Baraje cu contraforti

BARAJE CU CONTRAFORTI

Sunt de urmatoarele tipuri:

1.Baraje evidate - care au aparut ca o necesitate a folosirii mai rationale a materialelor de constructii. Principiul acestor baraje este practicarea unor goluri in zona de mijloc a barajului si prelungirea acestora pana in suprafata de fundare.

2.Baraje cu contraforti - ciuperca formata din contraforti, care in sectiune orizontala prezinta spre amonte ingrosari sub forma unor ciuperci. Aceste ingrosari fac ca presiunea hidrostatica sa fie preluata radial ducand la aparitia numai a eforturilor de compresiune.

3. Baraje cu placi din beton armat - cand placa din beton armat reazema pe contraforti independenti.

4. Baraje cu bolti din beton armat denumite si baraje cu arce multiple construite din bolti circulare pozitionate inclinat si rezemate pe contraforti.

5. Baraje cu cupole multiple - utilizate in cazul vailor largi, cu inaltimi de retinere mari, cu distanta mare intre contraforti.

BARAJE DIN MATERIALE LOCALE

1.     Clasificarea barajelor din materiale locale.

Barajele din materiale locale sunt constructii de retinere a apei, care se dispun transversal pe cursul de apa. Ele sunt construite din umpluturi de materiale ce se gasesc in zona amplasamentului. Materialele locale folosite pot fi: piatra sub forma de fragmente mari (anrocamente), aluviuni grosiere (balasturi), pamanturi cu fractiuni fine (argile, prafuri, nisipuri)

In functie de natura si proportia materialelor folosite, se disting diferite tipuri constructive de baraj.

Daca in constructia barajului piatra reprezinta mai mult de 50% din volumul umpluturii acesta se va numi baraj din piatra.

Dupa modul de constructie avem: baraje din anrocamente (a), baraje din zidarie uscata (b), baraje din zidarie uscata si anrocamente (c), din anrocamente si pamant (d).

Daca in constructia barajului materialele de tipul balastului, nisipului, prafurilor si argilelor reprezinta mai mult de 50 %, atunci barajul este de pamant.

Tipuri de baraje de pamant: barajele de pamant realizate dintr-un singur material repartizat uniform pe intreaga sectiune transversala si care asigura atat impermeabilitatea cat si stabilitatea, se numesc baraje omogene (a); barajele de pamant realizate din mai multe tipuri de materiale, dispuse in zone distincte ale sectiunii transversale, dintre care unele asigura impermeabilitatea iar altele stabilitatea, se numesc baraje neomogene sau zonale (b, c, d, e, f).

Elementul de etansare (argila nisipoasa, argila prafoasa) se poate dispune in partea amonte a profilului transversal (b) si se numeste ecran, sau in partea centrala a profilului transversal (c, d) si se numeste nucleu.

Cand elementul de etansare se realizeaza din beton, beton armat, beton asfaltic, metal, acest element se numeste masca daca este dispus pe paramentul amonte (e) si diafragma daca este dispus in partea centrala a profilului transversal.

Daca barajele din materiale locale se amplaseaza pe straturi de fundatie permeabile este necesara realizarea unei etansari a acestora pentru a reduce infiltratiile de apa sub baraj.

Pentru realizarea etansarii barajului, exista urmatoarele solutii:

cand stratul impermeabil de baza se gaseste la adancimi moderate (10-15m) se executa un pinten din materialul impermeabil al nucleului (a, b) sau un ecran de beton, piloti secanti sau palplanse coborate pana la nivelul stratului de baza (c).

cand stratul impermeabil de baza se gaseste la adancimi mai mari de 15 m se executa un voal de injectii pana la roca de baza (d);

cand stratul impermeabil se gaseste la adancimi foarte mari se executa un radier amonte din material impermeabil, care reduce debitul infiltrat prin lungirea drumului parcurs de apele de infiltratie(e).

Fig. 8.5 - Solutii de etansare a straturilor permeabile de fundare

Toate elementele de etansare a fundatiei se leaga de elementul de etansare din corpul barajului.

Baraje din anrocamente:

Anrocamentele sunt fragmente de piatra de diferite dimensiuni, obtinute prin exploatarea unei cariere de piatra din apropierea barajului.

Profilul transversal al unui baraj de acest tip cuprinde, de la amonte spre aval urmatoarele zone: ecranul, amplasat la paramentul amonte, cu rol de etansare (1), pinten, pe care se reazema ecranul (2), stratul suport pe care se reazema ecranul format din anrocamente puse ingrijit in opere (3), prisme de rezistenta formate din anrocamente (4, 5), berme (6).

			Fig. 8.6. - Tipuri de baraje din anrocamente si pamant

Elementele ce caracterizeaza un baraj de anrocamente sunt:

cota anrocamentului care se stabileste calculand inaltimea de siguranta a barajului peste nivelul normal de retinere al apei din lacul de acumulare 

ht = S + hc

unde:

ht - inaltimea totala de siguranta

S - tasarea maxima a barajului in timpul exploatarii

hc - inaltimea coronamentului peste nivelul normal al apei.

In functie de clasa de importanta a barajului, de inaltimea acestuia, de gradul de seismicitate al amplasamentului, se mai prevede o inaltime suplimentara de garda cu valori intre 0,50 si 2m;

latimea coronamentului se alege in functie de inaltimea barajului, de gradul de seismicitate al amplasamentului, de caile de comunicatie ce traverseaza coronamentul. Pentru a apara coronamentul se construiesc parapete la paramentul amonte, care depasesc cota coronamentului cu 0,8 -1,2m;

inclinarea taluzurilor depinde de proprietatile fizico-mecanice ale anrocamentelor. La barajele cu corpul realizat exclusiv din anrocamente, taluzul amonte are 1/1,1 si 1/1,3, in timp ce pantele taluzului aval variaza intre 1/1,2 si 1/1,4. Taluzul aval este prevazut de obicei cu berme, avand latimi de 2-4 metri cu rol de micsorare a inclinarii acestuia, dar si cu rol de colectare a apelor de siroire sau de facilitare a circulatiei pe taluz.

1.     Baraje din anrocamente si pamant

Barajele din anrocamente si pamant au elementele de etansare (nucleu, ecran) realizate din materiale pamantoase (argile, prafuri argiloase, balasturi argiloase) si prisme laterale realizate din anrocamente.

Nucelee care au la baza o latime mai mica decat inaltimea barajului, H, se numesc nuclee subtiri (b), iar cele cu latime mai mare de 1,5 H, nuclee groase sau masive (a).

De asemenea, dupa dimensiunile transversale ecranele pot fi ecrane subtiri (c) si ecrane groase (d).

Intre ecran si prisma de anrocamente din aval, precum si intre nucleu si prismele laterale din anrocamente se prevad filtre inverse din material granular sortat care au rolul de a impiedica antrenarea hidrodinamica a materialului fin din care este realizat ecranul sau nucleul.

Barajele din anrocamente cu ecran din materiale pamantoase au prisma de rezistenta din anrocamente avand panta in jurul 1/1,4 atat in amonte cat si in aval.

Ecranul de pamant are panta amonte cuprinsa intre 1/1,4 si 1/1,7, in functie de calitatile materialului.

Barajele din anrocamente cu ecran de pamant prezinta urmatoarele avantaje:

realizeaza o transmitere mai uniforma a sarcinilor la fundatie;

se pot executa umpluturile din anrocamente independent de umpluturile din ecran, deci si in timpul iernii;

barajele de pamant cu nucleu subtire prezinta avantajul unei consolidari rapide a materialului din nucleu;

barajele din anrocamente cu nucleu gros sunt mai rezistente in cazul aparitiei unor fisuri, prin posibilitatea de autocolmatare a acestora.

Exista si urmatoare dezavantaje:

stabilitatea mai redusa a ecranului, in special la golirea rapida a lacului;

creste volumul de umplutura pentru a asigura stabilitatea ecranului.

4. Baraje de pamant

Corpul barajelor de pamant difera ca alcatuire in functie de tipul de baraj si de pozitia si tipul elementului de etansare.

Daca materialul de umplutura este uniform si asigura etanseitatea si stabilitatea (prin caracteristicile fizico-mecanice), barajul este de tip omogen.

Daca se folosesc materiale diferite, dintre care unele sunt impermeabile (pentru elemente de etansare ecran, nucleu), iar altele mai rezistente (pentru prismele laterale), barajul este de tip neomogen

La barajele de pamant neomogene, ca elemente de etansare avem: ecran sau masca la paramentul amonte si nucleu sau diafragma in centrul profilului transversal.

Caracteristicile barajelor de pamant sunt:

cota coronamentului unui baraj de pamant - se stabileste la fel ca si la barajele de anrocamente;

latimea coronamentului - se stabileste in functie de natura circulatiei de pe baraj, de inaltimea barajului, de spatiul de lucru necesar pe baraj. In functie de inaltimea barajului se utilizeaza una din formulele:

b = 1,65   H ; b = 1,1 H + 1,

unde b este latimea coronamentului si H este inaltimea barajului;

bermele sunt destinate maririi stabilitatii taluzului, asigurarii circulatiei pe taluz si colectarii apelor de siroire;

inclinarea taluzurilor - se alege in functie de materialele de umplutura folosite, tipul de baraj, sisteme de drenaj folosite. Taluzurile exterioare au pante cuprinse intre 1/2 si 1/4 si sunt necesare protectiei taluzurilor impotriva actiunii distructive a apei prin pereu de piatra sau beton;

filtrele au rolul de a proteja elementele de etansare a barajului si se realizeaza din nisip si pietris. Se dispune intre ele elementul de etansare si prismele laterale;

drenajele sunt elemente destinate sa capteze si sa evacueze apele de infiltratie in aval pentru prevenirea antrenarii materialului de umplutura.

Se va acorda o atentie deosebita la urmarirea tasarilor in perioada de exploatare.

PRIZE DE APA

1. Rolul si clasificarea prizelor de apa.

Prizele de apa cuprind totalitatea constructiilor si instalatiilor hidrotehnice care servesc la captarea apei (sursa naturala sau artificiala) si dirijarea acesteia in aductiunile care o conduc la locul de utilizare.

Functiile prizelor de apa sunt:

sa retina corpurile plutitoare si gheata antrenate de apa;

sa asigure reglarea debitului introdus in aductiune;

sa impiedice intrarea in aductiune a aluviunilor tarate;

sa asigure eliminarea depunerilor din fata prizei.

La amplasarea prizelor trebuie avuta in vedere asigurarea stabilitatii albiei in zona de captare pentru a reduce fenomenul de eroziune si colmatare.

Clasificarea prizelor de apa:

dupa natura utilizarii pot fi: hidroenergetice, pentru alimentari cu apa, pentru irigatii, pentru folosinte complexe;

dupa natura curgerii apei: de aductiune, prize gravitationale si prize cu pompare;

dupa regimul hidraulic de scurgere la intrarea in priza, pot fi: prize cu nivel liber, prize de mica presiune, prize de mare presiune;

dupa sistemul constructiv sunt: prize de apa in curent liber fara lucrari de barare a raului si prize de apa in curent barat.

2. Prize de rau.

In categoria prizelor de rau avem prize cu nivel liber si prizele de mica presiune.

Partile componente ale prizelor de rau sunt urmatoarele: pragul de intrare care impiedica patrunderea in priza a aluviunilor tarate, timpanul de intrare care protejeaza intrarea in priza a corpurilor ce plutesc la semiinaltime, radierul prizei care colecteaza aluviunile patrunse in priza si le conduce prin canalul de evacuare in aval, zona de racord a prizei cu aductiunea, stavila de admisie care controleaza si regleaza curgerea in aductiune.

2.1. Prize de rau fara baraj.

Acestea se amenajeaza cand albia raului este stabila, iar raportul intre debitul captat si cel afluent (coeficientul de captare) este pana la 0,25.Prizele de apa fara baraj pot fi prize fara lucrari executate in albie, cand amplasarea prizelor se face pe linia malului, sau cu lucrari executate in albie, lucrari care au ca scop dirijarea apelor spre priza.

			Fig. 8.8 - Prize de rau: a - fara baraj; b - cu baraj; 1 - prag amonte; 2 - baraj; 3 - stavila de spalare; 4 - epiu; Q - debit inainte de priza; Q av - debit in aval de priza: Qp - debit prelevat de priza

2.2 Prize de rau cu baraj.

Acestea se realizeaza cand se cer debite de apa captata mai mari.

Fig. 8.9. - Priza de apa cu baraj: 1 - prag amonte; 2 - baraj; 3 - stavila de spalare; 4 - epin (constructii hidrotehnice pentru dirijarea apei)

Prizele se construiesc cu baraj deversor.

2.3. Prize de mica presiune

Sunt caracterizate prin presiunea mica a apei in galeria de derivatie Se pot construi dupa diferite scheme, in functie de dispunerea elementelor ce compun priza.

O prima schema este aceea in care stavila si batardoul se situeaza inaintea gratarului, caz in care aceasta este expusa loviturilor produse de plutitori si ghetari (a).

A doua schema are stavila si batardoul dupa gratar, caz in care aceasta este aparata de plutitori sau gheturi. Schema a doua se utilizeaza mai des.

			Fig. 8.10 - Prize de apa de mica presiune: a - cu gratar in aval; b - cu gratar in amonte; 1 - timpan; 2 - gratar; 3 - stavila de admisie; 4 - batardou; 5 - tubatie de aerisire

3. Prize de mare presiune.

Prizele de mare presiune sau adancime se construiesc pentru captarea apei din lacuri si introducerea ei in aductiune sau chiar in conductele fortate ale uzinelor hidroenegetice. Aceste prize nu necesita instalatii speciale pentru protectie impotriva aluviunilor, a corpurilor plutitoare sau a gheturilor, deoarece apa este prelevata de la mare adancime stiind ca lacul de acumulare are si rol de decantor. Prizele de adancime sunt de mai multe tipuri:

3.1. Prize de mal.

Se construiesc in zonele stabile ale versantilor. Intrarea in priza este prevazuta cu gratar fix. Prizele de apa sunt echipate cu vane care regleaza accesul apei in galeria de aductiune.

Prizele de mal pot fi prize cu put sau galerie uscata si prize cu put umed.

3.2. Prize in corpul barajului

Acestea simplifica conditiile de captare a apei prezentand avantajul unei executii simple eliminandu-se lucrarile de excavatii si amenajare a versantului.

3.3 Prizele de albie.

Se executa cu ajutorul unui turn de priza si sunt folosite in cadrul barajelor de pamant sau de anrocamente. Captarea apei se realizeaza prin orificii de acces

practicate in turn la diferite inaltimi.

4. Deznisipatoare

Deznisipatoarele sunt constructii hidrotehnice care au rolul de a retine particulele fine de aluviuni (nisip, mal, argila), care pot patrunde in aductiune.

Dupa modul in care se face separarea particulelor deznisipatoarele sunt:

gravitationale, cand depunerea particulelor se face prin micsorarea vitezei curentului. Ele pot fi orizontale (a) sau verticale (b);

centrifugale, in care particulele sunt proiectate pe peretii exteriori de unde sunt colectate prin diferite sisteme.

Amplasarea deznisipatoarelor se va face cat mai aproape de priza pentru ca aluviunile sa se depuna cat mai repede. Nu este indicata amplasarea deznisipatoarelor la distanta de priza deoarece aluviunile pot colmatata canalul de legatura.

Prin amplasarea deznisipatoarelor langa priza de apa se permite o spalare mai usoara a aluviunilor si totodata creeaza avantajul deservirii de acelasi personal de exploatare.

Amplasarea deznisipatoarelor se va face cat mai aproape de priza pentru ca aluviunile sa se depuna cat mai repede. Nu este indicata amplasarea deznisipatoarelor la distanta de priza deoarece aluviunile pot colmatata canalul de legatura.

Prin amplasarea deznisipatoarelor langa priza de apa se permite o spalare mai usoara a aluviunilor si totodata creeaza avantajul deservirii de acelasi personal de exploatare.

STAVILARE

1. Notiuni generale.

Stavilarele sunt barajele de mica inaltime care asigura captarea sau derivarea debitelor pentru alimentari cu apa, irigatii, uzine hidroelectrice.

Prin construirea acestora se urmareste ridicarea nivelului natural in amonte, dar se va asigura si evacuarea cu usurinta a corpurilor plutitoare si a gheturilor.

Tinand cont de necesitatile de mai sus un stavilar este compus dintr-o parte fixa din beton (pile, culee, radiere) si o serie de elemente mobile numite stavile.

2. Partea fixa a stavilarelor.                             

Impreuna cu elementele mobile asigura crearea inaltimii de acumulare necesara dar si rezemarea stavilarelor si amplasarea mecanismelor de manevra.

2.1 Radierul stavilarelor etanseaza partea inferioara a stavilarelor.

Cand terenul este stancos radierul se realizeaza dintr-o placa de beton armat turnata direct pe stanca.

Cand stratul impermeabil se gaseste mai sus decat cota de fundatie sunt necesare elemente de etansare (pinten, palplanse, perdele de etansare).

2.2 Pile - elemente verticale ce separa deschiderile stavilarelor. Forma pilelor in sectiune transversala este o forma hidraulica cu dimensiuni alese pe considerente functionale si constructive. De asemenea, la alegerea formei pilelor, un rol deosebit il are tipul de stavila precum si adancimea si pozitia niselor batardourilor si stavilelor.

Pilele au o grosime de 5-7 m, cu recomandarea ca aceasta sa fie maxima in

amonte si apoi sa se reduca spre aval, urmarind o linie hidrodinamica optima.

Pilele se executa din beton armat si au o inaltime de 2-3 m peste nivelul maxim al apei deversate.

2.3 Culee - sunt pile care se aseaza la marginea stavilarelor si se executa din beton armat.

3.Partea mobila a stavilarelor (stavilele)

Stavilele se pot manevra pentru a regla nivelul apei, eliberandu-se partial sau total sectiunea barata.

3.1. Clasificarea stavilelor se face dupa mai multe criterii:

3.1.1. Dupa sensul de miscare: stavile ridicatoare, unde scurgerea apei se face pe sub corpul lor (se pot evacua si aluviunile sau corpurile tarate pe fund), cu probleme la evacuarea plutitorilor si a ghetii; stavile coboratoare, unde manevrarea poate fi deranjata de aluviunile care patrund in nisele din radier, dar trecerea plutitorilor si a ghetii se face in conditii usoare.

3.1.2. Dupa modul de actionare: manual, mecanic, hidraulic.

3.1.3. Dupa forma stavilelor:

stavile plane - panouri verticale care se coboara sau se ridica in nisele pilelor si ale culeelor; sunt folosite pentru deschideri pana la 40 m si inaltimi pana la 16 m si sunt constructii simple care se executa din lemn sau metal;

stavile segment - sunt alcatuite dintr-un panou plan sau curb fixat pe un schelet metalic zabrelit, care se poate roti in jurul unui ax orizontal prin intermediul a doua brate laterale articulate in pilele de sustinere; fata de cele plane au rigiditate mare, forte de ridicare mai reduse, grosime a pilelor mica, dar necesita pile mai lungi;

stavile cilindrice - alcatuite dintr-un tub cilindric orizontal care inchide sau deschide accesul apei deplasandu-se prin rostogolire; sunt mult mai rigide, ceea ce permite deschideri intre pile pana la 50 m;

stavile sector - au sectiunea transversala de forma unui sector de cerc captusit pe doua fete (stavile inecate) sau pe toate trei fete ( stavile plutitoare); se rotesc in jurul unui ax orizontal si coboara intr-o nisa amenajata in radier; ele functioneaza automat si evacueaza usor plutitorii si gheata dar sunt grele si nu se comporta bine la inghet

stavile clapeta - alcatuite dintr-un panou care se roteste in jurul unui ax orizontal fixat pe radierul barajului; sunt indicate la inaltimi ale nivelului apei de pana la 6,5 m; regleaza fin nivelul apei in amonte si evacueaza plutitorii si gheturile fara pierderi mari de apa, necesitand o protectie impotriva colmatarii si a inghetului la etansarea inferioara a lagarelor;

stavile ferme hidraulice - alcatuite din doua panouri (clapete), unul amonte si unul aval articulate in radier.

ADUCTIUNI DE APA

Rolul aductiunilor de apa este de a asigura transportul de la sursa de apa la locul de utilizare.

Aductiunile de apa se clasifica astfel:

1.     Canale de aductiune - sunt albii deschise care asigura transportul apei cu nivel liber si cu viteze reduse.

1.1.Traseul canalului va tine cont de urmatoarele:

urmarirea curbelor de nivel pentru a obtine volume minime de terasamente;

se va alege linia fundului canalului in asa fel incat volumul de sapatura sa compenseze volumul de umplutura;

alegerea pantei se va face in asa fel incat sa avem cheltuieli anuale de exploatare minime;

evitarea coturilor care favorizeaza eroziunile;

panta fundului sa fie continua si cuprinsa intre 0,1% < 1 <2,0%

1.2.Sectiuni transversale

Pentru profilele transversale ale canalelor se intalnesc urmatoarele forme: trapezoidale, cu doua taluzuri, dreptunghiulare, semicirculare, parabolice.

Sectiunile trapezoidale sunt utilizate in cazul canalelor de aductiune executate in terenuri pamantoase (b) .

Sectiunile dreptunghiulare sunt utilizate in cadrul canalelor de aductiune realizate in terenuri stancoase (a).

Sectiunea canalelor se poate calcula cu urmatoarele formule :

- pentru canale dreptunghiulare

S = B h

- pentru canale trapezoidale

S = (b + mh) h

unde S este sectiunea canalului.

1.3. Lucrari de impermeabilizare - sunt necesare pentru a reduce permeabilitatea pamanturilor si se pot executa prin: bitumare, colmatare, tratare cu sare, tratare cu ciment si rasini, compactare mecanica.

1.4. Captuselile au ca scop reducerea pierderilor de apa ce au loc prin infiltratii. Se pot realiza din :

argila - alcatuite dintr-un strat de argila (1) cu grosimea de 0,2-0,3 m acoperit cu un strat de protectie din pamant amestecat cu pietris si nisip (2) de minim 0,2 m grosime, un pereu de piatra (3), iar la partea superioara a taluzului se executa umplutura din pamant vegetal (4) (a);

captuseli bituminoase - alcatuite dintr-un strat de 5-8 cm grosime din beton asfaltic (1) turnat deasupra unui strat de egalizare din pietris (2) de 15-20 cm grosime (b);

captuseli din beton simplu, beton armat turnat monolit sau din elemente prefabricate sau beton (b)

1.Conductele de aductiune - sunt constructii tubulare care asigura

transportul apei sub presiune.

Dupa marimea presiunii apei ce curge prin conducte deosebim: conducte sub presiune si conducte fara presiune sau cu nivel liber.

In functie de materialul din care sunt executate avem:

Conducte din beton care la randul lor se impart astfel:

dupa locul executiei: conducte executate din beton monolit si conducte din tuburi prefabricate;

dupa tehnologia de executie: tuburi din beton centrifugat, tuburi din beton vibrovacuumat, tuburi din beton precomprimat.

Conductele din metal, care se impart astfel:

dupa natura materialului: conducte din tuburi de fonta, conducte din otel, conducte din cupru, conducte din aluminiu;

dupa tehnologia de fabricatie : conducte din tuburi de otel executate in fabrici si

din tuburi din tabla de otel, executate in ateliere sau santiere.

Conducte din poliesteri armati cu fibre de sticla.

Pentru o buna exploatare a conductelor de transport a apei, acestea sunt echipate cu armaturi (dispozitive anexe), in urmatoarele scopuri:

reglarea debitului si a vitezei (vane de linie, de ramificatie si de galerie);

asigurarea miscarii apei intr-un singur sens (clapete de retinere);

siguranta exploatarii (ventile de desaerisire, de vacuum, de siguranta impotriva loviturilor de berbec, de reducere a presiunii compensatoare de montaj, compensatoare de dilatatie;

masurarea debitului apei (apometre);

distribuirea apei (hidranti).

1.     Galerii hidrotehnice

Galeriile hidrotehnice sunt constructii de aductiune ce asigura transportul apei cu nivel liber sau sub presiune. Clasificarea lor se face astfel:

a.     dupa functia indeplinita : galerii de aductiune, galerii de fuga, galerii purtatoare de conducte, galerii de deviere a apelor, galerii de drenaj.

b.     in functie de sistemul hidraulic realizat: galerii fara presiune, atunci cand apa curge cu nivel liber; galerii de joasa presiune, atunci cand presiunea interioara a apei este mica (H < 5m); galerii de presiune medie (5 < H < 100m); galerii de mare presiune (H > 100m) .

c.      in functie de panta galeriei:

galerii hidrotehnice propriu-zise cand panta conductei este mica(I<10%)

galerii hidrotehnice forate si puturi hidrotehnice, cand panta crese peste 10%.

d.     in functie de lucrarile de protectie executate:

galerii necaptusite care se executa numai in rocile rezistente si impermeabile;

• galerii captusite cand captuseala are ca rol reducere a rugozitatii.

CONSTRUCTII PENTRU NAVIGATIE

Luciul de apa care serveste in mod curent pentru circulatia navelor se numeste cale navigabila.

Dupa tipul caii de navigatie distingem: navigatie maritima care utilizeaza drept cale de navigatie marile si oceanele si navigatie fluviala realizata de rauri, canale si lacuri.

Constructiile hidrotehnice pentru navigatie se impart in urmatoarele categorii :

1.     Constructii hidrotehnice pe cai navigabile

Pentru ca un luciu de apa sa poata fi utilizat pentru navigatie trebuie indeplinite anumite conditii legate de latime si adancime, incadrate in asa numitul gabarit de navigatie. Acest gabarit are latimea M egala cu latimea B a doua nave de tip maxim care circula pe calea navigabila, plus o rezerva d (atat intre nave cat si lateral), iar adancimea H egala cu pescajul navei de tip maxim t plus un spor r denumit rezerva pilotului.

De asemenea se prescrie un gabarit de aer reprezentand spatiul care se lasa deasupra apei pentru a permite trecerea navelor. In afara gabaritului de navigatie se executa lucrari de consolidare a malurilor deoarece acestea sunt atacate de valuri.

In general gabaritul de navigatie nu este asigurat in regim natural, de aceea se realizeaza lucrari de intretinere a canalului navigabil. Aceste lucrari constau in drenaje (lucrari de sapatura sub nivelul apei) executate cu nave numite draga, sau realizarea pe maluri a unor epiuri (lucrari care stranguleaza sectiunea pentru asigurarea adancimii).

Cand vrem sa realizam cai navigabile intre doua puncte care nu se gasesc pe un curs de apa se executa canale navigabile artificiale.

2.     Constructii portuare

Dupa asezarea geografica, porturile se impart in:

a.     porturi maritime, situate pe malul marilor si oceanelor, sunt amenajari hidrotehnice care asigura protectia impotriva valurilor, vantului, aluviunilor si curentilor maritimi, cat si gabaritele necesare accesului navelor maritime;

b.     porturi interioare sau fluviale, situate in rauri, lacuri sau canale navigabile. Dupa modul de amenajare se disting:

porturi dezvoltate in lungul malurilor raurilor sau canalului;

porturi cu bazine executate lateral fata de albia raului sau de calea navigabila

3.     Porturi fluviale - maritime - situate la gurile de varsare a fluviilor si

asigurand cu prioritate tranzitul de la navigatia maritima la cea interioara.

Elemente principale ale porturilor sunt:

a.     Acvatorul - reprezinta suprafata de apa a portului, constituita la randul ei din:

rada portului (suprafata de apa in care navele statoneaza si manevreaza inainte la intrarea sau plecarea lor din port);

bazine de operatii (zona in care navele acosteaza la cheiuri si stationeaza pentru incarcare-descare.

Cheiurile care sunt un element important de constructie pot avea diferite profile transversale:

Fig. 8.17 - Forme de profile transversale ale cheilor

b.     Fronturile de acostare - reprezinta totalitatea amenajarilor executate de-a lungul acvatoriului portuar pentru acostarea navelor si executarea operatiilor de incarcare - descarcare a marfurilor.

c.      Teritoriul porturilor este alcatuit din amenajarile executate pe uscat, pentru tranzitul si depozitarea marfurilor, cat si pentru dotarile cu caracter general ale portului.

3. Noduri hidrotehnice

Sunt ansambluri de constructii hidrotehnice care se utilizeaza pentru caile navigatie amenajate prin barare. Ele cuprind:

barajul stavilar cu descarcatorul de ape mari

centrala hidroelectrica

constructii auxiliare.

Elementele constructive componente ale nodurilor hidrotehnice specifice navigatiei sunt:

Ecluzele si ascensoarele de nave

Ecluzele de navigatii sunt constructii hidrotehnice care permit trecerea navelor intr-un bief in altul printr-o camera (sasul ecluzei) cu nivel variabil intre cel amonte si cel aval.

Partile principale ale unei ecluze sunt: camera ecluzei, capetele ecluzei si porturile de asteptare. Camera (sasul) este marginita de doua ziduri denumite bajoaiere, unite de obicei la partea inferioara printr-un radier. Porturile de asteptare sunt amenajate la capetele amonte si aval pentru navele care stationeaza in momentul ecluzarii.

Pentru invingerea diferentelor mari de nivel se executa ascensoare de nave, care sunt constructii ce constau dintr-o camera etansa in care intra nava si care se deplaseaza intre biefurile amonte si aval.

CONSTRUCTII CONTRA INUNDATIILOR

O categorie importanta de constructii hidrotehnice se ocupa de amenajarea albiilor cursurilor de apa pentru prevenirea inundatiilor. Din acestea fac parte:

1.     Constructii pentru regularizarea albiilor, care constau din :

1.1  . Lucrari de protectie biologica - acoperirea solului cu amestecuri de ierburi sau covor vegetal, plantatii de stuf sau plante subacvatice.

1.2  . Lucrari de aparari de mal.

Acestea sunt constructii de regularizare care au rolul de a intari malurile existente ale albiilor minore, fara a actiona asupra curentilor de apa.

Acestea pot fi :

1.2.1       Imbracaminti - cand lucrarile captusesc malurile, asigurandu-le rezistenta la eroziune si actiunea dinamica a apei. Ele pot fi :

- imbracaminti din nuiele sau fascine realizate sub forma unui strat continuu, fixate pe taluz; baza acestora se asigura din anrocamente

imbracaminti din piatra care sunt cele mai raspandite. Acestea se realizeaza din pereu uscat (a) cand nu se utilizeaza liant si pereuri rostuite, cand legatura intre blocurile de piatra se asigura cu mortar si ciment (b).

- imbracaminti din lianti bituminosi - realizate dintr-un strat de beton asfaltic sau beton bituminos de 6-8 cm grosime, asezat pe un strat din piatra sparta;

- imbracaminti din beton sau beton armat - realizate prin turnare pe loc sau cu placi prefabricate de diferite forme.

1.2.2      Constructii de consolidare a malurilor

Pe langa protectia malului impotriva actiunii de erodare a apei se asigura si stabilitatea acestuia. Din aceasta categorie fac parte :

casoaiele - elemente de constructie paralelipipedice realizate din lemn si din prefabricate de beton armat umplute cu piatra;

- gabioanele - cutii executate din plasa de sarma montata pe schelet de otel beton umplute cu piatra cu diametrul mare. In functie de forma se disting: gabioane cutie (a), gabioane saltea (b).

- ziduri de sprijin - constructii grele din beton masiv cu rol de sprijinire a versantilor;

- pereti din beton - planse din beton armat batute joantiv sau piloti din beton armat intre care se monteaza grinzi prefabricate.

1.3. Lucrari de rectificare a albiei minore

Spre deosebire de lucrarile de aparari de mal, lucrarile de rectificarea albiei minore sunt lucrari care actioneaza asupra curentului de apa. Ele se impart in :

1.3.1 Lucrari de rectificare cu caracter provizoriu, utilizate ca masuri de interventie in momentul in care eroziunea provocata de ape pericliteaza un anumit obiectiv; lucrari care indeplinesc rolul de protectie pana in momentul realizarii unei lucrari definitive. Aceste lucrari constau in arbori inecati, diguri permeabile si garduri impletite.

1.3.2. Lucrari de rectificare cu caracter definitiv

- epiuri (pinteni) care sunt constructii de regularizare asezate transversal in albiile cursurilor de apa si realizeaza o abatere a curentului principal pe traseul dorit cu o disipare a energiei apei;

- diguri longitudinale de dirijare - lucrari care se realizeaza in albiile minore ale cursurilor de apa, in scopul modificarii traseului acestora si al conturarii noului traseu regularizat.

1. Diguri din fascine legate cu gabioane

- lucrari de consolidare a fundului albiei care constau in praguri de fund (lucrari transversale care traverseaza complet albia minora a cursului de apa) si trepte de cadere (lucrari transversale pe albia minora cu crearea unei diferente de nivel);

- rectificari de curs - utilizate in zonele in care albia minora are un traseu sinuos : lucrari de taieri de coturi (au ca scop scurtarea traseului), lucrari de inchidere a bratelor secundare (concentrarea scurgerii pe o singura albie), lucrari de canalizare a cursurilor de apa (transformarea intregii albii intr-un curs de sectiune regulata).

2.     Indiguiri

Digurile sunt constructii hidrotehnice care au rolul de a inchide caile de patrundere a apei pe teritorii inundabile. Acest rol este indeplinit de digurile de pamant si zidurile parapet.

2.1   Digurile de pamant sunt rambleuri de pamant executate pana la o cota suficient de inalta asa incat sa nu fie depasit de nivelul apelor maxime. In mod obisnuit digurile de pamant au o sectiune trapezoidala.

Taluzurile digurilor sunt supuse la actiunea unor factori precum :

factori naturali : forta de erodare a curentului apei, actiunea valurilor, impactul cu gheata sau plutitori;

factori artificiali : actiunea vitelor, circulatia mijloacelor de transport.

Pentru a preveni deteriorarea taluzurilor in exploatare, se executa urmatoarele lucrari de protectie: inierbarea, consolidarea cu piatra, protectia cu dale din beton.

Oprirea sau reducerea infiltratiilor prin diguri se realizeaza cu ecrane de etansare din pamant stabilizat, beton, palplanse.

O indiguire separa albia majora a cursului de apa in doua zone:

zona interioara (incinta indiguita) care cuprinde suprafata aparata impotriva inundatiilor;

zona exterioara (zona dig-mal), care cuprinde suprafata ramasa in regim de inundatie intre piciorul digului si malul albiei minore.

Incintele digului pot fi :

inchise - cand digurile realizate izoleaza complet cursul de apa amenajat, impiedicand orice cale de patrundere a acestuia in incinta;

deschise - cand digurile se inchid in versant numai la capatul amonte, capatul aval ramanand deschis.

O indiguire cuprinde urmatoarele categorii de diguri :

- longitudinale - cand se executa aproximativ cu cursul de apa

- transversale - cand se executa aproximativ pe cursul de apa

- de blocare - cand se executa in lungul afluentilor cursului principal

- de compartimentare - cand se executa in interiorul incintelelor indiguite

2.2   Zidurile parapet sunt constructii etanse realizate din beton sau zidarie de piatra, cu rol de a inchide caile de patrundere a apelor cursului indiguit. Acestea sunt recomandate in zonele locuite si industriale unde distanta redusa intre obiectivele aparate si malul albiei minore nu permit executarea unui zid.