic estimatCiunget care dispunea de 2 condiii naturale deosebit de favorabile: posibilitatea realiz la peste 1200 mdM, i o cdere brut de 809 m amenajabilSchema acestei investiii a cuprins urmatoarele p- derivaia principal format din barajul Vidra ce creeaz principal n lungime de 13, 7 km, castelul este restituit n rul Lotru n dreptul localit -reeauadecaptriiaduciunisecundarenvecinate, conducndu-le gravitaional sau prin pompaj n acumularea Vidra 7 m3/s ( fig. ) Pe lng cele peste 79 de prize cu gr m(Galbenu,Petrimanu,Jidoaia,Balindru) secundare cca 60 km sunt betonate i au o secDatoritconcentrriideosebiteadebitelor interioare ale Romniei, fiind echipat cu agregate Pelton de 170 MW, printre cele mai mari pe plan internavrfului de sarcin din sistem. LucrrilehidrocentraleiLotru-Ciungetaunceputn1966.Construccondiii de izolare, altitudine i acces dintre cele mai dificile, lucr noiembrie 1972 i a ultimului grup n august PotenialulruluiLotrupesectorul cuprinsntredebu fost amenajat n 2 trepte prin construcia hidrocentralelor M HidrocentralaMlaiaestedetipulcentralcdere brut de 22,5 m i un debit instalat de 90 mGWh/an. HidrocentralaBrdiordispunedeunbarajnarccuon Debitulinstalatde 110m3/ssecapteazprintrcentrala subteran unde acioneaz 2 grupuri Francis de c Debitul uzinat este condus n albia rului Olt printrLucrrilelaaceste2hidrocentraleaunceputtoamnananul 1973iar punereanfunc hidrocentralei Brdior n 1982.Princele3centraledemaisusrulLoruasigur energie de 1354 GWh/an. RulLotru, afluentprincipalalOltuluiizvortedinmuniiParnglaaltitudineade 2200misevarsnolt n dreptull u energetic estimat la 650 MW i 1400 GWh/an a nceput n anul 1966 prin atacarea lucrii naturale deosebit de favorabile: posibilitatea realizrii unei acumulri cu un volum util de 809 m amenajabil ntr-o singur treapt. ii a cuprins urmatoarele pri: din barajul Vidra ce creeaz o acumulare multianual cu un volum total de 340 mil. m n lungime de 13, 7 km, castelul i galeria forat conducnd apele spre centrala subteran n lungime de 5, 5 km n rul Lotru n dreptul localitii Mlaia. iunisecundarececolecteazdebiteleunorcursurideapattdinbazinulLotruluictional sau prin pompaj n acumularea Vidra i astfel majornd debitul mediu afluent n acumulare d cele peste 79 de prize cu grtar de fund i deznisipator, reeaua cuprinde 4 baraje de beton n arc cu n m(Galbenu,Petrimanu,Jidoaia,Balindru)iacumulride0,5-2,5mil.m3.Dinlungimeatotaldepeste150kmagaleriilordeaduci au o seciune de 8 m2 . riideosebiteadebiteloricderilor,hidrocentralaLotru-Ciungetesteceamaiputernic cu agregate Pelton de 170 MW, printre cele mai mari pe plan internaional, cu rol impCiungetaunceputn1966.Construciahidrocentraleiaimpusrealizareaunormarivolumedelucr i acces dintre cele mai dificile, lucrri care au permis punerea n funciune a primului grui a ultimului grup n august 1975.ialulruluiLotrupesectorul cuprinsntredebuareagaleriei defug Ciunget iconfluenacurulOlt, peparcursulia hidrocentralelor Mlaia i Brdior.tipulcentral-barajcuunstvilardebetoncontinuatcuunbarajdepmntsiestedimensionat i un debit instalat de 90 m3/s , dispune de o putere instalat de 18 MW n grupuri Kaplan ordispunedeunbarajnarccuonlimede62mcecreazoacumularecuunvolumutilde33mil.mprintr-o priz uniciseconduceprin 2galeriideaduciunescurte(127m 2 grupuri Francis de cte 66, 4 MW cu o producie total de energie de 229 GWh/an. Debitul uzinat este condus n albia rului Olt printr-o galerie de fug n lungime de 13,2 km.rilelaaceste2hidrocentraleaunceputtoamnananul 1973iar punereanfunciuneahidrocentraleiMPrincele3centraledemaisusrulLoruasigurnsistemulenergeticnaionaloputereinstalatde643MW 6 nolt n dreptullocalitii Brezoi i 1400 GWh/an a nceput n anul 1966 prin atacarea lucrrilor la U.H.E. Lotru- ri cu un volum util de 300 mil. m3 situat cu un volum total de 340 mil. m3 priza i galeria de aduciune n lungime de 5, 5 km prin care apa uzinata attdinbazinulLotruluictidinbazinelerurilor i astfel majornd debitul mediu afluent n acumulare de la 4,3 la 18, eaua cuprinde 4 baraje de beton n arc cu nlimi cuprinse ntre 42 i 57 depeste150kmagaleriilordeaduciune Ciungetesteceamaiputernichidrocentraldeperurile ional, cu rol important n acoperirea centraleiaimpusrealizareaunormarivolumedelucrrin iune a primului grup din centrala Ciunget n acurulOlt, peparcursula cca 23 kma mntsiestedimensionatpentruo de 18 MW n grupuri Kaplan i o producie de energie de 34 oacumularecuunvolumutilde33mil.m3 deap. iunescurte(127m)i 2galeriiforatepn n de energie de 229 GWh/an. iuneahidrocentraleiMlaias-afcutn 1978i a de643MWioproduciemediede 7Fig. 4. Amenajarea rului Lotru 1.3. Clasificarea construciilor hidrotehnice Disciplinacarestudiazposibilitateaamenajriiresurselordeap,metodeledecombatereaefectelordistructivealeapei,construciile, echipamentele i instalaiile prin care se realizeaz acestea se numete hidrotehnic.Construciileinginereticarefacparteintegrantdinamenajrilehidrotehnice,alturidealteconstrucii,echipamenteiinstalaiicu caracter mecanic sau electric poart denumirea de construcii hidrotehnice. Dup rolul indeplinit n cadrul amenajrilor hidrotehnice, construciile hidrotehnice se mpart n 2 categorii: a) construcii generale b) construcii speciale. Construciile generale se aplic n mai multe ramuri ale economiei apelor iar construciile speciale se aplic ntr-o singur ramur.-Construciile generale n funcie de rolul lor se clasific n: 1-construciicareauroluldeabarauncursdeapicarereinnamontevolumemarideapnumiteconstruciideretenie(baraje,diguri, ecluze) 2 - construcii care au rolul de a bara un curs de ap i de a-i ridica nivelul pentru asigurarea abaterii unor debite pe aduciuni numite construcii de derivaie.(stvilarele cu prile lor fixe i mobile). 3-construciicareauroluldeaevacuaapeledinlacuriledeacumulare,dincanale,dinderivaii,dincamereledeapnumiteconstruciide descrcare.( deversoare, goliri de fund, etc.)4 - construcii care au rolul de a capta apa din sursele de ap naturale sau artificiale i a o dirija spre aduciune numite construcii pentru captarea apei. 5 - construcii care au rolul de a transporta apa de la un punct la altul numite construcii de aduciune.( canalele, conductele, galerii hidrotehnice). 6-construciicareauroluldeaamenajauncursdeappentruproteciaalbiilorimalurilormpotrivaaciunilordistructivealeapeinumite construciideregularizare(construciideconsolidareamaluriloriafundului,digurilongitudinale,construciipentrureinereadepunerilor, pentru dirijarea gheurilor i corpurilor plutitoare). b) Construciile speciale n funcie de rolul lor se mpart n:1-construciiexecutatecuscopuldeafolosienergiaapeidinruri,lacuriimrinumiteconstruciihidroenergetice(camereledeechilibru, conductele i galeriile forate, centralele hidroelectrice cu anexele lor, canalele i galeriile de fug). 2-construciicareseexecutcuscopulirigriiidesecriiterenurilor,pentruaprovizionareacuapateritoriului,pentrundiguirinumite construciihidroameliorative(instalaiidecaptare,staiidepompare,canaledeirigaiiiconstruciileaferentelor,canalededesecare,drenuri, colectoare, etc.). 3-construciicareseexecutpentruasigurareanecesaruluideapievacuareaapeloruzatenumiteconstruciipentrualimentriicanalizri (reele de colectare i distribuie, prize speciale, instalaii pentru mbuntirea calitii apei, castele de ap, rezervoare, staii de epurare, etc.) 4 - Construcii care se execut n scopul asigurrii navigaiei pe apele interioare i maritime numite construcii pentru transporturi pe ap (canale, ecluze, debarcadere, cheiuri, docuri, etc.) 5 - construcii pentru diverse alte folosine (amenajari sportive, de agrement, sanitare, iazuri, traversri de cursuri de ap, etc.) Clasificarea dup importan a construciilor hidrotehnice Stabilireadiferitelordebitedecalculsideverificarenecesarepentruproiectareaiverificareaconstruciilorhidrotehniceaimpus clasificarea acestora dup importan n urmtoarele 5 clase prevzute n STAS 4273-83: - clasa I, construcii de importan excepional. Sunt construcii hidrotehnice a cror avariere are urmri catastrofale sau la care ntreruperile n funcionare sunt inadmisibile. -clasaII,construciideimportandeosebit.Suntconstruciihidrotehniceacroravariereareefectegravesauacrorfuncionarepoatefi ntrerupt n mod excepional pentru scurt timp. - clasa III, construcii de importan medie. Sunt construcii hidrotehnice a cror avariere pune n pericol obiective social economice. - clasaIV,constructii de importantsecundar. Sunt construcii hidrotehnice a cror avariere are influen redus asupra altor obiective social economice. - clasa V, construcii de importan redus. Sunt construcii hidrotehnice a cror avariere nu are urmri pentru alte obiective social economice.Clasa construciilor este determinat n funcie de importana economic i social a acestora.nfunciedespecificulfolosineiideimportanaeconomicisocial,construciilehidrotehnicedindiferitedomeniisempartpe categorii. De exemplu, amenajrile hidrotehnice se mpart n 4 categorii: Tabel nr. 1 Puterea instalat (MW) Categoria Peste 3001 100 < Pi < 3002 10 < Pi < 1003 2 < Pi < 104 P < 24*

* Obs.: Se pot ncadra pe baz de justificri corespunztoare n clasa 5 de importan (construcii demolabile, organizarea de antier, etc.) n funcie de durata de exploatare, construciile hidrotehnice pot fi: - construcii definitive (permanente) care se proiecteaz pentru o durat de exploatare egal cu din durata de serviciu normat, dar nu mai mic de 10 ani. - construcii provizorii (semipermanente) care se proiecteaz pentru o durat de exploatare mai mic de din durata de serviciu normat sau mai mic de 10 ani. Din aceeai categorie fac parte i lucrrile provizorii necesare construciei definitive. n funcie de nsemntatea funcional a lucrrilor n cadrul amenajrilor hidrotehnice, construciile hidrotehnice sunt: -construciiprincipale-construcii hidrotehnice a croravarieresau distrugereparialsautotal provoacfiescoatereadinfunciunea amenajrii respective fie reducerea considerabil a capacitii sale de producie, sau a capacitii de aprare mpotriva inundaiilor.-construciisecundareconstruciihidrotehniceacrordistrugereparialsautotalnuarerepercursiunigraveasupraansamblului amenajrii. ncadrarea construciilor i instalaiilor hidrotehnice n clase de importan Tabelul nr. 2 ncadrarea construciilor hidrotehniceCategoria construciilor hidrotehnice 8- dup durata de exploatare -dup rolul funcional 1234 Clasa de importan a construciilor hidrotehnice Definitive PrincipaleIIIIIIIV SecundareIIIIIIIVIV Provizorii PrincipaleIIIIIIIVIV SecundareIVIVIVV Prinlegeanr.466/2001privindsiguranabarajelor,reglementatprinnormelemetodologiceNTLH-021,nfunciedevaloarea indicelui de risc asociat barajului, barajele se ncadreaz n una din urmtoarele categorii de importan: - A - baraj de importan excepional; - B - baraj de importan deosebit; - C - baraj de importan normal; - D - baraj de importan redus. Riscul asociat barajului este determinat prin relaia: risc = indicele de cedare consecina. n cazul unei valori a indicelui de risc mai mare de 1, riscul este inacceptabil, iar barajul nu poate fi exploatat. Indicii utilizai n evaluarea riscului barajelor sunt: a)indicele BA care este determinat de caracteristicile barajului (dimensiuni, tip, descrctori, clasa de importan), ale amplasamentului acestuia (natura terenului de fundare i zona seismic) i de condiiile lacului de acumulare sau, dup caz, ale depozitului; criteriile i punctajele corespunztoare sunt prevzute n tabelele cuprinse n metodologie; b)indiceleCB,destareabarajului,careesteoperantpentrubarajeleexistenteidepindedesistemuldesupraveghere,delucrrilede ntreinere, deprincipaleledate din urmrireacomportrii ntimp(UCC) i decondiiilelaculuide acumulare iale uvrajelor-anex; criteriile i punctajele aferente sunt prevzute de asemenea n tabele; c)indicele CA care cuantific consecinele avariei barajului, inndu-se seama de posibile pierderi de viei omeneti, de efectele produse asupra mediului, de efectele socio-economice etc.; criteriile i punctajele corespunztoare sunt prezentate de asemenea tabelar. Riscul asociat unui baraj se apreciaz printr-un indice (RB = indicele de risc asociat barajului) determinat prin relaia: RB = CA/( *BA+*CB) n care coeficienii de pondere i au valorile: a)coeficientul : = 1 - pentru baraje proiectate ori verificate conform reglementrilor actuale; = 0,8 - pentru baraje proiectate pe baza unor reglementri mai vechi; = 0,4 - pentru situaii n care nu se cunosc date referitoare la proiectare; b)coeficientul : =1-pentrubarajesaudepoziteaflatenproiectareoriconstrucie,respectivexistente,cucomportarenormalpetoatduratade exploatare; =0,7-pentru barajesau depoziteexistentecareausuferit incidenteoriaccidentenexploatare,remediateprinexecuiadelucrri suplimentare. Sumaponderat(*BA+*CB)reprezintindiceledesiguran(SG),iarPC=1/SGreprezintindiceledecedarealbarajului (probabilitatea de rupere). n funcie de valoarea indicelui de risc asociat barajului (RB) se determin categoria de importan, dup cum urmeaz: a)pentru barajele care realizeaz acumulri de ap: RB > 0,5 - baraj de importan excepional (A); 0,5 > RB > 0,25 - baraj de importan deosebit (B); 0,25 > RB > 0,1 - baraj de importan normal (C); RB < 0,1 - baraj de importan redus (D); b)pentru barajele i digurile care realizeaz depozite de deeuri industriale: RB > 0,8 - baraj de importan excepional (A); 0,8 > RB > 0,15 - baraj de importan deosebit (B); 0,15 > RB > 0,05 - baraj de importan normal (C); RB < 0,05 - baraj de importan redus (D). 1.4. Amenajri hidrotehnice. Generaliti i scheme 1.4.1. Generaliti Scopulamenajrilorhidrotehniceestedeaconcentracderileidebiteledisponibilepesectoarescurte.Cadereareprezintdiferenade nivel ntre 2 seciuni succesive ale unui ru, ale unei cascade, sau diferena de nivel dintre 2 ruri situate la cote diferite sau se regsete sub forma valurilor i curenilor marimi.

Amenajrile hidrotehnice sunt alc 1. Barajedeacumulare-careauroluldeaconcentrac depit 300m. 2. Baraje de derivaie - care au rolul de a ridica nivelul apei pentru a putea fi derivat3. Descrctori de ape - care evacueaz apele mari desuprafaamplasaipebarajesauversan echipaicuinstalaiihidromecanicedetipulstavilelelor,vanelor pentru disiparea energiei. 4. Prizeledeap-permitcaptareadebitelor impuritilor i plutitorilor. Pot fi dispuse n baraj sau pe versan5. Aduciunile-transportdebitensemnatedelapunctuldecaptarelacamereledeechilibrusaudelacaptprincipal sau n lacul de acumulare. Transportul debitelor se poate face prin curgere cu nivel liber nivel liber, sau prin curgere sub presiune prin conducte metalice, conducte din bet6. Conducteleigaleriileforate-conducapac Vitezele de curgere n aceste conducte sunt n general mari, conductele fiind fo7. Camerele de echilibru - au rolul de a limita suprapresiunile dinamice provocate de varia aduciune i conductele sau galeriile forate.n cazul aduciunilor cu nivel liber se numesc 8. Casele de vane - sunt amplasate imediat aval de camerele de echilibru instalaiile de aerisire i de control pentru conductele for9. Centralelehidroelectrice-cuprindnctransformare, instalaii de comand i control.10. Canalele i galeriile de fug - conduc apele turbinate c nschemauneiamenajri hidrotehnice,elementeleconstructivemenpot lipsi sau pot fi substituite de ctre alte elemente. De exemplu, la centralele 1.4.2. Scheme de amenajri hidrotehnice Energia hidraulic datorat diferenei de nivel dintre 2 sec termic prin nvingerea rezistenelor patului neregulat al albiilor, sau este consumata prin ac Funciedeposibilitateadeanlturapierderiledeenergie amenajri principale: a) amenajareuzin-baraj- n acest cazcentrala poatefi a reprezentnd chiar o poriune din baraj. Sunt folosite de regul cursurilordeapsfiectmaimare.Eventualeledepresiuni(zonedeterncucotamairedusa)princareapaarputeaocoli nchise cu diguri. FigEnergia hidraulica disponibila in natura rile hidrotehnice sunt alctuite din urmtoarele elemente principale: careauroluldeaconcentracdereaideaacumulaapelenvederearegularizriilor.Aunalcare au rolul de a ridica nivelul apei pentru a putea fi derivat ntr-o aduciune. nlimea acestora este mic apele mari i permit reglarea nivelurilor n lacurile de acumulare. Pot fi realiza ipebarajesauversani,subformaunordeschiderisauorificiidefund,conducteigaleriidegolire. iihidromecanicedetipulstavilelelor,vaneloriamecanismelordeacionare(sevomotoare).Potfiprevpermitcaptareadebiteloridirijarealorctreaduciune,mpiedicptrundereaaluviunilor,aghe i plutitorilor. Pot fi dispuse n baraj sau pe versani.debitensemnatedelapunctuldecaptarelacamereledeechilibrusaudelacapt sau n lacul de acumulare. Transportul debitelor se poate face prin curgere cu nivel liber i n acest caz vorbim nivel liber, sau prin curgere sub presiune prin conducte metalice, conducte din beton armat i galerii sub presiune.conducapactrecentralepeuntraseuscurtcudiferendenivelmarerealizndoconcentrareacVitezele de curgere n aceste conducte sunt n general mari, conductele fiind foarte solicitate din punct de vedere static au rolul de a limita suprapresiunile dinamice provocate de variaiile de sarcin ale centralei ate. iunilor cu nivel liber se numesc camere de ncrcare, iar n cazul aduciunilor sub presiune se numesc sunt amplasate imediat aval de camerele de echilibru i cuprind mecanismele de nchidere i deschidere a accesului apei ct i de control pentru conductele forate. cuprindncperilencaresuntinstalatevaneledeadmisie,turbinelehidraulice,generatoareleelectrice,sta i control. conduc apele turbinate ctre emisar, curgerea n aceste galerii fcndu-se cu nivel liber ri hidrotehnice,elementeleconstructivemenionateanterior potexistan totalitatesau uneoriunele tre alte elemente. De exemplu, la centralele-baraj lipsesc camerele de echilibru i casele vanelor. ri hidrotehnice ei de nivel dintre 2 seciuni ale unui curs de ap (cderii), se transform n cea mai maelor patului neregulat al albiilor, sau este consumata prin aciunea de erodare a versan turapierderiledeenergieideconcentrareacderiidisponibile,sedeosebescurmn acest cazcentrala poatefi aezat ncorpul barajuluisaun imediata apropierea barajului, uneoricentrala iune din baraj. Sunt folosite de regul pentru cderi mici i mijlocii cu debite mari. Este de preferat ca n fiectmaimare.Eventualeledepresiuni(zonedeterncucotamairedusa)princareapaarputeaocoli 9 riilor.Aunalimicarenprezentau imea acestora este mic, sub 10m. i permit reglarea nivelurilor n lacurile de acumulare. Pot fi realizai sub forma unor deversori igaleriidegolire.Descrctoriisunt ionare(sevomotoare).Potfiprevzuicudispozitive trundereaaluviunilor,agheurilor,zaiuluiiatuturor debitensemnatedelapunctuldecaptarelacamereledeechilibrusaudelacaptrilesecundarenaduciunea i n acest caz vorbim de canale sau galerii cu denivelmarerealizndoconcentrareacderii. arte solicitate din punct de vedere static i dinamic. ale centralei i realizeaz legtura dintre iunilor sub presiune se numesc castele de echilibru. i deschidere a accesului apei ct i instalatevaneledeadmisie,turbinelehidraulice,generatoareleelectrice,staiide se cu nivel liber i uneori sub presiune. ionateanterior potexistan totalitatesau uneoriuneledintreacestea sesc camerele de echilibru i casele vanelor. n cea mai mare parte n energie iunea de erodare a versanilor. deriidisponibile,sedeosebescurmtoareletipuride ncorpul barajuluisaun imediata apropierea barajului, uneoricentrala ri. Este de preferat ca nlimea malurilor fiectmaimare.Eventualeledepresiuni(zonedeterncucotamairedusa)princareapaarputeaocolibarajultrebuiesc 10 Fig.Amenajare uzina baraj 11 b) amenajare de derivaie - n acest caz centrala este poziionat la captul aval al unei derivaii ce realizeaz cderea prin reducerea pantei de curgere. Fig.Amenajri dederivaie 12c)amenajaremixtcubarajiderivaie-estetipulcelmaiutilizat.nacestcazamenajareacuprindeunbaraj,captarea,aduciunea, casteluldeechilibru,conducteleforateicanaluldefug.Aceastamenajarepoatefirealizatn2variante:cucentralalazi(amplasat suprateran) i cu central n subteran. Fig.Amenajare mixt cu baraj si derivatie Fig. Amenajare mixt subteran nafardetipurilemenionatesemaintlnesciamenajricuacumulareprinpompajdenumiteitransformatoarehidroenergetice. Necesitatea construirii acestora provine din nevoile acoperirii consumului electric variabil n timp. noreledeconsumredusacesteamenajrifuncioneazcanitestaiidepomparecetransferapadintr-unlacsituatlaocotinferioarctre un lac situat la o cot superioar utiliznd energia electric disponibil n sistemul energetic naional. n orele de consum maxim din sistem, energia potenial disponibil n lacul superior este transformat n energie electric ca ntr-o centrala obinuit. Exist 3 tipuri principale de amenajri prin pompare: - uzine de pompare pure - care au acumularea realizata prin pomparea apei dintr-un rezervor superior far un aport natural de debit. - uzine de pompare mixte - care au acumularea prin pompare combinat cu amenajarea hidroelectric a unui curs de ap. -staiidepompare-carecapteaziintroducnschemdebiteleunorcursurideapcesuntsituatelaunnivelinferiorcorespunztorcaptrii principale.(de ex.:Hidrocentrala Tarnia - Lpueti). 13 Fig. Amenajare prin pompare Cap.2Elemente de ingineria barajelor 2.1. Baraje - Generaliti Construciabarajelorsencadreaznrndulactivitiloringineretifundamentale.Toatecivilizaiileimportantes-auidentificatcu construciiledestocareaapeiconformecunecesitilelor,lanceputpentruirigaiinecesaredezvoltriiagriculturii.Funcionndnstrns legtur cu condiiile climatice ale zonei, cu condiiile de teren, puterea economic a diferitelor civilizaii depindea de eficiena n ingineria apelor. Prosperitatea, sntatea i progresul material au devenit din ce n ce mai legate de abilitatea de a stoca i a dirija apa. Dinperioadaroman,nSpaniadesuntconstruitedouabarajeicareausupravieuitdinaceavreme:Proserpina(H=12m,L coronament=420m) i Cornalvo (H= 19,50 m, L coronament = 195m). Ambele sunt construcii complexe, din perei de piatra i zidrie, susinui de contrafori i mbrcai n umpluturi masive de pmnt. Cele mai vechi baraje de greutate propriu-zise s-au construit tot n Spania: Almonacid (1220),Almanansa(1395),Alicante(1579),imaitrziuPuentes(1791)iNijar(1850).Pofileleprimelortreisunttrapezoidalerezultateale intuiieiconstructorilor.BarajeleAlmansaiAlicanteprezintouoaracurburanplan,pentruceldinurmaceastafiindprobabilomsura suplimentar de siguran, ele deinnd de mai bine de300 de ani recordul de nlime. PnnprimajumtateasecoluluiXIXs-auconstruitbarajedegreutatecuprofilediverse.SecunoscnFrana,dinperioada1830-1850, barajele Chazilly, Glomel, Settons, n Rusia un baraj de piatra pe rul Neglinnaia, datnd din 1616 etc. n anul 1855, n Frana, se pun bazele calculului static pentru barajele de greutate. BarajulFurens, construit Intre 1861 i 1866,este considerat prototipul barajelor de greutatemoderne.Dup aceast dat barajele de greutate, construite din zidrie de piatr, cunosc o mare dezvoltare att n rile europene ct i n S.U.A. La nceputul secolului XX se trece la construcia barajelor din beton, care se rspndesc. cu repeziciune n toate rile. naranoastrprimelebarajeaufostconstruitenperioadadaco-romaniaufostutilizatepentrucreareadeacumulrinecesareexploatrilor aurifere din zona Transilvaniei (Roia Montan). S-au putut identifica 112 de astfel de acumulri.Barajele au fost construite dup model roman dinpmntcuparamenteverticalesaunclinateprotejatecuzidriedinpiatr.Dispuneaudedeversoarefrontaleavndcreastala1msubcota coronamentului,protejatecublocurimaridepiatr.Nusecunoateanuldeconstruciealacestora,existansdocumentecemenioneazdoar repararea acestora n secolul 18 (1740). Majoritatea au 5-6 m nlime i o lungime a coronamentului cuprins ntre 60 170 m. Cel mai mare este barajul Tul Mare cu o nlime de 25 m, un volum de ap acumulat de 200000 mc i un luciu de ap de 40000 mp. Un alt baraj ce poate fi considerat ca un baraj de pmnt cu nucleu din argil protejat cu zidrie din piatra fasonat este Tul Brazilor. S-au mai construit acumulri pentru facilitarea transportului de buteni sau pentru folosine piscicole atestate din secolul 12 (Valea Carasu, Valea Cochirleni, Caramancea, Mleanu, Oltina) realizate din zidrie de piatr. Au existat de asemenea i mai multe acumulri pentru folosine piscicole avndbarajeconstruitedinpmntntoateprovinciileromnetiatestatedecronicaristrinidinsecolul16(ex.Nerwberrie,Fourquevauls, Reicherstorf). Mai trziu (sec 18). D. Cantemir, n Moldova, atest existena a peste 1500 de astfel de iazuri piscicole nsumnd un luciu de ap de cca. 2000 km2 . n secolele 18 - 19 n Banat (Oravia, Moldova Veche Dognecea Mare, Dognecea Mica) se atest construirea a 6 baraje fiind posibil ca uneledinacesteasfiexistatinperioadaroman.Barajeleaveau7-15mnlimeiolungimelacreastde50-120m.Capacitatealorera cuprins ntre 50000 -600000 mc. n prezent majoritatea sunt colmatare. Dognecea Mare i Dognecea Mica au fost construite de turci din zidrie de piatr cu nucleu de argil. Seciunea lor este poligonal. Sunt nc funcionale. Primelebarajemodernes-auconstruitnperioada1928-1930,ncheileOrzeadepeIalomitasuperioar,barajuluzineihidroelectriceDobresti, nalt de 26 m cu un volum de beton de 3000 m3, el realizeaz acumularea Scropoasa de 550 000 m3. Statistic, referitor la modul n care a evoluat n lume construcia barajelor de greutate mai nalte de 15 m, se constat c n perioada cuprins nainte de 1800 existau un numr de 10 baraje, ntre 1800 - 1900 un numr de 84 baraje, ntre 1900 - 1950 existau 1089 baraje. n prezent numrul acestorafiinddepeste10000,maimultdejumtatefiinddinpmnt,pesteunsfertdegreutaterestullconstituiecelelaltetipuri:arcuite,de anrocamente, cu contrafori etc. Durata de via a barajelor este mare (peste 1000 de ani), barajele de greutate i din materiale locale avnd o durat de existen mai mare, ntimpcebarajelenarc,cuarcemultiplesaucontraforiauosperandeviamaimic,nspecialdatoritagresivitiiapei.Amortizarea costurilor de execuie a unui baraj este de peste 50-60 de ani. Durata de via a unui baraj poate fi limitat i de pericolul de colmatare datorat aluviunilor transportate de ru.n tabelul este prezentat durata decolmatare pentru cteva acumulri din Australia. Tabelul Nr.AcumulareAni estimai pentru colmatare Eucumbene10000 14Tantangara10000 Tumut Pond4000 Tooma4000 Cele mai mari baraje Deilavolummaximdebetonprezintminimumdesigurana,barajeledegreutateauatinsnultimeledeceniinlimiconsiderabile, deinnd astzi recordul fata de celelalte tipuri. n tabelul urmtor se dau caracteristicile celor mai nalte de greutate. Cele mai inalte baraje din lume Nr.NumeRu araTipInaltime (metri)An (Terminat)1 Rogun VakhshTadjikistanPamant i anrocamente 335 1985 2 Nurek VakhshTadjikistan Pamant300 19803 XiaowanLancangChinaArc292C 4 Grang Dixence Dixence Elvetia Greutate 285 19615 Inguri Inguri Georgia Arc 272 19806 Vajont VajontItalyArc 262 1961 7 Manuel M. Torres (Chicoasen)Grijalva Mexico Pamant261 1981 8TehriBhagirathiIndia Pamant261C9Alvaro Obregon (El Gallinero)Tenasco (Mextiquic) MexicoGreutate2601946 10MauvoisinDrance de BagnesElvetiaArc 2501957 Din punctul de vedere al acumularilor realizate i al indicatorului metru cub de apa raportat la metru cub de beton, se remarca barajele de greutate din tabelul urmtor: Denumirea nlime (metri) V. a. acumulat (10^9 mc) Volum beton (10^6mc) Ac. specific (mc.apa/mc.bet) 1.Bratsk (Rusia)12516940017.009960 2.Krasnoiarsk (Rusia)124733004.3516800 3.Zeya (Rusia)113680008.008500 4.Sanmen Hsia (China)107650007.209020 5.Bukhtarma (Kazakhstan)90530001.1745300 6.Boulder (S.U.A.)221382963.3610520 n Romnia recordul de nlime n categoria barajelor de greutate l deine barajul Izvorul Muntelui-Bicaz, construit pe rul Bistria. El are 127 m nlime, un volum de 1,62 milioane m3 beton i realizeaz un lac de acumulare de 20 miliarde m3. Acumularea specifica, de 730 m3 apa/m3 beton, figureaz printre cele mai ridicate din tara. 2.2. Concepte structurale i tipuri principale de baraje Barajelesuntconstruciirealizatecuscopulprincipaldeastocaapa.Oricebarajesteproiectatnfunciedecondiiiledinamplasament. Proiectarea lor reprezint un compromis ntre condiii locale tehnice i economice din momentul construciei lor.Acumulrilerealizatenurmaconstruiriiunuibarajpotfiutilizatepentru:irigaii,alimentricuap,generaredeelectricitate, regularizri de ruri, controlul inundaiilor, transporturi etc. 2.2.1. Clasificarea barajelor Dup scopul ndeplinit n cadrul unei amenajri barajele pot fi: -baraje de retenie ce au rolul de ridicare a nivelului apei-baraje de acumulare ce au rolul de ridicare a nivelului apei i permit regularizarea debitelor prin acumularea creat. n funcie de materialul din care au fost construite barajele se mpart n:-barajedinmaterialelocaleconstruitedin pmnti/sau anrocamente.Feeleamontesi avalalebarajelorsunt relativsimetrice,au o pant moderat i o seciune transversal ce necesit un volum ridicat de material de construcie.-barajedinbetonconstruitedinbetonsimplu.Feelenusuntsimetrice,fiindngeneralmaiabruptespreavalsiaproapeverticalen amonte, cu un profil mai zvelt. Dup clasificarea ICOLD, principalele tipuri de baraje sunt prezentate n tabelul 1.1. Tabelul 1.1 Baraje mari (dup ICOLD 1988a) GrupTipCod ICOLD% Baraje din materiale localePmntTE82.9 15AnrocamenteER Baraje de beton (i zidrie) GreutatePG11.3 ArcVA4.4 Cu contraforiCB1.0 Cu arce multipleMV0.4 Total (ICOLD, 1988a)36235 Barajele din materiale locale sunt dominante din punct de vedere numeric datorit considerentelor tehnice i economice reprezentnd aproximativ 85 90% din toate barajele construite. Ele sunt mai vechi dect barajele din zidrie i utilizeaz materialele disponibile pe plan local. Pemsurcebarajeledepmntauevoluat,elei-audoveditadaptabilitateancelemaidiferitedesituaii.Princontrast,barajeledinbetoni predecesoarelelor,barajeledinzidriedepiatrsuntmultmaipretenioaselacondiiiledeteren.Istoric,s-adoveditcelenecesitcunotine avansate i costisitoare. Barajele mai pot fi construite din lemn, metal sau mai rar, din materiale sintetice.Uneori barajele pot fi mixte, alctuite din 2 sau mai multe materiale (piatr i pmnt, piatr i beton).Dup posibilitatea de deversare a apelor, barajele pot fi:-nedeversante care includ barajele ce nu permit deversarea apelor pe deasupra lor. Aceste baraje au descrctorii de ape mari plasai n afara corpului barajului sau pe versani.-deversante care includ barajele ce permit deversarea apelor pe deasupra lor. Indiferent de tipul lor, un baraj trebuie s ndeplineasc urmtoarele funcii: -s ndeplineasc criteriile proiectate cu cheltuieli minime; -s permit evacuarea debitelor de viitur n condiii de siguran; -s i menin stabilitatea indiferent de solicitrile permanente sau accidentale; -s permit golirea rapid a lacului de acumulare atunci cnd este necesar; -s asigure impermeabilitatea terenului de fundaie i chiuvetei lacului de acumulare; -s asigure buna funcionare a echipamentelor hidromecanice ale barajului. Alegerea amplasamentului i a tipului de baraj trebuie s asigure ndeplinirea acestor criterii funcionale. 2.3. Interaciunea barajelor cu mediul Cunoaterea influenei barajelor i a lacurilor de acumulare asupra mediului, a aspectelor economice i socio-politice pe care le implic construireaacestoraestedeosebitdeimportant.Cretereacontiineipubliculuicuprivirelaacesteaspectesiaaltora,precumdezvoltarea durabil,aconduslaodezbateresusinutprivindavantajelesaudezavantajeleunorproiecterecentedebarajeinconsecinlaapariia ComisieiMondialeaBarajelor(WCD)n1998.WCD,arelegturistrnsecuNaiunileUnite,BancaMondialiUniuneaMondiala Conservrii Mediului.Barajele provoac modificri importante ale regimului de curgere care constau din:-terenuriinundate,princreareaunuilacdeacumulareinundndu-seterenuridecalitateuneorifiindnecesaristrmutareaunor aezri omeneti;-reinerea aluviunilor care n mod normal ar fertiliza terenul n aval; -pericol de inundaii pentru populaie i faun; -stratificarea termic; -inducerea de cutremure ca urmare a umplerii lacurilor de acumulare; -poluarea rului n timpul execuiei barajului cu ciment, ape uzate, din spturi, produse petrolifere, diverse depuneri, etc.;-modificarea traseului rului prin ndiguirea i protejarea malurilor, ceea ce conduce la eliminarea meandrelor, a blilor i a braelor moarte,-modificarea patului albiei, att din punct de vedere al substratului, ct i a pantei i a rugozitii,-formarea conurilor de dejecie n zonele de vrsare a vilor laterale,-depuneri aluvionare la cozile lacurilor,-mpotmolirea gurilor de vrsare ale afluenilor i formarea de bare aluvionare, care mpiedic debuarea normal a acestora,-prin reducerea pantei de scurgere i a vitezei apei, depunerile aluvionare conduc la fenomenul de colmatare a cozilor lacului; -distrugerea unor specii de vieuitoare; -inundarea unor situri arheologice; -probleme cu compuii de azot ce pot avea efect asupra petilor; -necesitatea scrilor de peti; -boli favorizate de umiditatea excesiv; -schimbri climatice; -uscarea unor poriuni de albie n aval; -poluarea aerului, poluare sonora i praf n timpul perioadei de construcie. In general construcia de baraje de acumulare, diguri, precumi regularizarea diverselor cursuri de ap au de cele mai multe ori efecte negative asupra ecosistemelor acvatice. Lacurile de baraj reduc cantitativ o serie de specii, restrngndu-se arealul lor. nstoateacesteconstruciihidrotehniceauiuneleefectepozitive,ndeosebiasupracalitiiapeidindiverselerurisaulacuri, precum efecte de atenuarea viiturilor. Majoritatealucrrilorhidrotehniceajutlambuntireacalitiiapein modactivsau pasivavnd rol de epurare a apei, aceste acumulri comportndu-se ca nite decantoare uriae care cur apa de diverse impuriti. De asemenea, barajele au rol de barier n cazul unor poluri accidentale, unda de poluare este mai lent, existnd timp mai lung de intervenie pentru combaterea polurii. 2.4. Caracteristici generale ale barajelor Caracteristicile generale ale barajelor difer fa de alte construcii inginereti prin urmtoarele: -oricebarajesteoconstrucieunicdeoarecestructurahidro-geologicafundaiei,caracteristicilematerialuluideconstrucie, caracteristicile bazinului de recepie, etc., sunt specifice amplasamentului. -orice baraj trebuie s funcioneze pentru perioade ndelungate de timp la limita ncrcrilor pentru care a fost proiectat. -construciabarajelorpresupunembinareacunotinelorlegatedecalcululstructurilor,demecanicafluidelor,degeologie, hidrologie i hidraulic. -limita de vrst a barajelor este dictat de colmatarea lacului de acumulare. 16-marea majoritate a barajelor sunt baraje de pmnt, ntruct sunt mai accesibile ca materiale de construcie. Construciadebarajembinaadarcunotinegeneraleidespecialitate.Inginerulconstructordebarajetrebuiesmbineoptim soluiile tehnice, economice i aspectele de mediu fr s compromit sigurana i funcionalitatea acestor construcii. 2.5. Condiiile pe care trebuie s le ndeplineasc terenul de fundaie Fundaiabarajelortrebuiesreziste,cudeformaiiacceptabile,ncrcrilorexercitateasupraeidectrestructurattimediatdup umplerealaculuideacumularectipetermenlung.ntimp,potapreadeteriorridatoratesaturaieiiinfiltraieiapei.Rocileslabeiargila prezintdeformaiimaimicisubaciuneaunorncrcripeoduratmaimaredetimpdectceledeterminatenlaborator.Ceamaimare importanoprezintstratulde1020maflatimediatsubbaraj.nproiectareaunuibarajtrebuiesseinseamadetoatedateledisponibile referitoarelaterenuldefundaie,punndu-seaccent pezoneleceparafimai puinrezistenteicareurmeaz afisupusencrcrilordatorate construciei. La alegerea terenului de fundaie trebuie s aib n vedere c ampriza barajului se va face n zona cea mai favorabil tinndu-se cont deproprietilegeologicealeterenului defundaiei influenaacestora asuprastabilitii barajelorlaalunecareirsturnarei asupra tipului de baraj ales i de indicarea modului de legtur cu fundaia i versanii. n consecin, un teren bun de fundare pentru un baraj de beton trebuie s ndeplineasc urmtoarele condiii: -s fie suficient de rezistent pentru a putea prelua ncrcrile date de construcie; -terenuldefundaietrebuiesaibcompresibilitateredusiuniform,iarncazulbarajelornalte,trebuiesfiepractic incompresibil; -s aib o structur monolit, lipsit de crpturi, de dislocri, fr zone de alterare profund sau de dezagregare; -s fie rezistent i stabil la aciunea apelor de infiltraie; -s ii conserve forma sub aciunea fenomenelor fizice i geologice (alunecri de teren, surpri, prbuiri etc.). n realitate amplasamente care s ndeplineasc n egal msur condiiile de mai sus se gsesc destul de rar, n majoritatea cazurilor fiindnecesarelucrripentrumbuntireacalitiiterenurilordefundaie.Acestelucrriseexecutacndvolumulicostullornudepesc limitele considerate raionale din punct de vedere tehnico-economic. ( < 30% din investiie) 2.5.1. Condiii specifice Rocilestncoaseisemistncoaseconstituieterenuribunedefundarepentru barajeledegreutatedinbeton. Barajeledebetonsepot construi i pe terenuri nestncoase: n cazul terenurilor nisipoase i argiloase pot avea nlimi de pn la 30 m; n cazul terenurilor de pietri i bolovni pot avea nlimi de pn la 40 m.Terenuriledefundaiepentrubarajeledegreutatetrebuiesfieomogeneipuincompresibile,pentruaseevitapericoluldefisurarea betonului din cauza tasrilor inegale. Orientareastraturilorareoimportandeosebitpentrustabilitatealaalunecareipentrupierderiledeapprininfiltraiincazul rocilor istoase i sedimentare. Se prefer rocile cu o nclinare a straturilor spre amonte.(fig. ) Fig. Studiiledeterentrebuiesevideniezefenomeneletectonicealeterenuluidefundaie,ianume,prezenafaliilor,adislocrilor,a zonelordealunecaresauprbuire,etc.Soluiilecareseadoptdepinddestadiuldeevoluiencareseaflacesteprocese.Fenomenulde subpresiune datorat permeabilitii terenului de fundaie impune lucrri de etanare, destul de costisitoare n cazul barajelor de greutate. Efectele defavorabile ale subpresiunii pot fi nlturate sau diminuate prin msuri constructive. 17 2.5.2Condiii morfologice Unbarajdegreutatepoateficonstruitnvicuseciunetransversaldeoriceform.Suntdepreferatformelecontinue,fr proeminene sau depresiuni locale prea importante. Prin faptul c un baraj de greutate se executa din ploturi independente, separate prin rosturi de dilataie, comportarea sa n ansamblu nu este influenat de morfologia vii. Oateniedeosebittrebuieacordatrigolelordeeroziune(albiivechiumplutecumaterialaluvionar)carepotfiascunsesubalbiile rurilor. (fig.) Dup cum se vede din figur, rigola de eroziune ptrunde sub nivelul rului pe o adncime aproape egal cu nlimea barajului. n aceastsituaieconturulgalerieisedeterminpuuriigaleriiexcavatenversani,transversalinlungulvii.Costullucrrilorcrete semnificativ n situaia existenei unei rigole de eroziune. Barajul Schrah: a - profil longitudinal; b sectiune transversala; c detaliu al rigolei de eroziune; 1 depuneri aluvionale; 2 put de prospectiune; 3 galerie orizontala. Vile n form de chei sunt,ngeneral,amplasamentefoartefavorabiledinpunctdevederemorfologicpentrurealizarea unor baraje economice. Trebuie acodat o mare atenie existenei surplombelor, uneori fiind necesar chiar schimbarea amplasamentului barajului pentru a le evita. Alteori, se execut lucrri de consolidare costisitoare. Formangustaviiareoinfluenfoarteimportantasuprabarajelordegreutatentructaparefenomenuldencastrarepecontur asemntor barajelor n arc. Astfel presiunea hidrostatic este preluat n mai mare msur dup orizontal dect dup vertical. Dac se exclud zonele tensionate, ntr-o seciune orizontal, se obin boli active, elemente de rezisten similare arcelor. Un exemplu n acest sens, il constituie barajul Orzea, construit pe Ialomia. nlimea barajului este de 25,5 m, iar deschiderea vii de 7 m, ncastrndu-se pe contur n roca calcaroas. 18 Barajul Orzea 1 parament deversant; 2 stavila; 3 zona tensionat; 4 bolta comprimat. nacestecondiiipresiuneahidrostaticestepreluatnmaimaremsurduporizontal,cancazulunuibarajarcuit,dectdup vertical. ntr-o seciune orizontala, daca se exclud zonele tensionate, se obin bolti active, care sunt adevratele elemente de rezistenta, forma vii determinnd astfel modul de comportare al barajului construit. Profile caracteristice Pofilele barajelor de greutate construite dup anul 1900 au n majoritate forma triunghiulara, mai raionala dect forma dreptunghiulara sautrapezoidalabarajelorspaniole,construitenevulmediu.Cutoateacestea,modulncareesterepartizatbetonulnpofileletriunghiulare difer de la o tara la alta, innd seama de condiiile naturale locale i de criteriile de dimensionare admise. Se constata ca: -n toate cazurile, paramentele aval fac unghiuri mai mari cu verticala dect paramentele amonte; -n unele cazuri, funcie de forele care acioneaz sau de ali factori, unul din paramente sau amndou prezint frnturi; -n medie raportul = B/H ntre limea la baza B i nlimea barajului H are valori cuprinse ntre 0,75 i 0,85; -grosimea coronamentelor sunt de ordinul a civa metri -parte din baraje au profilul rotunjit la creast pentru a permite deversarea apelor n aval. Din punct de vedere al formei geometrice profilele barajelor de greutate pot fi: -cu ambele paramente nclinate, -cu parament amonte vertical, -cu paramente frnte. Dinpunctul de vedere al posibilitilor de evacuare a apelor maripofilele pot fi nedeversante sau deversante. Dei barajele de greutateau avantajulcapotfirealizatecuprofiledeversantefrcheltuielisuplimentare,nanumitesituaiidescrctorii deapemarise dispunn afara corpului barajului. Labarajelefluviale,dincauzadebitelormaricaretrebuieevacuateiaprezenteistavilelorlacoronament,formasedeprteazde profilul triunghiular clasic pentru a se adapta condiiilor de deversare. ncazulbarajelorfundatepeterenurinestncoase(deobiceistvilare),alctuireaprofiluluitransversalsemodificaimaimult.n amonte pintenul se duce n fata barajului pentru ca, prin greutatea prismului de apa purtat, sa mreasc stabilitatea la alunecare,n aval de baraj radierul de protecie este dimensionat sa disipeze energia corespunztoare unor debite specifice mari. Profile de baraje fluviale a - barajul Nipru; b - barajul Portile de Fier Baraje deversante pe fundatii nestancoase a barajul Kahovka; b barajul Pearl River;1 stavila; 2 pila; 3 consolidare; 4 palplanse metalice; 5 filtru; 6 disipator; 19 Clasificarea aciunilor la care sunt supuse barajele (degreutate) Aciunileasupraconstruciilorhidrotehnicederetenieseclasificnfunctiededurat,respectivdefrecvenaiintensitateacucare apar n timpul execuiei sau exploatrii construciilor . Clasificarea aciunilor se prezint n Tabelul . Tabelul Nr. crt.Categoria aciunii SimbolCaracterizare 1PermanenteP Aciune pentru care variaia ntimpa mrimiieste neglijabilsau pentru care variaia este mereun aceasidirecie (monoton) pn cnd aciunea atinge o anumit valoare limit.2TemporareTAciunecuointensitatevariabilntimpsaunmodintermitenticarenanumite perioade poate s lipseasc.

2.1. Cvasipermanente-de lung duratCAciunecareseaplicpeduratelungisaunmodfrecventcuintensitivariabilesau practic egal cu valoarea caracteristic.

2.2.Variabile-de scurt duratVAciune a crei intensitate variaz sensibil n timp sau care poate lipsi pe intervale lungi de timp. 3 Excepionale (Accidentale)E Aciunecareareintensitisemnificativedarcareaparerar,eventualchiarniciodatpe durata de exploatare a construciei Aciunilepermanente(P)includdupacazurmatoarelencrcri:greutateaproprieacorpuluibarajului,greutateapropriea echipamentelortehnologicepermanente,greutatealesturilorcarecontribuielaasigurareastabilitiiconstruciei,foredinprecomprimarea corpului barajului cu ancore pretensionate, starea de eforturi iniiale (ngheate) la injectarea rosturilor de contracie a barajelor arcuite. In categoria aciunilor temporare cvasipermanente de lung durat (C) se include ncarcri ca: -presiunea apei corespunzatoare nivelului reteniei normale (NRN) n bieful amonte al construciei de retenie . PrinNRNsenelegenivelulmaximalretenieincondiiileexploatriinormaleaacesteia,exceptndnivelurilecarepotaparelaevacuarea debitelor maxime (de dimensionare, verificare) n condiii normale de exploatare. In presiunea apei se consider, dupa caz, urmtoarele componente: -presiunea hidrostatic din bieful amonte; -presiunea hidrostatic din bieful aval; -subpresiunea(staticidinamic)peconturulsubteranalconstruceidereteniencondiiinormaledefuncionarea lucrrilor de etanare drenaj; -presiunea dininfiltraia apei prinsistemulunitar construciederetenie terendefundare(presiunea apeiprinrosturi sau fisuri, presiunea apei din pori, presiuni intersiiale); -presiunea hidrostatic din conducte, galerii de golire corespunzatoare nivelului reteniei normale (NRN) la priza de ap. -mpingerea activa a pmntului inclusiv a aluviunilor depuse n lacul de acumulare i a suprasarcinilor; -mpingerea muntelui n cazul construciilor subterane auxiliare construciilor hidrotehnice de retenie ; -aciunea variaiilor climatice de temperatur pentru anul cu amplitudinea medie de variaie a temperaturilor medii anuale; -ncrcri tehnologice i ncrcri utile diverse cu caracter cvasipermanent; -efectedintasriideplasridifereniatealefundaieicandacesteanusuntrezultatulunorschimbrimajoreastructurii terenului de fundare; -ncrcri produse de efectul deformaiilor mpideicate (contracia betonului, reacii alcalii - agregate de umflare a betonului etc.) n categoria aciunilor temporare variabile de scurt durat (V) se includ ncrcri ca: -presiuneaapei(din biefulamonte, dinbiefulaval,subpresiune)corespunzatoareniveluluimaximalapeinloc(NRM)nconditii normalede exploatare a construciei; - presiunea hidrodinamic a apei asupra deversorului la deversri corespunztoare nivelului maxim al apei n lac (NRM); - mpingerea gheei determinat pentru grosimea medie multianual; - presiunea din aciunea valurilor produse de vnt, determinate pentru viteza medie multianual a vantului; - impactul cu corpuri plutitoare, nave. n categoria aciunilor excepionale (accidentale) (E) se includ: -presiuneaapei(dinbiefulamonte,dinbiefulaval,subpresiune)corespunzatoareniveluluimaximalapeinlac(NRM)nconditiispecialede exploatare a constructiei (deteriorri ale sistemului de etansare-drenaj, fisuri la piciorul amonte pe contactul baraj fundaie etc); - aciunea seismic (efecte ineriale i hidrodinamice produse de cutremurul operaional OBE sau cutremurul de evaluare a siguranei SEE); - mpingerea gheii determinat pentru grosimea maxim multianual, precum i n cazul ruperii zpoarelor i a evacurii apelor mari n perioadele de iarna; - presiunea din aciunea valurilor produse de vnt determinate pentru viteza maxim multianual a vntului;- aciunea variaiilor climatice de temperatur pentru anul cu amplitudinea maxim de variaie a temperaturilor medii lunare. Luarea n consideraie sau neglijarea unor forte sau a altora depinde de importanta barajului i de nlimea lui. Greutatea proprie Greutateaproprieesteunadinforeleimportantecaresolicitaunbarajmasiv.Avndunefectstabilizator,valoareaeitrebuie determinatafoarteexact.Estecunoscutcamarimeagreutatiipropriiesteinfluenatacudeosebiredegreutateaspecificaagregateloria cimentului,dedozajuldeciment,deraportulapa/ciment,decantitateadeagregatecarerevinunuimetrucub,defaptuldacabetoneuscatsau saturat cu apa etc. Greutateavolumetricaabetonuluise poateluanfazelepreliminaredeproiectareb= 2,30... 2,40t/m3.nregulamentulitalianse recomand n calculele preliminare b = 2,35 t/m3, artndu-se ca pot sa apar valori i de i 2,5 t/m3. n instruciunile din S.U.A., pentru calcule preliminare b = 2,4 t/m3. 20LabarajeleconstruitenRomnia,masuratorileefectuateauindicatalegreutiivolumetriceabetonuluicuprinsentre2,35i2,50 t/m3. Celemalmultenormeiinstructiuni insistaca,pentrufazafinala deproiectaresasedeterminegreutateavolumetricape probeluate chiarncondiiiledeantier.Lastvilaredemicanaltime,undeefectulgreutatiiechipamentuluielectro-mecanic,alpodurilorialdiverselor anexe este destul de important se recomand considerarea lor n evaluarea greutatil proprii rezultnd economii de beton. Presiunea hidrostatica Presiunea statica a apei se determina prin metodele cunoscute din hidraulic.tiind c presiunile unitare variaza liniar cu adncimea sub nivelul apei i c acioneaz normal pe suprafete, rezult: - componenta orizontala amonte: P0 = 1/2 H2; aval : 221h ='0P - componenta verticalaamonte: 2121H =vP;aval : 221h ='0P; n care greutatea specifica a apei se ia n mod obisnuit gama = 1000 daN/m3 Seconsider c presiuneahidrostaticacioneazpnlapiciorulamonteavalalbarajului cuvaloareaintegral.Labarajelefundate mai adinc n roca de baza, exista de fapt o micsorare a presiunii sub nivelul terenului. Aceasta micsorare depinde de gradul de impermeabilitate al terenului defundaie, defisuratiei deadncimea defundare. Reducereadepresiunenuseadmitetotusincalcul,datfiindca nusecunosccu suficient precizie factorii de care depinde. Pentrucazurilecurente,nsituatiaexploatriinormale,seadmitenivelulmaximnormal.Nivelulmaximextraordinarnlacseian consideratiepentrucondiiiexcepionaledeapemari.Diferenantreceledouaniveluripoatefiuneorifoartemare(5...10m),maialescnd debitele evacuate sunt mari i capacitatea de atenuare a lacului este redusa. Presiunea hidrodinamica Aceasta presiune apare la curgerea apelor peste profilul deversant al barajului. nmoduzual,nmomentul deversariiseadmitepresiunea hidrostatica trapezoidala, actionnd delacreasta deversoruluila talpadefundaie. n realitate,datoritavitezeideajungereseproduceocoborrehvaniveluluinlacnzonadeversorului,hv=v2/2g,fatadeniveluldinzona nedeversanta, marcat de linia 1-8. Pentru calculul presiunui asupra barajului, incluznd i presiunea dinamica data de 21vitezadeajungere,seconsideradiagrama3-7-5-2,corespunztoarelinieienergetice.Dacs-arpneseamarigurosderepartitiapresiuniin momentul deversarii, diagrama de presiune ar trebui considerata 5-4-3-2, care nsa difer neesential fata de cea de calcul. Expresia analitica este: P0 = 1/2[(H + hv)2-h2s] Presiuneadinamica,astfelcalculata,estetotdeaunamaimaredectpresiuneastatica.Aceastadiferentadepresiuneesteinsadecele mai multe ori neglijabila (circa 1.. 2%) exceptind situaia barajelorpuin inalte, cu inalimi mari ale lamei deversante.nzonadeversorului,avaldecreasta,ntimpuldeversariiapareopresiunenormalapesuprafaaparamentului,caredepindede caracteristicile hidraulice i de forma deversorului. Presiunile sau depresiumile care actioneaza se pot determina prin ncercari pe modele. 22Subpresiunea - factori determinani Prinsubpresiunesenelegeaciuneadejosnsusaapeicareseinfiltreazaprinfisurilerociidefundaieiprininterspatlile necimentatedintrebetoniroca.Dacseadmitecainfiltratiaareloccuopierderedesarcinauniform,seobinerepartitiateoretica;aceasta variaza liniar de la presiunea hidrostica din amonte la valoarea presiunii din aval, sau la zero, atunci cnd nu exist apa n aval. Fig.Repartiia subpresiunii n ipoteza distribuiei triunghiulare: a cu nivel de ap n aval, b: fara nivel de ap n aval Pentru diagramele admise n figurile a i b, forele de subpresiune rezult:( ) ( ) H h H m h S + + = 121 respectiv( )2121H m S + = i ele se aplic n centrele de greutate ale diagramelor La constructiile fundate pe terenuri nestncoase se urmretemicorarea subpresiunii prin mrirea drumului de infiltraie. Se utilizeaza avanradiere, perei etani de palplanse sau beton ivoaluri de injectie. nacelai timp se adopt diverse sisteme de drenaj (foraje, puturi, filtre) care scad presiunea apei de infiltraie. Determinarea subpresiunii se face teoretic si experimental, tinnd seama de conturul fundatiei i de msurile constructive adoptate. RezolvrileteoreticepleacdelaecuatialuiLaplace,carepentrucazurisimplepermitestabilireaspectruluihidrodinamicidecia debituluiinfiltratiapresiunii.nsituaiilecurente,cucontururisubteranecomplicate,seutilizeazametodelesimplificatedecalculal subpresiunii, cunoscute din hidraulic. n multe cazuri se fac experimentri prin metoda analogiilor electrice, care dau rezultate destul de apropiate de realitate.Laconstruciilefundate peterenuristncoaseseprevd nmodcurent pinteni amonte,voalurideetanare,forajededrenajsaugalerii de drenaj. Ca rezultat, se constat o reducere a valorii subpresiunii fa de cea teoretic, datorit n principal a doi factori: - apa acioneaz numai asupra unei pri a seciunii de fundaie, corespunztoare interspaiilor rmase; - pierderilor de sarcin de pe parcursul drumului de infiltraie datorit structurii rocii i msurilor constructive adoptate. Referitorlaprocentuldearieaseciuniidefundaiepecaresemanifestsubpresiunea,datoritgraduluimaredeincertitudine,se recomand n ultima vreme ca aciunea subpresiunii s fie considerat pe ntreaga suprafa de fundaie. Referitor la intensitatea subpresiunii, exist nc diferene importante ntre modurile de evaluare recomandate n literatur i ntre acestea i rezultatele msurtorilor n natur.Fr drenaj, n cazul n care exist fisuri n stnc ce autendina de a se apropia de piciorul aval, diagrama de subpresiune poate fi uneori mai defavorabil dect diagramatrapezoidal (a) din figura ). Dac studiul geologic confirm aceast ipotez drenurile de la piciorul aval devin imperative.n cazul n care exist drenaj i se presupune ca se efectueaz o de ntreinere periodic a drenurilor, este recomandats se conside c eficiena lor este de 50% , ceea ce nseamn csubpresiunea este redus la jumtate n dreptul drenajului:UA-UB = (UA-UC) / 2 (figura ). 23 Fig.- Diagrama de subpresiune: (a) - fr voal de injecie sau drenaj (c) - cu drenaj nmodsimilar,ncazulncareexistunvoaldeetanarelngpiciorulamonte,precumilapiciorulamontenuexisteforturide ntindere, considerm c efectul voalului este de a reduce cu o treime subpresiunea:UA-UB = (UA-UC) / 3 (figura ) Fig.- Diagrama de subpresiune: (a) - fr voal de injecie sau drenaj (b) - cu perdea injectat din past de ciment Presiunea apei din pori Betonuldincorpulunuibaraj,datoritporozitatiiacestui,seaflsubactiuneaapelordeinfiltraie.Apacaresescurgeprinporii betonului exercita o actiune de portanta asupra agregatelor. Se presupune ca aceast aciune este dirijata de jos n sus i c este repartizatliniar de la valoarea mz la paramentul amonte, la zero la paramentul aval,z fiind adncimea sectiunii analizate. Coeficientul m de reducere al presiunii apei din pori se determin cu relaia: m = n eare: =volumul agregatelor dintr-un metru cub de beton, = porozitatea liantului Pentru calcule preliminare = 1-(A/C + 0,32) C unde: A/C=raportul apa/ciment; C=dozajul de ciment n t/m3; =(A/C-0,2)/(A/C+0,2) (raportul dintre volumul porilor i volumul total al liantului. Pentru situaii curente rezulta m=0,30-0,50. Presiunea aluviunilor n lacurile de acumulare viteza de culgere se reduce i ca urmare aluviunile transportate de apa se depun Cele cu granulatie mai mare (nisipurii pietrisuri)se depun n portiuneaamonte,iarcelemaifine, constituite din argilaiml,ajung pnnfatabarajului.Particulelefine sedimentate constituie o masa de material ale carei proprietati mecanice sunt asemanatoare cu cele ale unui lichid, cu unghiul de frecare interioara aproape zero. Presiunea exercitata de aceste depuneri asupra barajului se determina cu aproximati ea ea depinznd de o serie de factori ca: unghiul 24frecariiinterioare,unghiuldefrecarentrealuviuniibaraj,greutateavolumetrica,stareadesaturatiecuapa,nclinareaparamentului,panta fundului lacului etc. Admitnd o variatie liniara pe verticala a presiunii aluviunilor, presiunea unitara la baza unui strat de adncime hal va fi: P al='alhal n care: 'al=al - (1-n) - greutatea volumetrica a aluviunilor n apa; a l = greutatea volumetrica a aluviunilor uscate; = greutatea volumetrica a apei; n= porozitatea aluviunilor. De obicei al variaza intre 1,3 i 1,8 t/m3, iar volumul porilor n ntre 10 i 30%. La grosimi mici ale stratului de aluviuni n raport cu naltimea barajului, presiunile exercitate pe parament sunt reduse i n consecinta seneglijeaza.Dacagrosimeastratuluialuvionarestemare,efectul mpingeriialuviunilortrebuieredusfatade celrezultat dinformula,lund n consideraeunghiuridefrecarediferitedezero,datoritaefectuluipresiuniidedeasupra.Calcululsefacecuformulampingeriiactivedup Rankine. Forte seismice nmajoritatearilorconstructoaredebaraje,pentrucalcul,coeficientuldeseismicitateseadoptaa=0,10.Valorimairidicatese folosesc n zone cu puternic activitate seismic.Solicitrile produse de cutremur n corpul unui baraj au un caracter dinamic Totui se utilizeaz ncfrecventmetodedecalculncareefectulcutremurulseconsiderastatic,datoritsimplitiiirezultateloruneoriacoperitoareBarajulse consideralegatrigiddefundaieiarcutremurulproducencorpulluifortedeineriedesenscontrarsensuluiacceleraieiseismice.Deoarece micrile seismice nu au o direcie precisa, se admite direcia cea mai defavorabil pentru structura:la barajele masive (de greutate) n lungul vii, la barajele mai zvelte (arcuite cu contrafori) - perpendicular pe vale sau direcii oarecare.Mai aproape de realitate este ipoteza cnd se consider simultan aciunea cutremurului pe dou sau chiar trei direcii. Fora datorita ineriei masei proprii rezult fcnd produsul dintre masa barajuluii acceleraia cutremurului: Cg = Gc/g = aG. Fora Cg se aplic n centrul de greutate al profilului solicitat i poate fi dirijat orizontal sau vertical, funcie de direcia acceleraiei: Fig. Subpresiunea apei la cutremur;1 repartiie eliptic; 2 repartiie parabolic. Pentrualuanconsideraieuneleefectecareinflueneazrspunsuldinamicalstructurii(naturaterenuluidefundaie,rigiditatea structurii) i care n metoda statica nu sunt prinse, formulei i se aduc corecii. Astfel,nunelerecomandriexpresiaforeideinerieamasei proprii mai este afectata de un coeficient care depinde de natura terenului de fundaie: Cg = aG Coeficientul are valori cuprinse intre 0,5, pentru terenuri tari, sntoase i 2, pentru terenuri necoezive, slabe. Pentru barajele zvelte i chiar pentru cele masive dar nalte, se majoreaz uneori fora astfel calculata cu 30 ... 50%. Presiuneasuplimentaradatoritainerieimaseideapavariazcuadncimeazsubnivelulapei.DupcercetrileluiWestergaard,ale cror rezultate sunt aplicate cel mai frecvent, legea de variaie este parabolica sau eliptica .n cele doua ipoteze presiunile sunt: - pentru repartiie parabolica: 25P aC HzC aC HCHTkg mc pa pp===2381717 75102623,( )[ / ] - pentru repartiia eliptica: P aC z H zC aC HCHTkg mc ea ee= ==( ),( )[ / ]2465417 75102623 unde: Ca= presiunea suplimentar total Cp, Ce = coeficieni cu dimensiunea unor greuti specifice H = nlimea barajului T = perioada vibraiilor seismice n secunde. Pentru baraje de nlimi medii Cp=0,830, respectivCe=0,660. Daca paramentul este nclinatPc = KaCp(Hz)2unde K este coeficient (din diagrama, valori intre 0.5 i 1 ) funcie de nclinarea paramentului. Normele americane: la baza barajului :pc=CbaH unde Cb este un coeficient adimensional funcie de nclinarea paramentului (grafic). La cote superioare fundaiei, la adncimea z sub apa: C CzHzHzHzHb m= + 122 2 [ ( ) ( )] unde Cm este valoarea maxima a lui C, rezultata din grafic pentru panta data a paramentului. Presiunea suplimentara totala este: Ca=0,726pcH i se aplic la 0,243 H de baza profilului . Forele de inerie ale cutremurului pot fi de cteva ori mai mari la rezonanta. nlime barajului la care ar putea s apra fenomene de rezonanta este mai mare de 300m. Forte provenite din variaiile de temperatura Variaiiledetemperaturalunarealemediuluiexteriorsepropaga peadncimideordinula 5... 6mintr-un masivde beton,iar cele zilnicepeadncimide20..30cm.Fadedimensiunileunuibarajdegreutate,acestecifresuntdestulderedusepentruaputeasilmodifice temperaturainterioarnmoduniform.Chiardacaacestfenomenaraveaposibilitateasseproduc,rosturilededilataiearnlesnilibera deformaie a ploturilor, fr ca acestea s ajung la stare de efort.n realitate fenomenul este mai complicat i nedeterminat din punct de vedere static. Se admite ca betoanele de parament sunt mai mult solicitate de variaiile de temperatur i de aceea se prevd dozaje mai ridicate. Pentru aceast solicitare nu se fac calcule speciale. 26Calculul eforturilor. Conlucrarea cu terenul de fundaie Metoda elementar ntructcorpulunuibarajdegreutateestempritprinrosturiletransversalenploturiindependente,stareadeefortpoateficonsiderat plan. Pentru determinarea eforturilor este suficient a se lua n considerare o fie cu limea de 1 m dup axul longitudinal al barajului. Se consider profilul triunghiular din figur, solicitat de greutatea proprie, presiunea apei i subpresiuni. ntr-o seciune orizontal, situatla adncimeazsubplanuldeap,eforturilenormaleverticalelaceledouextremitisecalculeaz.prinformulacunoscutacompresiunii excentrice: =V/A M/W Cu notaiile din figur, forele care acioneaz i braele lor de prghie fa de centrul seciunii sunt: greutatea proprie: G= b2z2/2 cu braul de prghie (-31)z/6 G1 =b12z2/2 cu braul de prghie (3-1)z/6

presiunea orizontal a apei:P0 =1/2 z2 cu braul de prghie z/3; presiunea vertical a apei: Pv=1/2 1z2 cu braul de prghie (1+3)z/6 subpresiunea:S =1/2m(1+)z2 cu braul de prghie (1+)z/6. Suma forelor verticale este: V= G + G1 + Pv S = 1/2 [b(1+)+ 1]z2n care s-a notatb - m = b. innd seama de expresia forelor i a braelor de prghie, momentul forelor fa de centrul seciunii este: M = 1/12[b(2-12) + 1(1 + 3) - m(1+)2 - 2] z3. Eforturile normale verticale devin: am,av =V/ [(1+)z] V/[1/6(1+)2z2] sau, nlocuind pe V i M: Pentru ipoteza lacului gol eforturile se obin considernd = 0: am =bz/ (1+)av =1bz/(1+) Se constat c:-n cele dou ipoteze eforturile sunt proporionale cu cota z sub planul de ap;-eforturile verticale maxime acioneaz la picioarele barajului, unde z = H. Dac profilul barajului este cu paramentul amonte vertical 1 = 0, eforturile devin: - lac plin: am = (b -/ 2)z;av = z/ 2 - lac gol: am = bz;av = 0. Eforturile normale orizontale i cele tangeniale la paramente pot fi determinate funcie de cele calculate. Stabilitatea prin forte de frecareAlunecareaunuibarajdegreutate,fundatpeterenstncos,sepoateproduceatuncicndsumaforelororizontaleHdepeteca mrimeforeledefrecarecareacioneazdealungulsuprafeelordefundaie,presupusaorizontal.Valoareamaximaforelordefrecarese obine fcnd produsul intre coeficientul de frecare statica(f ) dintre beton i roca i suma forelor verticale V. Condiia de stabilitate se exprima prin inegalitatea: 27H