AUREL CONSTANTIN ILIE

AMENAJAREA COMPLEX A BAZINELOR HIDROGRAFICE

Descrierea CIP a Bibliotecii Naionale a Romniei AUREL CONSTANTIN ILIE

Amenajarea complex a bazinelor hidrografice /Aurel Constantin Ilie Bucureti: Editura Fundaiei Romnia de Mine, 2007

Bibliogr. ISBN: 978-973-725-764-2

627

Editura Fundaiei Romnia de Mine, 2007 Redactor: Octavian CHEAN Tehnoredactor: Florentina STEMATE

Vasilichia IONESCU Coperta: Cornelia PRODAN

Bun de tipar: 14.03.2007; Coli tipar: 13 Format: 16/61x86 Editura Fundaiei Romnia de Mine Bulevardul Timioara, Nr. 58, Bucureti, Sector 6 Tel./Fax.: 021/444.20.91; www.spiruharet.ro E-mail: contact@edituraromaniademaine.ro

UNIVERSITATEA SPIRU HARET FACULTATEA DE GEOGRAFIE

Prof. univ. dr. ing. AUREL CONSTANTIN ILIE

AMENAJAREA COMPLEX A BAZINELOR HIDROGRAFICE

EDITURA FUNDAIEI ROMNIA DE MINE Bucureti, 2007

5

CUPRINS

Capitolul I. Lucrri i msuri de gospodrire a apelor .. 9

I.1. Definirea lucrrilor i msurilor de gospodrire a apelor 9 I.2. Parametri caracteristici . 10 I.3. Lacurile de acumulare .. 12

I.3.1. Niveluri caracteristice . 14 I.3.2. Suprafee caracteristice ... 17 I.3.3. Volume caracteristice . 17 I.3.4. Debite caracteristice ... 18 I.3.5. Durate caracteristice de golire 19 I.3.6. Indici (parametri specifici) ai lacurilor de acumulare .... 19

I.4. Derivaiile . 20 I.4.1. Niveluri i cderi caracteristice .. 21 I.4.2. Debite i volume . 23 I.4.3. Durate de utilizare caracteristice 24 I.4.4. Viteze caracteristice 24 I.4.5. Indici (parametri specifici) ai derivaiilor ... 25

I.5. ndiguirile . 25 I.5.1. Debite caracteristice ... 27 I.5.2. Niveluri caracteristice . 27 I.5.3. Suprafee caracteristice ... 28 I.5.4. Volume caracteristice . 28 I.5.5. Durate caracteristice ... 28 I.5.6. Indici (parametri specifici) ai ndiguirilor .. 29

I.6. Incintele de atenuare 29 I.7. Staiile de epurare . 30

I.7.1. Procedee primare de epurare .. 31 I.7.2. Procedee secundare de epurare ... 32 I.7.3. Procedee de epurare teriar (epurarea avansat) ... 33

a. Metode fizice .. 33 b. Metode fizico-chimice 34 c. Metode biologice 36

6

Capitolul II. Scheme de gospodrire a apelor pentru satisfacerea cerinelor de ap

39

II.1. Probleme generale ale schemelor de gospodrire a apelor . 39 II.1.1. Definirea schemelor de gospodrire a apelor ... 39 II.1.2. Probleme generale ale promovrii schemelor de gospodrire a apelor .

40

II.1.3. Definirea schemelor de gospodrire a apelor pentru satisfacerea cerinelor de ap

42

II.2. Scheme bazate pe raionalizarea cerinelor de ap . 42 II.2.1. Scheme de raionalizare a amplasrii consumatorilor .. 43 II.2.2. Scheme de raionalizare a cerinelor de ap . 43

II.3. Scheme bazate pe lucrri de gospodrire a apelor .. 44 II.3.1. Scheme bazate pe lacuri de acumulare . 44 II.3.2. Scheme bazate pe derivaii ... 47 II.3.3. Scheme bazate pe efectul combinat al unor acumulri i al unor derivaii .

49

II.4. Scheme cu alimentare dubl a folosinelor . 51 II.5. Scheme de gospodrire a apelor n regim natural ... 51

Capitolul III. Scheme de gospodrire a apelor mari ... 52 III.1. Definirea schemelor de gospodrirea apelor mari . 52

III.1.1. Scheme bazate pe sistematizarea luncilor inundabile 53 a. Sistematizri de ansamblu ale folosinelor din lunc 53 b. Soluii individuale de aprare mpotriva inundaiilor 54

III.1.2. Scheme bazate pe amenajri multidisciplinare .. 54 III.2. Amenajrile teritoriale de reinere a viiturilor i ncadrarea lor n scheme ...

55

III.2.1. Amenajri de oprire a precipitaiilor i zpezilor pe versani

56

III.2.2. Msuri de stpnire a iroirii pe versani 56 III.2.3. ncadrarea amenajrilor versanilor n schemele de gospodrire a apelor mari

57

III.3. Scheme bazate pe atenuarea undelor de viitur . 57 III.3.1. Considerente asupra modului de concepere a descrctorilor de ape mari

58

III.3.2. Probleme speciale ale incintelor de atenuare a viiturilor

60

III.4. Scheme bazate pe derivaii de ape mari 61 III.5. Scheme bazate pe mbuntirea condiiilor de scurgere n albii 63

III.5.1. Lucrri de reprofilare i stabilizare a albiei minore 64 III.5.2. Lucrri de rectificare a cursului albiei 65 III.5.3. Lucrri de ndiguire 66

7

III.6. Scheme complexe de gospodrire a apelor mari ... 70 III.7. Probleme de gospodrire a apelor mari formate n condiii extraordinare ...

70

Capitolul IV. Scheme cadru de amenajare i gospodrire a apelor din bazinele hidrografice din Romnia ..

71

IV.1. Bazinul hidrografic Some Tisa (superioar) . 71 IV.2. Bazinul hidrografic Criuri 76 IV.3. Bazinul hidrografic Mure 83 IV.4. Bazinul hidrografic Timi Bega . 97 IV.5. Bazinul hidrografic Jiu Cerna 102 IV.6. Bazinul hidrografic Olt Vedea ... 112 IV.7. Bazinul hidrografic Arge . 127 IV.8. Bazinul hidrografic Ialomia Mostitea Buzu 139 IV.9. Bazinul hidrografic Siret ... 154 IV.10. Bazinul hidrografic Prut Brlad 173 IV.11. Bazinul hidrografic Dobrogea Litoral .. 193

Bibliografie . 208

8

9

I. LUCRRI I MSURI DE GOSPODRIRE A APELOR

I.1. DEFINIREA LUCRRILOR I MSURILOR DE GOSPODRIRE A APELOR

n general, orice intervenie a omului care afecteaz teritoriul unui

bazin hidrografic influeneaz, direct sau indirect, regimul de curgere a cursurilor de ap din bazin. Astfel, extinderea agriculturii a atras dup sine, n mod inevitabil, o modificare a regimului de curgere a apelor de pe versani ceea ce, implicit, a influenat regimul rurilor i pe cel al apelor subterane. Diferitele prelevri sau restituii de ap, lucrrile de regularizare a albiilor, cele de extragere a balastului din albii .a. exercit o influen direct asupra regimului de curgere a apei. Toate aceste lucrri i msuri, dei afecteaz regimul cantitativ sau calitativ al curgerii, nu se realizeaz n scopul modificrii acestui regim.

n stadiile incipiente de dezvoltare economic, asemenea lucrri i msuri erau suficiente pentru a satisface nevoile economice i sociale. Debitele cursurilor de ap permiteau, chiar n perioade de secet, acoperirea cerinelor cantitative relativ reduse. Utilizarea puin intens a apelor nu ridic probleme majore de calitate a apelor. Dezvoltarea agriculturii fcndu-se extensiv, scoaterea terenurilor din lunci de sub regimul inundaiilor nu constituia o necesitate stringent. ntr-un stadiu mai naintat de dezvoltare economic i social lucrrile i msurile anterioare nu mai sunt suficiente, devenind necesar o intervenie direct asupra regimului resurselor de ap. Aceast etap se atinge cu att mai devreme cu ct zona respectiv este mai srac n resurse de ap. Se ajunge, astfel, la realizarea unor lucrri i msuri, care, dei sunt generate indirect tot de folosine, au drept scop primar modificarea regimului natural al resurselor de ap.

innd seama de scopul n care lucrrile i msurile de amena-jare a apelor se realizeaz, se poate face diferenierea ntre:

10

Lucrri i msuri specifice folosinelor, care au drept scop satisfacerea direct a unor folosine, fr a urmri redistribuirea n timp sau n spaiu a resurselor de ap.

Lucrri i msuri de gospodrire a apelor care se realizeaz n scopul redistribuirii n timp sau n spaiu a resurselor de ap naturale.

Plecnd de la definirea gospodririi apelor i de la definirea lucr-rilor i msurilor de gospodrire a apelor, se poate ajunge la clasificarea prezentat n figura 1 care admite drept criteriu principal de clasificare tipul de redistribuire a resurselor realizat de lucrrile respective.

I.2. PARAMETRI CARACTERISTICI

Lucrrile de gospodrire a apelor sunt caracterizate printr-o serie

de parametri care definesc proporiile lor i caracteristicile lor funcio-nale. n alegerea parametrilor caracteristici se remarc n prezent o mare neomogenitate. Mrimile considerate caracteristice variaz de la un autor la altul; adeseori mrimile nu sunt precis definite, noiunile aferente aceluiai termen avnd coninut diferit.

O prim distincie care trebuie fcut este cea dintre parametrii constructivi i cei de gospodrire a apelor. innd seama de definirea lucrrilor de gospodrire a apelor, caracteristicile construciilor nece-sare nu constituie parametri reprezentativi din punctul de vedere al gospodririi apelor. Astfel, nici tipul unui baraj i cu att mai puin dimensiunile acestuia nu sunt caracteristice pentru problema studiat.

Parametrii caracteristici ai lucrrilor pot fi grupai n dou categorii diferite i anume:

parametri determinai de condiiile naturale ale lucrrii i de elementele constructive;

parametri determinai de condiiile de exploatare. mprirea prezentat nu are un caracter formal ci trebuie

corelat cu nivelurile de decizie asupra lucrrilor de gospodrire a apelor. Astfel, prima categorie de parametri sunt cei care fac obiectul deciziilor de promovare a lucrrilor de gospodrire a apelor i, ca atare, constituie parametri de proiect care trebuie aprobai de organele competente pentru aceast promovare. A doua categorie de parametri face obiectul deciziilor de exploatare i, ca atare, stabilirea lor trebuie meninut la nivelul de competen a organelor de exploatare.

Fig.

1. S

chem

a de

cla

sific

are

a lu

crr

ilor d

e go

spodr

ie a

ape

lor

11

12

n practica actual este uzual s se prezinte pentru lucrrile de gospodrire a apelor numai valori deterministe ale parametrilor caracteristici. Totui innd seama de caracterul proceselor de gospo-drire a apelor, o parte din msurile caracterizate de parametrii caracteristici au caracter stohastic; n aceast categorie se ncadreaz n special parametrii determinai de condiiile de exploatare. Parame-trii determiniti afereni unor mrimi stohastice caracterizeaz de obicei situaiile extreme pentru care de cele mai multe ori se poate determina un maxim sau un minim absolut.

Deoarece parametrii determinai de condiiile de exploatare pot fi modificai n decursul existenei lucrrilor respective, rezult implicit c ei au, cel puin n parte, un caracter dinamic, variabil n timp. Exist ns i factori exteriori care afecteaz variaia n timp a parametrilor. Astfel, completarea schemei de amenajare n cadrul unui bazin cu noi lucrri de gospodrire a apelor poate modifica parametrii unei lucrri existente, chiar dac funciunile acesteia nu s-au schimbat.

I.3. LACURILE DE ACUMULARE

ACUMULRILE (lacurile de acumulare) sunt lucrri de gospo-

drire a apelor care au scopul de a modifica regimul temporal al apelor curgtoare de suprafa prin reinerea unei pri din debitele (volu-mele) afluente, n anumite perioade, i prin mrirea debitelor (volumelor) defluente, n alte perioade.

Lacurile de acumulare pot fi realizate fie prin lucrri transversale de barare pe albia unui ru, fie prin lucrri laterale fa de cursul albiei minore, fie n anumite zone, n care nu sunt legate de albia unui ru, de exemplu, prin diguri inelare sau zone depresionare (fig. 2). n anu-mite situaii este posibil utilizarea ca lacuri de acumulare a unor lacuri naturale, n cazul n care se fac prelevri direct din aceste lacuri sau se reamenajeaz posibilitile de evacuare a debitelor. Situaia cea mai frecvent o constituie ns realizarea unor baraje transversale; acestui fapt i se datorete optica greit, destul de rspndit, de a con-sidera lacuri de acumulare numai lucrrile realizate prin baraje transversale.

Dup modul n care sunt utilizate, acumulrile pot fi mprite n: Acumulri permanente, care sunt destinate reinerii apei pe o

perioad de timp ndelungat, situaia normal de exploatare fiind de a menine acumulrile pline.

Fig. 2. Tipuri de lacuri de acumulare

a. lac de acumulare cu barare a albiei; b. lac de acumulare lateral; c. lac de acumulare cu dig inelar; d. lac de acumulare n zona depresionar. Acumulri nepermanente care sunt destinate reinerii apei pe o

perioad de timp relativ redus, situaia normal de exploatare fiind de a menine acumulrile goale.

Acumulri de tip mixt n care se menine o tran de volum permanent i o tran de volum nepermanent.

n raport cu modul n care acumulrile controleaz un bazin sau subbazin hidrografic, se deosebesc:

Acumulri de regularizare amplasate pe cursul principal, n apropierea seciunii folosinelor sau efectelor principale, controlnd practic ntreg debitul afluent n aceast seciune.

Acumulri de compensare amplasate fie pe aflueni, fie pe cursul principal, la distan mare de seciunea folosinelor sau a efecte-lor principale, controlnd numai o parte din debitul afluent n aceast seciune.

13

14

Acumulri de redresare (sau de regularizare secundar), am-plasate n aval de una sau mai multe acumulri, avnd rolul de a redistribui debitele regularizate de acestea, n scopul asigurrii altor condiii sau efecte n aval. Acumulrile de redresare cu rol de regularizare zilnic se numesc de obicei acumulri tampon.

Acumulri de tip mixt care, n urma existenei mai multor seciuni ale folosinelor sau efectelor principale, au roluri diferite n raport cu fiecare din aceste seciuni n parte.

Lacurile de acumulare constituind lucrrile cele mai frecvente de gospodrire a apelor au fost caracterizate n literatur prin numeroi parametri care sunt prezentai sintetic n tabelul 1. Deoarece n modul de definire a acestor parametri exist diferene nsemnate n literatur, n cele ce urmeaz se prezint definirea parametrilor care asigur corelarea cu optica general adoptat n lucrare asupra gospodririi apelor.

I.3.1. NIVELURI CARACTERISTICE

Nivelurile caracteristice se exprim de obicei n cote absolute

(metri deasupra nivelului mrii) sau n cote relative (raportate, de obicei, la cota talvegului). n general, se disting urmtoarele niveluri caracteristice (fig. 3):

Nivelul talvegului, reprezentnd cota cea mai redus a terenului n cuveta lacului de acumulare. Nivelul golirii de fund, reprezentnd cota buzei inferioare a celui mai cobort orificiu de evacuare a apei din lac. Acest nivel reprezint nivelul minim la care se poate cobor apa n lac prin lucrrile existente ale acumulrii.

Nivelul prizei de ap, reprezentnd nivelul la buza inferioar a orificiilor prin care se prelev debite din acumulare pentru folosine. Acest nivel corespunde cotei minime pn la care poate fi cobort apa n lac, astfel nct volumele de ap evacuate s mai poat fi utilizate de folosine.

Nivelul minim de exploatare, reprezentnd nivelul cel mai cobort la care scade apa n lacul de acumulare n cursul unei exploatri normale. Se consider normal exploatarea care respect regulile de utilizare ale acumulrii respective att n regim asigurat, ct i n regim de restricii; coborrea sub nivelul minim de exploatare este legat numai de situaii accidentale: avarii, intervenii, suprasolicitri ale acumulrii etc.

Tabe

lul n

r. 1

Pa

ram

etrii

car

acte

ristic

i ai l

acur

ilor d

e ac

umul

are

15

Nivelul reteniei normale sau nivelul maxim normal, reprezentnd nivelul cel mai ridicat al apei n acumulare n cursul unei exploatri normale, exclusiv perioadele de viitur.

Nivelul crestei deversorului, reprezentnd cota cea mai cobort de la care este posibil evacuarea unor debite prin descrctorii de suprafa ai acumulrii.

Nivelul crestei stavilelor de pe deversor apare numai n cazul acumulrilor cu descrctorii controlai i reprezint nivelul maxim pn la care este posibil reinerea apei n lac fr deversare.

Fig.3. Definirea nivelurilor i volumelor caracteristice ale lacurilor de

acumulare: a. baraj fr stavile pe deversor; b. baraj cu stavile pe deversor. Nivelul maxim extraordinar, reprezentnd nivelul cel mai ridicat

la care se ridic apa n lacul de acumulare n perioadele de ape mari. n general, se indic nivelul maxim al apelor la probabilitatea de dimensionare i la cea de verificare a siguranei construciei; peste acest nivel se menine o gard de siguran.

Nivelul coronamentului barajului, reprezentnd nivelul crestei barajului. Dac creasta barajului nu este orizontal se ia n considerare cota cea mai cobort a crestei.

Nivelul centrului de greutate al lacului, reprezentnd nivelul corespunznd la 50% din volumul util al acumulrii.

16

17

Suprafaa oglinzii apei nu este orizontal, din cauza curgerii apei dinspre coada lacului spre baraj. De aceea, teoretic, nu este corect s se prezinte niveluri caracteristice ci ar trebui indicate curbe caracteristice ale suprafeei lacului de acumulare; pentru majoritatea lacurilor, n special pentru cele din zona colinar sau montan, aceste curbe difer relativ puin de orizontal n zonele de es i pe ruri mari pot ns apare diferene apreciabile fa de orizontal.

I.3.2. SUPRAFEE CARACTERISTICE

Suprafeele lacurilor de acumulare se exprim n valori absolute

(m2 sau multipli: ha sau km2). De obicei, pentru caracterizarea unei acumulri se construiete o curb a variaiei suprafeei lacului funcie de nlime; pe aceast curb se evideniaz suprafeele caracteristice indicate n tabelul 1.

n stabilirea suprafeelor trebuie inut seama, dac este necesar, de neorizontalitatea curbei suprafeei libere a lacului.

Determinarea semnificaiei suprafeelor caracteristice nu ridic particulariti deosebite dac se ine seama de precizrile fcute pentru nivelurile caracteristice corespunztoare.

I.3.3. VOLUME CARACTERISTICE

Volumele caracteristice se exprim n valori absolute (m3 sau

multipli: hm3 sau km3). Pentru caracterizarea volumelor se constru-iete, de obicei, curba de variaie a volumului acumulat peste cota talvegului funcie de nivelul apei; aceast curb se numete curba capacitii lacului (fig. 3). Volumele caracteristice uzuale sunt indica-te n tabelul 1.

Volumul mort este cuprins ntre nivelul talvegului i nivelul prizei de ap. Deoarece, prin definiie, se consider priza cel mai cobort orificiu care poate evacua apa din lac pentru folosine, rezult c volumul mort reprezint trana din volumul lacului care nu poate fi utilizat de folosine, dei o parte din acest volum poate fi evacuat din lac prin golirea de fund;

Volumul de rezerv de fier este cuprins ntre nivelul prizei i nivelul minim de exploatare. n cazul n care s-au determinat mai

18

multe niveluri minime de exploatare, pentru determinarea volumului de rezerv de fier se ia n considerare cel mai cobort dintre aceste niveluri minime;

Volumul util este cuprins ntre nivelul maxim normal i nivelul minim de exploatare. Volumul util reprezint volumul care este disponibil pentru satisfacerea folosinelor de ap.

Volumul util i volumul brut variind funcie de condiiile de exploatare, s-au introdus noiunile de volum util maxim teoretic i volum brut maxim teoretic. Volumul util maxim teoretic este cuprins ntre nivelul crestei deversorului i nivelul prizei n cazul acumulrilor de descrctor necontrolat sau ntre nivelul crestei stavilelor i nivelul prizei n cazul acumulrilor cu deversor controlat. Acest volum reprezint volumul util care ar putea fi realizat ntr-o acumulare n cazul n care s-ar renuna la funciunile ei de gospodrire a apelor mari i la rezerva de fier. n mod similar se definete volumul brut maxim teoretic, care ns se raporteaz la cota talvegului n loc de nivelul minim de exploatare.

n afara volumelor definite pe baza nivelurilor caracteristice, din calculele de exploatare ale unui sistem de gospodrire a apelor se mai pot defini urmtoarele valori:

Volumul net, reprezentnd cota parte din volumul util care poate fi efectiv prelevat de folosine;

Volumul de pierderi, reprezentnd cota parte din volumul util care nu poate fi prelevat de folosine, reprezentnd pierderi prin exploatare, evaporaie, infiltraii etc.

I.3.4. DEBITE CARACTERISTICE

Pentru caracterizarea funcional a unei acumulri nu este su-

ficient numai determinarea proporiilor ei, ci trebuie caracterizate i posibilitile ei de a ndeplini anumite funciuni. De aceea, se definesc uneori i anumii parametri definind debite caracteristice. Pentru determinarea lor se construiesc curbe caracteristice ale debitelor evacuate de diferii descrctori funcie de nivelul apei n lac; deoarece aceste curbe caracterizeaz acumularea i nu un anumit regim de funcionare, curbele trebuie construite n ipoteza n care toate vanele i stavilele sunt deschise, ceea ce corespunde unei situaii

19

extreme, limit. Pe curbele caracteristice se nominalizeaz debitele caracteristice.

Dintre debitele caracteristice se precizeaz debitele maxime capabile ale deversorului i ale golirii de fund reprezentnd debitele evacuabile dac nivelul apei atinge cota coronamentului. Aceste debite se ignor de obicei. Totui ele ar trebui luate n considerare pentru determinarea condiiilor de rupere ale barajelor i a efectelor unor ruperi n aval. Constituind valori maximale limit, nelegate de anumite ipoteze de funcionare, aceste debite pot crea o imagine asupra probabilitii extreme de distrugere a barajelor prin deversare.

I.3.5. DURATE CARACTERISTICE DE GOLIRE

Pentru unele lacuri de acumulare prezint interes determinarea

duratei celei mai scurte de golire a lacului. Acest caz apare, de exemplu, n studiul acumulrilor nepermanente pentru determinarea posibilitii de a reine n lac succesiuni de unde de viitur. Nu exist nc o uzan asupra duratelor caracteristice; se pot totui defini urmtoarele durate:

durata de golire integral a volumului util al acumulrii; durata de golire a tranei nepermanente sub creasta deversorului. n principal, duratele de golire a lacului depind att de

caracteristicile descrctoarelor, ct i de condiiile tehnice impuse de structura barajului.

I.3.6. INDICI (PARAMETRI SPECIFICI) AI LACURILOR

DE ACUMULARE Indicii tehnici reprezint raportul dintre doi parametri tehnici ai

lacului de acumulare. Deoarece nu conin elemente economice, se consider, de obicei, c ei au o stabilitate mai mare n timp dect indicii economici, afectai de variaiile de preuri; de asemenea, se consider c astfel de indici permit mai uor compararea unor lucrri realizate n ri diferite.

Dintre indicii tehnici utilizai de obicei n aprecierea acumul-rilor, trebuie amintii:

20

Indicele de calitate a cuvetei, reprezentnd raportul dintre volumul total al acumulrii i volumul barajului; pentru a permite compararea calitii unor acumulri cu baraje de tip diferit, se utilizeaz, de obicei, volumul barajului de greutate echivalent. Trecerea de la volumul real al barajului se face pe baza unui coeficient mediu de transformare determinat funcie de preurile specifice ale diferitelor tipuri de baraje.

Coeficientul de acumulare, reprezentnd raportul dintre volumul brut (sau util) acumulat i volumul de ap afluent n anul mediu n acumulare.

Coeficientul de acumulare a apelor mari, reprezentnd rapor-tul dintre volumul de atenuare a viiturilor i volumul de ap afluent n anul mediu.

Indicii economici cei mai importani, caracteriznd lacurile de acumulare sunt:

Investiia specific i costul total specific, reprezentnd raportul dintre investiia total, respectiv costul total i volumul total al lacului de acumulare.

Structura investiiei i structura costurilor, reprezentnd raportul dintre investiiile, respectiv costurile, aferente amenajrii cuvetei, i investiiile, respectiv costurile totale ale acumulrii. Aceti indici constituie un indicator al ponderii implicaiilor din cuvetele lacurilor de acumulare fa de efortul economic total, necesar realizrii acumulrii.

Indicii caracteriznd implicaiile din cuveta lacului de acumu-lare reprezint rapoartele ntre mrimea diferitelor implicaii din cuvet, exprimate n mrimi fizice, i volumul total al lacului de acumulare; cei mai uzuali sunt suprafaa specific agricol sau arabil scoas din circuitul productiv (ha/m3) i numrul specific de locuitori strmutai din cuveta lacului (locuitori/m3). Aceti indicatori servesc la scoaterea n eviden a amploarei anumitor implicaii economice sau sociale ale lacurilor de acumulare.

I.4. DERIVAIILE

Derivaiile reprezint lucrri de transfer al debitelor dintr-un

curs de ap n altul, modificnd repartiia natural n spaiu a resur-selor de ap.

21

O lucrare de deviere parial sau total a unui curs de ap este o derivaie din punctul de vedere al gospodririi apelor dac debitele deviate nu ar ajunge i prin reeaua hidrografic natural n punctul de debuare al devierii. n sensul acestei definiii este de relevat faptul c sistemele de alimentare cu ap care prelev debite dintr-un curs de ap i le restituie prin canalizri n alt curs constituie lucrri de derivaie. Tot n categoria derivaiilor se includ lucrrile magistrale de aduciune la distane lungi (indiferent de punctul de debuare) datorit efectului lor de redistribuire a resurselor de ap ale unui teritoriu.

Derivaiile pot fi mprite n: Derivaii funcionnd la debite medii i mici, care au drept scop

satisfacerea cerinelor unor folosine, care ns nu afecteaz practic debitele maxime de pe cursul de ap captat.

Derivaii funcionnd la ape mari, care au drept scop devierea undelor de viitur, care ns nu afecteaz debitele normale pe cursul de ap captat.

Derivaii mixte, care cumuleaz ambele funciuni. Dup modul n care se realizeaz derivarea se pot distinge:

Derivaii gravitaionale, care funcioneaz prin cdere liber. Derivaii cu pompare, n care pentru realizarea derivrii este

necesar ridicarea apei prin intermediul unor staii de pompare. Derivaiile prezint caracteristici mult mai variate dect acumu-

lrile; de aceea, parametrii utilizai pentru caracterizarea lor sunt foarte neomogeni. n tabelul 2 este prezentat o sintez a parametrilor.

I.4.1. NIVELURI I CDERI CARACTERISTICE

n general, pentru fiecare derivaie se poate indica un nivel

maxim, mediu i minim pentru captul amonte al derivaiei i pentru cel din aval. n situaiile n care admisia n derivaie sau evacuarea sunt reglate prin stavile, se pot indica niveluri caracteristice att n cursul de ap captat respectiv n emisar, ct i nivelurile corespunztoare n derivaia propriu-zis. Diferenierea este importan-t n special pentru situaiile de ape mari, cnd, n general, dispozitivele constructive mpiedic transmiterea nivelurilor extraor-dinare de pe cursurile de ap n derivaie.

Tabe

lul n

r.2.

Par

amet

rii c

arac

teris

tici a

i der

iva

iilor

22

23

Cderile caracteristice se indic att pentru ansamblul derivaiei, ct i, n cazul n care exist, pentru staiile de pompare sau centralele hidroelectrice de pe parcurs. n determinarea cderilor caracteristice trebuie inut seama de condiiile de exploatare ale sistemului. Astfel, cderea maxim nu reprezint n mod obligatoriu diferena de nivel dintre nivelul maxim n amonte n cel minim n aval, deoarece este posibil ca aceast coinciden s fie imposibil n decursul exploatrii.

I.4.2. DEBITE I VOLUME

Debitele caracteristice ale derivaiilor sunt pe de o parte determi-

nate de condiiile constructive, iar pe de alt parte de regimul de exploatare. n funcie de modul de construire a lucrrii de captare se poate construi o curb de corelaie dintre debitul afluent pe cursul de ap captat i debitul tehnic derivabil. Aceast curb (fig. 4) constituie o caracteristic a derivaiei.

Derivaiile sunt caracterizate printr-un debit instalat, repre-zentnd debitul maxim care poate fi tranzitat pe derivaie n condiii normale de exploatare. La derivaiile cu nivel liber este uneori posibil sporirea debitelor derivate; pentru derivaiile de acest tip se va putea stabili un debit maxim derivabil care depete debitul instalat.

Debitele efectiv derivabile printr-o lucrare de derivaie nu depind numai de condiiile constructive ale derivaiei, ci i de situaia gospodririi apelor n bazinul captat i cel emisar. Astfel, o derivaie poate fi caracterizat prin urmtoarele volume de ap caracteristice:

Volumul de ap anual efectiv derivabil, innd seama de totalitatea cerinelor de gospodrire a apelor. Acest volum este funcie de regimul de exploatare admis i, ca atare, poate fi modificat n decursul exploatrii lucrrii.

Volumul de ap anual teoretic derivabil, n care nu se ine seama de cerinele de gospodrire a apelor, admindu-se c derivaia tranziteaz tot timpul ntreg debitul de care este capabil. Volumul de ap teoretic derivabil reprezint limita maxim n care poate fi utilizat derivaia.

Debitul efectiv derivat i cel teoretic derivabil sunt mrimi dinamice care variaz cu gradul de echipare a bazinului i cu gradul de dezvoltare a folosinelor.

Fig. 4. Dependena dintre debitul afluent

i debitul maxim tehnic derivabil Un parametru adeseori neglijat l constituie volumul acumulat pe

derivaie. Derivaiile importante cuprind volume de ap mari, care, n anumite perioade, trebuie prelevate pentru punerea derivaiei n stare de funciune nainte de trecerea la funcionarea propriu-zis; aceste volume pot afecta calculele de gospodrire a apelor. n unele cazuri, volumele respective pot fi folosite pentru satisfacerea unor cerine de ap.

n afar de volumul acumulat, pentru derivaiile cu nivel liber poate prezenta interes o curb de variaie a volumului acumulat pe derivaie, funcie de nivel sau de debitul derivat.

I.4.3. DURATE DE UTILIZARE CARACTERISTICE

Se definete durata de utilizare, raportul dintre volumul derivat

mediu anual i debitul instalat. Durata de utilizare se exprim de obicei n ore/an. Corespunztor volumului teoretic derivabil i volumului efectiv derivat se pot determina pentru fiecare derivaie durata maxim teoretic de utilizare i durata efectiv de utilizare a debitului instalat.

I.4.4. VITEZE CARACTERISTICE

Vitezele apei n derivaii nu sunt considerate de obicei parametri

de gospodrire a apelor. Pe lng caracteristicele constructive, vitezele 24

25

influeneaz, pe de o parte, capacitatea de transport solid a derivaiei, iar pe de alt parte determin posibilitatea de utilizare a derivaiei pentru folosine. n legtur cu acestea, n special pentru navigaie, indicarea exclusiv a vitezei maxime duce la o imagine trunchiat a condiiilor de pe derivaie, fiind necesar un studiu probabilistic al vitezelor.

I.4.5. INDICI (PARAMETRI SPECIFICI) AI DERIVAIILOR

Datorit variaiilor mari ale caracteristicilor derivaiilor,

utilizarea unor indici specifici tehnici ai derivaiilor este puin rspndit. Uneori se folosete ca indice raportul dintre debitul mediu derivat i lungimea derivaiei, care reprezint un indicator al distanei de la care trebuie aduse resursele suplimentare.

De asemenea, n privina indicilor economici exist o mare varietate. Indicele cel mai uzual admis este cel al investiiei specifice sau al costurilor totale specifice care pot fi raportate fie la debitul instalat, fie la debitul mediu derivat (teoretic sau efectiv).

I.5. NDIGUIRILE

ndiguirile reprezint lucrri longitudinale realizate n albiile

majore ale cursurilor de ap n scopul mpiedicrii revrsrii apelor. ndiguirile se realizeaz n general pe incinte, o incint fiind delimitat de diguri transversale care leag digul longitudinal de versantul neinundabil.

ndiguirile se clasific adeseori n: ndiguiri insubmersibile i ndiguiri submersibile. Aceast clasificare are, n sine, un caracter arbitrar, practic nu exist ndiguiri insubmersibile, orice ndiguire avnd o anumit probabilitate de a fi depit. Diferenierea se bazeaz numai pe regimul de exploatare al ndiguirilor.

ndiguirile insubmersibile sunt acele ndiguiri la care, independent de probabilitate, nu este admis deversarea. n caz de necesitate, pentru acest tip de ndiguiri se poate trece la supranlarea digurilor sau se pot lua msuri excepionale de aprare n caz de inundaii catastrofale. ndiguirile submersibile sunt acele ndiguiri care, la viituri excepionale produc efecte negative. La asemenea viituri este necesar inundarea

26

incintelor pentru evitarea unor asemenea efecte, la aceste ndiguiri nu este admisibil supranlarea pentru sporirea gradului de siguran sau luarea unor msuri extreme de aprare.

Parametrii caracteristici ai ndiguirilor care se prezint n tabelul 3 sunt exclusiv cei afereni lucrrilor respective i nu cuprind efectele de gospodrire a apelor realizate n bazin, n aval. Deoarece, independent de influena asupra restului bazinului, unele efecte de combatere a inundaiilor se realizeaz n nsi incinta ndiguit, spre deosebire de lucrrile analizate anterior, n parametri proprii ai ndiguirilor se cuprind i cei care caracterizeaz efectele de gospod-rire a apelor din incint.

Tabelul nr. 3 Parametrii de gospodrire a apelor caracteristici lucrrii de ndiguire

Tipul Parametrii determiniti Parametrii stohastici

Debite

Debitul maxim de depire a digului Qxmax.d Debitul maxim de verificare Qmax.v Debitul maxim de calcul Qmax.c

Debite maxime corespunznd di-feritor probabiliti n regimul de curgere modificat de ndiguire Qmax

Niveluri

Nivelul coronamentului digu-lui Ncor Nivelul maxim de verificare Nmax.vNivelul maxim de calcul Nmax.c

Niveluri maxime cu diferite pro-babiliti Nmax

Suprafee

Suprafaa ndiguit (suprafaa din incinta care ar fi fost inundat la nivelul de veri-ficare) Sind Suprafaa zonei dig-mal Sd-m Suprafaa de bazin controlat de incint Scontr

Suprafaa aprat (suprafaa din incinta care ar fi fost inundat nainte de realizarea acesteia la diferite probabiliti) Sa Suprafee ale zonei dig-mal corespunznd diferitelor proba-biliti de inundare

Volume Volumul de ap al incintei care nu mai particip la ate-nuarea viiturii de verificare Vv

Volume de ap care nu mai particip la atenuarea diferitelor viituri V

Durate Durata de inundare a suprafeelor din zona dig-mal. Durata de inun-dare a taluzului digului

27

I.5.1. DEBITE CARACTERISTICE Parametrul cel mai nsemnat n caracterizarea unei incinte

ndiguite l constituie debitele caracteristice. n general, trebuie indi-cate urmtoarele tipuri de debite:

Debitul maxim de calcul, reprezentnd debitul care este luat n considerare pentru dimensionarea lucrrii respective.

Debitul maxim de verificare, reprezentnd debitul maxim la care se consider c trebuie s reziste lucrarea de ndiguire.

Debitul de deversare, reprezentnd debitul la care se atinge n cel puin un punct cota coronamentului digului, astfel nct deversarea digului se va produce inevitabil (fcnd abstracie de msurile de aprare local n perioadele de inundaie).

n situaiile n care debitele variaz n lungul digului, de exemplu din cauza unor aporturi de debite ale unor aflueni de pe versantul opus, debitele caracteristice trebuie indicate pe tronsoane.

Dac efectul de dezatenuare a undelor de viitur realizat de ndiguiri este important, poate prezenta interes determinarea unui profil longitudinal indicnd variaia n lungul digului a debitelor caracteristice, corespunznd situaiei n care acestea sunt ndiguite sau nendiguite, pentru ca, prin comparaie, s se determine variaia efectului de dezatenuare. n general, ns, este suficient prezentarea celor dou mrimi la captul aval al sectorului de ru ndiguit.

I.5.2. NIVELURI CARACTERISTICE

Deoarece digurile constituie lucrri longitudinale, nu se pot

preciza cote caracteristice unice ca n cazul acumulrilor; nivelurile caracteristice reprezint, de fapt, curbe ale variaiei cotelor caracteris-tice n lungul digurilor. n general, pentru lucrrile de ndiguire se indic urmtoarele niveluri caracteristice:

Nivelul coronamentului digului, reprezentnd curba punctelor cu cota cea mai ridicat din toate seciunile transversale ale digului.

Nivelul maxim de verificare, reprezentnd curba suprafeei libere a apei corespunznd debitului de verificare.

Nivelul maxim de calcul, reprezentnd curba suprafeei libere a apei corespunznd debitului de calcul.

28

Nivelul maxim corespunznd debitului de deversare; acest nivel trebuie s fie mai mic sau egal cu cel al coronamentului i s-l ating pe acesta n cel puin un punct.

I.5.3. SUPRAFEE CARACTERISTICE

De obicei, pentru fiecare lucrare de ndiguire se scoate n

eviden, ca parametru caracteristic, suprafaa scoas de sub regimul inundaiilor. Deoarece suprafeele inundabile constituie o mrime pro-babilistic, suprafaa aprat trebuie definit ca reprezentnd suprafaa din interiorul incintei care, n cazul inexistenei acesteia, ar fi inundat la probabilitatea de deversare a digului. Pe lng acestea, este ns indicat s se prezinte i suprafeele scoase de sub inundaii corespun-ztoare diferitelor probabiliti.

n caracterizarea unei ndiguiri, prezint interes deosebit i pre-cizarea suprafeelor rmase n regim liber de inundare, n zona dig-mal din dreptul incintei sau pe malul opus, dac acesta nu este ndiguit.

I.5.4. VOLUME CARACTERISTICE

Deoarece efectul de gospodrire a apelor al lucrrilor de

ndiguire l constituie tocmai cel de eliminare a unor zone n care se producea atenuarea natural a undelor de viitur, prezint interes i cunoaterea volumului de ap care nu mai contribuie la atenuare n urma ndiguirii, care va fi denumit volumul incintei. Plecnd de la suprafeele inundabile n situaia anterioar ndiguirii i de la nivelu-rile corespunztoare, se poate determina volumul de ap aferent incintei. Acest volum este de asemenea o mrime probabilistic.

I.5.5. DURATE CARACTERISTICE

n afar de amploarea i de frecvena inundaiilor, pentru carac-

terizarea regimului ndiguit prezint interes i duratele de inundare a terenurilor din exteriorul incintei rmase n regim de inundare. Pentru diferite probabiliti, se pot indica duratele de inundare a diferitelor suprafee din exteriorul incintei. Aceste durate prezint interes pentru stabilirea posibilitilor de folosire a terenurilor respective.

29

I.5.6. INDICI (PARAMETRI SPECIFICI) AI NDIGUIRILOR Principalii indici tehnici care caracterizeaz efectul unei lucrri

de ndiguire sunt gradul de meninere n regim de inundare i gradul de aprare mpotriva inundaiilor.

Gradul de meninere n regim de inundare reprezint raportul dintre suprafaa inundabil la o probabilitate dat nainte i dup realizarea incintei. Gradul de meninere n regim de inundare este nul n cazul unei aprri totale i poate fi supraunitar n situaiile extreme n care efectele negative sunt mai mari dect efectele de aprare.

Gradul de aprare mpotriva inundaiilor reprezint diferena dintre unitate i gradul de meninere n regim de inundare.

Dintre indicii economici, cel mai frecvent se utilizeaz investiiile specifice pe unitatea de suprafa scoas de sub inundaii la probabi-litatea de calcul.

I.6. INCINTELE DE ATENUARE

Incintele de atenuare constituie lucrri de gospodrire a apelor,

care, la probabiliti de depire mari, au un efect similar ndiguirilor, aprnd suprafeele din interiorul incintei, iar la probabiliti reduse preiau un rol de acumulare, apa fiind admis n interiorul incintei, n scopul atenurii undelor de viitur. ntr-o definiie strict, trebuie con-siderate incinte de atenuare numai acelea care au prevzute construcii de admitere a apei (deversoare, stavile etc.). Prin extindere ns, s-au ncadrat n aceast categorie i incintele submersibile care realizeaz acelai efect n urma distrugerii unei poriuni a digului prin deversare.

Avnd rol parial de incinte ndiguite i parial de acumulri, rezult c incintele de atenuare vor fi caracterizate prin dou grupe de parametri, aferente fiecreia din cele dou funciuni. Prin urmare, incintele de atenuare nu sunt, n general, caracterizate prin parametrii proprii specifici, ci prin parametrii indicai n paragrafele anterioare. n preluarea modului de definire a parametrilor trebuie avute n vedere anumite particulariti.

n privina parametrilor ndiguirilor trebuie precizat c nivelul de deversare nu mai corespunde atingerii cotei coronamentului, ci debitului de la care ncepe umplerea incintei. Deoarece n momentul inundrii nu s-a atins coronamentul, la incintele de atenuare prezint interes i nivelurile maxime ale apei n exteriorul incintei, la proba-bilitile mai mici dect cea de admitere a apei n incint.

n definirea suprafeelor scoase de sub regimul inundaiilor trebuie inut seama de inundarea incintelor n situaii extreme. De aceea, pe lng curba de probabilitate a suprafeelor inundabile n regim natural, trebuie construit i curba suprafeelor inundabile n regim amenajat. Suprafeele scoase de sub regimul inundaiilor vor reprezenta diferena dintre cele dou curbe (fig. 5)

Fig. 5. Determinarea suprafeelor caracteristice

ale incintelor de atenuare

Pe lng datele caracteristice ale acumulrilor trebuie precizate cotele i debitele caracteristice ale construciei de admisie a apei care nlocuiesc cotele corespunztoare ale descrctorilor acumulrilor.

n sfrit, n cazul incintelor de atenuare este de importan deosebit durata de golire a incintei funcie de dimensiunile construc-iilor de golire. De asemenea, mai trebuie indicate duratele de inundare a terenurilor din interiorul incintei. Pentru determinarea acestei durate trebuie inut seama de intervalul de timp necesar sc-derii nivelurilor pe ru, astfel nct evacuarea s fie posibil; acest interval poate fi ndelungat dac se prevede evacuarea gravitaional a apei din incint, prin intermediul unor stvilare de descrcare.

I.7. STAIILE DE EPURARE

Prin epurare se nelege ansamblul de lucrri i msuri care au

drept scop reducerea indicatorilor de ncrcare a apelor reziduale la asemenea valori nct acestea, odat ajunse n emisar, s nu modifice calitatea acestuia peste anumite limite.

30

31

Procedeele de epurare pot fi clasificate n modul urmtor: primare, formate la rndul lor din procedee mecanice n care

procesele de epurare sunt, n principal, de natur fizic, i procedee chimice, n care procesele de epurare sunt n principal, de natur chimic;

secundare, n care procesele de epurare au un caracter combinat de natur fizic i biochimic;

teriare (denumite i procedee de epurare avansat), n care procesele de epurare se bazeaz pe procedee fizice, fizico-chimice i biologice.

I.7.1. PROCEDEE PRIMARE DE EPURARE

Metoda de epurare mecanic asigur eliminarea din ap a cor-

purilor mari vehiculate de aceasta, a impuritilor care se depun i a celor care plutesc sau pot fi aduse n stare de plutire.

Tipurile de instalaii folosite pentru epurarea mecanic se pot grupa n urmtoarele categorii:

Grtare i site, care rein corpurile i murdriile plutitoare aflate n suspensie n curentul apei (crpe, hrtii, cutii, fibre etc.).

Separatoare de grsimi, care rein grsimile i uleiurile care plutesc la suprafaa apei.

Desnisipatoare, care rein i elimin particulele minerale mai grele din ap: nisip, nisip grosier etc.

Decantoare, care rein cea mai mare parte a impuritilor insolubile a cror greutate specific este mai mare dect a apei.

Instalaiile anexe ale treptei de epurare mecanic se grupeaz n modul urmtor:

Instalaii pentru colectarea, frmiarea (dezintegrarea) i evacuarea corpurilor plutitoare reinute pe grtare i site.

Instalaii pentru colectarea, transportul, splarea i uscarea depunerilor (nisipului) reinute n desnisipatoare.

Instalaii pentru digestia (fermentarea) depunerilor (nmolului) reinute n decantoare (digestoarele).

Instalaii pentru deshidratarea nmolurilor fermentate, cmpuri de uscare, filtre-pres, filtre cu vid, maini centrifuge etc.

Metoda de epurare chimic se aplic n general n asociaie cu metoda mecanic, formnd de fapt metoda mecano-chimic. Ea asi-gur eliminarea ntr-un grad foarte avansat a impuritilor nedizolvate,

32

parial a celor dizolvate, precum i a coloizilor. Metoda chimic constituie o treapt superioar celei mecanice i se compune, pe lng obiectele specifice metodei mecanice, din urmtoarele instalaii supli-mentare:

instalaii de amestec al reactivilor cu ape reziduale; bazinul de reacie ntre reactivi i apele reziduale, n care se

formeaz fulgii (flocoanele) care precipit, antrennd cu ei impuritile; instalaiile de neutralizare, care corecteaz pH-ul, folosite mai

ales la epurarea apelor uzate industriale; instalaiile de dezinfecie, prin care se asigur ndeprtarea din

ap a bacteriilor patogene i care se compun din instalaia de preparare a elementului dezinfectant, bazinul de contact i decantorul final.

O instalaie anex specific treptei de epurare chimic este gos-podria de reactivi, n care se pstreaz i se prepar reactivii chimici folosii: n rest, anexele sunt aceleai ca i la metoda mecanic.

I.7.2. PROCEDEE SECUNDARE DE EPURARE

Metoda de epurare biologic asigur ndeprtarea restului de

substane nedizolvate i a majoritii substanelor dizolvate i coloi-dale, se caracterizeaz prin activitatea microorganismelor care produc mineralizarea materiilor organice coninute n apele reziduale.

n general, se disting dou categorii de construcii i instalaii de epurare biologic, n funcie de condiiile n care au loc fenomenele de epurare i activitatea microorganismelor:

Construcii i instalaii n care epurarea se produce n condiii apropiate de cele naturale i anume:

cmpuri de irigaii; cmpuri de infiltraie; iazuri biologice; anuri de oxidare. Construcii i instalaii n care epurarea se produce n condiii

create artificial (prin asemnarea cu cele naturale): biofiltre obinuite; biofiltre de mare ncrcare; aerofiltre; bazine cu nmol activ.

33

n general, treapta de epurare biologic este precedat de treapta de epurare mecanic sau mecano-chimic, iar dup treapta biologic urmeaz, de asemenea, o decantare final a apei care mai conine frag-mente de material biologic, pe care le-a antrenat la trecerea prin aceste instalaii.

Ca instalaie anex la treapta biologic i anume la aerofiltre i bazine de aerare este staia de suflare pentru aer.

Fiecare metod de epurare are un anumit randament raportat la diferii indicatori specifici de calitate: minerali, organici, toxici, bacte-riologici etc.

n tabelul 4 se dau n mod indicativ eficienele uzuale ale epur-rii mecanice i biologice:

Tabelul nr.4 Eficiena epurrii mecanice i biologice

Mecanic Mecanic i biologic Trepte de epurare Neepurare

Grosier Avansat Parial Medie Avansat

Eficiena epurrii din punct de vede-re al CBOs%

0 20 30 60 80 90

Idem pentru mate-riile n suspensie % 0 50 60 85 90 95

I.7.3. PROCEDEE DE EPURARE TERIAR

(EPURAREA AVANSAT) Epurarea teriar se aplic numai dup treptele indicate anterior

i cuprind o serie de procedee pentru ndeprtarea impuritilor refractare, n special a azotului i fosforului, pentru obinerea unei ape adecvate, care s poat fi refolosit.

a. M e t o d e f i z i c e Micrositarea are ca scop reinerea particulelor fine n suspensie,

dup decantoarele finale prin intermediul unei pnze cu ochiuri extrem de fine, cu intestiii microscopice.

Eficiena n ndeprtarea suspensiilor este de 7585%, iar n ceea ce privete micorarea CBO-ului de 6080%. Un dezavantaj al

34

procedeului l constituie sensibilitatea la variaii de debit sau de concentraie.

Filtrele de nisip obin n general o ndeprtare a materiilor n suspensie puin mai bun dect n cazul microfiltrelor. Ele prezint o sensibilitate mai redus la variaii de debit i de concentraie, ns, n special la staiile mici, sunt mai costisitoare.

Paturile de nisip sunt un tip de filtre de construcie simpl, constnd dintr-un strat de nisip aezat pe un strat de material grosier, totul aezat pe un sistem de conducte de drenare. Efluentul secundar este trecut peste filtre, filtrul este apoi drenat i parial uscat, iar stratul de nmol superficial este ndeprtat manual. n urma experienelor s-a observat c materiile n suspensie din efluentul secundar n concentraii de 2190 mg/l, se reduc la 1020 mg/l dup trecerea prin filtrele de nisip.

b. M e t o d e f i z i c o c h i m i c e Adsorbia este fenomenul de concentrare i colectare a impuri-

tilor refractare la suprafaa unei substane solide. Materialul pe suprafaa cruia are loc reinerea se numete adsorbant.

Ca absorbani sunt folosii: crbune activ, cenui uoare de la generatoarele de gaz din crbune, cenui de la incinerarea nmolului menajer, diveri crbuni fosili, rini schimbtoare de ioni, tala i rumegu de lemn etc.

Se pot obine rezultate bune dac naintea filtrrii prin crbune se realizeaz o ndeprtare practic complet a suspensiilor i coloizilor prin coagulare i filtrare.

Spumarea i separarea prin spumare se bazeaz pe tendina substanelor dizolvate superficial active de a se acumula pe interfaa lichid-gaz. Procedeul de spumare fizic intenionat a apei apare necesar datorit dificultilor produse de spumarea neintenionat a apei n staiile de epurare, pe ruri i chiar n apa de but.

Procedeul de tratare prin spumare este folosit cu un bun randament n special n ndeprtarea detergenilor care constituie sursa principal a fosforului n apele uzate, precum i a altor substane organice refractare, care au nsuirea de a se acumula n spum.

Electrodializa se bazeaz pe aplicarea unei diferene de potenial electric la capetele unei celule care conine ap cu sruri minerale

35

dizolvate, ceea ce duce la migrarea ionilor spre electrozii de semn contrar. Prin aceast metod se obine o demineralizare parial (cca 40%), i procedeul este aplicat pentru ndeprtarea impuritilor solubile ionizate.

Distilarea este un procedeu de transformare a apei n vapori sub aciunea cldurii i apoi condensarea acestora. Cea mai simpl va-riant a distilrii este fierberea direct, urmat de condensare. Tehnica distilrii poate fi perfecionat printr-un procedeu n trepte, fiecare treapt fiind meninut la o presiune ceva mai sczut, deci la o temperatur mai joas, dect precedenta.

Distilarea apei duce la obinerea unei ape bune calitativ, dar este un procedeu costisitor. naintea distilrii apa trebuie supus unei tratri preliminare pentru ndeprtarea suspensiilor. Prin distilare se mbuntesc unele proprieti fizice ale apei, cum sunt mirosul i culoarea i se obine o reducere a CBO de 90% i a detergenilor sintetici de 95%.

Se consider c acest procedeu are perspective de aplicare n viitor n epurarea teriar.

nghearea este un procedeu de epurare prin solidificarea apei, avnd n vedere c cristalele de ghea sunt formate din ap pur.

n procesul de purificare a apei prin ngheare se produce, n prima faz, nghearea apei, apoi cristalele de ghea sunt splate i, n ultima faz, se topete gheaa i se obine ap curat.

O variant a procedeului de purificare a apei prin ngheare o constituie procedeul de formare de hidrai. Acest procedeu se bazeaz pe proprietatea unor compui cu greutate molecular mic de a se combina cu apa dnd natere la compleci, aceti compleci expul-zeaz constituenii ionici incluznd n reeaua lor numai molecule de ap pur. Dup separarea lor, cristalele sunt splate, apoi topite cu formarea a dou lichide nemiscibile: agentul lichid de hidratare care este reintrodus n circuit i apa lipsit de sruri. Procedeul de purificare prin formare de hidrai este mai economic dect nghearea.

Extracia cu solveni este o metod de ndeprtare a substanelor refractare din ap care se bazeaz pe nsuirea unor solveni organici, care conin n molecul atomi puternic electronegativi de a fi pariali miscibili cu apa. Un exemplu de solvent organic este di-izopropil-amina (DIPA).

36

Rezultatele de pn acum arat c metoda extraciei cu solveni a dat rezultate bune i poate fi aplicat cu eficien la epurarea apelor uzate oreneti.

Oxidarea chimic este o metod de epurare avansat care duce la ndeprtarea substanelor organice refractare din ap, prin oxidarea acestora. Oxidanii folosii sunt ozonul, peroxidul de hidrogen, clorul, permanganatul de potasiu, bioxidul de clor, oxigenul molecular.

Avantajele folosirii oxidanilor chimici sunt: distrug substanele organice din ap, precum i unele substane

anorganice ca sulfii, cianuri; nu las dup aplicare reziduuri concentrate; distrug organismele din ap avnd deci un rol de dezinfectant.

Prin oxidare chimic se produce i o corectare a gustului, mirosului i culorii apei.

Oxidarea electrochimic degradeaz substanele organice din ap folosind reaciile de oxidare i reducere care se produc pe supra-faa electrozilor unei celule de electroliz. n aceste procese substan-ele organice se pot degrada la CO2 i ap. n prezent procedeul este neeconomic.

Schimbul ionic folosete proprietatea unor substane care, puse n contact cu ap mineralizat, sunt capabile s nlocuiasc ionii din ap cu ioni din materialul schimbtor. Folosind n acelai timp schimbtori de anioni i cationi este posibil ionizarea aproape complet a apei. Aceast metod de epurare este eficient, dar prezint costuri ridicate.

Coagularea chimic duce la ndeprtarea substanelor organice refractare, n special a azotului i fosforului, folosind reaciile de precipitare ale acestor substane ca coagulani. Precipitatele formate sunt apoi ndeprtate din sistem prin diverse metode.

c. M e t o d e b i o l o g i c e Irigarea este un procedeu de epurare folosit i n epurarea

teriar i se realizeaz prin urmtoarele metode: irigare direct, irigare subteran i aspersiune pe sol.

n timpul trecerii efluentului prin sol se produc fenomene de mineralizare i se observ o reducere a CBO-ului cu 90%, o reducere a CCO-ului cu 5880%, o reducere a azotului organic cu 63%, azotul total descrescnd cu 6484%.

37

Cantitatea de ap necesar pentru irigare se stabilete innd seama de nevoile fiziologice pentru creterea plantelor cultivate, de nevoile pentru ameliorarea unor soluri, de pierderile pe terenurile cultivate i de pierderile tehnologice ale sistemului de alimentare cu ap a cmpurilor de irigaie.

Studiile efectuate au artat c irigarea este corespunztoare pentru efluenii oreneti i servete la egalizarea calitilor efluen-tului. Aceast metod de epurare avansat este folosit n multe ri, cu rezultate bune i, n acelai timp, este o metod economic.

Lagunarea folosete proprietatea algelor de a ngloba substan-ele nutritive, azotul i fosforul, ndeprtndu-le din ap. Lagunele sunt folosite ca un sistem tampon ntre instalaia de epurare i ru.

Prin trecerea prin lagune se reduc materiile n suspensie, CBO-ul, azotul i fosforul, de asemenea, efluentul este stabil i oxigenat, iar bacteriile patogene dispar complet.

Una din dificultile lagunelor o reprezint creterea neregulat a algelor, n funcie de anotimp, cretere care afecteaz cantitatea de materii n suspensie.

Procedeul este economic acolo unde exist suprafee mari de teren i eficiena poate fi crescut prin asocierea cu alte procedee de epurare avansat.

Defosforizarea este un sistem aerob continuu de cretere a microorganismelor din nmolul activ, pentru care fosforul constituie o substan nutritiv esenial.

n procesul cu nmol activ, cea mai mare parte din fosfor este ndeprtat de aciunea microorganismelor, iar o mic parte este elimi-nat prin procesul de precipitare cationic.

Denitrificarea este un procedeu biologic anaerob de epurare avansat, care se bazeaz pe activitatea microorganismelor din nmol, n urma degradrii oxidative a materiilor organice. Folosind ionul azotat ca surs de oxigen, azotul se elimin sub form de gaz.

Dezinfecia aplicat ca procedeu de epurare avansat are ca scop ndeprtarea bacteriilor patogene din apa uzat epurat prin metodele clasice.

n instalaiile de epurare clasice se produce o dezinfectare paria-l a apelor uzate, cu o reducere a bacteriilor n proporie de 9095% n filtrele biologice i n bazine cu nmol activ. Numeroase studii au

38

dovedit ns c bacteriile patogene, chiar n numr foarte mic de 510%, pot avea un rol important n declanarea unei mbolnviri. Datorit pericolului infeciei este necesar dezinfectarea efluenilor care provin din staiile de epurare oreneti.

ntruct scopul epurrii avansate este refolosirea apei epurate n diverse scopuri i chiar n scopul folosirii ca surs pentru apa potabil, dezinfecia are un rol determinant.

39

II. SCHEME DE GOSPODRIRE A APELOR PENTRU

SATISFACEREA CERINELOR DE AP

II.1. PROBLEME GENERALE

ALE SCHEMELOR DE GOSPODRIRE A APELOR

II.1.1. DEFINIREA SCHEMELOR DE GOSPODRIRE A APELOR

Problemele de gospodrire a apelor se analizeaz n cadrul

diferitelor bazine hidrografice chiar n stadii incipiente de dezvoltare ale acestora. n asemenea stadii, ns, diferitele msuri sau lucrri de amenajare a apelor se realizeaz izolat. Prin acest mod de abordare a amenajrilor hidrotehnice se rezolv diferite probleme prin soluii locale, necoordonate pe ansamblu. Diferitele intervenii asupra unei pri a bazinelor hidrografice se resimt, n proporii mai mari sau mai mici, pe ntreg bazinul hidrografic. Bazinele hidrografice constituie uniti naturale indivizibile, ntre diferitele fenomene naturale care apar n cadrul unui bazin existnd o interdependen. Lucrrile de intervenie asupra regimului apelor ntr-un bazin hidrografic trebuie realizate numai n cadrul unui ansamblu coerent care s cuprind totalitatea lucrrilor de control i de folosire a apelor, innd seama de legturile dintre aceste fenomene. Acest ansamblu de lucrri de control i de folosire a apelor l constituie schemele de gospodrire a apelor sau schemele de amenajare pe bazine hidrografice.

Elaborarea schemelor de gospodrire a apelor constituie un domeniu n care experiena, talentul i viziunea inginereasc au o pondere determinant.

n principiu, orice intervenie ntr-un bazin hidrografic are influ-ene asupra tuturor ramurilor gospodririi apelor. Cu toate acestea, de foarte multe ori, lucrrile de gospodrire a apelor se realizeaz numai pentru atingerea anumitor scopuri principale. Chiar n aceste situaii, analiza izolat a anumitor aspecte constituie o viziune parial a

40

problemei. De aceea, ntr-o abordare modern a problemei schemelor de gospodrire a apelor exist exclusiv scheme de amenajare n scopuri multiple, care implic toate ramurile gospodririi apelor.

II.1.2. PROBLEME GENERALE ALE PROMOVRII

SCHEMELOR DE GOSPODRIRE A APELOR nainte de a se trece la analiza modalitilor de elaborare a

schemelor de gospodrire a apelor trebuie trecute n revist proble-mele legate de promovarea realizrii lucrrilor. Amploarea lucrrilor de gospodrire a apelor, multitudinea de factori implicai n realizarea lor sau n punerea n valoare a acestor lucrri au ca urmare faptul c promovarea unor lucrri de gospodrire a apelor nu este practic posibil dect n urma unei ample pregtiri a opiniei publice.

Adeseori a fost necesar dezlnuirea unei catastrofe naturale pentru a se putea obine o adeziune general la promovarea unor lucr-ri. Astfel, pentru a cita numai cteva exemple, amenajarea n scopuri multiple a vii Tennessee (S.U.A.) a fost promovat abia dup viiturile catastrofale din 1926, planul Delta de consolidare a digurilor din zona Deltei Rinului n Olanda a fost aprobat numai dup ruperea digurilor n urma mareelor de furtun din 1952. innd seama de multiplele implicaii ale acestor lucrri, ele vor putea fi n general promovate numai n msura n care numeroi factori interesai (organe adminis-trative naionale, regionale i locale, uniti economice, pturi largi ale populaiei) ajung s fie convinse de importana i necesitatea acestora.

Lucrrile de gospodrire a apelor sunt n general lucrri costisitoare, care impun un efort nsemnat de investiie.

Lucrrile de gospodrire a apelor constituie elemente care favorizeaz dezvoltarea diferitelor zone. Pornind ns de la acest principiu, exist o tendin de a se promova lucrri de gospodrire a apelor i n zone n care ele nu sunt absolut necesare, se creeaz uneori o mod a lucrrilor de gospodrire a apelor. n general, n urma unei presiuni a factorilor interesai, este posibil s se treac la realizarea unor lucrri economic iraionale. O asemenea tendin poate avea, n perspectiv, efecte foarte nocive. Realizarea unor lucrri nefundamen-tate economic poate, n decurs de unul sau mai multe decenii, genera

41

curente de opinie contrarii i duce la prerea c investiiile n lucrri mari de gospodrire a apelor ar reprezenta irosirea unor fonduri.

Creterea vertiginoas a consumurilor de ap a creat, chiar n rndul specialitilor, spectrul unei lipse acute de ap ntr-un viitor apropiat i, deci, emiterea unor teorii cu privire la inevitabilitatea de a se trece la lucrri de proporii deosebit de mari de gospodrire a apelor. Asemenea teorii sunt fundamentate de stadiul de solicitare a resurselor la care s-a ajuns n unele bazine din ri avansate din punct de vedere economic, neglijndu-se faptul c n aceleai ri alte bazine sunt mult mai puin dezvoltate. O presiune de acest tip poate duce la realizarea unor lucrri considerabil supradimensionate n anumite bazine hidrografice, n care lucrri de amploare mai mic ar fi mai indicate.

n alte cazuri, pot exista presiuni de a se renuna la anumite lucrri de mari proporii n favoarea unei multitudini de lucrri mai mici.

Astfel, presiunea factorilor interesai poate duce nu numai la promovarea sau respingerea anumitor lucrri, ci i la impunerea unui anumit tip de soluie. Independent de sensul n care se exercit presiunea, n msura n care ea nu se fundamenteaz pe o analiz tiinific a condiiilor economice i sociale de realizare a lucrrilor poate duce la soluii nejustificate.

Apar situaii n care factorii interesai sunt ostili unor amenajri de gospodrire a apelor. Nu trebuie uitat c, n foarte multe zone, lucrrile de gospodrire a apelor au implicaii majore, inundnd tere-nuri agricole, localiti, ci de comunicaie etc. Cu rare excepii, lucr-rile de gospodrire a apelor nu pot fi promovate fr anumite sacrificii, uneori dureroase.

Corectarea n viitor a soluiilor promovate n asemenea condiii este de obicei posibil, ns poate genera costuri mai mari sau sacrificii i mai importante dect cele care ar fi fost necesare n cazul unei abordri contiente a problemei.

Cele de mai sus scot n eviden premisa general c, orict ar fi de perfect o schem de gospodrire a apelor din punct de vedere teoretic, ea nu este promovabil dect n cazul n care exist un curent de opinie favorabil. Rolul specialitilor n domeniul gospodririi apelor l constituie nu numai elaborarea schemelor ci i lmurirea organelor naionale i locale asupra importanei lucrrilor i avantajelor schemelor

42

de gospodrire propuse fa de alte alternative. n lipsa unui acord cu privire la anumite soluii, n special de prim etap, opoziiile respective trebuie considerate condiii de constrngere n care se elaboreaz schema de gospodrire a apelor.

II.1.3. DEFINIREA SCHEMELOR DE GOSPODRIRE A APELOR

PENTRU SATISFACEREA CERINELOR DE AP Plecnd de la definiia general a schemelor de gospodrire a

apelor, se pot defini schemele de gospodrire a apelor pentru satisfa-cerea cerinelor de ap sau schemele de gospodrire a apelor pentru folosine ca fiind ansamblul de lucrri i de msuri care trebuie realizate ntr-un bazin hidrografic pentru a asigura o concordan ntre cerinele de ap i resursele disponibile. Pentru realizarea acestei concordane se poate aciona att asupra cerinelor de ap, ct i asu-pra resurselor, n general fiind necesar acionarea n ambele privine.

Dei nu exist scheme de gospodrire a apelor care s ia n considerare numai un singur tip de soluie, din punct de vedere meto-dologic schemele de gospodrire a apelor pentru folosine pot fi mprite n:

Scheme de raionalizare a cerinelor, cuprinznd: scheme de raionalizare a cerinelor pe baza unor msuri de

sistematizare teritorial; scheme de raionalizare a cerinelor pe baza modificrii teh-

nologiei folosinelor. Scheme de modificare a regimului resurselor, cuprinznd: scheme bazate pe msuri de gospodrire a apelor pe versani; scheme bazate pe lacuri de acumulare; scheme bazate pe derivaii ntre bazine sau subbazine hidrografice.

II.2. SCHEME BAZATE PE RAIONALIZAREA CERINELOR DE AP

Analiza posibilitilor de raionalizare a cerinelor de ap trebuie

s reprezinte primul pas n elaborarea unor scheme de gospodrire a apelor pentru folosine.

43

Raionalizarea cerinelor de ap nu reprezint n sine o problem avnd exclusiv caracter de gospodrire a apelor, ea reprezint de fapt o abordare multidisciplinar a gospodririi apelor pentru folosine. Soluia nu poate fi gsit dect pe baza unei cooperri strnse ntre specialitii n gospodrirea apelor, specialitii n sistematizare i tehnologiile diferitelor folosine.

II.2.1. SCHEME DE RAIONALIZARE A AMPLASRII

CONSUMATORILOR Diferitele localiti urbane care se dezvolt, diferitele localiti

rurale comasate i diferitele platforme industriale pot fi amplasate sau profilate n condiii mai favorabile sau mai defavorabile din punctul de vedere al resurselor de ap, fr a modifica sensibil densitatea localitilor i alte condiii de dezvoltare economic.

Amplasarea localitilor i a industriilor independent de resursele de ap i prevederea de lucrri de gospodrire a apelor astfel nct s satisfac anumite cerine date ale acestor consumatori constituie un procedeu care caracterizeaz o etap depit. n etapa actual, apa devine unul din factorii determinani ai sistematizrii regionale.

II.2.2. SCHEME DE RAIONALIZARE

A CERINELOR DE AP La un anumit profil economic dat, cerinele de ap variaz n

limite deosebit de largi, funcie de o multitudine de factori. Chiar n privina cerinelor de ap pentru populaie se nregis-

treaz, la scar mondial, diferene considerabile ntre consumul pe locuitori al diferitelor orae, diferene care nu pot fi puse n ntregime pe seama diferenelor de echipare a locuinelor sau a oraelor. Asupra acestor diferene nu exist nc explicaii satisfctoare, cele mai plau-zibile le constituie neomogenitatea datelor, care cuprind i anumite uniti industriale racordate la reelele publice i variaia preului de vnzare a apei.

44

II.3. SCHEME BAZATE PE LUCRRI DE GOSPODRIRE A APELOR

II.3.1. SCHEME BAZATE PE LACURI DE ACUMULARE

Lacurile de acumulare constituie lucrrile de gospodrire a

apelor cel mai frecvent utilizate pentru acoperirea cerinelor de ap ale folosinelor n perioadele deficitare. n general, lacurile de acumulare sunt situate n amonte de seciunile deficitare; ele se golesc n perioadele n care resursele naturale nu pot face fa cerinelor i se umplu n perioadele n care debitele naturale depesc cerinele.

Schemele de gospodrire a apelor bazate pe lacuri de acumulare pot fi reduse la urmtoarele tipuri:

scheme cu acumulri avnd rol de regularizare; scheme de acumulri avnd un rol de compensare; scheme de acumulri avnd rol mixt. Primele tipuri de scheme de amenajare caracterizeaz de obicei

fazele incipiente de amenajare, cnd folosinele sunt relativ puin dezvoltate n bazin i se concentreaz ntr-o singur seciune. Cu timpul, aceste scheme i modific funciunile i devin scheme cu rol mixt.

Scheme de amenajare cu acumulri avnd rol de regularizare (fig. 6.a). Se consider acumulri avnd rol de regularizare, acele lacuri de acumulare care sunt astfel exploatate nct s satisfac cerinele de ap ale unor folosine prelevnd debite din seciunea lacului de acumulare, seciune n care se nregistreaz deficitele. Acest tip de scheme este caracteristic pentru majoritatea centralelor hidroelectrice (la care apar ns adeseori derivaii sub forma unor aduciuni secundare), sau pentru alimentrile cu ap care prelev apa direct din lac, lacurile de acumulare realizate pentru folosine care utilizeaz luciile de ap create cum sunt lacurile piscicole sau avicole sunt implicit de tipul cu rol de regularizare.

Scheme de amenajare cu acumulri avnd rol de compensare (fig. 6.b). Se consider acumulri avnd rol de compensare acele lacuri de acumulare care sunt astfel exploatate nct s satisfac cerinele de ap ale unor folosine prelevnd debite dintr-o seciune situat n aval de acumulare, seciune n care se nregistreaz deficite. Debitele evacuate din lac suplimenteaz regimul natural al diferenei de bazin dintre seciunea controlat de acumulare i seciunea deficitar.

Fig. 6. Tipuri de scheme de gospodrire a apelor bazate pe lacuri

de acumulare izolate: a. schem cu acumulare de regularizare; b. schem cu acumulare de compensare; c. schem de tip mixt.

Se definete grad de compensare, raportul dintre debitul mediu n seciunea acumulrii i debitul mediu al rului n seciunea defici-tar, gradul de compensare variaz teoretic ntre 0 i 1. Se poate constata c acumulrile de regularizare constituie un caz limit al acu-mulrilor de compensare, corespunztor unui grad de compensare egal cu unitatea.

n principiu, nu exist limit minim pentru gradul de compen-sare, o acumulare pe un afluent orict de mic putnd teoretic supli-menta regimul unui ru orict de mare. n practic, ns, se apreciaz c nu este recomandabil coborrea gradului de compensare sub 0,10 sau, n mod excepional, sub 0,05, deoarece, n caz contrar, duratele de umplere ale acumulrii ar deveni excesiv de mari i cele de golire excesiv de scurte.

Scheme de amenajare cu acumulri avnd rol mixt de compen-sare i de regularizare (fig. 6.c). n cazul acestui tip de scheme de gospodrire a apelor, lacurile de acumulare satisfac cerinele din mai multe seciuni de prelevare. O parte din debite sunt prelevate direct din seciunea lacului de acumulare, ns altele sunt lsate s se scurg liber pe ru, fiind captate n aval. Exemple de acumulri cu rol mixt sunt acumulrile Paltinul pe rul Doftana i Poiana pe rul Uz; ambele acumulri fiind incluse n scheme de amenajare complexe.

45

Exist o varietate foarte mare de moduri n care mai multe acumulri pot fi combinate n cadrul unei scheme de gospodrire a apelor pentru folosine, n ultim instan, fiecare schem de gospo-drire a apelor constituie un unicat. Totui principial, schemele cu mai multe acumulri pot fi grupate n urmtoarele tipuri:

scheme cu acumulri independente; scheme cu acumulri situate n paralel; scheme cu acumulri situate n serie; scheme complexe, cuprinznd acumulri de diferite tipuri. Scheme cu acumulri independente (fig. 7.a). Chiar n situaia n

care exist mai multe lacuri de acumulare ntr-un bazin hidrografic, este adeseori posibil s se atribuie fiecrui lac de acumulare o anumit zon de influen, n care se situeaz folosinele ale cror cerine le acoper. Dac zonele de influen ale diferitelor acumulri nu se suprapun, lacurile de acumulare sunt considerate independente.

Fig. 7. Tipuri de scheme de gospodrire a apelor pe mai multe lacuri

de acumulare: a. shem cu acumulri izolate; b. schem cu acumulri situate n paralel; c. schem cu acumulri situate n serie; d. schem complex,

cuprinznd diferite tipuri de acumulri. 46

47

n principiu, schemele de acumulare cu lacuri de acumulare independente constituie o suprapunere de mai multe scheme cu un singur lac de acumulare, analizate anterior.

Scheme cu acumulri situate n paralel (fig. 7.b). Dac acumu-lrile sunt astfel amplasate ntr-un bazin hidrografic nct debitele defluente dintr-o acumulare s nu poat ajunge prin sistemul de gospodrire a apelor n alt acumulare a sistemului, i cel puin o parte din folosinele din sistem pot fi satisfcute din oricare acumulare a sistemului, lacurile de acumulare respective sunt considerate situate n paralel. O schem de amenajare cuprinznd acumulri n paralel o constituie schema bazinului Trotu, care cuprinde acumulrile Poiana Uzului pe Uz i Belci pe Tazlu, funcionnd n acest mod.

Scheme cu acumulri situate n serie (fig. 7. c). Dac acumul-rile sunt amplasate ntr-un bazin astfel nct debitele defluente dintr-o acumulare cu cot de retenie mai ridicat s ajung prin parcurgerea sistemului n alt acumulare cu cot de retenie mai cobort i dac cel puin o parte din folosinele din aval beneficiaz de efectul cumulat de regularizare a debitului realizat de ansamblul acumulrilor din amonte, lacurile de acumulare respective sunt considerate situate n serie sau n cascad. Exemple ale unor amenajri cu lacuri de acumu-lare n serie le constituie lanul de lacuri de acumulare dintre Bicaz i Bacu pe Bistria sau lanul de lacuri de acumulare a cror execuie a nceput pe Oltul inferior n aval de defileu.

Scheme complexe cuprinznd diferite tipuri de acumulri (fig. 7.d). Schemele complexe cuprind diferite tipuri de acumulri, situate parial n serie i parial n paralel. n cadrul acestui tip de scheme se pot imagina combinaii multiple tehnic posibile.

II.3.2. SCHEME BAZATE PE DERIVAII

Schemele de gospodrire a apelor bazate exclusiv pe derivaii

sunt mai rare dect cele bazate pe lacuri de acumulare, de cele mai multe ori derivaiile se ncadreaz n scheme de gospodrire a apelor cu caracter complex, cuprinznd ambele tipuri de lucrri de gospod-rire a apelor. Se vor prezenta anumite situaii tipice n care se ntlnesc derivaiile izolate de lacurile de acumulare n cadrul schemelor de gospodrire a apelor.

Scheme cu derivaii de acoperire direct a cerinelor de ap ale unor folosine (fig. 8.a). Derivaiile de acoperire direct a cerinelor de

ap ale unor folosine prelev apa dintr-un curs de ap, o conduc pn la folosin i apoi, dup utilizare, o restituie n alt curs de ap. Folosina de ap este situat pe traseul derivaiei, aceasta poate fi mprit n dou sectoare:

sectorul de aduciune situat ntre captare i folosin; sectorul de canalizare, situat ntre folosin i restituie. Pe traseul derivaiei pot exista mai multe folosine de ap, care

utilizeaz apa, succesiv. Cazurile clasice ale unor derivaii de acest tip le constituie cent-

ralele hidroelectrice de tip derivaie, unde folosina hidroenergetic (centrala hidroelectric) este amplasat pe traseul derivaiei. Tot n aceast categorie se ncadreaz sistemele de alimentare cu ap bazate pe aduciuni lungi.

Fig. 8. Tipuri de scheme de gospodrire a apelor bazate pe derivaii: a. derivaii de acoperire direct a cerinelor de ap ale unor folosine;

b. derivaii de compensare a deficienelor din alte bazine; c. derivaii de tip mixt.

Scheme cu derivaii de compensare a deficitelor de ap din alte bazine (fig. 8.b). Derivaiile de compensare a deficitelor prelev apa dintr-un bazin i o restituie ntr-un bazin nvecinat, ale crui resurse le suplimenteaz n scopul satisfacerii unor folosine situate n bazinul emisar, n aval, la punctul de restituie.

48

49

Un exemplu al unei asemenea lucrri este derivaia CoteiChiztu, din cadrul sistemului de gospodrire a apelor TimiBega, care vreme ndelungat a constituit singura lucrare de gospodrire a apelor din bazin. Derivaia are rolul de a preleva debitele excedentare din rul Timi i de a le tranzita spre Bega, pentru acoperirea cerin-elor de ap din zona Timioara.

Scheme cu derivaii de tip mixt (fig. 8.c). Anumite derivaii realizeaz simultan mai multe funciuni din cele indicate anterior. Astfel, exist derivaii care pe de o parte satisfac anumite folosine de ap situate pe traseul derivaiei, iar pe de alt parte servesc i la suplimentarea resurselor de ap din emisar; uneori aceste derivaii pot fi realizate i pentru legturi ntre luciile de ap ale celor dou bazine.

II.3.3. SCHEME BAZATE PE EFECTUL COMBINAT

AL UNOR ACUMULRI I AL UNOR DERIVAII n cazul cel mai general, schemele de gospodrire a apelor cu-

prind att lacuri de acumulare ct i derivaii. n cele ce urmeaz se vor exemplifica situaiile tipice, mai frecvent ntlnite n practic.

Scheme cuprinznd derivaii pentru suplimentarea afluxurilor n acumulri. Foarte adeseori, afluxul natural de ap n seciunea unei acumulri nu este suficient pentru umplerea acumulrii. n alte situaii exist interes pentru concentrarea debitelor pe o singur cale de ap, acest caz este caracteristic n special amenajrilor hidroenergetice.

n asemenea situaii se realizeaz scheme de gospodrire a apelor cuprinznd un lac de acumulare situat ntr-un amplasament favorabil spre care sunt derivate debite captate din bazine nvecinate.

Un exemplu al unei asemenea lucrri o constituie amenajarea Lotru, n care debitele regularizate prin barajul Vidra sunt suplimen-tate prin numeroase derivaii captnd att afluenii Lotrului care se vars n ru aval de acumulare, ct i ruri din alte bazine.

Scheme cuprinznd acumulri pentru regularizarea unor debite prelevate de derivaii. Dac o schem de gospodrire a apelor cu-prinde derivaii deservind direct folosinele este necesar ca rul captat s permit acoperirea cerinelor de ap de pe traseul derivaiei, n caz contrar rezult necesar o regularizare prealabil a debitelor rului captat prin intermediul unei acumulri, astfel nct aceasta s poat face fa cerinelor.

50

Alteori, prin intermediul unor derivaii de compensare se mbuntesc condiiile de acoperire a cerinelor de ap din seciunea deficitar de pe rul emisar fr s se satisfac integral cerinelor n perioadele secetoase, n asemenea cazuri sunt posibile urmtoarele soluii:

realizarea unei acumulri pe rul captat care s suplimenteze debitele prelevabile de derivaie n perioadele deficitare;

realizarea unei acumulri de compensare pe rul emisar, n amonte de punctul de debuare a derivaiei, care s suplimenteze debitele acestuia n perioadele n care debitele aduse de derivaie nu sunt suficiente;

realizarea unor acumulri pe traseul derivaiei; realizarea unei acumulri pe rul emisar, n aval de punctul de

debuare a derivaiei care s regularizeze debitele emisarului supli-mentate prin derivaie.

Scheme cuprinznd derivaii funcionnd n dublu sens. Dificul-tile ntmpinate n executarea unor lacuri de acumulare pe cursurile de ap principale impune adesea, n cazul unor volume mici ale defici-telor, realizarea unor lacuri de acumulare pe vi secundare, practic lipsite de aport. Debitele cursului de ap principal sunt derivate n acumulare prin intermediul unor derivaii, de cele mai multe ori cu pompare. Deoarece folosina principal se afl pe cursul principal i capteaz debitele acestuia n perioadele excedentare, este necesar readucerea debitelor acumulate din acumulare la folosin, pentru a putea acoperi cerinele de ap n perioadele deficitare, aceast readucere de debite poate fi realizat fie prin aceeai derivaie care a servit i la umplerea acumulrii, fie prin alt derivaie.

Un exemplu al unei asemenea scheme l reprezint sistemul de gospodrire a apelor Dragomirna, cuprinznd un lac de acumulare pe rul Dragomirna i o derivaie din rul Suceava, care n perioadele excedentare servete la umplerea lacului prin pompare, iar n perioadele deficitare la satisfacerea cerinelor de ap industrial din zona oraului Suceava.

Scheme cuprinznd derivaii cu acumulri de compensare a cursurilor de ap interceptate de derivaie. n cazul unor derivaii lungi, acestea nu capteaz un singur curs de ap ci intercepteaz mai multe ruri, pe care le capteaz, ducnd debitele acestora la folosine. Folosin-ele pot fi situate fie pe traseul derivaiei, fie pe emisar. n asemenea situaii se realizeaz, de cele mai multe ori, lacuri de acumulare pe afluenii interceptai, astfel nct derivaia s funcioneze mai eficient.

51

Scheme complexe. De cele mai multe ori, ns, schemele de gospodrire a apelor realizate pe diferite bazine constituie combinaii ale tipurilor expuse. Combinaiile ntlnite n practic sunt foarte va-riate, iar unele dintre ele constituie dovada unei ingenioziti remarca-bile a specialitilor care le-au conceput.

II.4. SCHEME CU ALIMENTARE DUBL

A FOLOSINELOR n general, n aceleai condiii climatice, un curs de ap are un

regim cu att mai echilibrat cu ct este mai mare, datorit compens-rilor dintre diferiii aflueni. Dac exist asemenea compensri i pentru alimentarea cu ap a unei folosine, se capteaz dou sau mai multe cursuri de ap, datorit efectului compensator dintre rurile captate, volumul de acumulat necesar pentru acoperirea deficitelor va fi mai mic sau poate deveni chiar nul. Poate fi raional realizarea a doua aduciuni pentru evitarea necesitii de a executa lucrri exagerat de costisitoare de acumulare.

II.5. SCHEME DE GOSPODRIRE A APELOR

N REGIM NATURAL Aspecte ale raionalizrii utilizrii apei n cadrul bazinului apar

i n regim natural. Pentru rezolvarea lor se elaboreaz schema de gospodrire a apelor n regim natural.

Scheme de amplasare a punctelor de captare ale consumato-rilor. n momentul n care resursele de ap ale unui bazin hidrografic, n regim natural sau ntr-un anumit stadiu de amenajare, sunt intens solicitate, este raional ca nainte de a se ataca noi lucrri de gospodrire a apelor s se ajung la o reutilizare ct mai intens a apelor. n acest scop poate prezenta interes o analiz a amplasrii punctelor de captare i de restituie a apelor astfel nct asemenea refolosiri s devin posibile. n aceste analize este necesar luarea n considerare a calitii apelor.

Scheme de legare a luciilor de ap. S-a artat c nu toate folosinele sunt interesante n utilizarea anumitor volume de ap. Exist folosine care utilizeaz n special luciile de ap, avnd interes n realizarea unor lucii continue. Asemenea folosine sunt n special navigaia i agrementul.

52

III. SCHEME DE GOSPODRIRE A APELOR MARI

III.1. DEFINIREA SCHEMELOR DE GOSPODRIRE A APELOR MARI

Plecnd de la definiia general a schemelor de gospodrire a

apelor, se pot defini schemele de gospodrire a apelor mari ca fiind ansamblul de lucrri i msuri care trebuie luate ntr-un bazin hidrografic pentru eliminarea pagubelor datorite inundaiilor.

Trebuie avut n vedere faptul c nu stpnirea viiturilor constituie obiectul final al acestor scheme, ci eliminarea pagubelor produse de undele de viitur. Dac inundaiile constituie un fenomen natural, pagubele provocate de inundaii revin activitii omeneti i nu naturii.

n mod paradoxal, se constat c, dei pe tot globul se investesc fonduri uriae pentru lucrri de combatere a inundaiilor, pagubele datorit inundaiilor cresc n loc s scad. Astfel, de exemplu, n S.U.A. n decurs de 3 decenii s-au investit din fondurile statului peste 7 miliarde $ pentru lucrri de combatere a inundaiilor, n afar de fondurile alocate lucrrilor complexe i de fondurile alocate de iniiativa privat. Cu toate acestea, pagubele medii anuale se ridic la peste 4 miliarde $ anual i sporesc n mod substanial n fiecare an, dei gradul de aprare a luncilor inundabile crete.

Aceast tendin scoate n eviden faptul c pagubele ce se datoresc inundaiilor nu constituie o consecin exclusiv a regimului hidraulic al rurilor ci i un efect al dezvoltrii economice generale, n aceleai condiii hidraulice pagubele cresc de la un an la altul ca urmare a amplasrii de noi obiective n zonele inundabile.

Se apreciaz adeseori c pagubele datorate inundaiilor constituie o caracteristic a epocii moderne i c, n trecut, exista o tendin natural de a retrage zonele locuite de la marginea apei. Aceast

53

afirmaie este numai parial adevrat, cronicile i plcile marcnd nivelurile mari ale apelor nregistrate cu secole n urm atest faptul c n Evul Mediu se nregistrau inundaii catastrofale, putndu-se cita, pentru exemplificare, inundrile periodice ale oraului Florena, dintre care una a depit inundaia nregistrat n 1967.

Este, ns, la fel de adevrat c, n perioadele moderne, nece-sitile tehnologice de realizare a unor platforme industriale plate, necesitile de urbanism care nu permit existena unor pante foarte abrupte n orae i alte necesiti specifice dezvoltrii actuale au accentuat tendina de a cuta terenuri plane care, de foarte multe ori, sunt situate n zonele inundabile.

Se vor prezenta soluiile de principiu care pot fi avute n vedere n studiul problemelor de eliminare a pagubelor datorit inundaiilor. Este de menionat c nici una dintre soluii nu va putea, izolat, s duc la rezolvarea problemei, rolul schemelor de gospodrire a apelor mari este tocmai cel de a combina soluiile de principiu ntr-un ansamblu unitar.

III.1.1. SCHEME BAZATE PE SISTEMATIZAREA

LUNCILOR INUNDABILE a. Sistematizri de ansamblu ale folosinelor din lunc

n perioadele trecute, n care mai existau terenuri virgine, neexploatate i extinderea teritorial era de tip extensiv, era posibil s se neglijeze problema luncilor inundabile care se puteau menine neutilizate. n epoca actual, ns, cnd s-a ajuns la limita dezvoltrii extensive, singura soluie de a obine un spor de produse i de utilizri l constituie utilizarea intensiv a terenurilor, tendin care a determinat trecerea la utilizarea luncilor inundabile.

Problema general care se ridic poate fi formulat n modul urmtor: date fiind (la nivel regional sau naional) anumite resurse de teren, de caliti i productiviti diferite, i anumite cerine, s se determine modul de amplasare a folosinelor pe terenurile respective, astfel nct s se obin efectele optime. Privit din acest punct de vedere, problema esenial o constituie cea de sistematizare a folosin-elor din luncile inundabile, astfel nct pagubele datorit inundaiilor s fie minime.

54

Un exemplu al unei situaii unde s-a adoptat o soluie de acest tip o constituie oraul Shawneetown (Ohio) din SUA, care a fost integral mutat n urma pagubelor suferite din cauza viiturilor rului Ohio, din 1937. Asemenea soluii sunt aplicabile la unele din localitile afectate n ara noastr de inundaiile din 1970. Dac n prezent 50% din ora este inundabil i toate noile construcii se realizeaz n afara zonei inundabile, rezult c ponderea zonei inundabile va fi de numai 25% peste 10 ani i de numai 12,5% peste 20 ani. Adugnd i faptul c din locuinele actuale din zona inundabil mare parte sunt vechi i, oricum, ar trebui refcute sau reamenajate, rezult procente i mai reduse. Costul lucrrilor necesare unei astfel de extinderi pot fi mult mai mici dect cele care revin unor ample lucrri de aprare mpotriva inundaiilor.

Toate aceste considerente scot n eviden faptul c primul pas n abordarea studiilor de combatere a inundaiilor trebuie s l constituie cel al amplasrii optime a obiectivelor din lunca inundabil.

b. Soluii individuale de aprare mpotriva inundaiilor

n zonele inundabile exista uneori anumite obiective care nu pot fi meninute n stare de inundare, iar executarea unor lucrri numai pentru aprare mpotriva inundaiilor poate s nu fie raional sau economic.

n situaii de acest gen, se poate lua n considerare adoptarea unor soluii constructive astfel nct ele s reziste individual la inundaii. Astfel, se pot amenaja cldiri pe stlpi fr parter, care s nu fie inundabile, sau se pot realiza construcii izolate, fr ferestre la parter i cu ui etane care s poat rezista unor unde de viitur.

Asemenea soluii se recomand pentru centrele asigurnd diferite servicii publice (uzina de ap, centrala electric, centrala telefonic, centralele de termoficare .a.); ele ar trebui adoptate chiar dac exist aprare prin diguri, ca o msur suplimentar de siguran, pentru a evita scoaterea din funciune a acestor servicii vitale n situaii extreme.

III.1.2. SCHEME BAZATE PE AMENAJRI

MULTIDISCIPLINARE n analiza cauzelor pagubelor datorit inundaiilor se constat c

adeseori ele sunt considerabil agravate de utilitile existente n luncile inundabile. Diferite ramblee ale cilor de comunicaii, poduri i alte

55

construcii constituie obstruri ale albiilor care conduc la ridicri de niveluri i deci la sporirea pagubelor.

n aceast privin se pot cita urmtoarele: n dimensionarea podurilor, considernd exclusiv punctul de

vedere al ramurii de transport, soluia economic o constituie de obicei cea de a reduce deschiderea podului, chiar dac pentru aceasta podul trebuie realizat la cote relativ nalte, o asemenea soluie duce ns la o supranlare a nivelului apelor din amonte, care sporete inun-dabilitatea.

n luncile inundabile se realizeaz ci de comunicaie longitudinale, adeseori n rambleu, aceste ramblee ngusteaz albia major i duc la o sporire a inundabilitii pe malul opus, fr s asigure o aprare a terenurilor din spatele rambleului din cauza existenei podeelor de descrcare.

n loc de a analiza exclusiv problema inundaiilor, este raional, abordarea problemei ntr-o optic mult mai cuprinztoare a sistema-tizrii luncii inundabile. Este posibil ca, prin conjugarea eforturilor tuturor factorilor interesai, s se realizeze att efecte de combatere a inundaiilor, ct i alte avantaje pentru zona de lunc. Avantajele abordrii multidisciplinare ar putea s