Curs Complet UEA

Cap. 1.Cap. 1. RESURSELE DE APĂ RESURSELE DE APĂ

1.1. Defini1.1. Definiţţii, caracteristiciii, caracteristici1.2. 1.2. Resursele de apă ale globuluiResursele de apă ale globului1.3. Principalele resurse naturale ale României1.3. Principalele resurse naturale ale României1.4. 1.4. Resursele de apă ale RomânieiResursele de apă ale României1.5. Circuitul apei 1.5. Circuitul apei îîn naturăn natură1.6.1.6. Economia apelorEconomia apelor1.7.1.7. Costul apeiCostul apei

11/24/200611/24/2006 cap. 1. cap. 1. ResurseResurse de de apăapă 22

1.1. Defini1.1. Definiţţii, caracteristiciii, caracteristici

apaapa = = lichid, compus hidrogenat al lichid, compus hidrogenat al oxigenului (Hoxigenului (H22O)O)

poate exista poate exista îîn trei stări diferite de agregaren trei stări diferite de agregare, , trecând cu relativă utrecând cu relativă uşşurinurinţţă ă (pe Terra) din (pe Terra) din una una îîn alta: n alta: lichidălichidă, g, gazoasă azoasă (vapori)(vapori),, solidă solidă (ghea(gheaţţăă))

11/24/200611/24/2006 cap. 1.cap. 1. Resurse de apă Resurse de apă 33

Caracteristici specificeCaracteristici specificeocupă volume mari la exteriorul Pământuluiocupă volume mari la exteriorul Pământului;;realizează un circuit continuu realizează un circuit continuu îîntre oceane, atntre oceane, atmosferă mosferă şşi i uscat;uscat;reprezintă cel mai răspândit solventreprezintă cel mai răspândit solvent;;are capacitate mare de absorbare capacitate mare de absorbţţie a călduriiie a căldurii, se , se îîncălzencălzeşşte te şşi se răcei se răceşşte mai te mai îîncet decât orice alt lichid, având o ncet decât orice alt lichid, având o influeninfluenţţă reglatoare asupra temperaturii Pământuluiă reglatoare asupra temperaturii Pământului;;fierbe la 100fierbe la 100°°C C şşi i îîngheangheaţţă la ă la 00°°C;C;densitatea maximă este la temperatura de densitatea maximă este la temperatura de +4+4°°C, iar la 0C, iar la 0°°C C devine cu 10% madevine cu 10% mai voluminoasă decât la i voluminoasă decât la +4+4°°C, ceea ce C, ceea ce face ca gheaface ca gheaţţa să pluteascăa să plutească. Apa din roci, . Apa din roci, îînghengheţţând le ând le dezagregădezagregă..


UnităUnităţţile geografice ale ile geografice ale hidrosfereihidrosferei, respectiv , respectiv sistemele teritoriale sistemele teritoriale îîn care este organin care este organizatzată ă apa sunt: apa sunt: –– oceaneleoceanele–– mărilemările–– apele curgătoareapele curgătoare–– llacurileacurile–– apele subteraneapele subterane–– ghegheţţariiarii


Oceanul PlanetarOceanul Planetar

se compune din patru oceane: Pacific, Atlantic, se compune din patru oceane: Pacific, Atlantic, Indian Indian şşi Arctici Arcticocupă aproximativ ocupă aproximativ 362 mil.km362 mil.km22, 71% din suprafa, 71% din suprafaţţa a Terrei (510 mil.kmTerrei (510 mil.km22), continentele de), continentele deţţin doar 29%. in doar 29%. rrepartiepartiţţia apei oceanice pe glob este inegalăia apei oceanice pe glob este inegală: c: circa irca 90%90% se grupează pe o jumătate din sfera Terrei se grupează pe o jumătate din sfera Terrei, , având polul situat având polul situat îîn SEn SE--ul Insulei Noua Zeelandă ul Insulei Noua Zeelandă (lân(lângă Insula Antipodesgă Insula Antipodes). Aceasta se nume). Aceasta se numeşşte te emisfera oceanicăemisfera oceanică. Opusul ei este . Opusul ei este emisfera emisfera continentalăcontinentală, cu polul la gura fluviului Loire (pe , cu polul la gura fluviului Loire (pe insula Dumet) insula Dumet) şşi i undeunde apa ocupă totu apa ocupă totuşşi 53%i 53% din din suprafasuprafaţţăă..


MărileMările

sunt sunt îîntinderi de apă oceanicăntinderi de apă oceanică, mai mici sau mai , mai mici sau mai pupuţţin adânci decât oceanele. in adânci decât oceanele. Ele se clasifică după Ele se clasifică după raporturile lor cu oceanele raporturile lor cu oceanele şşi continentele i continentele îîn mări n mări mărginamărginaşşe (e (comunică larg cu oceanulcomunică larg cu oceanul, fiind un fel , fiind un fel de golfuri ale acestora), continentale (de golfuri ale acestora), continentale (îînconjurate nconjurate de uscat, de uscat, comunicând cu oceanul sau cu o altă comunicând cu oceanul sau cu o altă mare, prin strâmtori), mediterane (situate mare, prin strâmtori), mediterane (situate îîntre 2ntre 2--3 3 continente continente şşi/sau i/sau ghirlande insulare: Mediterghirlande insulare: Mediterana, ana, Mediterana AsiaticăMediterana Asiatică, M, Mediterana Americană editerana Americană şşi i „„OceanulOceanul”” Arctic). Arctic).


Râurile Râurile şşi fluviilei fluviile

sunt organisme care colectează apele sunt organisme care colectează apele superficiale continentalesuperficiale continentaleuneori se generalizează sub un singur uneori se generalizează sub un singur nume, ca nume, ca de exemplu: de exemplu: pârâu, râu,pârâu, râu, fluviu fluviu, , având la bază o delimitare după mărimeavând la bază o delimitare după mărimerâurile râurile şşi fluviile au un regim de curgere i fluviile au un regim de curgere permanent, deoarecepermanent, deoarece se alimentează nu se alimentează nu numai din ploi ci numai din ploi ci şşi din ape subteranei din ape subterane


LacurileLacurilereprezintă mase de apă care stagnează reprezintă mase de apă care stagnează îîn excavan excavaţţiuni ale iuni ale continentuluicontinentuluiddimensiunile lor sunt variabile; adâncimea imensiunile lor sunt variabile; adâncimea îîncepe de la ncepe de la câcâţţiva metri iva metri şşi până la i până la 1620 m cât are Lacul Baikal, iar 1620 m cât are Lacul Baikal, iar suprafasuprafaţţa de la foarte mică la a de la foarte mică la 3737..000 km000 km22, c, cât are Marea ât are Marea CaspicăCaspicăllacurile formate prin acacurile formate prin acţţiunea omului (antropice), spre iunea omului (antropice), spre deosebire de cele naturale, sunt ardeosebire de cele naturale, sunt artificiale. Din aceatificiale. Din această stă categorie fac parte lacurile de acumulare pentru categorie fac parte lacurile de acumulare pentru hidrocentrale, pentru alimehidrocentrale, pentru alimentarea cu apă a localităntarea cu apă a localităţţilor, ilor, pentru irigapentru irigaţţii etc. ii etc. ÎÎn n ţţara noastră sunt numeroase ara noastră sunt numeroase asemenea lacuri, amenajasemenea lacuri, amenajate pe Dunăreate pe Dunăre, Bistri, Bistriţţa, Argea, Argeşş, , Olt, Siret etc. Olt, Siret etc. Pe glob, mari lacuri de acumulare au fost amenajate pe Pe glob, mari lacuri de acumulare au fost amenajate pe fluviile Nil, Volga, Zambezi, Colorado, Enisei etc.fluviile Nil, Volga, Zambezi, Colorado, Enisei etc.


Limitele hidrosfereiLimitele hidrosferei

sunt date de limitele spasunt date de limitele spaţţiului cu apa lichidă iului cu apa lichidă liberăliberă

îîn scoarn scoarţţa terestră coboară până la a terestră coboară până la 55--10 km, 10 km, iar iar îîn atmosferăn atmosferă, 9, 90% 0% din cantitatea de apă din cantitatea de apă se găsese găseşşte până la te până la 5 km altitudine, limita 5 km altitudine, limita hidrosferei fiind la circa 80 km altitudinehidrosferei fiind la circa 80 km altitudine


Resurse de apăResurse de apă

se se îînnţţelege, elege, îîn sensul cel mai larg,n sensul cel mai larg, apa apa existentă sub diverse stări de agregare existentă sub diverse stări de agregare

(apa (apa lichidălichidă, ghea, gheaţţă sau vapori de apăă sau vapori de apă) ) la suprafala suprafaţţa planetei, a planetei, îîn subsol n subsol şşi i îîn atmosferă n atmosferă

(hidrosfe(hidrosferără))


Folosirea apei este strâns legată de dezvoltarea Folosirea apei este strâns legată de dezvoltarea economică economică şşi socială a societăi socială a societăţţii, ii,

de marile probleme actuale ale omenirii:de marile probleme actuale ale omenirii:

problema alimentaproblema alimentaţţiei iei –– dezvoltarea dezvoltarea irigairigaţţiilor;iilor;problema energiei problema energiei –– utilizarea energiei utilizarea energiei hidraulice;hidraulice;problema mediului problema mediului îînconjurător nconjurător –– apa este apa este unul dintre factorii de mediu cei mai unul dintre factorii de mediu cei mai ameninameninţţaaţţi cu poluare sau epuizare.i cu poluare sau epuizare.


Multă vreme Multă vreme şşi, i, îîn oarecare măsurăn oarecare măsură, chiar , chiar şşi i îîn n prezent apa a fost considerată ca o resursă ieftinăprezent apa a fost considerată ca o resursă ieftină, ,

fără limitări cantitativefără limitări cantitative. . ÎÎn prezent, sau n prezent, sau îîn n următoarele decenii apa poate deveni un factor de următoarele decenii apa poate deveni un factor de

limitare a crelimitare a creşşterii economice terii economice şşi a produci a producţţiei iei alimentare. alimentare.

ConcurenConcurenţţa a îîn cren creşştere tere îîntre mai mulntre mai mulţţi utilizatori care i utilizatori care îîşşi dispută o cantitate de apă limitată i dispută o cantitate de apă limitată şşi prei preţţul tot ul tot

mai ridicat, din punct de vedere economic mai ridicat, din punct de vedere economic şşi i ecologic, al strategiilor tradiecologic, al strategiilor tradiţţionale de ionale de

aprovizionare cu apăaprovizionare cu apă, c, cer o abordare nouă a er o abordare nouă a gospodăririi apelorgospodăririi apelor..


Resursele de apă ale planetei Resursele de apă ale planetei reprezintă o componentă a reprezintă o componentă a

resurselor naturaleresurselor naturale, cu unele , cu unele caracteristici comune cu acestea, caracteristici comune cu acestea,

dar dar şşi cu anumite trăsături i cu anumite trăsături specifice. specifice.


Caracteristici specifice Caracteristici specifice resurselor de apă resurselor de apă

caracter caracter limitatlimitat îîn span spaţţiu (ca valoare medie a iu (ca valoare medie a volumului disponibil la un moment dat) volumului disponibil la un moment dat) şşi timp (i timp (pe pe o perioadă de timpo perioadă de timp, de exemplu anual), de exemplu anual)inepuizabileinepuizabile, r, refăcânduefăcându--se se îîn mod ciclic (circuitul n mod ciclic (circuitul apei apei îîn naturăn natură))distribudistribuţţie ie neuniformăneuniformă, , îîn span spaţţiu iu şşi timpi timpposibilităposibilităţţi de i de transporttransport limitatelimitateregimregim puternic influenputernic influenţţat de către omat de către om, atât sub , atât sub aspect cantitativ cât aspect cantitativ cât şşi calitativi calitativresursăresursă refolosibilărefolosibilăimportant important factor de mediufactor de mediu

1.2. 1.2. Resursele de apă aleResursele de apă ale globuluiglobului


Rezervorul Volumul de apă

[km3] % din total

% din apa dulce

TOTAL TERRA din care:

1.400.000.000

100 -

Oceanul Planetar 1.362.200.000 97,3 - Apa dulce

din care: 37.800.000 2,7 100

calotele de gheaţă şi gheţarii 29.182.000 77,20 apa subterană 8.467.000 22,40

lacuri şi mlaştini 132.100 0,35 vapori de apă în atmosferă 15.120 0,04

cursuri de apă 3.780 0,01


Se poate observa cantitatea uriaSe poate observa cantitatea uriaşşă de apă ă de apă existentă la nivel mondialexistentă la nivel mondial, dar , dar şşi faptul că i faptul că ponderea apei dulci (2,7%), ponderea apei dulci (2,7%), este mult mai este mult mai mică decât a apei sărate mică decât a apei sărate (97,3%). (97,3%).

ÎÎn cadrul apei dulci,n cadrul apei dulci, ponderea apei din râuri ponderea apei din râuri, , cu precădere utilizată cu precădere utilizată îîn activitatea umanăn activitatea umană, , este deosebit de mică este deosebit de mică (0,01% din apa dulce (0,01% din apa dulce şşi 0i 0,00027% ,00027% din volumul total de apădin volumul total de apă).).


•• ddacă se consideră anual circa acă se consideră anual circa 10 circuite ale 10 circuite ale apei apei îîn naturăn natură, v, volumul mediu de apă scurs pe olumul mediu de apă scurs pe râuri râuri şşi fluvii i fluvii îîntrntr--un an ajunge la 37.800 km un an ajunge la 37.800 km 33

•• se se aaprecipreciaazăză căcă, , îîn actualele condin actualele condiţţii tehnice ii tehnice şşi i economice, pot fi captate economice, pot fi captate şşi valorificate i valorificate aproximativ 20.000aproximativ 20.000--30.000 km30.000 km33/an./an.

BilanBilanţţul hidrologic anual la scaraul hidrologic anual la scara continentelorcontinentelor


CONTINENTUL Precipitaţii Evapotranspiraţia km3/an km3/an

Europa 7.165 4.055 Asia 32.690 19.500 Africa 20.780 16.555 America de Nord 13.910 7.950 America de Sud 29.355 18.975 Australia şi Oceania 6.405 4.440 TOTAL MONDIAL 110.305 71.475

CONTINENTUL Scurgere totală Scurgere maximă

Scurgere minimă

Maxim / total

km3/an % km3/an km3/an - Europa 3.110 8,0 2.045 1.065 0,66 Asia 3.190 34,0 9.780 3.410 0,74 Africa 4.225 10,9 2.760 1.465 0,65 America de Nord 5.960 15,3 4.220 1.740 0,75 America de Sud 10.380 26,7 6.640 3.740 0,64 Australia şi Oceania 1.965 5,1 1.500 465 0,76 TOTAL MONDIAL 38.830 100 26.945 11.885 0,69


Utilizarea apeiUtilizarea apei

foarte diferită foarte diferită îîntre zonele globului ntre zonele globului îînregistrândunregistrându--se pentru consumul de apă se pentru consumul de apă valori de:valori de:

–– cca. 40 mcca. 40 m 3 3 /an loc /an loc îîn unele n unele ţţări subdezvoltate ări subdezvoltate din Africadin Africa

–– peste 1.000 mpeste 1.000 m 3 3 /an loc /an loc îîn unele n unele ţţări dezvoltate ări dezvoltate şşi i –– cca. 2.500 mcca. 2.500 m 3 3 /a/an loc n loc îîn unele n unele ţţări foarte ări foarte

dezvoltatedezvoltate

Repartizarea debitelor de apă dulce Repartizarea debitelor de apă dulce pe continentepe continente


Nr.crt. Regiunea

Debit mediu anual

Cotă parte a

debitului

Cotă parte a

populaţiei

Cotă parte a debitului

asigurat - - km3/an % % % 1. Africa 4.225 11 11 45 2. Asia 9.865 26 58 30 3. Europa 2.129 5 10 43

4. America de Nord şi Centrală 5.960 15 8 40

5. America de Sud 10.380 27 6 38 6. Oceania 1.965 5 1 25 7. C.S.I. 4.350 11 6 30 --- Total Mondial 38.874 100 100 36


Neuniformitatea Neuniformitatea îîn timpn timp

aproximativ 2/3 din volaproximativ 2/3 din volumul anual umul anual se realizează se realizează îîn timpul viiturilor,n timpul viiturilor,

iar 1/3iar 1/3, r, relativ stabilăelativ stabilă, e, este ste asigurată asigurată îîn tot timpul anuluin tot timpul anului

Consumul de apă pentru populaConsumul de apă pentru populaţţie ie şşi servicii publice i servicii publice –– 19801980


REGIUNEA

SITUAŢIA ÎN ANUL 1980

Populaţia Consum prelevat

Apă consumată

Apă uzată restituită

[106 loc.] [km3] [km3] [km3] Europa 496 48 10 38

Asia 2.932 8 53 35 Africa 589 10 7 3

America de N 411 66 20 46 America de S 279 24 14 10 Australia şi

Oceania 26 4,1 1,2 2,9

U.R.S.S. 282 23 5 18 TOTAL 5.015 263,1 110,2 152,9

REGIUNEA

SITUAŢIA ÎN ANUL 2000

Populaţia Consum prelevat

Apă consumată


[106 loc.] [km3] [km3] [km3] Europa 512 56 8 48

Asia 3.612 200 100 100 Africa 853 30 18 12

America de N 489 90 22 68 America de S 367 40 20 20 Australia şi

Oceania 30 5,5 1,5 4

C. S. I. 310 35 5 30 TOTAL 6.173 456,5 174,5 282

Consumul de apă Consumul de apă îîn industrie (n industrie (îîn [kmn [km33/an])/an])


SITUAŢIA ÎN ANUL 1980 SITUAŢIA ÎN ANUL 2000

REGIUNEA Apă prelevată

Apă consumată


Apă prelevată

Apă consumată


Europa 193 19 174 200-300 30-35 170-175 Asia 118 30 88 320-340 65-70 255-270

Africa 6,5 2 4,5 30-35 5-10 25 America de N 294 29 265 360-370 50-60 310 America de S 30 6 24 100-110 20-25 80-85 Australia şi O 1,4 0,1 1,3 3,0-3,5 0,5 2,5-3,0

C. S. I. (URSS) 117 12 105 140-150 20-25 120-125

TOTAL 759,9 98,1 661,8 1153-1308,5 190-225,5 962,5-993


1.3. Principalele resurse naturale 1.3. Principalele resurse naturale ale Românieiale României

Resursele naturale reprezintă Resursele naturale reprezintă capitalul natural,capitalul natural, o o componentă esencomponentă esenţţială a bogăială a bogăţţiei României. iei României. Resursele naturale neregenerabileResursele naturale neregenerabile ale României ale României au fost au fost şşi sunt i sunt îîncă exploatate ncă exploatate şşi prelucrate cu i prelucrate cu tehnologii care au condus la poluarea intensă a tehnologii care au condus la poluarea intensă a unor zone din unor zone din ţţarăară. . Resursele de materii prime regenerabileResursele de materii prime regenerabile sunt, sunt, parte din ele, de asemenea limitate. Aceste parte din ele, de asemenea limitate. Aceste resurse sunt: resurresurse sunt: resursele de apăsele de apă, resursele de sol , resursele de sol şşi i fauna fauna şşi flora.i flora.


Resursele de apăResursele de apă reprezintă poten reprezintă potenţţialul hidrologic format ialul hidrologic format din apele de suprafadin apele de suprafaţţă ă şşi subterane, i subterane, îîn regim natural n regim natural şşi i amenajat, inventariate la sfâramenajat, inventariate la sfârşşitul anului, indiferent de itul anului, indiferent de destinadestinaţţia utilizării acestoraia utilizării acestora. . ÎÎn resursele de apă nu este n resursele de apă nu este cuprinsă apa marină sau din lacurile salmastre cuprinsă apa marină sau din lacurile salmastre şşi nici apa i nici apa din consumul din consumul îîn regim natural ce se efectuează individualn regim natural ce se efectuează individual, , îîn afara sistemului organizat. n afara sistemului organizat. ÎÎn România n România resursele de apă interioară sunt limitate la resursele de apă interioară sunt limitate la 1700 m1700 m33/an loc./an loc., iar luând , iar luând îîn considerare n considerare şşi i Dunărea Dunărea -- fluviu fluviu internainternaţţional ional -- la cca. 3250 la cca. 3250 mm33/an loc/an loc..; cu mult sub valorile ; cu mult sub valorile îîntâlnite ntâlnite îîn alte n alte ţţări bogate ări bogate îîn ape cum sunt: n ape cum sunt: ţţările nordiceările nordice, , Austria, Ungaria, ElveAustria, Ungaria, Elveţţia, Grecia, Frania, Grecia, Franţţa a şş.a.m.d. .a.m.d. ReReţţeaua hidrografică a României are aproape eaua hidrografică a României are aproape îîntreaga ntreaga suprafasuprafaţţă cuprinsă ă cuprinsă îîn bazinul fluviului Dunărean bazinul fluviului Dunărea, cu excep, cu excepţţia ia unei părunei părţţi din râurile din Dobrogea,i din râurile din Dobrogea, tributare Mării Negre tributare Mării Negre. . Resursele de apă ale României sunt constituite din apele Resursele de apă ale României sunt constituite din apele de suprafade suprafaţţă ă (râuri interioare, lacuri naturale (râuri interioare, lacuri naturale şşi artificiale,i artificiale, fluviul Dunăreafluviul Dunărea) ) şşi i îîntrntr--o măsură mai micăo măsură mai mică, respectiv cca. , respectiv cca. 10%, din apele subterane.10%, din apele subterane.


datorită dispunerii neuniforme a râurilor datorită dispunerii neuniforme a râurilor interioare interioare îîn teritoriu n teritoriu şşi folosirii i folosirii îîn mică n mică măsură a apelor Dunăriimăsură a apelor Dunării, d, datorită poziatorită poziţţiei iei sale periferice, la limita de sud a teritoriului sale periferice, la limita de sud a teritoriului ţţăriiării, a, a fost necesară realizarea unor lucrări fost necesară realizarea unor lucrări de amenajare a bazinelor hidrograficede amenajare a bazinelor hidrografice

astfel sastfel s--au realizat peste 1.900 lacuri au realizat peste 1.900 lacuri importante, cu un volum total de peste importante, cu un volum total de peste 13 mld.m13 mld.m33, d, dotate cu toate uvrajele aferente otate cu toate uvrajele aferente lucrărilor complexe de amenajare a apelor lucrărilor complexe de amenajare a apelor şşi i 2.000 km canale 2.000 km canale şşi galerii de derivai galerii de derivaţţie ie pentru transferul resursei de apă din bazine pentru transferul resursei de apă din bazine excedentare excedentare îîn bazine deficitare sau n bazine deficitare sau îîn n cadrul aceluiacadrul aceluiaşşi bazin hidrografici bazin hidrografic


principala resursă de apă a României este principala resursă de apă a României este constituită din râurile interioareconstituită din râurile interioare, , îîn număr de n număr de 4864 4864 (inventariate (inventariate şşi codificate)i codificate), a, având o lungime totală vând o lungime totală de 78.905 kmde 78.905 km

raportat la popularaportat la populaţţia actuală a ia actuală a ţţăriiării, , resursa de apă resursa de apă specifică utilizabilăspecifică utilizabilă este de cca. 2.700 meste de cca. 2.700 m33/an loc., /an loc., fafaţţă de media europeană de ă de media europeană de 4.000 m4.000 m33/an /an loc., loc., ceea ce situează ceea ce situează ţţara noastră pe poziara noastră pe poziţţia 20 ia 20 îîn n EuropaEuropa

consumurile de apă au scăzut drastic consumurile de apă au scăzut drastic îîn ultimii ani, n ultimii ani, la cca. 50% fala cca. 50% faţţă de ă de 1989, din1989, din cauza reducerii cauza reducerii activităactivităţţii industriale ii industriale şşi reducerii activităi reducerii activităţţilor ilor agricoleagricole

Resurse de apă potenResurse de apă potenţţiale iale şşi tehnic i tehnic utilizabile din România pentru anul 2000,utilizabile din România pentru anul 2000,

îîn [mld.mn [mld.m33/an]/an]


* cuprinde o jumătate din stocul mediu multianual scurs pe Dunăre în secţiunea Baziaş** cuprinde cca. 5 mld.m3 resursă asigurată în regim natural

Categoria de resurse Resursa de apă potenţială

Resursa de apă tehnic utilizabilă

Râuri interioare 40 25** Dunărea 85* 30 Ape subterane 9 6 Total 134 61


Dunărea Dunărea şşi Marea Neagrăi Marea Neagrăconstituie ecosisteme distincte care, pe teritoriul aparconstituie ecosisteme distincte care, pe teritoriul aparţţinând inând României, au o importanRomâniei, au o importanţţă economică ă economică şşi ecologică apartei ecologică aparte

DunăreaDunărea este coloana de transport pe căile interioare de este coloana de transport pe căile interioare de apă ale Europeiapă ale Europei. P. Prin canalele Dunăre rin canalele Dunăre -- Marea Neagră Marea Neagră şşi i Rin Rin -- Main Main -- Dunăre se leagă două mări Dunăre se leagă două mări, Marea Nordului , Marea Nordului şşi i Marea NeagrăMarea Neagră, creând perspectiva cre, creând perspectiva creşşterii traficului pe terii traficului pe apă al mărfurilor pe teritoriul Românieiapă al mărfurilor pe teritoriul României. D. Dunărea este sursă unărea este sursă de apă pentru diverse folosinde apă pentru diverse folosinţţe, e, sursă de hrană sursă de hrană (fau(faună nă piscicolăpiscicolă) ) şşi sursă de energie ieftinăi sursă de energie ieftină, p, prin cele două rin cele două hidrocentrale electrice de la Porhidrocentrale electrice de la Porţţile de Fierile de Fier

Marea NeagrăMarea Neagră este poarta României spre mări este poarta României spre mări şşi oceane, i oceane, iar zona de litoral iar zona de litoral şşi de platou continental oferă condii de platou continental oferă condiţţii ii diverse pentru valorificarea bogădiverse pentru valorificarea bogăţţiilor subterane (petrol, iilor subterane (petrol, gaze naturale), agaze naturale), acvatice (fauna cvatice (fauna piscicolăpiscicolă), ), şşi de pe uscat i de pe uscat (turism, agrement)(turism, agrement)


Alte resurse naturaleAlte resurse naturaleLacurile naturaleLacurile naturale,, din care unele terapeutice de importandin care unele terapeutice de importanţţă ă internainternaţţională ională (Techirghiol, Amara (Techirghiol, Amara şş.a.), precum .a.), precum şşi i lacurile lacurile artificiale de barajartificiale de baraj pe râurile interioare (având volumul total pe râurile interioare (având volumul total de cca. 12 mld.mde cca. 12 mld.mcc) constituie de asemenea resurse de ) constituie de asemenea resurse de mare valoare.mare valoare.Apele mineraleApele minerale, r, resursă regenerabilăesursă regenerabilă, sunt insuficient , sunt insuficient valorificate, devalorificate, deşşi unele din ele sunt apreciate pe plan i unele din ele sunt apreciate pe plan mondial prin calitămondial prin calităţţile lor. Dile lor. Din rezerva totală de ape in rezerva totală de ape minerale ce pot fi minerale ce pot fi îîmbuteliate, 122.000 mmbuteliate, 122.000 mcc/zi, /zi, se valorifică se valorifică doar cca. 40%.doar cca. 40%.Resursa de solResursa de sol îîn România este tot atât de importantă ca n România este tot atât de importantă ca şşi resursa de apăi resursa de apă. Din suprafa. Din suprafaţţa totală a a totală a ţţării de ării de 237.500 km237.500 km22, 6, 62% 2% reprezintă suprafareprezintă suprafaţţa agricolăa agricolă, 2, 26,7% 6,7% -- pădurilepădurile, 3,7% , 3,7% -- apele apele şşi 7,6% i 7,6% -- alte suprafealte suprafeţţe.e. Cele mai Cele mai fertile soluri sunt cernoziomurile din Câmpia Românăfertile soluri sunt cernoziomurile din Câmpia Română, , Câmpia de Vest, PodiCâmpia de Vest, Podişşul Moldovei, Câmpia Transilvaniei, ul Moldovei, Câmpia Transilvaniei, Dobrogea Dobrogea şşi alte zone (26,7% din i alte zone (26,7% din îînvelinvelişşul de sol). ul de sol).


Fauna Fauna şşi florai flora pe teritoriul României sunt distribuite pe teritoriul României sunt distribuite armonios armonios şşi constituie o bogăi constituie o bogăţţie de mare preie de mare preţţ, , îîn condin condiţţiile iile unei valorificări controlateunei valorificări controlate, ra, raţţionale. România este o ionale. România este o ţţară ară cu o mare diversitate biologică cu o mare diversitate biologică şşi cu un procent ridicat de i cu un procent ridicat de ecosisteme naturale.ecosisteme naturale.

PădurilePădurile reprezintă reprezintă îîn primul rând, o n primul rând, o valoare ecologicăvaloare ecologică,,fiind fiind plămânul verde al plămânul verde al ţţăriiării.. Ecosistemele forestiere sunt Ecosistemele forestiere sunt caracterizate printrcaracterizate printr--o floră o floră şşi faună de o diversitate apartei faună de o diversitate aparte, , şşi i îîn al doilea rând,n al doilea rând, prin valoare economică prin valoare economică şşi socială i socială ridicatăridicată, c, concretizate prin masa lemnoasă ce poate fi oncretizate prin masa lemnoasă ce poate fi exploatatăexploatată, prin fondul cinegetic , prin fondul cinegetic şşi cel piscicol din apele de i cel piscicol din apele de munte, prin condimunte, prin condiţţiile ce le oferă turismuluiiile ce le oferă turismului. . ÎÎn secolul trecut n secolul trecut pădurile ocupau pădurile ocupau 3535--40% din suprafa40% din suprafaţţa a ţţăriiării, iar , iar îîn prezent n prezent doar cca. 26,7%. doar cca. 26,7%. ÎÎn ultimii ani, den ultimii ani, deşşi si s--a practicat o activitate a practicat o activitate de de îîmpădurirempădurire, cre, creşşterea reală a suprafeterea reală a suprafeţţei ei îîmpădurite este mpădurite este negativănegativă, d, datorită tăierilor iliciteatorită tăierilor ilicite, furturilor , furturilor şşi unor calamităi unor calamităţţi i naturale.naturale.


1.4. 1.4. Resursele de apă ale RomânieiResursele de apă ale României

Pentru România se apreciază următoarele resurse Pentru România se apreciază următoarele resurse de apă dulcede apă dulce::râuri interioare: 40 mld.mrâuri interioare: 40 mld.mcc/an, /an, din care tehnic din care tehnic utilizabilă utilizabilă 25 mld.m25 mld.mcc/an;/an;Dunărea la intrarea pe teritoriul RomânieiDunărea la intrarea pe teritoriul României: : 170 mld.m170 mld.mcc/an, /an, jumătate revenind Românieijumătate revenind României, dar , dar doar circa 30 mld.mdoar circa 30 mld.mcc/an /an tehnic utilizabilătehnic utilizabilă;;ape subterane: 9 mld.mape subterane: 9 mld.mcc/an, din care 6 mld.m/an, din care 6 mld.mcc/an /an tehnic utilizabilătehnic utilizabilă..

Repartizarea volumelor de apă disponibile Repartizarea volumelor de apă disponibile îîn n anul mediu anul mediu îîn România pe bazine hidrograficen România pe bazine hidrografice


Nr. crt.

Râul Secţiunea Distanţa

izvor Altitudine

punct Suprafaţă

bazin

Altitudine medie bazin

Panta medie

Stoc mediu anual

km mdM km2 mdM ‰ 106 m 3

1 Tisa super. Frontiera Ungaria - - 4640 - - 1802

2 Someş Frontiera Ungaria 345 112 15352 536 170 3800 3 Crişul N. Frontiera Ungaria 144,1 75 4476 277 68 2584 4 Mureş Frontiera Ungaria 719 86 27919 613 179 4932 5 Timiş Front. Iugoslavia 241,2 72 5248 415 151 1618 6 Nera Confluenţa Dunăre 131,2 65 1361 559 217 1166 7 Jiu Confluenţa Dunăre 346,2 22 10594 438 93 2769 8 Olt Confluenţa Dunăre 698,8 21 24300 624 135 5040 9 Vedea Confluenţa Dunăre 242,7 20 5364 169 25 363

10 Argeş Confluenţa Dunăre 339,6 10 12521 376 90 1957 11 Ialomiţa Confluenţa Dunăre 414 8 8873 374 59 1319 12 Siret Confluenţa Dunăre 725,8 2 44014 515 110 5860 13 Prut Confluenţa Dunăre 952,9 - 28396 - - 2580

14 B.h.XIV (Dunăre) - - - 7039 - - 259

15 B.h.XV (Litoral) - - - 5330 - - 35


Neuniformitatea repartiNeuniformitatea repartiţţieiiei resurselor de apă resurselor de apă pe pe teritoriuteritoriu este ilustrată de faptul că este ilustrată de faptul că 66% d66% din volumul in volumul total de apă se găsetotal de apă se găseşşte te îîn zona de munte, care n zona de munte, care constituie 21% din teritoriu, iar constituie 21% din teritoriu, iar îîn zona de câmpie,n zona de câmpie, care constituie 48% care constituie 48% din teritoriu, sdin teritoriu, se găsee găseşşte doar te doar 10% d10% din volumul total de apăin volumul total de apă..Neuniformitatea Neuniformitatea îîn timpn timp este accentuată este accentuată, varia, variaţţiile iile se produc atât de la un an la altul, cât se produc atât de la un an la altul, cât şşi i îîn n interiorul unui an. Sinteriorul unui an. S--au au îînregistrat ani nregistrat ani îîn care n care volumul de apă scurs volumul de apă scurs îîn cele 3n cele 3 luni de primăvară luni de primăvară reprezintă mai mult decât jumătate din volumul reprezintă mai mult decât jumătate din volumul anual.anual.Regimul torenRegimul torenţţial de scurgere pentru numeroase ial de scurgere pentru numeroase râuri din râuri din ţţara noastră este foarte pronunara noastră este foarte pronunţţat; at; valoarea raportului dintre debitul maxim valoarea raportului dintre debitul maxim şşi cel i cel minim putând atinge valori de ordinul miilor.minim putând atinge valori de ordinul miilor.

EvoluEvoluţţia cerinia cerinţţelor de apă elor de apă îîn n ţţara ara noastrănoastră


Anul Cerinţa de apă Din care nerecuperabil [mld. m3/an] [mld. m3/an]

1975 14,4 9,7 1980 22,4 15,3 1990 35 25,6

2000-2010 46 36


1.5. Circuitul apei 1.5. Circuitul apei îîn naturăn naturăHidrosferaHidrosfera[1] [1] are o mobilitate mult mai mare decât are o mobilitate mult mai mare decât litosferalitosfera[2][2], d, dar mai mică decât ar mai mică decât atmosferaatmosfera[3][3]. . Această mobilitate constă atât Această mobilitate constă atât îîn transformări n transformări fizice (trece fizice (trece îîn stare de vapori sau de ghean stare de vapori sau de gheaţţă ă şşi i invers) sau cinvers) sau chiar chimice (se hiar chimice (se combină cu alte combină cu alte elemente elemente şşi devine o solui devine o soluţţie), die), dar mai ales se ar mai ales se deplasează cu udeplasează cu uşşurinurinţţăă..

[1] [1] ÎÎnvelinvelişşul de apă al globului terestruul de apă al globului terestru, a, alcătuit din oceanelcătuit din oceane, , mărimări, lacuri, , lacuri, ghegheţţari, apari, ape curgătoaree curgătoare, a, ape subterane, pe subterane, zăpezi zăpezi şşi ghei gheţţuri.uri.

[2] [2] ÎÎnvelinvelişş extern solid de pe suprafaextern solid de pe suprafaţţa globului pământesca globului pământesc; scoar; scoarţţa a terestrăterestră..

[3] [3] ÎÎnvelinvelişş gazos care gazos care îînconjoară pământulnconjoară pământul; aer.; aer.


EEnerginergiaa solară sau solară sau//şşi terestră determină o mii terestră determină o mişşcare continuă a care continuă a apei, formând anumite circuite, cu caracter regulat sau periodicapei, formând anumite circuite, cu caracter regulat sau periodic

SS--a a îîncetăncetăţţenit formularea de enit formularea de circuit al apei circuit al apei îîn naturăn natură. L. La a modul cel mai general, acemodul cel mai general, aceasta constă asta constă îîn evaporarea apei n evaporarea apei de la suprafade la suprafaţţa oceanelor a oceanelor şşi a continentelor, ridicarea ei i a continentelor, ridicarea ei îîn n atmosferăatmosferă, p, precipitarea sub formă de ploaie sau zăpadă recipitarea sub formă de ploaie sau zăpadă şşi i rereîîntoarcerea ei ntoarcerea ei îîn ocean, fie n ocean, fie îîn mod direct,n mod direct, fie prin fie prin intermediul apelor curgătoare sau prin topirea gheintermediul apelor curgătoare sau prin topirea gheţţarilor.arilor.

Ca atare, Ca atare, o caracteristică specifică resurselor de apă este o caracteristică specifică resurselor de apă este mimişşcareacarea, a, aceasta contribuind la legătura ceasta contribuind la legătura şşi schimbul de i schimbul de substansubstanţţă ă şşi energie i energie îîntre subsistemele Terrei. Dentre subsistemele Terrei. De aici aici rezultă o trăsătură remarcabilă a resurselor de apă dulce rezultă o trăsătură remarcabilă a resurselor de apă dulce din râuri, ele fiind regenerabile (redin râuri, ele fiind regenerabile (reîînnoibile) nnoibile) şşi deci practic i deci practic inepuizabile. inepuizabile.


CCircuitul apei ircuitul apei îîn natură n natură poate fi considerat la poate fi considerat la scara scara îîntregii planete ntregii planete –– circuitul general sau circuitul general sau global, precum global, precum şşi pentru regiuni mai restrânse i pentru regiuni mai restrânse ––circuitul local.circuitul local.

Dacă se face referire numai la circuitul generalDacă se face referire numai la circuitul general, l, la a nivelul Terrei se pot considera două procese nivelul Terrei se pot considera două procese principale. Primul este principale. Primul este evaporareaevaporarea, a, având ca vând ca sursă de energie conversia radiasursă de energie conversia radiaţţiei solare, aiei solare, apa pa trecând din faza lichidă trecând din faza lichidă îîn vapori de apă n vapori de apă şşi i producânduproducându--se o mise o mişşcare ascendentă a apeicare ascendentă a apei, de la , de la suprafasuprafaţţa Terrei a Terrei îîn atmosferăn atmosferă. Al doilea proces . Al doilea proces este cel de este cel de condensarecondensare a vaporilor a vaporilor şşi de mii de mişşcare care descendentădescendentă, d, determinată de gravitaeterminată de gravitaţţia terestrăia terestră, , apa revenind la suprafaapa revenind la suprafaţţa Terrei sub formă de a Terrei sub formă de precipitaprecipitaţţii, lichide sau solide.ii, lichide sau solide.



Se pot utiliza notaţiile uX şi oX pentru volumul evaporaţiei lasuprafaţa uscatului şi respectiv oceanului planetar şi uY şi oY pentru volumul precipitaţiilor la suprafaţa uscatului şi respectiv oceanului planetar.

Pentru o perioadă de timp suficient de mare, volumul total de apăevaporată în atmosferă, X, va fi egal cu volumul total de apă revenită lasuprafaţă, Y, valoarea evaluată pe un an mediu fiind:

ankm 000.577 3== YX .


Considerând Terra formată din două subsisteme, Oceanul Planetar şiSistemul Continentelor (Uscat), se constată un dezechilibru între cantităţilede apă evaporată şi respectiv precipitată, la nivelul fiecărui subsistem.

Astfel, de la suprafaţa Oceanului Planetar se evaporă cea mai marecantitate de apă,

/ankm800.502 3=oX , adică 87,14% din totalul apei evaporate, în timp ce cantitatea de precipitaţii este mai redusă,

/ankm000.458 3=oY (79,38%). Diferenţa este transportată decurenţi de aer deasupra continentelor, unde condensează şi este precipitatăîmpreună cu apa provenită din evaporaţia de pe această suprafaţă. Astfel,volumul apei evaporate de pe suprafaţa uscatului este,

/ankm200.65 3=uX , mai mic decât volumul precipitaţiilor căzute pe aceeaşi suprafaţă, şi anume:

/ankm000.110 3=uY .


Diferenţa, /ankm800.44 3=−= uu XYZ ,

se infiltrează în sol, se stochează sub formă de gheaţă sau se scurge prinreţeaua hidrografică, revenind în cele din urmă în Oceanul Planetar. Dinacest volum scurgerea prin reţeaua hidrografică reprezintă 42.600 km3/an, restul fiind apa provenită din scurgerea subterană directă în oceane şi mări(2.200 km3/an). La acest bilanţ se adaugă, cu o pondere redusă, şi cel alregiunilor endoreice (regiuni fără scurgere spre Oceanul Planetar),

500.7== endend YX km3/an, în care scurgerea râurilor este evaluată la 830 km3/an.


Ilustrarea timpului de stocare estimat Ilustrarea timpului de stocare estimat pentru resursele de apă mondialepentru resursele de apă mondiale


1.6. Economia apelor1.6. Economia apelorRamura economiei unei Ramura economiei unei ţţări care are ca obiect totalitatea ări care are ca obiect totalitatea măsurilor necesare pentru folosirea ramăsurilor necesare pentru folosirea raţţională a resurselor ională a resurselor de apă formează de apă formează economia apelor.economia apelor.

Necesitatea utilizării raNecesitatea utilizării raţţionale a resurselor de apă rezultăionale a resurselor de apă rezultă, , aaşşa cum sa cum s--a putut deja vedea,a putut deja vedea, dacă se iau dacă se iau îîn considerare n considerare următoarele elementeurmătoarele elemente::–– caracterul limitat (decaracterul limitat (deşşi i îîn continuă ren continuă reîînnoire datorită circuitului apei nnoire datorită circuitului apei

îîn naturăn natură) a) a resurselor de apă resurselor de apă;;–– distribudistribuţţia neuniformă ia neuniformă îîn span spaţţiu iu şşi timp a acestora;i timp a acestora;–– posibilităposibilităţţile relativ limitate pentru transportul apei (din zone unde ile relativ limitate pentru transportul apei (din zone unde

aceasta este aceasta este îîn exces n exces îîn zone cu deficit de apăn zone cu deficit de apă););–– faptul că regimul de curgere al apei faptul că regimul de curgere al apei îîn râuri n râuri şşi fluvii este influeni fluvii este influenţţat at

cantitativ cantitativ şşi calitativ de către activitatea omuluii calitativ de către activitatea omului;;–– faptul că apa este o resursă refolosibilă atât faptul că apa este o resursă refolosibilă atât îîn lungul unui curs de n lungul unui curs de

apăapă, cât , cât şşi i îîn cadrul aceleian cadrul aceleiaşşi folosini folosinţţe;e;–– faptul că apa a devenit faptul că apa a devenit îîn prezent unul dintre cei mai importann prezent unul dintre cei mai importanţţi i

factori de mediu.factori de mediu.


Gospodărirea apelorGospodărirea apelorreprezintă ansamblul de activităreprezintă ansamblul de activităţţi i desfădesfăşşurate pentru realizarea următoarelor urate pentru realizarea următoarelor scopuri:scopuri:–– satisfacerea necesităsatisfacerea necesităţţilor de apă ale activităilor de apă ale activităţţilor ilor

umane umane îîn cantitatea n cantitatea şşi cu calitatea cerută de i cu calitatea cerută de beneficiari;beneficiari;

–– combaterea efectelor dăunătoare ale apelor combaterea efectelor dăunătoare ale apelor (exces de umiditate, inunda(exces de umiditate, inundaţţii, ii, sărăturarea sărăturarea solului, erodarea albiilor etc.);solului, erodarea albiilor etc.);

–– protecprotecţţia resurselor de apă ia resurselor de apă îîmpotriva poluării mpotriva poluării şşi i a epuizării lor cantitativea epuizării lor cantitative..


ÎÎn gospodărirea apelor se denumen gospodărirea apelor se denumeşşte te folosinfolosinţţă de ă de apă orice domeniu de domeniu de utilizarea a unei surse de apăutilizarea a unei surse de apă. .

ÎÎn raport cu diferitele utilizări n raport cu diferitele utilizări (folosin(folosinţţe) e) ale apei se structurează ale apei se structurează şşi diferitele i diferitele ramuri ale economiei apelor.ramuri ale economiei apelor.


RRamuri amuri ale eale economiconomieiei apelorapelor::hidroenergeticahidroenergetica, c, care se ocupă cu amenajarea cursurilor de are se ocupă cu amenajarea cursurilor de apă apă îîn scopul valorificării potenn scopul valorificării potenţţialului hidroenergetic al ialului hidroenergetic al acestora;acestora;transporturile fluviale transporturile fluviale şşi maritimei maritime pentru oameni pentru oameni şşi mărfurii mărfuri;;hidroameliorahidroamelioraţţiileiile, care au ca scop irigarea , care au ca scop irigarea şşi alimentarea cu i alimentarea cu apă a terenurilor apă a terenurilor şşi centrelor agricole, precum i centrelor agricole, precum şşi desecarea i desecarea zonelor pe care apa este zonelor pe care apa este îîn exces;n exces;alimentările cu apă alimentările cu apă şşi canalizareai canalizarea centrelor populate centrelor populate şşi a i a zonelor industriale;zonelor industriale;combaterea accombaterea acţţiunii distructive a apeloriunii distructive a apelor provocată prin viituri provocată prin viituri, , inundainundaţţii, erodarea albiilor ii, erodarea albiilor şşi a malurilor cursurilor de apăi a malurilor cursurilor de apă, , spălarea spălarea şşi degradarea solului fertil;i degradarea solului fertil;folosinfolosinţţe diversee diverse: p: pisciculturăiscicultură, sport, agrement, sanitare etc., sport, agrement, sanitare etc.


FFolosinolosinţţă complexă de apăă complexă de apăîîn interesul obn interesul obţţinerii unui randament maxim pentru inerii unui randament maxim pentru economia naeconomia naţţionalăională, u, un curs de apă poate n curs de apă poate şşi i trebuie să fie folosit trebuie să fie folosit îîn acelan acelaşşi timp i timp îîn mai multe n mai multe scopuri, ceea ce este cunoscut sub denumirea de scopuri, ceea ce este cunoscut sub denumirea de utilizareutilizare sau sau folosinfolosinţţă complexă de apăă complexă de apă. .

O astfel de utilizare a unui curs de apă presupuneO astfel de utilizare a unui curs de apă presupune::–– să dea posibilitatea utilizării concomitente a cursului de să dea posibilitatea utilizării concomitente a cursului de

apă apă îîn mai multe scopuri;n mai multe scopuri;–– să nu excludă o asemenea posibilitate pentru viitorsă nu excludă o asemenea posibilitate pentru viitor;;–– să respecte să respecte îîn măsura n măsura îîn care acest lucru este posibil, n care acest lucru este posibil,

folosinfolosinţţele deja amenajate.ele deja amenajate.


1.7. Costul apei1.7. Costul apeiProducerea Producerea şşi furnizarea de apă curată către i furnizarea de apă curată către consumatori presupune un cost, atât consumatori presupune un cost, atât îîn termeni de n termeni de capital inicapital iniţţial, cât ial, cât şşi de operare, i de operare, îîntrentreţţinere, inere, management management şşi extindere a serviciului.i extindere a serviciului.

Recuperarea cheltuielilor Recuperarea cheltuielilor şşi aplicarea unei taxe i aplicarea unei taxe pentru apă este un aspect politic deoarece foarte pentru apă este un aspect politic deoarece foarte mulmulţţi consumatori au fost obii consumatori au fost obişşnuinuiţţi cu o furnizare i cu o furnizare gratuită a apei sau pentru care se plătegratuită a apei sau pentru care se plăteşşte doar un te doar un tarif nominal. tarif nominal. ÎÎncă se consideră ncă se consideră îîntrntr--o mare o mare măsură măsură (atât (atât îîn n ţţări dezvoltateări dezvoltate, cât , cât şşi mai pui mai puţţin in dezvoltate) dezvoltate) că apa este gratuită că apa este gratuită şşi că furnizarea i că furnizarea apei ar trebui să rămână un serviciu social gratuitapei ar trebui să rămână un serviciu social gratuit..


Până la un punct acest concept este Până la un punct acest concept este adevăratadevărat, d, de exemplu,e exemplu, dacă o persoană dacă o persoană doredoreşşte să colecteze apă netratatăte să colecteze apă netratată, p, poate oate adesea să o facă fără a plăti pentru eaadesea să o facă fără a plăti pentru ea, , decât cu timpul propriu decât cu timpul propriu şşi, poteni, potenţţial, cuial, cu sănătatea sasănătatea safurnizarea de apă tratată astfel furnizarea de apă tratată astfel îîncât să nu ncât să nu prezinte nici un risc pentru sănătate nu este prezinte nici un risc pentru sănătate nu este un serviciu gratuit, un serviciu gratuit, iar costul acesteia iar costul acesteia reflectă din plin costul reflectă din plin costul ««valorii adăugatevalorii adăugate»» a a tratării tratării şşi a furnizării eii a furnizării ei..


NoNoţţiuniiuniCostul total de alimentare cu apăCostul total de alimentare cu apă cuprinde ceea ce cuprinde ceea ce îîn mod n mod obiobişşnuit numim nuit numim costuri de operare costuri de operare şşi i îîntrentreţţinereinere şşi o cotă parte a i o cotă parte a costurilor de capital (de investicosturilor de capital (de investiţţie), die), de obicei sub forma e obicei sub forma amortizăriloramortizărilor. M. Metodele moderne de determinare a costurilor etodele moderne de determinare a costurilor includ o cotă de modernizare includ o cotă de modernizare şşi i îînlocuire a investinlocuire a investiţţiilor.iilor.

Costul economic totalCostul economic total: ia : ia îîn considerare,n considerare, pe lângă costul total al pe lângă costul total al furnizării apei furnizării apei şşi costul de oportunitate ca i costul de oportunitate ca şşi costurile economice i costurile economice suplimentare impuse datorită consumului de apă din cauza unor suplimentare impuse datorită consumului de apă din cauza unor factori specifici.factori specifici.

Cost de oportunitateCost de oportunitate: ce s: ce s--ar obar obţţine dacă apa ar fi utilizată ine dacă apa ar fi utilizată îîn altă n altă parte; sau parte; sau dacă prin consumarea apei de către un utilizatordacă prin consumarea apei de către un utilizator, u, un n alt utilizator ar fi privat de apa respectivăalt utilizator ar fi privat de apa respectivă, atunci pentru cel de al , atunci pentru cel de al doilea apa ar avea o valoare mai mare. Ignorând costul de doilea apa ar avea o valoare mai mare. Ignorând costul de oportunitate se subestimează adevărata valoare a apeioportunitate se subestimează adevărata valoare a apei, ceea ce , ceea ce poate duce la o alocare grepoate duce la o alocare greşşită a resurselor de apă ită a resurselor de apă îîntre ntre utilizatori utilizatori şşi la o utilizare nerai la o utilizare neraţţională a acestoraională a acestora. .


NoNoţţiuniiuniCosturile economice suplimentareCosturile economice suplimentare includ costurile de includ costurile de mediu. Ele pot fi pozitive sau negative. De exemplu: daca mediu. Ele pot fi pozitive sau negative. De exemplu: daca un oraun oraşş deversează apa uzată netratată deversează apa uzată netratată îîn râu, aceasta n râu, aceasta îînseamnă un cost suplimentar de tratare pentru oranseamnă un cost suplimentar de tratare pentru oraşşul din ul din aval. Maiaval. Mai există costuri suplimentare datorită extrac există costuri suplimentare datorită extracţţiilor iilor exagerate sau datorită contaminării lacurilor sau a apelor exagerate sau datorită contaminării lacurilor sau a apelor subterane. Costurile suplimentare pozitive se subterane. Costurile suplimentare pozitive se îîntâlnesc ntâlnesc atunci când este vorba de beneficii nete economice, ca de atunci când este vorba de beneficii nete economice, ca de exemplu: daexemplu: dacă prin irigare se satisface nevoia de că prin irigare se satisface nevoia de evapotranspiraevapotranspiraţţie a plantelor ie a plantelor şşi se ajută la rei se ajută la reîîncărcarea ncărcarea unor acvifere, daunor acvifere, dacă există că există îîn această ren această reîîncărcare o balanncărcare o balanţţă ă pozitivăpozitivă. De obicei aceste costuri economice suplimentare . De obicei aceste costuri economice suplimentare pozitive sunt foarte mici pozitive sunt foarte mici şşi greu de cuantificat.i greu de cuantificat.

Costul total include Costul total include îîn plus n plus costurile suplimentare de costurile suplimentare de mediumediu, reprezentate de pagubele produse mediului , reprezentate de pagubele produse mediului îînconjurător de către apă ca poluantnconjurător de către apă ca poluant. E. Ele sunt asociate cu le sunt asociate cu sănătatea populasănătatea populaţţiei iei şşi costurile de refacere a i costurile de refacere a ecosistemului.ecosistemului.

Principiile generale pentru estimarea Principiile generale pentru estimarea costurilor apeicosturilor apei


Cost total

Cost economic total

Cost total de alimentare

Cost suplimentar pentru mediul înconjurător

Cost suplimentar economic

Cost de oportunitate

Cost de operare şi întreţinere


Recuperarea costurilor, durabilitateRecuperarea costurilor, durabilitateO recuperarea inadecvată a costurilor va duce la inabilitatea deO recuperarea inadecvată a costurilor va duce la inabilitatea de a a opera opera şşi la meni la menţţinerea activelor actuale, cu consecininerea activelor actuale, cu consecinţţe precum e precum crecreşşterea pierderilor, terea pierderilor, îîntreruperi ntreruperi îîn furnizarea apei, n furnizarea apei, şşi probabil i probabil deteriorarea atât calitativă cât deteriorarea atât calitativă cât şşi cantitativă a apei furnizatei cantitativă a apei furnizate. Aceasta va . Aceasta va conduce la creconduce la creşşterea riscului de terea riscului de îîmbolnăvire a populambolnăvire a populaţţiei, o iei, o probabilă probabilă crecreşştere a ratelor de morbiditate tere a ratelor de morbiditate şşi mortalitate i mortalitate şşi o crei o creşştere a solicitării tere a solicitării sistemului de sănătatesistemului de sănătate..

O recuperare inadecvată a costurilor va conduceO recuperare inadecvată a costurilor va conduce, d, de asemenea,e asemenea, la la imposibilitatea extinderii serviciului către alte zoneimposibilitatea extinderii serviciului către alte zone, continuând astfel , continuând astfel ciclul accesului inechitabil la serviciul de alimentare cu apăciclul accesului inechitabil la serviciul de alimentare cu apă. A. Aceasta nu ceasta nu numai că nu reunumai că nu reuşşeeşşte să satisfacă dreptul de bază al te să satisfacă dreptul de bază al îîntregii populantregii populaţţii ii de a avea acces la o furnizare adecvată a apei de a avea acces la o furnizare adecvată a apei (ONU, (ONU, 1977), dar1977), dar va va continua să constituie o suprasolicitare a sistemului de sănătatcontinua să constituie o suprasolicitare a sistemului de sănătate. e. Este Este vital să fie strânse suficiente resurse de la cei cărora le estevital să fie strânse suficiente resurse de la cei cărora le este furnizată furnizată apa apa îîn prezent, nu doar pentru a asigura funcn prezent, nu doar pentru a asigura funcţţionarea ionarea îîn continuare, n continuare, dar de asemenea, pentru a extinde serviciul dar de asemenea, pentru a extinde serviciul şşi la populai la populaţţia din zona ia din zona urbană urbană şşi rurală care nu are acces la o furnizare adecvată cu apăi rurală care nu are acces la o furnizare adecvată cu apă..

ConsecinConsecinţţele unei insuficiente recuperări a costurilorele unei insuficiente recuperări a costurilor


Resurse inadecvate provenite din fonduri sau venituri sociale

Degradarea infrastructurii şi creşterea riscului de îmbolnăvire a populaţiei

Lipsa investiţiilor în infrastructură şi a resurselor umane

Deteriorarea infrastructurii şi pierderea personalului

Generare inadecvată de venituri şi inabilitatea de a atrage investiţii

Creşterea costurilor de furnizare a serviciului şi creşterea costurilor operaţionale datorită deteriorării infrastructurii

11/24/200611/24/2006 cap. 1. cap. 1. ResurseResurse de de apăapă 5656

ExempluExemplu

îîn n LusakaLusaka, Z, Zambia, o liambia, o lipsă prelungită de investipsă prelungită de investiţţii a ii a dus aproape la căderea completă a serviciilor dus aproape la căderea completă a serviciilor existente existente şşi la inabilitatea de a extinde serviciile la i la inabilitatea de a extinde serviciile la zonele care nu sunt servite din spazonele care nu sunt servite din spaţţiul urbaniul urbanca rezultat, doar 30% din populaca rezultat, doar 30% din populaţţia din spaia din spaţţiul iul urban este conectată la apăurban este conectată la apă, iar acoperirea altor , iar acoperirea altor spaspaţţii cu un serviciu adecvat ii cu un serviciu adecvat şşi continuu reprezintă i continuu reprezintă o perspectivă foarte o perspectivă foarte îîndepărtatăndepărtată

Cap. 2.Cap. 2. ELEMENTE DE ELEMENTE DE HIDROLOGIE INGINEREASCĂHIDROLOGIE INGINEREASCĂ

2.1. 2.1. GeneralităGeneralităţţii2.2. 2.2. FactoriiFactorii naturalinaturali aiai scurgeriiscurgerii apelorapelor

2.2.1. 2.2.1. ReReţţeauaeaua hidrograficăhidrografică2.2.2. 2.2.2. VăileVăile cursurilorcursurilor de de apapăă2.2.3. 2.2.3. BazinulBazinul hidrografichidrografic2.2.4. 2.2.4. PrecipitaPrecipitaţţiileiile atmosfericeatmosferice2.2.5. 2.2.5. AlAlţţii factorifactori climaticiclimatici2.2.6. 2.2.6. EvaporareaEvaporarea, , evapotranspiraevapotranspiraţţiaia şşii infiltrainfiltraţţiaia

2.3. 2.3. DebiteleDebitele cursurilorcursurilor de de apăapă2.3.1. 2.3.1. DefiniDefiniţţiiii, , componentecomponente. . DebitulDebitul lichidlichid, , debituldebitul solidsolid2.3.2. 2.3.2. CurbeCurbe caracteristicecaracteristice ale ale debitelordebitelor

2.3.2.1. 2.3.2.1. CheiaCheia limnimetricălimnimetrică2.3.2.2. 2.3.2.2. CurbaCurba de de regimregim2.3.2.3. 2.3.2.3. CurbaCurba de de duratădurată2.3.2.4. 2.3.2.4. CurbaCurba de de frecvenfrecvenţţăă2.3.2.5. 2.3.2.5. CurbaCurba integralăintegrală a a debitelordebitelor2.3.2.6. 2.3.2.6. CurbaCurba integralăintegrală a a diferendiferenţţelorelor de debitde debit

2.4. 2.4. NoNoţţiuniiuni de de hidrometriehidrometrie

11/29/200611/29/2006 Cap. 2. Cap. 2. ElementeElemente de de hidrologiehidrologie 22

2.1. 2.1. GeneralităGeneralităţţiiHidrologiaHidrologia este o este o şştiintiinţţă care studiază proprietăă care studiază proprietăţţile generale ale apelor ile generale ale apelor de la suprafade la suprafaţţa scoara scoarţţei terestre, ei terestre, legile generale care dirijează legile generale care dirijează procesele din hidrosferăprocesele din hidrosferă[1][1], influen, influenţţa reciprocă dintre hidrosferăa reciprocă dintre hidrosferă, , atmosferăatmosferă, l, litosferăitosferă[2][2] şşi biosferăi biosferă[3][3], precum , precum şşi prognoza evolui prognoza evoluţţiei iei elementelor hidrologice, elementelor hidrologice, îîn vederea folosirii lor ran vederea folosirii lor raţţionale ionale îîn economie n economie (gr. (gr. hydroshydros –– apă apă, , logoslogos –– studiu). Conform dicstudiu). Conform dicţţionarului enciclopedic ionarului enciclopedic (The Encyclopaedic Dictionary. Physical Geography, Edited by And(The Encyclopaedic Dictionary. Physical Geography, Edited by Andrew rew Goudie) Goudie) hidrologia hidrologia este este „„şştiintiinţţa care studiază apa sub diferitele ei forme a care studiază apa sub diferitele ei forme şşi existeni existenţţa acestora a acestora îîn naturăn natură. P. Principalele sale preocupări sunt rincipalele sale preocupări sunt circulacirculaţţia ia şşi distribui distribuţţia apei ca o consecinia apei ca o consecinţţă a ă a bilanbilanţţului apeiului apei[4][4] şşi i ciclului ciclului hidrologichidrologic[5][5]””..

[1][1] ÎÎnvelinvelişşul de apă al globului terestruul de apă al globului terestru, a, alcătuit din oceanelcătuit din oceane, , mărimări, lacuri, , lacuri, ghegheţţari, apari, ape curgătoaree curgătoare, a, ape subterane, pe subterane, zăpezi zăpezi şşi ghei gheţţuri.uri.[2][2] ÎÎnvelinvelişşul exterior solid al globului pământescul exterior solid al globului pământesc..[3][3] Totalitatea fiinTotalitatea fiinţţelor care trăiesc pe pământelor care trăiesc pe pământ, , îîn apă n apă şşi i îîn partea n partea inferioară a atmosfereiinferioară a atmosferei..[4][4] Raportul dintre intrările Raportul dintre intrările şşi iei ieşşirile unui sistem acvatic.irile unui sistem acvatic.[5][5] Succesiunea fazelor prin care trece apa Succesiunea fazelor prin care trece apa îîn sistemul atmosferă n sistemul atmosferă –– pământpământ..


ClasificareClasificare

Hidrologia continentalăHidrologia continentală

Hidrologia mărilor Hidrologia mărilor şşi oceanelori oceanelor(oceanologia)(oceanologia)


Hidrologia continentalăHidrologia continentalăpotamologiapotamologia ((potamos potamos = r= râu) sâu) se ocupă cu e ocupă cu studiul apelor curgătoare de pe continentestudiul apelor curgătoare de pe continente;;limnologia limnologia ((limnos limnos = l= lac) sac) studiază genezatudiază geneza, , evoluevoluţţia ia şşi proprietăi proprietăţţileunităileunităţţilor acvatice ilor acvatice naturale naturale şşi artificiale;i artificiale;telmatologia telmatologia are ca obiect de cercetare are ca obiect de cercetare mlamlaşştinile;tinile;glaciologia glaciologia studiază răspândirea zăpezilor studiază răspândirea zăpezilor permanente permanente şşi a ghei a gheţţarilor, geneza arilor, geneza şşi i mimişşcarea lor, tipurile de ghecarea lor, tipurile de gheţţariari


hidrogeologia hidrogeologia se ocupă cu cercetarea apelor subteranese ocupă cu cercetarea apelor subterane, , îîn scopul cunoan scopul cunoaşşterii modalităterii modalităţţilor de formare a straturilor ilor de formare a straturilor acvifere, izvoarelor, a caracteristicilor lor, a circulaacvifere, izvoarelor, a caracteristicilor lor, a circulaţţiei iei apelor subterane, propapelor subterane, proprietărietăţţilor hidrogeologice ale rocilor;ilor hidrogeologice ale rocilor;hidrometria hidrometria se ocupă cu organizarea posturilor se ocupă cu organizarea posturilor şşi stai staţţiilor iilor hidrometrice din rehidrometrice din reţţeaua de râuri, lacuri, mlaeaua de râuri, lacuri, mlaşştini ale unui tini ale unui teritoriu, cu metodele teritoriu, cu metodele şşi procedeele de măsurare i procedeele de măsurare şşi i prelucrare a elementelor hidrologice (niveluri, debite lichide prelucrare a elementelor hidrologice (niveluri, debite lichide şşi solide, temperatura, chimismul apelor etc.);i solide, temperatura, chimismul apelor etc.);hidrologia urbană hidrologia urbană studiază caracteristicile proceselor studiază caracteristicile proceselor hidrologice din spahidrologice din spaţţiile urbanizate;iile urbanizate;hidrologia rurală hidrologia rurală cercetează funccercetează funcţţionarea sistemelor ionarea sistemelor hidrografice hidrografice îîn relan relaţţie cu modul de utilizare a terenurilor ie cu modul de utilizare a terenurilor şşi i cu practicile asociate fiecărui tip de folosincu practicile asociate fiecărui tip de folosinţţăă;;hidrometeorologia hidrometeorologia este un compartiment al meteorologiei este un compartiment al meteorologiei care se ocupă cu studiul apei existente care se ocupă cu studiul apei existente îîn span spaţţiul iul atmosferic.atmosferic.


Ca o ramură aparte a hidrologiei poate fi Ca o ramură aparte a hidrologiei poate fi considerată considerată gospodărirea apelorgospodărirea apelor, care , care îînglobează un ansamblu de acnglobează un ansamblu de acţţiuni menite iuni menite să conducăsă conducă, , îîn principal, la: cunoan principal, la: cunoaşşterea terea caracteristicilor cantitative caracteristicilor cantitative şşi calitative ale i calitative ale unităunităţţilor acvatice; conservarea, dezvoltarea ilor acvatice; conservarea, dezvoltarea şşi proteci protecţţia fondului acvatic; prevenirea ia fondului acvatic; prevenirea şşi i combaterea efectelor distructive ale apelor.combaterea efectelor distructive ale apelor.

Ca urmare a finalităCa urmare a finalităţţii practice se poate ii practice se poate vorbi despre: vorbi despre: hidrologie aplicatăhidrologie aplicată..


Apa constituie obiectul de studiu Apa constituie obiectul de studiu şşi al altor i al altor şştiintiinţţe cu care e cu care hidrologia este hidrologia este îîn strânsă legăturăn strânsă legătură. Dintre acestea se . Dintre acestea se menmenţţioneazăionează::–– hidrofizica hidrofizica şşi hidrochimia, i hidrochimia, care se ocupă cu studiul proprietăcare se ocupă cu studiul proprietăţţilor ilor

fizice, respectiv chimice ale apelor;fizice, respectiv chimice ale apelor;–– hidraulicahidraulica, c, ce studiază dinamica apleore studiază dinamica apleor;;–– hidroenergetica,hidroenergetica, al cărei scop este cunoa al cărei scop este cunoaşşterea potenterea potenţţialului ialului

energetic al apelor energetic al apelor şşi posibilitatea valorificării lori posibilitatea valorificării lor;;–– hidrotehnicahidrotehnica, c, ce studiază modalităe studiază modalităţţile ile şşi tehnicile de realizare a i tehnicile de realizare a

lucrărilor de amenajare a unitălucrărilor de amenajare a unităţţilor acvatice;ilor acvatice;–– hidrobiologiahidrobiologia, a, ale cărei preocupări constau le cărei preocupări constau îîn studierea condin studierea condiţţiilor de iilor de

viaviaţţă vegetală ă vegetală şşi animală din diferitele unităi animală din diferitele unităţţi acvatice.i acvatice.

Deoarece fenomenele Deoarece fenomenele şşi i procesele hidrologice se găsesc procesele hidrologice se găsesc îîn n strânsă legătură cu mediul geograficstrânsă legătură cu mediul geografic îîn care se produc, n care se produc, hidrologia are relahidrologia are relaţţii strânse cu celelalte ii strânse cu celelalte şştiintiinţţe care studiază e care studiază geosferele: meteorologia geosferele: meteorologia şşi climatologia (i climatologia („„râul este un râul este un produs al climeiprodus al climei””), geologie, geomorfologie, pedologie, ), geologie, geomorfologie, pedologie, biologie, hidrobiologie, microbiologie, paleohidrologie, biologie, hidrobiologie, microbiologie, paleohidrologie, filosofie etc.filosofie etc.


ÎÎn cercetarea hidrologică sunt utilizate n cercetarea hidrologică sunt utilizate diferite diferite metodemetode, multe dintre ele fiind , multe dintre ele fiind folosite folosite şşi de alte i de alte şştiintiinţţe ale naturii:e ale naturii:

–– metoda observametoda observaţţiilor staiilor staţţionare,ionare,–– metoda observametoda observaţţiilor experimentale iilor experimentale şşii–– metoda cercetărilor experimentalemetoda cercetărilor experimentale


2.2. Factorii naturali ai scurgerii apelor2.2. Factorii naturali ai scurgerii apelorApa provenită din precipitaApa provenită din precipitaţţii poate ii poate îîmprumuta diferite căimprumuta diferite căi: o: o parte se evaporă parte se evaporă şşi i se rese reîîntoarce ntoarce îîn atmosferăn atmosferă, a, alta se infiltrează lta se infiltrează îîn sol,n sol, iar alta se adună iar alta se adună îîn span spaţţiile concave iile concave dând nadând naşştere apelor stătătoare tere apelor stătătoare ((bălbălţţi, i, mlamlaşştini, lacuri etc.). tini, lacuri etc.). Cea mai mare cantitate, sub influenCea mai mare cantitate, sub influenţţa a gravitagravitaţţiei, seiei, se deplasează din punctele mai deplasează din punctele mai îînalte ale reliefului spre regiunile mai joase, nalte ale reliefului spre regiunile mai joase, dând nadând naşştere tere apelor curgătoareapelor curgătoare..


Din punct de vedere hidrologic, scurgerea apelor Din punct de vedere hidrologic, scurgerea apelor la suprafala suprafaţţa pământului este determinată de ciclul a pământului este determinată de ciclul hidrologic, dar ea este influenhidrologic, dar ea este influenţţată de o serie de ată de o serie de factori naturali, care pot fi repartizafactori naturali, care pot fi repartizaţţi i îîn două grupe n două grupe principale:principale:–– factori geomorfologici: caracteristicile refactori geomorfologici: caracteristicile reţţelei elei

hidrografice, ale bazinului hidrografic hidrografice, ale bazinului hidrografic şşi ale albiei i ale albiei râurilor;râurilor;

–– factori climatici: precipitafactori climatici: precipitaţţiile, temiile, temperatura, presiunperatura, presiunea ea atmosfericăatmosferică, vântul, evapora, vântul, evaporaţţia, transpiraia, transpiraţţia vegetaia vegetaţţiei iei etc.etc.

De asemenea, De asemenea, scurgerea pe cursurile de apă este scurgerea pe cursurile de apă este influeninfluenţţată de infiltraată de infiltraţţia precipitaia precipitaţţiilor iilor îîn sol n sol şşi de i de atenuarea scurgerii atenuarea scurgerii îîn albie.n albie.


2.2.1. Re2.2.1. Reţţeaua hidrograficăeaua hidrografică

ÎÎn funcn funcţţie de caracterul curgerii, ie de caracterul curgerii, apele apele curgătoare se pot clasifica curgătoare se pot clasifica îîn:n:

–– ape de ape de şşiroire;iroire;

–– ape torenape torenţţiale;iale;

–– ape curgătoare cu caracter permanentape curgătoare cu caracter permanent..


Apele curgătoare cu caracter permanentApele curgătoare cu caracter permanent, , se pot clasifica se pot clasifica îîn: pâraie n: pâraie şşi râuri.i râuri.

–– PâraielePâraiele reprezintă unitatea hidrologică cea mai mică reprezintă unitatea hidrologică cea mai mică. Din asocierea . Din asocierea acestora se nasc râurile.acestora se nasc râurile.

–– RâulRâul este un sistem deschis alcătuit dintr este un sistem deschis alcătuit dintr--un curs cu caracter permanent un curs cu caracter permanent şşi i natural ce ocupă albii prin care curge apa datorită natural ce ocupă albii prin care curge apa datorită îînclinării generale a nclinării generale a profilului longitudinal, din punctele profilului longitudinal, din punctele îînalte ale reliefului, sprnalte ale reliefului, spre cele mai joase.e cele mai joase. Se varsă Se varsă îîn alte unităn alte unităţţi hidrologice (fluvii, lacuri, mlai hidrologice (fluvii, lacuri, mlaşştini, tini, mărimări, oceane) sau , oceane) sau îîn mod excepn mod excepţţional se pierde ional se pierde îîn nisipuri sau n nisipuri sau îîn grote. Un râu presupune n grote. Un râu presupune existenexistenţţa unui ansamblu format dintra unui ansamblu format dintr--o masă de apăo masă de apă, m, mai mare sau mai ai mare sau mai micămică, , îîn min mişşcare spre zonele mai joase ale scoarcare spre zonele mai joase ale scoarţţei ei şşi făgai făgaşşul relativ bine ul relativ bine conturat.conturat.

FaFaţţă de ă de şşiroaie sau toreniroaie sau torenţţi, râurile dei, râurile deţţin părin părţţi componente distincte.i componente distincte. Deoarece sunt cursuri de apă cu caracter permanent Deoarece sunt cursuri de apă cu caracter permanent şşi aci acţţiunea de iunea de eroziune are acelaeroziune are acelaşşi caracter.i caracter. Forma principală pe care o creează un Forma principală pe care o creează un râu este râu este valeavalea. R. Râurile transportă materialele erodate până la lacul de âurile transportă materialele erodate până la lacul de vărsarevărsare; c; când acesta este reprezentată de o mare sau ocean nu se ând acesta este reprezentată de o mare sau ocean nu se mai formează un con de dejecmai formează un con de dejecţţie ci o deltă sau estuarie ci o deltă sau estuar. . ÎÎn succesiunea n succesiunea amonteamonte--aval, elementele componente sunt: aval, elementele componente sunt: izvorul, cursulizvorul, cursul de apă de apă şşi i gura de vărsaregura de vărsare..


ÎÎn ceea ce priven ceea ce priveşştete cursul râurilor, cursul râurilor, îîn mod n mod convenconvenţţional râurile au fost divizate ional râurile au fost divizate îîn trei n trei sectoare care se deosebesc sectoare care se deosebesc îîntre ele prin trăsături ntre ele prin trăsături specifice: hidrologice, topografice, fizicospecifice: hidrologice, topografice, fizico--geografice, geologice etc.geografice, geologice etc.–– cursul superior (alpin), cursul superior (alpin), –– cursul mijlociucursul mijlociu–– cursul inferior cursul inferior

Gura de vărsare Gura de vărsare este poreste porţţiunea din râu unde iunea din râu unde acesta se varsăacesta se varsă, , îîn general n general îîntrntr--un alt râu mai un alt râu mai mare.mare.

FluviulFluviul desemnează desemnează, , îîn limbaj geografic,n limbaj geografic, un râu un râu de mari dimensiuni, de mari dimensiuni, care se varsă care se varsă îîntrntr--o mare sau o mare sau ocean.ocean.


ReReţţeaua hidrograficăeaua hidrograficătotalitatea unitătotalitatea unităţţilor hidrografice existente ilor hidrografice existente îîntrntr--un bazin de un bazin de receprecepţţie (cursuri permanente, temporare, lacuri naturale ie (cursuri permanente, temporare, lacuri naturale şşi i antropice, mlaantropice, mlaşştini etc.).tini etc.).Principalele elemente caracteristice ale unei rePrincipalele elemente caracteristice ale unei reţţele ele hidrografice sunt:hidrografice sunt:–– lungimea râurilor din relungimea râurilor din reţţeaea; ; măsurarea lungimii se face pe teren măsurarea lungimii se face pe teren

sau pe hartă de la vărsare sau pe hartă de la vărsare (km (km 0) 0) către izvorcătre izvor. L. La măsurarea pe a măsurarea pe hartă trebuie să se hartă trebuie să se ţţină seama ină seama şşi de curburile râului,i de curburile râului, prin prin amplificarea lungimii măsurată pe hartă cu un coeficient de amplificarea lungimii măsurată pe hartă cu un coeficient de sinuozitate, ale sinuozitate, ale cărui valori variază cărui valori variază îîntre 1 ntre 1 şşi 1,25;i 1,25;

–– densitatea redensitatea reţţelei hidrograficeelei hidrografice, d, dată de relaată de relaţţia:ia:

rh

trh S

LD =


ReReţţeaua hidrografică a râului Milcovul Miceaua hidrografică a râului Milcovul Mic


îîn n ţţara noastră lungimea totală a cursurilor ara noastră lungimea totală a cursurilor de apă este de ccade apă este de cca. 118.000 km, . 118.000 km, având având îîn vedere că suprafan vedere că suprafaţţa României este a României este 237.500 km237.500 km22 rezultă o densitate medie de rezultă o densitate medie de 0,5 km/km0,5 km/km22,,densitatea are valori maxime densitatea are valori maxime îîn zona de n zona de munte cu altitudini de 1200 munte cu altitudini de 1200 –– 1400 mdM: 1400 mdM: 1,2 km/km1,2 km/km22 şşi valorile cele mai mici i valorile cele mai mici îîn n Câmpia RomânăCâmpia Română, unde sunt zone cu valori , unde sunt zone cu valori sub 0,3 km/kmsub 0,3 km/km22..


2.2.2. 2.2.2. Văile cursurilor de apăVăile cursurilor de apăÎÎn cadrul ren cadrul reţţelei hidrografice sunt cuprinse, peelei hidrografice sunt cuprinse, pe lângă apele lângă apele curgătoare cu caracter permanent curgătoare cu caracter permanent şşi văile seci ale i văile seci ale torentorenţţilor, raveneleilor, ravenele[1][1] şşi ogai ogaşşeleele[2][2], diferitele canale etc., diferitele canale etc.VăileVăile colectează cea mai mare parte din apele colectează cea mai mare parte din apele precipitaprecipitaţţiilor iilor şşi a acviferelor, pe care le transmit apoi i a acviferelor, pe care le transmit apoi cursului principal. Dispozicursului principal. Dispoziţţia ramificaia ramificaţţiei este diversăiei este diversă, , îîn n funcfuncţţie de relief ie de relief şşi structura geologicăi structura geologică, e, ea putând fi a putând fi caracterizată caracterizată şşi prin anumite elemente morfometricei prin anumite elemente morfometriceVăileVăile râurilor sunt forme negative de relief a căror geneză râurilor sunt forme negative de relief a căror geneză este determinatăeste determinată, , îîn principal,n principal, de apa provenită din de apa provenită din precipitaprecipitaţţii ii şşi care curge sub aci care curge sub acţţiunea gravitaiunea gravitaţţiei.iei.

[1][1] Vale strâmtă cu versan Vale strâmtă cu versanţţi abrupi abrupţţi, i, formată prin eroziune de formată prin eroziune de şşuvoaie.uvoaie.

[2][2] Terenuri cu eroziune Terenuri cu eroziune îîn adâncime.n adâncime.


AlbiaAlbia râuluirâuluireprezintă partea inferioară a unei văireprezintă partea inferioară a unei văi, o, ocupată cupată permanent sau temporar de curentul de apă ce permanent sau temporar de curentul de apă ce provine din colectarea precipitaprovine din colectarea precipitaţţiilor. Priniilor. Prin urmare urmare, , albia formează suportul solid pe care vehiculează albia formează suportul solid pe care vehiculează curentul de apă cu direccurentul de apă cu direcţţie amonteie amonte--aval. Aaval. Aşşezată ezată pe structuri geologice tari, pe structuri geologice tari, albia modelează forma albia modelează forma curentului curentului şşi i îîi imprimă direci imprimă direcţţiile de curgere. Peiile de curgere. Pe structuri aluvionare curentul de apă structuri aluvionare curentul de apă (prin (prin erodări erodări şşi i depuneri) depuneri) îîşşi modelează singur albia pentru a i modelează singur albia pentru a corespunde legilor sale de micorespunde legilor sale de mişşcare.care.albia unui curs de apă este determinată hidrografic albia unui curs de apă este determinată hidrografic prin prin profile transversale profile transversale şşi forme i forme îîn plan orizontaln plan orizontal,,longitudinale.longitudinale.


profilul transversal al albiei profilul transversal al albiei reprezintă intersecreprezintă intersecţţia râului la ia râului la nivel maxim cu un plan vertical, perpendicular pe direcnivel maxim cu un plan vertical, perpendicular pe direcţţia ia de curgere a apei, de curgere a apei, îîn punctul dat. Forma profilului n punctul dat. Forma profilului transversal al albiei, numai transversal al albiei, numai îîn anumite cazuri particulare,n anumite cazuri particulare, poate fi asimilată cu un dreptunghipoate fi asimilată cu un dreptunghi, t, trapez, pararapez, parabolă sau bolă sau combinacombinaţţii cu acesteaii cu acesteade regulăde regulă, p, profilul transversal al cursurilor de apă este rofilul transversal al cursurilor de apă este destul de neregulat, la el distingândudestul de neregulat, la el distingându--se: se: albia minoră albia minoră şşi i albia majorăalbia majorăalbia minoră albia minoră (principa(principalălă)) reprezintă partea mai adâncă a reprezintă partea mai adâncă a văiivăii, a, acoperită permanent cu apăcoperită permanent cu apă, , şşi pări părţţile sale laterale ile sale laterale care pot avea apă numai o anumită parte din ancare pot avea apă numai o anumită parte din an. E. Este ste săpatăsăpată, de obicei, , de obicei, îîn aluviuni n aluviuni şşi mai rar i mai rar îîn roca dură n roca dură (parenta(parentalălă).).pe fundul său se află pe fundul său se află talvegul: talvegul: linia imaginară care unelinia imaginară care uneşşte te punctele de cea mai mare adâncime ale albiei minorepunctele de cea mai mare adâncime ale albiei minore


Profil transversal al Dunării la Profil transversal al Dunării la stastaţţia hidrometrică Zimniceaia hidrometrică Zimnicea



Panta unui râuPanta unui râupoate fi studiată sub două aspectepoate fi studiată sub două aspecte: panta albiei : panta albiei şşi panta oglinzii.i panta oglinzii.

Panta râului reprezintă raportul dintre altitudinea punctului dePanta râului reprezintă raportul dintre altitudinea punctului de izvor izvor şşi a i a celui de vărsare celui de vărsare şşi lungimea râului.i lungimea râului. Valoarea pantei rezultă din formula Valoarea pantei rezultă din formula::

unde:unde:–– II = panta;= panta;–– HH1 = cota nivelului punctului superior;1 = cota nivelului punctului superior;–– HH2 = cota nivelului punctului inferior;2 = cota nivelului punctului inferior;–– LL = distan= distanţţa dintre puncte.a dintre puncte.

Cu cât diferenCu cât diferenţţa de nivel dintre cele două extreme ale râului este mai a de nivel dintre cele două extreme ale râului este mai mare, cu mare, cu atât panta este mai accentuatăatât panta este mai accentuată. V. Valoarea pantei se exprimă aloarea pantei se exprimă îîn grade, metru pe metru sau metru pe kilometru.n grade, metru pe metru sau metru pe kilometru.Valorile pantelor râurilor din Valorile pantelor râurilor din ţţara noastră variazăara noastră variază, , îîntre 20 ntre 20 ÷÷ 300 300 m/km m/km la munte, la munte, scăzând la câmpie până la scăzând la câmpie până la 0,3 0,3 ÷÷ 0,1 m/km0,1 m/km

.21

LHHI −

=


Bazinul hidrograficBazinul hidrografic

sau bazinul de recepsau bazinul de recepţţie al unui curs de apăie al unui curs de apă, , este suprafaeste suprafaţţa de pe care este colectat a de pe care este colectat debitul de apă al acestui curs de apădebitul de apă al acestui curs de apă

linia care delimitează bazinul hidrografic se linia care delimitează bazinul hidrografic se numenumeşşte te cumpăna apelorcumpăna apelor


Bazinul hidrografic ArgeBazinul hidrografic Argeşş


Bazinul hidrografic ArgeBazinul hidrografic Argeşş


Se pot diferenSe pot diferenţţia două feluri de bazine hidrograficeia două feluri de bazine hidrografice::

bazinul hidrografic de suprafabazinul hidrografic de suprafaţţăă este acela de pe care este acela de pe care este colectată apa scursă din precipitaeste colectată apa scursă din precipitaţţii ii şşi care e delimitat i care e delimitat de o linie de cotă maximăde o linie de cotă maximă, astfel , astfel îîncât precipitancât precipitaţţiile care iile care cad de o parte sau de alta a acestei linii se scurg cad de o parte sau de alta a acestei linii se scurg îîn râuri n râuri diferite; cumdiferite; cumpăna apelor pentru bazinul hidrografic de păna apelor pentru bazinul hidrografic de suprafasuprafaţţă se determină cu ajutorul planurilor topograficeă se determină cu ajutorul planurilor topografice;;

bazinul hidrografic subteranbazinul hidrografic subteran corespunde alimentării corespunde alimentării subterane a cursului de apăsubterane a cursului de apă; c; cumpăna apelor subterane umpăna apelor subterane este mai greu de precizat, aeste mai greu de precizat, aşşa a îîncât de cele mai multe ori ncât de cele mai multe ori îîn calculele hidrologice se ia n calculele hidrologice se ia îîn considerare bazinul n considerare bazinul hidrografic superficial, erorile de obicei compensânduhidrografic superficial, erorile de obicei compensându--se se îîn n cazul bazinelor mari.cazul bazinelor mari.


Bazinele hidrografice sunt caracterizate de Bazinele hidrografice sunt caracterizate de următoarele elementeurmătoarele elemente::

SuprafaSuprafaţţa a şşi forma bazinului hidrografici forma bazinului hidrografic–– SuprafaSuprafaţţa bazinului hidrografic este determinată a bazinului hidrografic este determinată

ca proiecca proiecţţie orizontală prin planimetrarea ie orizontală prin planimetrarea teritoriului determinat de cumpăna apelorteritoriului determinat de cumpăna apelor; e; este ste notată prin notată prin FF sau sau SSbhbh şşi se exprimă i se exprimă îîn ha sau n ha sau îîn n kmp.kmp.


Mărimi caracteristice ale formei bazinului Mărimi caracteristice ale formei bazinului hidrografic sunt:hidrografic sunt:lungimea bazinului hidrografic lungimea bazinului hidrografic LL (km) care (km) care este distaneste distanţţa de la capătul amontea de la capătul amonte, d, din zona in zona izvoarelor, pâizvoarelor, până la vărsarea măsurată pe nă la vărsarea măsurată pe linia mediană a bazinului hidrograficlinia mediană a bazinului hidrografic;;lălăţţimea medie a bazinului hidrografic, imea medie a bazinului hidrografic, BB (km),(km),

coeficientul de formă a bazinuluicoeficientul de formă a bazinului,,L

SB bh=

24

bh

bh

PSπ

=ϕ


unde unde PbhPbh. r. reprezintă perimetrul bazinului hidrografic eprezintă perimetrul bazinului hidrografic (lungimea cumpenei apelor), coeficientul (lungimea cumpenei apelor), coeficientul ϕϕ obobţţinânduinându--se se prin raportarea suprafeprin raportarea suprafeţţei bazinului hidrografic la suprafaei bazinului hidrografic la suprafaţţa a unui cerc având acelaunui cerc având acelaşşi perimetru cu acesta i perimetru cu acesta şşi valori i valori subunitare, cu atât mai mari cu cât bazinul este mai subunitare, cu atât mai mari cu cât bazinul este mai „„compactcompact””;;coeficientul de asimetrie a bazinului, exprimat prin raportul:coeficientul de asimetrie a bazinului, exprimat prin raportul:

unde unde SstSst şşi i SdrSdr reprezintă suprafa reprezintă suprafaţţa versantului stâng a versantului stâng şşi i respectiv drept;respectiv drept;graficul de dezvoltare a bazinului, reprezentând variagraficul de dezvoltare a bazinului, reprezentând variaţţia ia suprafesuprafeţţei acestuia ei acestuia îîn funcn funcţţie de lungimea râului, ie de lungimea râului, evidenevidenţţiinduiindu--se aportul la suprafase aportul la suprafaţţa de recepa de recepţţie atât a ie atât a versanversanţţilor precum ilor precum şşi al aflueni al afluenţţilor.ilor.

( )bh

drstS

SSa −=

2


Altitudinea medie a bazinului hidrografic, definiAltitudinea medie a bazinului hidrografic, definită tă ca o medie ponderată ca o medie ponderată îîn raport cu suprafan raport cu suprafaţţa sa:a sa:

unde variabila independentă unde variabila independentă ss reprezintă reprezintă suprafasuprafaţţa a îîn sensul dezvoltării bazinului n sensul dezvoltării bazinului hidrografic, iar hidrografic, iar HH este altitudinea seceste altitudinea secţţiunii de iunii de îînchidere a subbazinului de suprafanchidere a subbazinului de suprafaţţă ă ss..

curba curba H=HH=H((ss) e) este denumită ste denumită curba hipsometricăcurba hipsometrică a bazinului hidrografic,a bazinului hidrografic, cu ajutorul ei regăsindu cu ajutorul ei regăsindu--se altitudinea medie prin echivalarea ariei de sub se altitudinea medie prin echivalarea ariei de sub curbă cu aria unui dreptunghicurbă cu aria unui dreptunghi..

( )iin

i

ii

bhmed ssHH

SH −

+= +

−

=

+∑ 11

0

12

1

( )∫= bhS0

d1 ssHS

Hbh

med


După După altitudinea mediealtitudinea medie, bazinele hidrografice , bazinele hidrografice se pot clasifica se pot clasifica îîn:n:

bazine hidrografice de munte: bazine hidrografice de munte: HmedHmed>600 mdM>600 mdM

bazine hidrografice de deal:bazine hidrografice de deal:200 mdM < 200 mdM < HmedHmed<600 mdM <600 mdM

bazine hidrografice de câmpie:bazine hidrografice de câmpie:HmedHmed<200 mdM)<200 mdM)


panta mediepanta medie a bazinului hidrografica bazinului hidrografic

îînvelinvelişşul vegetalul vegetal al bazinului hidrografic, atât cel natural al bazinului hidrografic, atât cel natural cât cât şşi cel realizat de om (plantai cel realizat de om (plantaţţii, culturi agricole), are o ii, culturi agricole), are o influeninfluenţţă importantă ă importantă îîn formarea scurgerii, fiind apreciat n formarea scurgerii, fiind apreciat cantitativ prin coeficiencantitativ prin coeficienţţi de acoperire a suprafei de acoperire a suprafeţţei cu ei cu diverse diverse îînvelinvelişşuri vegetaleuri vegetale

structura geologicăstructura geologică a bazinului hidrografic a bazinului hidrografic îîn zona n zona superficială a solului superficială a solului (1,00+1,50 m adâncime), (1,00+1,50 m adâncime), îîn care n care are loc scurgerea de subsuprafaare loc scurgerea de subsuprafaţţă ă (hipodermi(hipodermicăcă) ) către către albiile realbiile reţţelei hidrografice, are de asemenea o influenelei hidrografice, are de asemenea o influenţţă ă determinantă determinantă îîn dezvoltarea proceselor hidrologice din n dezvoltarea proceselor hidrologice din bazinbazin

( )( )11

012

1+

−

=+ +−= ∑ ii

n

iii

bhmed llHH

SI


îîn afara acestor bazine hidrografice mai n afara acestor bazine hidrografice mai existăexistă::

o suprafao suprafaţţă aferentă direct Mării Negre ă aferentă direct Mării Negre = 4867 km= 4867 km22

o suprafao suprafaţţă a teritoriilor semiendoreice ă a teritoriilor semiendoreice = 6545 km= 6545 km2 2

(izolate din punct de vedere al scurgerii), (izolate din punct de vedere al scurgerii), şşi i

alte suprafealte suprafeţţe (e (Delta DunăriiDelta Dunării, Razelm) = 4420 km, Razelm) = 4420 km22


Bazine hidrografice din RomâniaBazine hidrografice din RomâniaNr. crt. Râul principal Lungimea

râului (km) Suprafaţa

(km2) Altitudinea

medie (mdM) Panta medie

(m/km) 1 Vişeu 80,0 1606 997 314 2 Iza 83,0 1303 658 152 3 Tur 66,0 1008 305 95 4 Someş 345,0 15217 536 170 5 Crasna 141,7 2000 251 71 6 Barcău 118,0 1979 246 69 7 Crişul Repede 148,0 2425 578 125 8 Crişul Negru 144,1 4476 277 68 9 Crişul Alb 238,0 3957 328 133 10 Mureş 718,5 27919 613 179 11 Bega 168,6 2241 236 103 12 Timiş 241,2 5248 415 151 13 Caraş 84,9 1118 295 105 14 Nera 131,2 1361 559 217 15 Cerna 84,9 1433 815 310 16 Jiu 348,6 10469 438 93 17 Olt 698,8 24300 624 135 18 Vedea 242,7 5364 169 25 19 Argeş 339,6 12681 376 90 20 Ialomiţa 414,0 8873 374 59 21 Siret 592,5 42354 515 110 22 Prut 704,0 10970


2.2.4. Precipita2.2.4. Precipitaţţiile atmosfericeiile atmosfericereprezintă sursa scurgerii hidrologicereprezintă sursa scurgerii hidrologicecantitatea de precipitacantitatea de precipitaţţii este măsurată punctualii este măsurată punctual, la sta, la staţţiile iile meteorologice, amplasate pemeteorologice, amplasate pe teritoriu teritoriucantitatea de apă din ploi este determinată cu ajutorul unor cantitatea de apă din ploi este determinată cu ajutorul unor aparate standardizate, numitaparate standardizate, numite pluviometre,e pluviometre, măsurarea măsurarea făcândufăcându--se discontinuu, se discontinuu, de două ori pe zi de două ori pe zi (la orele 7 (la orele 7 şşi 19). i 19). valoarea precipitavaloarea precipitaţţiei se exprimă iei se exprimă îîn n îînălnălţţime de strat ime de strat uniform de apăuniform de apă, d, dată ată îîn mm sau echivalent n mm sau echivalent îîn [l/mn [l/m22]]se poate obse poate obţţine ine şşi o i o îînregistrare continuă a ploii cu ajutorul nregistrare continuă a ploii cu ajutorul aparatelor aparatelor îînregistratoare numite pluviografe.nregistratoare numite pluviografe.relarelaţţia de calcul a precipitaia de calcul a precipitaţţiei uniforme pe bazin:iei uniforme pe bazin:

∑=

=n

iii

bhbh sh

Sh

1

1


2.2.5. Al2.2.5. Alţţi factori climaticii factori climaticiRegimul scurgerii hidrologice este influenRegimul scurgerii hidrologice este influenţţat, direct sau at, direct sau

indirect, indirect, şşi de o serie de ali de o serie de alţţi factori climatici, prezentai factori climatici, prezentaţţi i sumar sumar îîn continuare:n continuare:

presiunea atmosfericăpresiunea atmosferică, e, este definită ca greutatea unei ste definită ca greutatea unei coloane de aer de deasupra unei suprafecoloane de aer de deasupra unei suprafeţţe. e. Aerul este Aerul este alcătuit din diferite gazealcătuit din diferite gaze: o: oxigen, azotxigen, azot, b, bioxid de carbon, ioxid de carbon, vapori de apă vapori de apă şşi alte gaze.i alte gaze. Deoarece aceste gaze au Deoarece aceste gaze au masămasă, a, aerul este atras de către Pământ de forerul este atras de către Pământ de forţţa de atraca de atracţţie ie gravitagravitaţţionalăionalătemperatura aeruluitemperatura aerului pentru fenomenele hidrologice pentru fenomenele hidrologice intereseazăinteresează, , îîn primul rând,n primul rând, prin valorile din imediata prin valorile din imediata vecinătate a solului vecinătate a solului şşi a maselor de apăi a maselor de apă. Acestea . Acestea absorbind radiaabsorbind radiaţţia solarăia solară, transmit prin radia, transmit prin radiaţţie o parte din ie o parte din căldură aerului atmosferic cu care sunt căldură aerului atmosferic cu care sunt îîn contactn contact


Umiditatea aeruluiUmiditatea aeruluiprincipalii indicatori ai umidităprincipalii indicatori ai umidităţţii aerului sunt:ii aerului sunt:

–– umiditatea absolută umiditatea absolută (Ua) (Ua) reprezintă masa de vapori conreprezintă masa de vapori conţţinută de inută de volumul unitar de aer (g/mc),volumul unitar de aer (g/mc), la temperatura locală la temperatura locală;;

–– umiditatea de saturaumiditatea de saturaţţie (Uie (USS) e) este valoarea maximă a umidităste valoarea maximă a umidităţţii ii aerului, valoarea ei depinzând de temperatura aerului.aerului, valoarea ei depinzând de temperatura aerului.

umiditatea poate fi exprimată umiditatea poate fi exprimată şşi i îîn unităn unităţţi de presiune (mm Hg, mb), i de presiune (mm Hg, mb), îîntrucât vaporii de apă acntrucât vaporii de apă acţţionează ca un gazionează ca un gaz, d, determinând o eterminând o presiune independentă de presiunea atmosfericăpresiune independentă de presiunea atmosferică. Rela. Relaţţia de ia de legătură legătură îîntre cele moduri de exprimare a umidităntre cele moduri de exprimare a umidităţţii este: 1mb ii este: 1mb ≈≈ 1 1,3 ,3 g/mc.g/mc.umiditatea relativă umiditatea relativă ((UUrr) e) este definită prin raportarea umidităste definită prin raportarea umidităţţii ii absolute la umiditatea de saturaabsolute la umiditatea de saturaţţie:ie:

umiditatea aerului se măsoară cu aparatul numit umiditatea aerului se măsoară cu aparatul numit „„psihrometrupsihrometru”” iar iar cea relativă cu cea relativă cu „„higrometrulhigrometrul””..

100⋅=s

ar U

UU


Vântul Vântul şşi direci direcţţia vântuluiia vântuluiVântul reprezintă deplasarea orizontală a maselor de aerVântul reprezintă deplasarea orizontală a maselor de aer, g, generată enerată şşi i influeninfluenţţată de următorii factoriată de următorii factori::

–– potenpotenţţialul baric, carialul baric, care determină viteza e determină viteza şşi direci direcţţia iniia iniţţialăială;;–– forforţţa Coriolis,a Coriolis, determinată de rota determinată de rotaţţia globului pământescia globului pământesc;;–– componenta orizontală a forcomponenta orizontală a forţţei centrifuge din miei centrifuge din mişşcarea masei de aer pe traiectorii carea masei de aer pe traiectorii

curbe;curbe;–– frecarea maselor de aer cu relieful frecarea maselor de aer cu relieful şşi i îînvelinvelişşul solului;ul solului;–– diferendiferenţţa de temperatură a zonelor de deasupra mărilor a de temperatură a zonelor de deasupra mărilor şşi uscatului (brizele i uscatului (brizele

marine).marine).viteza viteza şşi direci direcţţia vântului (dia vântului (dinspre care bate vântul) se dinspre care bate vântul) se determină cu etermină cu „„giruetegiruete””sau cu sau cu „„anemometrulanemometrul””, dotate cu un ampenaj special , dotate cu un ampenaj special şşi montate la i montate la îînălnălţţimea imea standard de 10 m, sau la sol pentru studiul evaporastandard de 10 m, sau la sol pentru studiul evaporaţţieiieivariavariaţţia pe verticală a vitezei vântului se poate determina cu o formuia pe verticală a vitezei vântului se poate determina cu o formulă lă empiricăempirică, de tip parabolic:, de tip parabolic:

unde unde HH00 este este îînălnălţţimea la care simea la care s--a măsurat viteza a măsurat viteza vv00..după viteză vânturile se pot clasifica după viteză vânturile se pot clasifica îîn 12 clase, conform n 12 clase, conform scării Beaufortscării Beaufort, de , de la vânturi calme (la vânturi calme (v v < 0,5 m/s), la vânturi tari (12,5 < 0,5 m/s), la vânturi tari (12,5 –– 15,2 m/s) 15,2 m/s) şşi ajungând la i ajungând la uragan (uragan (v v > 25,2 m/s)> 25,2 m/s)prelucrarea prelucrarea îînregistrărilor privind viteza nregistrărilor privind viteza şşi direci direcţţia vântului se poate face ia vântului se poate face grafic prin grafic prin „„roza vânturilorroza vânturilor””

71

00 ⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛=

HHvv


Roza vânturilorRoza vânturilor


ÎÎn n ţţara noastră vânturile cele mai importante suntara noastră vânturile cele mai importante sunt::

crivăcrivăţţul care bate iarna din direcul care bate iarna din direcţţia nord ia nord şşi nord i nord –– est est îîn Moldova, Dobrogea n Moldova, Dobrogea şşi Câmpia Dunăriii Câmpia Dunării; ; „„AustrulAustrul”” bate din direcbate din direcţţia vest ia vest îîn Câmpia n Câmpia DunăriiDunării; ; „„CoCoşşovaova”” bate din direcbate din direcţţia sud ia sud îîn Banat; n Banat; „„vântul negruvântul negru”” îîn Dobrogea,n Dobrogea, tot din sud tot din sud, , acestea două fiind vânturi calde acestea două fiind vânturi calde şşi uscate; i uscate; „„brizelebrizele”” care bat pe litoral, fiind vânturi locale.care bat pe litoral, fiind vânturi locale.


2.2.6. Evaporarea, evapotranspira2.2.6. Evaporarea, evapotranspiraţţia ia şşi infiltrai infiltraţţiaia

PrecipitaPrecipitaţţiile sub formă de ploaie iile sub formă de ploaie şşi zăpadă constituie aporturile de apă i zăpadă constituie aporturile de apă îîn sol. Când ploaia atinge solul iau nan sol. Când ploaia atinge solul iau naşştere trei procese: tere trei procese: –– umezirea solului umezirea solului şşi infiltrai infiltraţţia ; ia ; –– curgerea superficială curgerea superficială ((şşiroirea); iroirea); –– evaporaevaporaţţia. ia.

EvaporareaEvaporarea este procesul de trecere, este procesul de trecere, îîn general sub acn general sub acţţiunea călduriiiunea căldurii, , dar dar şşi sub aci sub acţţiunea presiunii, a unui lichid iunea presiunii, a unui lichid îîn stare de vapori.n stare de vapori.

Evaporarea apei este fenomenul de emanare Evaporarea apei este fenomenul de emanare îîn aerul atmosferic a n aerul atmosferic a vaporilor de apă de la suprafavaporilor de apă de la suprafaţţa maselor de apăa maselor de apă, ghea, gheaţţă sau zăpadă ă sau zăpadă iar transpiraiar transpiraţţia este evaporarea apei ia este evaporarea apei îîn procesul biologic al plantelor.n procesul biologic al plantelor. Ansamblul acestor două proceseAnsamblul acestor două procese, pe teritoriul unui bazin hidrografic, , pe teritoriul unui bazin hidrografic, este denumit este denumit evapotranspiraevapotranspiraţţieie..

Factorii principali care influenFactorii principali care influenţţează evaporarea suntează evaporarea sunt: temperatura : temperatura mediului, umiditatea aerului mediului, umiditatea aerului şşi vântul.i vântul.


2.3. 2.3. Debitele cursurilor de apăDebitele cursurilor de apă

2.3.1. 2.3.1. DefiniDefiniţţiiii, , componentecomponente. . DebitulDebitul lichidlichid, , debituldebitulsolid.solid.2.3.2. 2.3.2. CurbeCurbe caracteristicecaracteristice ale ale debitelordebitelor

2.3.2.1. 2.3.2.1. CheiaCheia limnimetricălimnimetrică2.3.2.2. 2.3.2.2. CurbaCurba de de regimregim2.3.2.3. 2.3.2.3. CurbaCurba de de duratădurată2.3.2.4. 2.3.2.4. CurbaCurba de de frecvenfrecvenţţăă2.3.2.5. 2.3.2.5. CurbaCurba integralăintegrală a a debitelordebitelor2.3.2.6. 2.3.2.6. CurbaCurba integralăintegrală a a diferendiferenţţelorelor de debitde debit


2.3.1. Defini2.3.1. Definiţţii, componente. Debitul lichid, debitul solidii, componente. Debitul lichid, debitul solid

Prin Prin debitul lichid al unui râudebitul lichid al unui râu (Q) se (Q) se îînnţţelege o cantitate elege o cantitate de apă care se scurge printrde apă care se scurge printr--o seco secţţiune iune îîn decursul unei n decursul unei unităunităţţi de timp.i de timp. El se exprimă El se exprimă îîn m3/s sau l/sn m3/s sau l/s

Debitul mediu specificDebitul mediu specific (debitul pe unitate de suprafa(debitul pe unitate de suprafaţţăă) ) (q) (q) se exprimă se exprimă îîn l/s/kmp sau mc/s/kmp n l/s/kmp sau mc/s/kmp şşi este raportul i este raportul dintre debit (Q) dintre debit (Q) şşi suprafai suprafaţţa bazinului hidrografic (F sau a bazinului hidrografic (F sau Sb): Sb):

.FQq =


Debitul unui râu depinde de:Debitul unui râu depinde de:suprafasuprafaţţa bazinului hidrografic,a bazinului hidrografic,precipitaprecipitaţţiile căzute iile căzute îîntrntr--un interval de timp (oun interval de timp (orără, z, zi, i, lunălună, a, an),n),coeficientul de scurgere, s (indicoeficientul de scurgere, s (indică ce fraccă ce fracţţiune din iune din apa căzută sub formă de precipitaapa căzută sub formă de precipitaţţii se scurge ii se scurge efectiv pe râu, restul, 1efectiv pe râu, restul, 1––s, se pierde prin s, se pierde prin evaporaevaporaţţie, infiltraie, infiltraţţii ii îîn sol). Acesta depinde de n sol). Acesta depinde de mulmulţţi factori cum ar fi: precipitai factori cum ar fi: precipitaţţii, tii, temperaturăemperatură, , vânt, umiditate, coeficient de vânt, umiditate, coeficient de îîmpădurirempădurire, , coeficient de permeabilitate a solului, panta medie coeficient de permeabilitate a solului, panta medie a talvegului scurgerii, altitudinea medie a a talvegului scurgerii, altitudinea medie a bazinului.bazinului.


Debitele unui curs de apă se determină Debitele unui curs de apă se determină îîntrntr--o o anumită secanumită secţţiune transversalăiune transversală, l, la un moment dat,a un moment dat, prin metoda directăprin metoda directă, p, prin măsurători pe terenrin măsurători pe teren, s, sau au prin metoda indirectă cu ajutorul relaprin metoda indirectă cu ajutorul relaţţiei de calcul:iei de calcul:

unde unde σσ reprezintă coeficientul de scurgere reprezintă coeficientul de scurgere, , SS [kmp] [kmp] ––suprafasuprafaţţa bazinului de recepa bazinului de recepţţie corespunzător secie corespunzător secţţiunii iunii pentru care se estimează debitulpentru care se estimează debitul, , hh [mm] [mm] –– îînălnălţţimea medie imea medie a precipitaa precipitaţţiilor, iilor, tt [s] [s] –– intervalul de timp pentru care sintervalul de timp pentru care s--a a îînregistrat precipitanregistrat precipitaţţiaia..

tShQ σ=


prin raportarea debitului scurs (Q) prin raportarea debitului scurs (Q) îîntrntr--un un interval de timp dat (T) (zi,interval de timp dat (T) (zi, lună lună, an) la , an) la suprafasuprafaţţa bazinului (F sau Sb) se oba bazinului (F sau Sb) se obţţine ine îînălnălţţimea stratului de apăimea stratului de apă scurs (h scurs (h îîn mm) de n mm) de pe un areal datpe un areal dat

.)( FQTh mm =


Cele mai importante debite ale unui curs de apă suntCele mai importante debite ale unui curs de apă sunt::

Debitul maxim maximorum (Qmax.max)Debitul maxim maximorum (Qmax.max) reprezintă debitul cel mai mare reprezintă debitul cel mai mare îînregistrat până nregistrat până îîn prezent. Poate avea n prezent. Poate avea şşi caracter catastrofal (Qcat).i caracter catastrofal (Qcat).Debitul extraordinar (Qmax.ex)Debitul extraordinar (Qmax.ex) reprezintă debitul cel mai mare reprezintă debitul cel mai mare îînregistrat nregistrat îîntrntr--o perioadă de o perioadă de 30 ani consecutivi.30 ani consecutivi.Debitul maxim anual (Qmax.an) Debitul maxim anual (Qmax.an) este debitul cel mai mare este debitul cel mai mare îînregistrat nregistrat îîn n timp de un an timp de un an şşi are o durată de o zi i are o durată de o zi îîn cadrul acelui an.n cadrul acelui an.Debitul normal Debitul normal sau sau debitul modul (Q0)debitul modul (Q0) reprezintă media aritmetică a reprezintă media aritmetică a debitelor anuale pe un debitelor anuale pe un şşir ir îîndelungat de ani (30ndelungat de ani (30--40).40).Debitul mediu (Qmed.aDebitul mediu (Qmed.anual, Qmenual, Qmed.lunar, d.lunar, Qmed.vaQmed.varără; Q; Qmed.decamed.decadă dă etc.)etc.) este debitul care se stabileeste debitul care se stabileşşte pentru o anumită perioadă de timp te pentru o anumită perioadă de timp (deca(decadădă, l, lunăună, anotimp)., anotimp).Debitul de etiaj (Qetj) Debitul de etiaj (Qetj) exprimă situaexprimă situaţţia debitului minim minimorum a ia debitului minim minimorum a cărui valoare este mai mică decât media debitului minimcărui valoare este mai mică decât media debitului minim. Acest debit . Acest debit este considerat ca fiind debitul cu durata de 355 zile este considerat ca fiind debitul cu durata de 355 zile şşi numai 1i numai 10 z0 zile ile din an ar putea să producă un debit mai mic decât din an ar putea să producă un debit mai mic decât QetjQetj. D. Debitele ebitele specifice cu cantitatea de apă mai mică de specifice cu cantitatea de apă mai mică de 1 l/s/kmp sunt considerate 1 l/s/kmp sunt considerate debite de etiaj.debite de etiaj.Debitul minim minimorum (Qmin.min)Debitul minim minimorum (Qmin.min) este debitul cu cea mai mică este debitul cu cea mai mică valoare, produsvaloare, produs până până îîn prezent.n prezent.


Constanta debitului unui râu (coeficientul de torenConstanta debitului unui râu (coeficientul de torenţţialitate)ialitate) reprezintă raportul dintre debitul maxim reprezintă raportul dintre debitul maxim şşi cel minim i cel minim îînregistrat 1/933 pentru Bârlad, 1/130 pentru Somenregistrat 1/933 pentru Bârlad, 1/130 pentru Someşşul Mic, ul Mic, 1/16 1/16 pentru Dunăre etcpentru Dunăre etc.)..).Debitul mediu total al râurilor din România este estimat la Debitul mediu total al râurilor din România este estimat la valoarea de 1150 mvaloarea de 1150 m33/s, din care 443 m/s, din care 443 m33/s apar/s aparţţin bazinului in bazinului Tisei, 702 mTisei, 702 m33/s /s bazinului Dunării bazinului Dunării şşi doar 5 mi doar 5 m33/s /s bazinului bazinului Mării NegreMării Negre..Din regiunea montanăDin regiunea montană, de la altitudini mai mari de 500m, , de la altitudini mai mari de 500m, provin cca.84% (955 mprovin cca.84% (955 m33/s) /s) din scurgerea totalădin scurgerea totală, restul , restul aparaparţţinând regiunilor de inând regiunilor de şşes (6,9%) es (6,9%) şşi de dealuri (Podii de dealuri (Podişşul ul Transilvaniei cca.70 mTransilvaniei cca.70 m33/s, Podi/s, Podişşul Moldovei ul Moldovei şşi Podii Podişşul ul Sucevei cca.30 m3/Sucevei cca.30 m3/s, s, Câmpia Română Câmpia Română şşi Piemonturile i Piemonturile Sudice cca. 55 mSudice cca. 55 m33/s, Câmpia de Vest /s, Câmpia de Vest şşi Piemonturile i Piemonturile Vestice 30 m3/s) (Ujvari, 1972).Vestice 30 m3/s) (Ujvari, 1972).


Pentru a se asigura un echilibru Pentru a se asigura un echilibru îîntre perioadele ntre perioadele cu excedent de umiditate cu excedent de umiditate şşi cele cu deficit,i cele cu deficit, este este necesar să se realizeze o regularizare a debitelornecesar să se realizeze o regularizare a debitelor, , adică o compensare a acestoraadică o compensare a acestora. .

Cea mai rapidă Cea mai rapidă şşi eficientă măsură o reprezintă i eficientă măsură o reprezintă construcconstrucţţia de lacuri de acumulare (lacurile de pe ia de lacuri de acumulare (lacurile de pe râul Olt, L.Vidraru de pe Argerâul Olt, L.Vidraru de pe Argeşş, L.Strâmtorii de pe , L.Strâmtorii de pe Firiza, L.TarniFiriza, L.Tarniţţa a şşi L.Fântânele de pe Somei L.Fântânele de pe Someşş, , L.Izvorul Muntelui pe BistriL.Izvorul Muntelui pe Bistriţţa, L.Vidra pe Lotru a, L.Vidra pe Lotru etc.).etc.).


Debitul solid (aluvionar) Debitul solid (aluvionar) reprezintă reprezintă îîntreaga ntreaga cantitate de aluviuni transportată de apele unui râu cantitate de aluviuni transportată de apele unui râu prin secprin secţţiunea sa activă iunea sa activă îîntrntr--o unitate de timp pe o unitate de timp pe mai multe căimai multe căi: rostogolire, târâre, suspensie : rostogolire, târâre, suspensie şşi i solusoluţţie. Sie. Se exprimă e exprimă îîn g/s sau kg/s.n g/s sau kg/s.

Viiturile Viiturile reprezintă crereprezintă creşşterile bruterile bruşşte te şşi de scurtă i de scurtă durată a nivelurilor durată a nivelurilor şşi implicit a debitelor râurilor, i implicit a debitelor râurilor, îîn n general deasupra valorilor obigeneral deasupra valorilor obişşnuite, ca unuite, ca urmare a rmare a curgerii superficiale rezultată din ploicurgerii superficiale rezultată din ploi, d, din topirea in topirea zăpezilor sau ca urmare a unor accidente zăpezilor sau ca urmare a unor accidente (ruperea (ruperea unor baraje naturale sau antropice, unor baraje naturale sau antropice, supraalimentarea etc.). supraalimentarea etc.).


2.3.2. Curbe caracteristice ale debitelor2.3.2. Curbe caracteristice ale debitelor

cheia limnimetricăcheia limnimetrică,,curba de regim,curba de regim,curba de durată curba de durată (clasa(clasatătă),),curba de frecvencurba de frecvenţţăă,,curba integrală a debitelorcurba integrală a debitelor,,curba integrală a diferencurba integrală a diferenţţelor de debit.elor de debit.


Cheia limnimetricăCheia limnimetricăsau cheia debitelor printrsau cheia debitelor printr--o seco secţţiune a unui râu reprezintă legătura iune a unui râu reprezintă legătura dintre adâncimea apei dintre adâncimea apei îîn secn secţţiune iune şşi debitul care o străbatei debitul care o străbate. A. Această ceastă legătură este exprimată de relalegătură este exprimată de relaţţia lui Chia lui Chéézy:zy:

unde sunde s--au utilizat notaau utilizat notaţţiile:iile:ΩΩ –– aria secaria secţţiunii vii, iunii vii, RR –– raza hidraulică raza hidraulică; s; se calculează cu relae calculează cu relaţţia:ia: R =R =ΩΩ//PP

undeunde PP reprezintă perimetrul udat reprezintă perimetrul udat,,CC –– coeficientul lui Chcoeficientul lui Chéézy; una dintre relazy; una dintre relaţţiile de calcul este:iile de calcul este:

undeunde nn este rugozitatea patului albiei, iar este rugozitatea patului albiei, iar y y are are valoareavaloarea 1/61/6 ((dupdupă Manningă Manning))

ii –– panta hidraulică panta hidraulică (panta suprafe(panta suprafeţţei libere, ei libere, îîn min mişşcarea uniformă este carea uniformă este egală cu panta talveguluiegală cu panta talvegului).).

RiCQ Ω=

yRn

C 1=


Cheie limnimetrică, pe râul Tazlău

0

100

200

300

400

500

600

700

800

7,7

24,4

47,8

87,5

146

224

311

415

544

682

820

958

1096

1234

1372

1510

Q (m3/s)

H (m

)


Curba de regimCurba de regimreprezintă variareprezintă variaţţia ia îîn timp a debitului,n timp a debitului, timpul fiind timpul fiind luat cronologic pe o perioadă continuăluat cronologic pe o perioadă continuă..Debitul este o mărime continuăDebitul este o mărime continuă..Ca atare, pentru a face curba de regim a debitelor, Ca atare, pentru a face curba de regim a debitelor, este important de stabilit pasul de timp pentru care este important de stabilit pasul de timp pentru care se construiese construieşşte aceasta. te aceasta. Se poate realiza curba de regim a debitelor medii Se poate realiza curba de regim a debitelor medii zilnice, curba de regim a debitelor medii lunare, zilnice, curba de regim a debitelor medii lunare, curba de regim a debitelor medii anuale (mai rar, curba de regim a debitelor medii anuale (mai rar, pe perioade foarte lungi de timp pe perioade foarte lungi de timp –– 50...100 ani).50...100 ani).


Pentru a construi o curbă de regimPentru a construi o curbă de regim, e, este ste necesar să se realizeze medierea debitelor necesar să se realizeze medierea debitelor pe intervale de timp. pe intervale de timp. Medierea pe un interval Medierea pe un interval TT de timp se obde timp se obţţine ine cu relacu relaţţia:ia:

( )∫=T

T dttQT

Q0

1


Curba de regim a debitelor medii zilnice, afluente Curba de regim a debitelor medii zilnice, afluente îîn lacul n lacul BrădiBrădişşor, pe perioada unui an calendaristicor, pe perioada unui an calendaristic

0

10

20

30

40

50

60

70

1-Ja

n11

-Jan

21-J

an31

-Jan

10-F

eb20

-Feb

1-M

ar11

-Mar

21-M

ar31

-Mar

10-A

pr20

-Apr

30-A

pr10

-May

20-M

ay30

-May

9-Ju

n19

-Jun

29-J

un9-

Jul

19-J

ul29

-Jul

8-A

ug18

-Aug

28-A

ug7-

Sep

17-S

ep27

-Sep

7-O

ct17

-Oct

27-O

ct6-

Nov

16-N

ov26

-Nov

6-D

ec16

-Dec

26-D

ec

zi/lună

Q (m

3 /s)


Curba de regim a debitelor medii lunare, afluente Curba de regim a debitelor medii lunare, afluente îîn lacul n lacul BrădiBrădişşor, por, pe perioadă de e perioadă de 49 ani49 ani

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

I II III IV V VI VII

VIII IX X XI XII I II III IV V VI VII

VIII IX X XI XII

An/lună

Q mlu

nar (m

c/s)


Curba de duratăCurba de durată

Nu interesează succesiunea cronologică ci interesează Nu interesează succesiunea cronologică ci interesează variavariaţţia debitului ca perioadă de timpia debitului ca perioadă de timp. . Asigurarea unei valori a debitului reprezintă cât la sută din Asigurarea unei valori a debitului reprezintă cât la sută din timpul considerat, valotimpul considerat, valoarea respectivă a fost depăarea respectivă a fost depăşşităită. . De exemplu, De exemplu, dacă un debit dacă un debit QQ are o asigurare de are o asigurare de 10% p10% pe o e o perioadă de perioadă de 50 de ani, 50 de ani, îînseamnă că acel debit a apărut o nseamnă că acel debit a apărut o dată la dată la 5 ani. 5 ani. Cu cât asigurarea este mai mare, cu atât debitul este mai Cu cât asigurarea este mai mare, cu atât debitul este mai frecvent. frecvent. Debitele cu asigurare mare sunt acele debite mici Debitele cu asigurare mare sunt acele debite mici şşi foarte i foarte mici, specifice perioadelor secetoase). mici, specifice perioadelor secetoase). Debitele cu asigurare mică sunt debite mari Debitele cu asigurare mică sunt debite mari şşi foarte mari, i foarte mari, specifice perioadelor ploioase specifice perioadelor ploioase şşi foarte ploioase.i foarte ploioase.


Curba de durată a debitelor medii zilniceCurba de durată a debitelor medii zilnice, afluente , afluente îîn lacul n lacul BrădiBrădişşor, por, pe o perioadă de e o perioadă de 49 ani49 ani

0

20

40

60

80

100

120

140

160

1800.

17%

4.42

%

8.67

%

12.9

3%

17.1

8%

21.4

3%

25.6

8%

29.9

3%

34.1

8%

38.4

4%

42.6

9%

46.9

4%

51.1

9%

55.4

4%

59.6

9%

63.9

5%

68.2

0%

72.4

5%

76.7

0%

80.9

5%

85.2

0%

89.4

6%

93.7

1%

97.9

6%

Asigurarea p (%)

Q mlu

nar (m

c/s)


Asigurarea (durata) uAsigurarea (durata) unui debit reprezintă valoarea nui debit reprezintă valoarea cumulată a intervalelor de timp pe care debitul Q cumulată a intervalelor de timp pe care debitul Q depădepăşşeeşşte crescător sau descrescător valoarea lui te crescător sau descrescător valoarea lui Qmediu.Qmediu.ÎÎn cazul reprezentării cu valori discreten cazul reprezentării cu valori discrete, a, asigurarea sigurarea este echivalentă cu numărul de ordine este echivalentă cu numărul de ordine îîn n clasamentul descrescător al debitelor clasamentul descrescător al debitelor îîmpărmpărţţit la it la numărul de ordine maxim numărul de ordine maxim (corespun(corespunzător debitului zător debitului minim din minim din şşirul de debite ales).irul de debite ales).Deci curba de durată a debitelor este Deci curba de durată a debitelor este reprezentarea debitelor clasate (ordonate reprezentarea debitelor clasate (ordonate descrescătordescrescător) ) îîn funcn funcţţie de asigurarea acestora.ie de asigurarea acestora.ÎÎn această situan această situaţţie, cie, curba de durată se poate numi urba de durată se poate numi şşi curbă clasată a debitelori curbă clasată a debitelor..


Avantaje:Avantaje:Exprimă cât la sută din timp este depăExprimă cât la sută din timp este depăşşit un it un anumit debit sau cât la sută din timp este asigurat anumit debit sau cât la sută din timp este asigurat acest debit (curacest debit (curbă de asigurarebă de asigurare).).Debitele mici au o durată Debitele mici au o durată (asigurare) (asigurare) mare, iarmare, iar debitele mari au o durată foarte micădebitele mari au o durată foarte mică..Dacă perioada Dacă perioada TT respectiv numărul de intervale respectiv numărul de intervale nn este foarte mare (tineste foarte mare (tinde la infinit),de la infinit), curba de durată curba de durată tinde la o curbă de probabilitate de depătinde la o curbă de probabilitate de depăşşire.ire.Trecând la valorile discretizate pentru timp, curbaTrecând la valorile discretizate pentru timp, curba de durată se transferă de durată se transferă îîntrntr--o curbă o curbă îîn trepte.n trepte.Diagrama Diagrama îîn trepte este o an trepte este o aşşezare descrescătoare ezare descrescătoare a valorilor debitelor din a valorilor debitelor din şşirul cronologic, cuirul cronologic, curbă rbă clasată a debitelorclasată a debitelor..


Curba de frecvenCurba de frecvenţţăă

FrecvenFrecvenţţa este o mărime care arată de câte a este o mărime care arată de câte ori se produce un fenomen ori se produce un fenomen îîntrntr--o unitate de o unitate de timp.timp.

FrecvenFrecvenţţa unui debit, dintra unui debit, dintr--un un şşir de debite ir de debite dat, pedat, pe o perioadă dată de timp o perioadă dată de timp, a, arată rată numărul de aparinumărul de apariţţii ale acelui debit din ii ale acelui debit din numărul total de aparinumărul total de apariţţii.ii.


Curba de frecvenCurba de frecvenţţă a debitelor medii lunareă a debitelor medii lunare, afluente , afluente îîn lacul n lacul BrădiBrădişşor, por, pe o perioadă de e o perioadă de 49 ani49 ani

0% 5% 10% 15% 20% 25% 30% 35%

171.0

153.9

136.8

119.7

102.6

85.5

68.4

51.3

34.2

17.1

0.0

Q mlu

nar (m

c/s)

f (%)


Comentarii:Comentarii:Numărul de apariNumărul de apariţţii ale unui debit reprezintă numărarea efectivă de ii ale unui debit reprezintă numărarea efectivă de câte ori apare valoare acelui debit câte ori apare valoare acelui debit îîntrntr--un un şşir de debite măsurate pe un ir de debite măsurate pe un interval de timp dat. interval de timp dat.

Se porneSe porneşşte de la vaoarea maximă a debitelor din te de la vaoarea maximă a debitelor din şşir ir şşi se scade i se scade îîn n trepte egale (trepte egale (ΔΔQ) Q) până se ajunge la valoare minimă a debitelor din până se ajunge la valoare minimă a debitelor din şşir. ir. Primul interval astfel constituit este cuprins Primul interval astfel constituit este cuprins îîntre Qmax ntre Qmax şşi Qmaxi Qmax--ΔΔQ. Al Q. Al doilea este {Qmaxdoilea este {Qmax--ΔΔQ ,Q ,……, Qmax, Qmax--22ΔΔQ}, astfel Q}, astfel îîncât ultimul interval este ncât ultimul interval este {Qmax{Qmax--(n(n--1) 1) ΔΔQ ,Q ,……, Qmax, Qmax--nnΔΔQ}, Q}, unde n este numărul de intervale unde n este numărul de intervale ΔΔQ Q ales.ales.

Pentru fiecare interval de valori de debite se numără de câte orPentru fiecare interval de valori de debite se numără de câte ori apar i apar acele valori acele valori îîn n şşirul de debite iniirul de debite iniţţial dat. De exemplu, valorile cuprinse ial dat. De exemplu, valorile cuprinse îîn primul interval au o singură aparin primul interval au o singură apariţţie ie îîn n şşirul de debite medii zilnice pe irul de debite medii zilnice pe 49 de ani. Asta 49 de ani. Asta îînseamnă cănseamnă că, , îîn primul interval se poate regăsi o n primul interval se poate regăsi o valoare de debit care apare o dată valoare de debit care apare o dată îîn n şşirul respectiv. Astfel se obirul respectiv. Astfel se obţţine, ine, pe intervale stabilite de debite, un pe intervale stabilite de debite, un şşir de numere care reprezintă ir de numere care reprezintă apariapariţţiile debitelor cuprinse iile debitelor cuprinse îîn fiecare interval, n fiecare interval, îîn n şşirul total de debite.irul total de debite.


Curba integrală a debitelorCurba integrală a debitelorEste o reprezentare a unor volume Este o reprezentare a unor volume îîn funcn funcţţie de timp, ie de timp, volume care reprezintă volume care reprezintă volumul cumulat (stoculvolumul cumulat (stocul de apă de apă) scurs pe o sec) scurs pe o secţţiune a râului din momentul iune a râului din momentul iniiniţţial 0 pial 0 până ână îîn momentul curent n momentul curent tt..Calculul volumelor se face cu relaCalculul volumelor se face cu relaţţia:ia:

De exemplu, De exemplu, îîn cazul n cazul şşirului de debite medii lunare pe râul Brădiirului de debite medii lunare pe râul Brădişşor, por, pe un e un interval de 49 ani, interval de 49 ani, se consideră intervalul se consideră intervalul ΔΔt de timp fiind o lunăt de timp fiind o lună. V. Vor fi 58or fi 588 d8 de e intervale, corespunintervale, corespunzătoare celor zătoare celor 588 de luni cuprinse 588 de luni cuprinse îîn 49 ani.n 49 ani.Ca atare primul interval de timp este chiar Ca atare primul interval de timp este chiar ΔΔt, t, adică la sfâradică la sfârşşitul primei luni itul primei luni există un volum există un volum (stoc) afluent W1=Q1 (stoc) afluent W1=Q1 ΔΔt. La sfârt. La sfârşşitul celui deitul celui de--al doilea interval al doilea interval de timp (ade timp (a doua lună doua lună), va exista un stoc afluent W2=W1+Q2 ), va exista un stoc afluent W2=W1+Q2 ΔΔt. t. Astfel, la sfârAstfel, la sfârşşitul ultimei luni de analiză itul ultimei luni de analiză (cu (cu numărul de ordine numărul de ordine 588), stocul 588), stocul afluent total este W588=W587+Q588 afluent total este W588=W587+Q588 ΔΔt.t.DiferenDiferenţţa a ΔΔW=WnW=Wn--WnWn--1 r1 reprezintă volumul afluent eprezintă volumul afluent îîn intervalul de timp n intervalul de timp ΔΔt.t.

( ) ( ) ttQtWt

d0∫=


SStocurile medii afluente pe râul Brăditocurile medii afluente pe râul Brădişşor, pe parcursul or, pe parcursul unui an, la sfârunui an, la sfârşşitul fiecărui interval de timp itul fiecărui interval de timp ΔΔt=1 t=1 lunălună

Luna V(mil. m3) I 23,1 II 41,7 III 60,8 IV 155,9 V 284,5 VI 407,1 VII 539,9 VIII 583,6 IX 670,9 X 715,9 XI 743,9 XII 770,7


Curba integrală a debitelor pe râul Brădişor, pe un an calendaristic

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Nr. luni

V (m

il.m3 )


panta secantei la curba integrală a debitelor este panta secantei la curba integrală a debitelor este proporproporţţională cu debitul mediu corespunzător intervalului ională cu debitul mediu corespunzător intervalului acoperit de secantăacoperit de secantăpanta tangentă la curba integrală a debitului panta tangentă la curba integrală a debitului îîntrntr--un punct, un punct, este proporeste proporţţională cu mărimea debitului ională cu mărimea debitului îîn momentul n momentul corespunzătorcorespunzătorpunctele de inflexiune ale curbei integrale a debitelor punctele de inflexiune ale curbei integrale a debitelor corespund cu punctele de debite extreme, maxime sau corespund cu punctele de debite extreme, maxime sau minimeminime

Dezavantaj:Dezavantaj:dacă dacă TT este foarte mare este foarte mare şşi este de ordinul anilor, valorile i este de ordinul anilor, valorile WW fiind crescătoarefiind crescătoare, cresc spre valori foarte mari , cresc spre valori foarte mari şşi deci i deci intervalul de variaintervalul de variaţţie al lui ie al lui WW îîntre 0 ntre 0 şşi i TT este foarte larg iar este foarte larg iar îîn cazul reprezentării grafice este nevoie de o scară foarte n cazul reprezentării grafice este nevoie de o scară foarte micămică


Curba integrală a diferenCurba integrală a diferenţţelor de debitelor de debitse utilizeazăse utilizează, , îîn general la analiza debitelor afluente n general la analiza debitelor afluente îîntrntr--un lac un lac de acumularede acumulareaceastă curbă este necesară la trasarea această curbă este necesară la trasarea ““firului firului îîntinsntins””, m, metodă etodă folosită la calculul utilizării rafolosită la calculul utilizării raţţionale a stocului afluent ionale a stocului afluent îîntrntr--un lac un lac de acumulare de acumulare şşi care stă la baza realizării graficelor dispeceri care stă la baza realizării graficelor dispecer, , grafice de exploatare a lacurilor de acumularegrafice de exploatare a lacurilor de acumularerelarelaţţia de calcul a valorilor curbei este:ia de calcul a valorilor curbei este:

unde Qunde Q00 este o valoare caracteristică debitelor este o valoare caracteristică debitelor. D. Dacă se alege acă se alege pentru aceasta valoarea debitului mediu multianual, curba se pentru aceasta valoarea debitului mediu multianual, curba se îînchide nchide îîn 0.n 0.

( ) ( )[ ] tQtQtWt

d0

0∫ −=δ


Curba integrală a debitelor medii lunare afluente pe râul Brădişor, pe o perioadă de 30 ani

-600

-400

-200

0

200

400

600

800

0 12 24 36 48 60 72 84 96 108 120 132 144 156 168 180 192 204 216 228 240 252 264 276 288 300 312 324 336 348 360

T[luni]

DV


2.4. No2.4. Noţţiuni de hidrometrieiuni de hidrometrieHidrometria este ramura hidrologiei care se ocupă cu descrierea Hidrometria este ramura hidrologiei care se ocupă cu descrierea aparatelor aparatelor şşi instalai instalaţţiilor hidrometrice, cu tehnicile iilor hidrometrice, cu tehnicile şşi metodele de i metodele de măsurare măsurare şşi analiză a caracteristicilor fizice i analiză a caracteristicilor fizice şşi chimice ale apei i chimice ale apei şşi cu i cu prelucrarea datelor obprelucrarea datelor obţţinute.inute.Pentru obPentru obţţinerea datelor cu privire la fenomenele hidrologice din cadrul inerea datelor cu privire la fenomenele hidrologice din cadrul unui bazin hidrografic este nevoie, ca unui bazin hidrografic este nevoie, ca îîn anumite puncte geografice,n anumite puncte geografice, să să se se îînfiinnfiinţţeze servicii speciale de măsurare a niveluriloreze servicii speciale de măsurare a nivelurilor, debitelor, , debitelor, vitezelor etc. vitezelor etc. ÎÎn funcn funcţţie de importanie de importanţţa lor acestea se numesc staa lor acestea se numesc staţţii ii hidrometrice, posturi hidrometrice etc. Totalitatea acestor servhidrometrice, posturi hidrometrice etc. Totalitatea acestor servicii icii constituie o reconstituie o reţţea hidrometrică careea hidrometrică care, la rându, la rându--i, i, îînglobează două renglobează două reţţele ele componente: una cu funccomponente: una cu funcţţionalitate de lungă durată ionalitate de lungă durată (re(reţţeaua eaua hidrometrică de bazăhidrometrică de bază); ); alta cu durată de funcalta cu durată de funcţţionare relativ scurtă ionare relativ scurtă (re(reţţeaua hidrometrică auxiliarăeaua hidrometrică auxiliară).).Hidrometria este disciplina care asigură informaHidrometria este disciplina care asigură informaţţiile culese iile culese îîn timp n timp şşi i spaspaţţiu, asupra regimului de variaiu, asupra regimului de variaţţie a resurselor de apăie a resurselor de apă. . ÎÎn acest caz n acest caz hidrometria poate să aibă o imagine asupra ecartului de variahidrometria poate să aibă o imagine asupra ecartului de variaţţie a ie a fenomenelor hidrologice studiate, fenomenelor hidrologice studiate, să determine o serie de parametri din să determine o serie de parametri din formule empirice formule empirice şşi modele hidrologice,i modele hidrologice, să formeze să formeze şşiruri statistice iruri statistice şşi să i să realizeze operarealizeze operaţţii de prognoză hidrologicăii de prognoză hidrologică..


ReReţţeaua hidrometricăeaua hidrometrică de bazăde bază trebuie să furnizeze date continue pe trebuie să furnizeze date continue pe cel pucel puţţin 20in 20--25 ani. Sta25 ani. Staţţiile sau posturile hidrometrice trebuie iile sau posturile hidrometrice trebuie amplasate amplasate îîn locurile care să asigure caracterul natural al variabilei n locurile care să asigure caracterul natural al variabilei studiate. studiate. ÎÎn aceste condin aceste condiţţii trebuie să se evite influenii trebuie să se evite influenţţele provenite din:ele provenite din:–– vecinătatea imediată a construcvecinătatea imediată a construcţţiilor hidrotehnice de genul lacurilor de iilor hidrotehnice de genul lacurilor de

acumulare, prizeloracumulare, prizelor de apă etc de apă etc., dar ., dar şşi a podurilor cu debui a podurilor cu debuşşee reduse;ee reduse;–– instabilitatea instabilitatea îîn plan orizontal n plan orizontal şşi vertical a albiei;i vertical a albiei;–– lipsa de sensibilitate hidrologică lipsa de sensibilitate hidrologică (varia(variaţţiile mari ale nivelurilor iile mari ale nivelurilor îîn profil n profil

transversal care conduc la variatransversal care conduc la variaţţii mici de debite);ii mici de debite);–– accesul dificil de la cea mai apropiată arteră de circulaaccesul dificil de la cea mai apropiată arteră de circulaţţie.ie.

Repartizarea Repartizarea stastaţţiilor hidrometriceiilor hidrometrice şşi inclusiv a i inclusiv a posturilorposturilor, , îîn cadrul n cadrul rereţţelei, treelei, trebuie să aibă buie să aibă îîn vedere următoarele criteriin vedere următoarele criterii::–– pe sectoare lungi, pe sectoare lungi, fără afluenfără afluenţţi importani importanţţi, distani, distanţţele ele îîntre două puncte ntre două puncte

hidrometrice să se aleagă astfel hidrometrice să se aleagă astfel îîncât debitul mediu al cursului de apăncât debitul mediu al cursului de apă, , respectiv respectiv îîntre două asemenea puncte ntre două asemenea puncte îînvecinate, nvecinate, să difere cu ccasă difere cu cca. 20%;. 20%;

–– la confluenla confluenţţe importante,e importante, fiecare curs de apă să dispună de câte un punct fiecare curs de apă să dispună de câte un punct hidrometric imediat hidrometric imediat îîn amonte,n amonte, iar pe cursul principal de apă iar pe cursul principal de apă, de un punct , de un punct îîn aval la o distann aval la o distanţţă care să satisfacă diferenă care să satisfacă diferenţţa de 20%, mai sus a de 20%, mai sus menmenţţionatăionată, , îîn raport cu n raport cu îînsumarea debitelor de la confluennsumarea debitelor de la confluenţţăă..


ReReţţeaua hidrometrică de bază din România eaua hidrometrică de bază din România se compune din 760 puncte hidrometrice, se compune din 760 puncte hidrometrice, ceea ce ar reveni un punct la 320 kmceea ce ar reveni un punct la 320 km22. . Punctele hidrometrice din rePunctele hidrometrice din reţţeaua auxiliară eaua auxiliară completeazăcompletează, temporar, re, temporar, reţţeaua de bază cu eaua de bază cu scopul obscopul obţţinerii informainerii informaţţiilor suplimentare. iilor suplimentare. Fiecare punct de măsurare este identificat Fiecare punct de măsurare este identificat prin numele râului prin numele râului şşi localitatea cea mai i localitatea cea mai apropiată sau locul amplasării postului apropiată sau locul amplasării postului (de ex: Moldovi(de ex: Moldoviţţa la Dragoa la Dragoşşa a şşi Lungulei Lunguleţţ, , DâmboviDâmboviţţa la Cona la Conţţeeşşti etc.).ti etc.).

3. 3. POTENPOTENŢŢIALULIALUL HIDROENERGETICHIDROENERGETIC

3.1 3.1 EnergiaEnergia hidraulichidraulicăă–– 3.1.1. Defini3.1.1. Definiţţie ie şşi clasificarei clasificare–– 3.1.2. Expresiile generale ale energiei 3.1.2. Expresiile generale ale energiei şşi puterii hidraulicei puterii hidraulice

3.2. Poten3.2. Potenţţialul hidroenergetic.ialul hidroenergetic. DefiniDefiniţţie. Categoriiie. Categorii3.3. Evaluarea poten3.3. Evaluarea potenţţialului hidroenergeticialului hidroenergetic–– 3.3.1. Evaluarea poten3.3.1. Evaluarea potenţţialului hidroenergetic teoretic de suprafaialului hidroenergetic teoretic de suprafaţţă ă

din precipitadin precipitaţţiiii–– 3.3.2. Evaluarea poten3.3.2. Evaluarea potenţţialului hidroenergetic teoretic de suprafaialului hidroenergetic teoretic de suprafaţţă ă

din scurgeredin scurgere–– 3.3.3. Evaluarea poten3.3.3. Evaluarea potenţţialului hidroenergetic teoretic liniar (al ialului hidroenergetic teoretic liniar (al

cursurilor de apăcursurilor de apă))–– 3.3.4. Evaluarea poten3.3.4. Evaluarea potenţţialului hidroenergetic tehnic amenajabilialului hidroenergetic tehnic amenajabil–– 3.3.5. Poten3.3.5. Potenţţialul hidroenergetic economic amenajabilialul hidroenergetic economic amenajabil

11/29/200611/29/2006 Cap. 3. Cap. 3. PotentialulPotentialul hidroenergetichidroenergetic 11

3.1 3.1 EnergiaEnergia hidraulicahidraulica3.1.1. Defini3.1.1. Definiţţie ie şşi clasificarei clasificare

Energia hidraulică este o formă de energie exploatată Energia hidraulică este o formă de energie exploatată dindin vvechime la morile de apă de pe râuriechime la morile de apă de pe râuri, iar , iar îîn prezent n prezent utilizată pentru producerea energiei electrice cu ajutorul utilizată pentru producerea energiei electrice cu ajutorul turbinelor hidraulice. Practic turbinelor hidraulice. Practic pe orice fir de apă se poate pe orice fir de apă se poate instala o turbină hidraulică cu ajutorul căreia să se instala o turbină hidraulică cu ajutorul căreia să se producă energieproducă energie. Oricine are norocul ca pe proprietatea . Oricine are norocul ca pe proprietatea sa sau pe limita acesteia să curgă o apă sa sau pe limita acesteia să curgă o apă şşi să aibă o i să aibă o diferendiferenţţă de nivelă de nivel, p, poate beneficia de energie electrică oate beneficia de energie electrică îîn n cantitate corespunzătoare cu condicantitate corespunzătoare cu condiţţiile de instalare ale iile de instalare ale turbinei (turbinei (căderecădere, debit)., debit).


Principalele forme sub care apare energia Principalele forme sub care apare energia hidraulică sunthidraulică sunt::

1. 1. Forma mecanică Forma mecanică îîn care se disting:n care se disting:–– energia cursurilor de apăenergia cursurilor de apă reprezintă energia reprezintă energia

corespunzătoare volumului de apă care se scurge corespunzătoare volumului de apă care se scurge îîntrntr--o o anumită perioadă anumită perioadă (1 (1 an) pan) pe toate cursurile de apă ale e toate cursurile de apă ale planetei. Este foplanetei. Este forma de energie hidraulică cea mai larg rma de energie hidraulică cea mai larg valorificatăvalorificată;;

–– energia gheenergia gheţţarilorarilor care este determinată de masa care este determinată de masa imensă a apei imensă a apei îînglobată nglobată îîn ghen gheţţari;ari;

–– energia valurilor energia valurilor şşi cureni curenţţilor mariniilor marini; e; există realizări xistă realizări practice de utilizare a valurilor;practice de utilizare a valurilor;

–– energia mareelorenergia mareelor este o energie determinată de este o energie determinată de mimişşcarea de rotacarea de rotaţţie a globului terestru;ie a globului terestru;

–– energia precipitaenergia precipitaţţiilor atmosfericeiilor atmosferice..


2. 2. Forma chimică Forma chimică –– se manifestă prin se manifestă prin formarea soluformarea soluţţiilor de săruri iilor de săruri îîn apăn apă, reac, reacţţie ie care este care este îînsonsoţţită de degajarea de căldurăită de degajarea de căldură..

3. 3. Forma termicăForma termică::–– folosirea diferenfolosirea diferenţţei de temperatură ei de temperatură îîntre ntre

diferitele straturi de apă sau diferitele straturi de apă sau îîntre apă ntre apă şşi aer; au i aer; au fost realizate instalafost realizate instalaţţii de mică putereii de mică putere, , potenpotenţţialul energetic este ridicat;ialul energetic este ridicat;

–– energia termică a curenenergia termică a curenţţilor marini;ilor marini;–– energia stărilor de tranzienergia stărilor de tranziţţie ale apei (energia de ie ale apei (energia de

evaporare ca exemplu); au fost realizate evaporare ca exemplu); au fost realizate instalainstalaţţii de putere micăii de putere mică..


3.1.2. Expresiile generale ale 3.1.2. Expresiile generale ale energiei energiei şşi puterii hidraulicei puterii hidraulice

Energia se poate exprima prin Energia se poate exprima prin produsul a doi factori:produsul a doi factori:–– un un factorfactor extensivextensiv ( (de volum),de volum), care care

exprimă mărimea purtătorilor de exprimă mărimea purtătorilor de energie; acest factor are energie; acest factor are proprietatea de aditivitate, putând proprietatea de aditivitate, putând rezulta din rezulta din îînsumarea unor unitănsumarea unor unităţţi i componente;componente;

–– un un factor de intensitate,factor de intensitate, care care exprimă diferenexprimă diferenţţa de nivel (potena de nivel (potenţţial) ial) al purtătorului de energieal purtătorului de energie..


Energia hidraulică este de tipul energiei mecanice având Energia hidraulică este de tipul energiei mecanice având expresia generalăexpresia generală::

îîn care :n care :–– G G greutatea apeigreutatea apei::–– densitatea apeidensitatea apei::–– acceleraacceleraţţia gravitaia gravitaţţionalăională::–– V V volumul, volumul, îîn n mm33..–– H H cota, diferencota, diferenţţa de nivel faa de nivel faţţă de un plan de referină de un plan de referinţţăă; s; sarcină arcină sau energie specificăsau energie specifică, , îîn [m]n [m]

–– sarcina unui curent de apă sarcina unui curent de apă, , z z –– cota; cota; p p –– presiunea;presiunea;VV –– viteza medie a curentului; viteza medie a curentului; –– coeficient care apare datorită coeficient care apare datorită

neuniformităneuniformităţţii vitezei (Coriolis).ii vitezei (Coriolis).

HGE


⋅=

]N[VgG ⋅⋅ρ=3kg/m000.1=ρ

2m/s81,9=g

gV

gpzH

2

2α+

ρ+=

Cei trei termeni corespund celor trei forme de energie ce Cei trei termeni corespund celor trei forme de energie ce sunt componente ale energiei hidraulice:sunt componente ale energiei hidraulice:–– energia potenenergia potenţţială de poziială de poziţţie;ie;–– energia potenenergia potenţţială de presiuneială de presiune;;–– energia cineticăenergia cinetică..


gV

gpzH at

2

211

11α

+ρ

+=gV

gpzH at

2

222

22α

+ρ

+=

( ) 212

222

112121 22

zzgV

gVzzHH −≅⎟

⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛ α−

α+−=−

;

;

de unde energia potenţială de poziţie se calculează cu relaţia,

( ) ( )21212121 zzgVHHgVEEL −ρ≅−ρ=−=−

Volumul de apă care intervine este legat de perioada de timp în care se scurge în secţiunea de apă:

TQV ⋅=gVHHTgQE ρ=⋅⋅ρ=

HVE ⋅⋅⋅= 31081,9

Q - debitul mediu în intervalul de timp T;

;

;

ÎÎn general ca unitate de măsură pentru energie se preferă utilizan general ca unitate de măsură pentru energie se preferă utilizarea [kWh]. rea [kWh]. ÎÎn acest caz, relan acest caz, relaţţia utilizată pentru calculul energiei este următoareaia utilizată pentru calculul energiei este următoarea::

Puterea hidraulică se determină cu relaPuterea hidraulică se determină cu relaţţia:ia:


sW1J1 ⋅=

J106,3sW360010kWh1 63 ⋅=⋅⋅=

HVHVHVE ⋅⋅=⋅⋅=⋅⋅⋅

⋅= 00272,0

3671

106,31081,9

6

3

[W] HQ1081,9P 3 ⋅⋅⋅=

[kW] HQ81,9P ⋅⋅=

;

La curgerea naturală pe un curs de apăLa curgerea naturală pe un curs de apă, , îîntre două secntre două secţţiuni, 1 iuni, 1 şşi 2, i 2, diferendiferenţţa de energie dintre cele două seca de energie dintre cele două secţţiuni iuni

este consumată pentrueste consumată pentru: : –– îînvingerea fornvingerea forţţelor rezistente de viscozitate elor rezistente de viscozitate şşi turbuleni turbulenţţăă;;–– pentru transportul aluviunilor din cursul de apăpentru transportul aluviunilor din cursul de apă;;–– pentru erodarea albiei.pentru erodarea albiei.

21 EE >


LDQ

gV

Dlhrlin ⋅⋅λ⋅=⋅⋅λ= 5

220826,0

2

4

20826,0

DQhrloc ⋅ζ⋅=

Formula lui Darcy pentru calculul pierderilor de sarcină liniară este:

iar pierderile de sarcină locale se calculează cu relaţia:

D - diametru caracteristic al curgeriila curgerea într-o conductă circulară, când aceasta este plină, D reprezintă diametrul

conducteila o curgere cu suprafaţă liberă se calculează ca fiind patru raze hidraulice hRD ⋅= 4

χΩ

=hR viisectiunii aria - 4D2π

=Ω udat perimetrul - D⋅π=χ

– coeficientul lui Darcy sau coeficientul pierderilor de sarcină liniare;n - rugozitatea

( )nRe,λ=λ

ν⋅

=DVRe


Secţiunea transversală prin râul Bârlad, Băceşti

RelaRelaţţia lui Chia lui Chéézy pentru calculul vitezei medii zy pentru calculul vitezei medii îîntrntr--o seco secţţiune iune transversalătransversală::

undeunde J J este panta hidraulicăeste panta hidraulică::


JRCV h ⋅⋅=

hRCV

lhrJ

⋅== 2

2

⇒Ω

=QV l

RCQhr

h⋅

⋅⋅Ω= 22

2

Manning lui relatia - Rhn1C 6

1

⋅=

3.2. Poten3.2. Potenţţialul hidroenergetic.ialul hidroenergetic.DefiniDefiniţţie. Categoriiie. Categorii

Prin Prin potenpotenţţial hidroenergeticial hidroenergetic se se îînnţţelege energia elege energia echivalentă corespunzătoare unui volum de apă echivalentă corespunzătoare unui volum de apă îîntrntr--o o perioadă de timp fixată perioadă de timp fixată (1 an) de pe o suprafa(1 an) de pe o suprafaţţă ă (teritoriu) (teritoriu) precizatăprecizată..

PotenPotenţţialul hidroenergetic se poate clasifica ialul hidroenergetic se poate clasifica îîn mai multe n mai multe categorii de potencategorii de potenţţial după următoarea schemăial după următoarea schemă::–– PotenPotenţţialul hidroenergetic:ialul hidroenergetic:

Teoretic (brut)Teoretic (brut) -- de suprafade suprafaţţăă-- din precipitadin precipitaţţii;ii;-- din scurgere;din scurgere;

-- liniar liniar (al (al cursurilor de apăcursurilor de apă););tehnic amenajabil;tehnic amenajabil;economic amenajabil;economic amenajabil;(exploatabil).(exploatabil).


PotenPotenţţialul hidroenergetic teoretic ialul hidroenergetic teoretic de suprafade suprafaţţă din precipitaă din precipitaţţiiii reprezintă energia echivalentă volumului de apă provenită din reprezintă energia echivalentă volumului de apă provenită din precipitaprecipitaţţii ii îîntrntr--un an pe o suprafaun an pe o suprafaţţă fixatăă fixată..

PotenPotenţţialul hidroenergetic de suprafaialul hidroenergetic de suprafaţţăă din scurgeredin scurgere reprezintă reprezintă energia echivalentă corespunzătoare volumului de apă scurs pe energia echivalentă corespunzătoare volumului de apă scurs pe suprafasuprafaţţa dată a dată îîntrntr--un interval de un an.un interval de un an.

PotenPotenţţialul hidroenergetic liniarialul hidroenergetic liniar reprezintă energia echivalentă a reprezintă energia echivalentă a volumului de apă scurs pe un râu volumului de apă scurs pe un râu îîntrntr--un an.un an.

Alegerea teritoriului Alegerea teritoriului –– bazin sau subbazin hidrografic sau un bazin sau subbazin hidrografic sau un teritoriu administrativ.teritoriu administrativ.

Pentru toate aceste categorii, potenPentru toate aceste categorii, potenţţialul hidroenergetic teoretic ialul hidroenergetic teoretic se consideră energia echivalentă volumului de apă fără a se se consideră energia echivalentă volumului de apă fără a se introduce pierderile de energie care apar atunci când acest introduce pierderile de energie care apar atunci când acest potenpotenţţial este utilizat practic, ca ial este utilizat practic, ca şşi cum randamentul ar fi 100%.i cum randamentul ar fi 100%.


PotenPotenţţialul hidroenergetic tehnic amenajabilialul hidroenergetic tehnic amenajabil reprezintă produc reprezintă producţţia ia de energie electrică care sde energie electrică care s--ar obar obţţine prin amenajarea unui curs ine prin amenajarea unui curs de apă de apă (integral sau pe un tronson).(integral sau pe un tronson).

PotenPotenţţialul hidroenergetic economic amenajabilialul hidroenergetic economic amenajabil reprezintă acea reprezintă acea parte a potenparte a potenţţialului tehnic amenajabil care poate fi valorificat ialului tehnic amenajabil care poate fi valorificat prin amenajări eficiente economicprin amenajări eficiente economic..

PotenPotenţţialul hidroenergetic exploatabilialul hidroenergetic exploatabil reprezintă partea din reprezintă partea din potenpotenţţialul economic amenajabil care poate fi efectiv exploatată ialul economic amenajabil care poate fi efectiv exploatată dacă se dacă se ţţine cont ine cont şşi de restrici de restricţţii de impact asupra mediului ii de impact asupra mediului ambiant.ambiant.

Astfel, având Astfel, având îîn vedere relan vedere relaţţia de definiia de definiţţie a diferitelor forme de ie a diferitelor forme de potenpotenţţial, seial, se poate scrie următoarea rela poate scrie următoarea relaţţie de incluziune:ie de incluziune:


loatabilamenajabilecamenajabiltehniclinscp EEEEEE exp.. ⊃⊃⊃⊃⊃

3.3. Evaluarea poten3.3. Evaluarea potenţţialului hidroenergeticialului hidroenergetic

Este nevoie să se facă o evaluare a potenEste nevoie să se facă o evaluare a potenţţialului ialului hidroenergetic pentru a cunoahidroenergetic pentru a cunoaşşte care sunt te care sunt resursele disponibile, pentru a cunoaresursele disponibile, pentru a cunoaşşte care sunt te care sunt repartizate pe diferite zone repartizate pe diferite zone şşi aceasta va permite i aceasta va permite alegerea ordinii alegerea ordinii îîn care să se realizeze amenajările n care să se realizeze amenajările cele mai avantajoase.cele mai avantajoase.

Pentru această evaluare a potenPentru această evaluare a potenţţialului trebuie să se ialului trebuie să se dispună de anumite datedispună de anumite date: date despre precipita: date despre precipitaţţii, ii, scurgere scurgere şşi date asupra configurai date asupra configuraţţiei terenului iei terenului (cotelor).(cotelor).


3.3.1. Evaluarea poten3.3.1. Evaluarea potenţţialului hidroenergetic ialului hidroenergetic teoretic de suprafateoretic de suprafaţţă din precipitaă din precipitaţţiiii

PotenPotenţţialul hidroenergetic teoretic de suprafaialul hidroenergetic teoretic de suprafaţţă din precipitaă din precipitaţţii ii reprezintă echivalentul energetic al volumului de apă căzut din reprezintă echivalentul energetic al volumului de apă căzut din precipitaprecipitaţţii pe suprafaii pe suprafaţţa unui teritoriu fixat (bazin sau subbazin a unui teritoriu fixat (bazin sau subbazin hidrografic, teritoriu administrativ), hidrografic, teritoriu administrativ), îîntrntr--o perioadă de timp fixată o perioadă de timp fixată (un an).(un an).Se consideră un an mediuSe consideră un an mediu. Pe teritoriul respectiv atât precipita. Pe teritoriul respectiv atât precipitaţţia ia anuală cât anuală cât şşi cota sunt variabile.i cota sunt variabile. Se consideră că se dispune de Se consideră că se dispune de un plan de situaun plan de situaţţie pe care sunt reprezentate izohipsele ie pe care sunt reprezentate izohipsele şşi i izohietele. Se izohietele. Se îîmparte teritoriul mparte teritoriul îîn suprafen suprafeţţe elementare printre elementare printr--o o rereţţea rectangulară astfel ea rectangulară astfel îîncât pe aceste elemente să se poată ncât pe aceste elemente să se poată considera o valoare constantă atât pentru precipitaconsidera o valoare constantă atât pentru precipitaţţii cât ii cât şşi i pentru cotă pentru cotă şşi anume cea dată de izoliniile ce o străbat sau i anume cea dată de izoliniile ce o străbat sau media aritmetică a izoliniilor vecinemedia aritmetică a izoliniilor vecine..Cota se poate da Cota se poate da îîn raport cu o referinn raport cu o referinţţă absolută ă absolută (nivelul (nivelul măriimării) ) sau cu o referinsau cu o referinţţă relativăă relativă..


Pentru determinarea volumului de apăPentru determinarea volumului de apă, precipita, precipitaţţiile se dau ca valoare iile se dau ca valoare a unui strat de apă uniform pe suprafaa unui strat de apă uniform pe suprafaţţăă..

Gradul de concentrare al potenGradul de concentrare al potenţţialului poate fi apreciat cu ajutorul unui ialului poate fi apreciat cu ajutorul unui indice specific prin raportarea potenindice specific prin raportarea potenţţialului la suprafaialului la suprafaţţăă


].kWh/an[72,2

1000272,000272,0

];/an[m1010)10(];[km

mm/an];[

3

3363

2

SHhE

HShHVE

ShShVS

h

p

pp

p

Δ⋅⋅⋅=Δ

⋅Δ⋅⋅⋅=⋅Δ⋅=Δ

Δ⋅⋅=⋅Δ⋅⋅=Δ

Δ−

.cth =

kWh/an].[72,2

;72,2

,

,

∑ ∑ ⋅Δ⋅⋅=Δ=

Δ⋅⋅⋅=Δ⇒

i iiiiipp

iiiip

HShEE

ShHE

.72,2

];kmkWh/an,[72,2

,

2,,

i

iip

i

iii

ii

p

ih

pp

iii

ipip

SSe

SShH

SE

SE

e

hHS

Ee

Δ

Δ⋅=

ΔΔ⋅⋅⋅

=Δ

==

⋅⋅=Δ

Δ=

∑∑

∑∑

∑


Harta izoliniară a României, pe baza evaluării timpului de concentrare şi a punctului de precipitaţie instantanee maximă

3.3.2. Evaluarea poten3.3.2. Evaluarea potenţţialului hidroenergetic ialului hidroenergetic teoretic de suprafateoretic de suprafaţţă din scurgereă din scurgere

Se face analog cu potenSe face analog cu potenţţialul din precipitaialul din precipitaţţii doar că volumul de apă ii doar că volumul de apă este acea parte din precipitaeste acea parte din precipitaţţii care se scurge pe suprafaii care se scurge pe suprafaţţa teritoriului a teritoriului consideratconsiderat

Analog izohietelor, se pAnalog izohietelor, se presupune că pe suprafaresupune că pe suprafaţţa studiată se introduce a studiată se introduce o mărime care se numeo mărime care se numeşşte debit specific de scurgere pentru care se te debit specific de scurgere pentru care se pot reprezenta izoliniile corespunzătoarepot reprezenta izoliniile corespunzătoare::

PotenPotenţţialul hidroenergetic teoretic de suprafaialul hidroenergetic teoretic de suprafaţţă din scurgere este ă din scurgere este proporproporţţional cu debitul specific de scurgere, ional cu debitul specific de scurgere, căderea corespunzătoare căderea corespunzătoare teritoriului considerat teritoriului considerat şşi suprafai suprafaţţa de calcul a scurgerii.a de calcul a scurgerii.


psc VV Δ⋅σ=Δ σunde - coeficient de scurgere

.861056,3100272,0

];/anm[1056,31])10[(

];kml/s[

3

333

2

SHqHSqE

SqTSqV

q

scscsc

scanscsc

sc

Δ⋅⋅⋅=⋅Δ⋅⋅⋅⋅=Δ

Δ⋅⋅⋅=⋅Δ⋅⋅=Δ

⋅=−

3.3.3. Evaluarea poten3.3.3. Evaluarea potenţţialului hidroenergetic ialului hidroenergetic teoretic liniar (al cursteoretic liniar (al cursurilor de apăurilor de apă))

PotenPotenţţialul teoretic (brutialul teoretic (brut) l) liniar al cursurilor de apă reprezintă iniar al cursurilor de apă reprezintă energia (sau puenergia (sau puterea) maxiterea) maximă care se poate obmă care se poate obţţine pe râul ine pe râul respectiv (sau pe urespectiv (sau pe un anumit sector al săun anumit sector al său), ), fără a se fără a se ţţine cont de ine cont de pierderile care pot apărea prin amenajarea acestuia pierderile care pot apărea prin amenajarea acestuia (randamentul hidraulic (randamentul hidraulic şşi randamentul electroi randamentul electro--mecanic). mecanic).

PotenPotenţţialul hidroenergetic teoretic se calculează pe sectoare ialul hidroenergetic teoretic se calculează pe sectoare caracteristice ale fiecărui curs de apăcaracteristice ale fiecărui curs de apă. Pe cursurile de ape mici, . Pe cursurile de ape mici, sectorizarea se face sectorizarea se face îîntre punctele de confluenntre punctele de confluenţţă cu afluenă cu afluenţţii, ii, zonele de schimbare a pantei râului sau amplasamentele zonele de schimbare a pantei râului sau amplasamentele probabile ale eventualelor amenajări hidroenergeticeprobabile ale eventualelor amenajări hidroenergetice. Pe fluviile . Pe fluviile importante, unde aportul diferiimportante, unde aportul diferiţţilor afluenilor afluenţţi este nei este neîînsemnat, nsemnat, potenpotenţţialul teoretic se poate calcula pe sectoare de lungime ialul teoretic se poate calcula pe sectoare de lungime egalăegală, c, cuprinsă uprinsă îîntre 10 ntre 10 şşi 100 km. i 100 km.


Pentru un anumit sector de râu, puterea Pentru un anumit sector de râu, puterea şşi energia sunt date de i energia sunt date de relarelaţţiile (2.1iile (2.14). 4). De regulăDe regulă, , îîn calcul se folosesc mai multe valori n calcul se folosesc mai multe valori caracteristice ale debitelor: debitul mediu multianual Qcaracteristice ale debitelor: debitul mediu multianual Qmm, debitele , debitele cu asigurarea de 50% cu asigurarea de 50% şşi de 9i de 95%, 5%, debitele medii ale semestrelor debitele medii ale semestrelor de iarnăde iarnă, r, respectiv varăespectiv vară, , îînsă potennsă potenţţialul calculat pe baza ialul calculat pe baza debitului mediu multianual indică valoarea maximă a producdebitului mediu multianual indică valoarea maximă a producţţiei iei de energie care poate fi obde energie care poate fi obţţinută pe sectorul de râu respectivinută pe sectorul de râu respectiv..Deoarece această valoare este influenDeoarece această valoare este influenţţată de valorile extreme ată de valorile extreme ale debitelor, sale debitelor, se consideră că debitul cu asigurare e consideră că debitul cu asigurare 50% permite 50% permite aprecierea funcaprecierea funcţţionării normale a uzinei hidroelectriceionării normale a uzinei hidroelectrice..Debitul cu asigurarea de 95% Debitul cu asigurarea de 95% dă indicadă indicaţţii asupra energiei ii asupra energiei garantate care poate fi obgarantate care poate fi obţţinută prin amenajarea sectorului de inută prin amenajarea sectorului de râu. Potenrâu. Potenţţialul calculat pe baza debitului mediu de iarnă sau de ialul calculat pe baza debitului mediu de iarnă sau de vară permite să se aprecieze repartizarea vară permite să se aprecieze repartizarea îîn timpul anului a n timpul anului a producproducţţiei de energie hidroelectricăiei de energie hidroelectrică. .


unde:unde:–– 8.760 8.760 reprezintă numărul de ore dintrreprezintă numărul de ore dintr--un an (timpul);un an (timpul);–– Qav este debitul mediu multianual al părQav este debitul mediu multianual al părţţii aval (finale) a sectorului ii aval (finale) a sectorului

amenajat;amenajat;–– Qam este debitul mediu multianual al părQam este debitul mediu multianual al părţţii amonte (iniii amonte (iniţţiale) a iale) a

sectorului amenajat;sectorului amenajat;–– Ham este cota amonte a sectorului de râu Ham este cota amonte a sectorului de râu şşi Hav este cota aval a i Hav este cota aval a

sectorului de râu;sectorului de râu;–– se obse obţţine kW pentru putere, respectiv kWh/an pentru energie ine kW pentru putere, respectiv kWh/an pentru energie

introducând densitatea apei introducând densitatea apei îîn unitatea de măsurăn unitatea de măsură..


],kWh/an[)8760)(2

)(81,9(

];kW[))(2

)(81,9(

×−×+

×=

−×+

×=

ZavZamQamQavE

ZavZamQamQavP

PotenPotenţţialul teoretic liniar este o mărime ialul teoretic liniar este o mărime invariabilă invariabilă îîn timp n timp şşi independentă de condii independentă de condiţţiile iile tehnice sau economice. De aceea, detehnice sau economice. De aceea, deşşi i prezintă dezavantajul de a nu fi o mărime fizică prezintă dezavantajul de a nu fi o mărime fizică realăreală, poten, potenţţialul hidroenergetic teoretic este ialul hidroenergetic teoretic este folosit pentru studii comparative. folosit pentru studii comparative. PotenPotenţţialul teoretic liniar se calculeazăialul teoretic liniar se calculează, , îîn n general utilizândugeneral utilizându--se debitul mediu multianual se debitul mediu multianual mediu al cursului de apă analizatmediu al cursului de apă analizat


3.3.4. Evaluarea poten3.3.4. Evaluarea potenţţialului ialului hidroenergetic tehnic amenajabilhidroenergetic tehnic amenajabil

Reprezintă acea parte a potenReprezintă acea parte a potenţţialului teoretic care poate fi ialului teoretic care poate fi valorificat prin transformarea energiei hidraulice a cursurilor valorificat prin transformarea energiei hidraulice a cursurilor de de apă apă îîn energie electrică prin amenajarea hidroenergetică a n energie electrică prin amenajarea hidroenergetică a sectorului de râu analizat.sectorului de râu analizat.Pentru a putea utiliza potenPentru a putea utiliza potenţţialul hidroenergetic al râurilor este ialul hidroenergetic al râurilor este necesară studierea unor anumite sectoare cu ajutorul schemelor necesară studierea unor anumite sectoare cu ajutorul schemelor de amenajare hidroenergeticăde amenajare hidroenergetică. A. Acest proces de concentrare cest proces de concentrare implică anumite pierderi de energie prinimplică anumite pierderi de energie prin::–– neutilizarea neutilizarea îîntregii căderi a sectorului de râu datorită fluctuantregii căderi a sectorului de râu datorită fluctuaţţiei iei

nivelului nivelului îîntrntr--un posibil lac de acumulare, remuu etc.;un posibil lac de acumulare, remuu etc.;–– pierderile prin instalapierderile prin instalaţţiile hidraulice;iile hidraulice;–– pierderile date de randamentele turbinei pierderile date de randamentele turbinei şşi generatorului;i generatorului;–– pierderile date de utilizarea pierderile date de utilizarea îîn calcul a mediei multianuale a n calcul a mediei multianuale a

debitului;debitului;–– neutilizarea neutilizarea îîntregului stoc afluent datorită deversărilor etcntregului stoc afluent datorită deversărilor etc..


Pentru a evalua potenPentru a evalua potenţţialul tehnic amenajabil trebuie ialul tehnic amenajabil trebuie elaborate scheme concrete de amenajări energetice elaborate scheme concrete de amenajări energetice şşi i pentru fiecare caz pentru fiecare caz îîn parte se determină parametri n parte se determină parametri energetici.energetici.

PotenPotenţţialul tehnic amenajabil reprezintă o mărime mai ialul tehnic amenajabil reprezintă o mărime mai apropiată de realitateapropiată de realitate, d, dar fiindcă ar fiindcă îîn calcularea lui se n calcularea lui se ţţine ine seama de posibilităseama de posibilităţţile tehnice, pile tehnice, prezintă dezavantajul de rezintă dezavantajul de a fi variabil a fi variabil îîn timp (variabil cu gradul de dezvoltare a n timp (variabil cu gradul de dezvoltare a tehnicii).tehnicii).

ÎÎn mod normal, ar trebui recalculat periodic, deoarece n mod normal, ar trebui recalculat periodic, deoarece pot exista diferenpot exista diferenţţe semnificative date de dezvoltarea e semnificative date de dezvoltarea îîn n domeniu (care domeniu (care ţţin de echiparea hidrocentralei, in de echiparea hidrocentralei, randamente, materiale de construcrandamente, materiale de construcţţie etc.).ie etc.).


3.3.5. Poten3.3.5. Potenţţialul hidroenergetic economic ialul hidroenergetic economic amenajabilamenajabil

Reprezintă acea parte din potenReprezintă acea parte din potenţţialul tehnic amenajabil ialul tehnic amenajabil care poate fi utilizat care poate fi utilizat îîn condin condiţţii de eficienii de eficienţţă economicăă economică..EficienEficienţţa economică este influena economică este influenţţată de dezvoltarea ată de dezvoltarea economică economică şşi energetică a i energetică a ţţării respective ării respective şşi ea poate i ea poate determina fluctuadetermina fluctuaţţii atât ii atât îîn sensul cren sensul creşşterii cât terii cât şşi al i al descredescreşşterii potenterii potenţţialului hidroenergetic economic ialului hidroenergetic economic amenajabil.amenajabil.PotenPotenţţialul hidroenergetic economic amenajabil este o ialul hidroenergetic economic amenajabil este o mărime supusă cel mai des modificăriimărime supusă cel mai des modificării, fiind influen, fiind influenţţată ată de progresul tehnic, de progresul tehnic, tipul de centralătipul de centrală, d, dinamica acestora, inamica acestora, amplasarea teritorială a surselor de energie primară amplasarea teritorială a surselor de energie primară şşi i îîn n principal condiprincipal condiţţiilor economice ale iilor economice ale ţţării sau regiunii ării sau regiunii respective. respective.


De aceea valoarea acestui potenDe aceea valoarea acestui potenţţial trebuie ial trebuie raportată la o anumită datăraportată la o anumită dată, i, iar evaluarea trebuie ar evaluarea trebuie reluată periodicreluată periodic. .

PotenPotenţţialul hidroenergetic economic se validează ialul hidroenergetic economic se validează îîn n funcfuncţţie de mărimea investiie de mărimea investiţţiei specifice a puterii sau iei specifice a puterii sau a energiei. Investia energiei. Investiţţia specifică trebuie să se situeze ia specifică trebuie să se situeze îîntre anumite limite care variază ntre anumite limite care variază îîn funcn funcţţie de tipul ie de tipul de amenajare.de amenajare.

CunoscânduCunoscându--se potense potenţţialul tehnic amenajabil, se ialul tehnic amenajabil, se estimează o investiestimează o investiţţie probabilă ie probabilă îîn funcn funcţţie de ie de uvrajele amenajăriiuvrajele amenajării. .


5. 5. UVRAJE ALE SCHEMELOR UVRAJE ALE SCHEMELOR AMENAJĂRILOR HIDROENERGETICEAMENAJĂRILOR HIDROENERGETICE

5.1 Barajele5.1 Barajele–– 5.1.1 Clasificarea barajelor5.1.1 Clasificarea barajelor–– 5.1.2. Rolul func5.1.2. Rolul funcţţional al barajelorional al barajelor–– 5.1.3. Alegerea amplasamentului barajelor5.1.3. Alegerea amplasamentului barajelor–– 5.1.4. For5.1.4. Forţţele care acele care acţţionează asupra barajelorionează asupra barajelor

5.2. 5.2. Prizele de apăPrizele de apă5.3. Canalele5.3. Canalele5.4. Galerii hidrotehnice5.4. Galerii hidrotehnice5.5. Conducte de deriva5.5. Conducte de derivaţţieie–– 5.5.1. Conducte de beton armat5.5.1. Conducte de beton armat–– 5.5.2. Conducte metalice5.5.2. Conducte metalice

5.6. Camere de echilibru5.6. Camere de echilibru5.7. 5.7. Clădirea centralei hidroelectriceClădirea centralei hidroelectrice

11/29/200611/29/2006 Cap. 5.Cap. 5. Uvraje ale schemelor amenajărilor hidroenergetice Uvraje ale schemelor amenajărilor hidroenergetice 11

5.1. Barajele5.1. BarajeleBarajele sunt construcBarajele sunt construcţţii hidrotehnice, ii hidrotehnice, transversale cursului de apătransversale cursului de apă, ce , ce au rolul de a ridica au rolul de a ridica şşi controla nivelul apei i controla nivelul apei îîn bieful amonte sau de a n bieful amonte sau de a realiza acumularea unui anumit volum de apă realiza acumularea unui anumit volum de apă îîn acest bief.n acest bief.

După scopul urmăritDupă scopul urmărit::–– baraje de acumulare de mare baraje de acumulare de mare îînălnălţţimeime, c, care creează lacuri de acumulare de mare are creează lacuri de acumulare de mare

capacitate cu scopul de a realiza regularizarea debitelor, atenucapacitate cu scopul de a realiza regularizarea debitelor, atenuarea viiturilor, area viiturilor, satisfacerea nevoilor de apă ale consumatorilor industriali satisfacerea nevoilor de apă ale consumatorilor industriali şşi agricoli (Bicaz, Vidrarui agricoli (Bicaz, Vidraru--ArgeArgeşş, , MăriMărişşeluelu--SomeSomeşş, Vidra, Vidra--Lotru, OaLotru, Oaşşa etc.);a etc.);

–– baraje de retenbaraje de retenţţie (de derivaie (de derivaţţie), ie), de mică de mică îînălnălţţime, caime, care realizează ridicarea re realizează ridicarea nivelului apei nivelului apei îîn măsura necesară pentru ca apa să poată fi derivată pe o aducn măsura necesară pentru ca apa să poată fi derivată pe o aducţţiune iune (Oie(Oieşşti, Vaduri, Piatra Neamti, Vaduri, Piatra Neamţţ, e, etc.). Vtc.). Volumele de apă acumulate olumele de apă acumulate îîn lacurile create de n lacurile create de aceste baraje sunt mici aceste baraje sunt mici şşi nu permit regularizări de duratăi nu permit regularizări de durată..


5.1.1. Clasificarea barajelor

Baraj de acumulare de mare Baraj de acumulare de mare îînălnălţţime, Vidraru, Argeime, Vidraru, Argeşş

11/29/200611/29/2006Cap. 5.Cap. 5. Uvraje ale schemelor Uvraje ale schemelor amenajărilor hidroenergeticeamenajărilor hidroenergetice 33

După structurăDupă structură::–– fixe fixe -- baraje de baraje de îînaltă căderenaltă cădere, c, cu acumulări mariu acumulări mari;;–– mobile mobile -- baraje de mică baraje de mică îînălnălţţime, formate din elemente fixe ime, formate din elemente fixe şşi i

mobile, care se construiesc mobile, care se construiesc îîn zonele de n zonele de şşes ale râurilor, cu es ale râurilor, cu scopul de a realiza scopul de a realiza îînălnălţţimea necesară devierii apelor pe imea necesară devierii apelor pe aducaducţţiunile ce duc apa la folosiniunile ce duc apa la folosinţţe (e (centrală hidroelectricăcentrală hidroelectrică, , alimentarea cu apă a unei zone industriale sau a unei aalimentarea cu apă a unei zone industriale sau a unei aşşezări ezări omeneomeneşşti, irigati, irigaţţii etc.)ii etc.). A. Acumulările realizate cu astfel de cumulările realizate cu astfel de baraje au o capacitate micăbaraje au o capacitate mică..

După materialul din care sunt executate După materialul din care sunt executate::–– din lemn;din lemn;–– din pământ din pământ (materiale locale);(materiale locale);–– din anrocamente (materiale locale) din anrocamente (materiale locale) şşi zidărie uscatăi zidărie uscată;;–– din zidărie din piatrădin zidărie din piatră;;–– din beton sau beton armat;din beton sau beton armat;–– metalice fixe sau mobile;metalice fixe sau mobile;


După modul După modul îîn care preiau diversele solicitări n care preiau diversele solicitări şşi le transmit i le transmit terenului de fundaterenului de fundaţţie:ie:–– baraje de greutatebaraje de greutate -- construcconstrucţţii masive din beton armat care ii masive din beton armat care

transmit terenului de fundatransmit terenului de fundaţţie sarcinile preluate din diversele ie sarcinile preluate din diversele îîncărcări cu ajutorul greutăncărcări cu ajutorul greutăţţii proprii. ii proprii. Stabilitatea acestor baraje la Stabilitatea acestor baraje la răsturnare răsturnare şşi alunecare se asigură prin masa lor i alunecare se asigură prin masa lor şşi prin fori prin forţţele de ele de frecare care iau nafrecare care iau naşştere tere îîntre baraj ntre baraj şşi terenul de fundai terenul de fundaţţie, forie, forţţe care e care sunt direct proporsunt direct proporţţionale cu greutatea barajului;ionale cu greutatea barajului;

–– baraje arcuitebaraje arcuite -- barajele la care presiunea hidrostatică a apei barajele la care presiunea hidrostatică a apei (principala (principala îîncărcarencărcare) e) este preluată de către o membrană din betonste preluată de către o membrană din beton, , de grosime variabilăde grosime variabilă, c, curbată atât urbată atât îîn plan orizontal, cât n plan orizontal, cât şşi i îîn plan n plan vertical, vertical, şşi care lucrează ca o structură complexă i care lucrează ca o structură complexă îîn span spaţţiu. iu. Transmiterea eforturilor către versanTransmiterea eforturilor către versanţţi i şşi terenului de fundai terenului de fundaţţie se ie se face face îîn plan orizontal prin intermediul arcelor, iar n plan orizontal prin intermediul arcelor, iar îîn plan vertical n plan vertical prin cel al consolelor;prin cel al consolelor;

–– baraje evidate baraje evidate şşi cu contrafori cu contraforţţii -- barajele la care golurile barajele la care golurile provenite din lărgirea rosturilor devin mult mai mari provenite din lărgirea rosturilor devin mult mai mari şşi care preiau i care preiau presiunea apei presiunea apei şşi din contrafori din contraforţţi, i, pe care se reazemă elementele de pe care se reazemă elementele de retenretenţţie ie şşi care transmit sarcina terenului de fundai care transmit sarcina terenului de fundaţţie;ie;

–– baraje descompusebaraje descompuse -- baraje alcătuite baraje alcătuite din elemente de retendin elemente de retenţţie de ie de diferite forme (pdiferite forme (plăcilăci, bol, bolţţi, cupole, etc), care preiau presiunea apei i, cupole, etc), care preiau presiunea apei şşi din contrafori din contraforţţi, i, pe care se reazemă elementele de retenpe care se reazemă elementele de retenţţie ie şşi care i care transmit sarcina terenului de fundatransmit sarcina terenului de fundaţţie.ie.


Moduri de preluare a solicitărilor Moduri de preluare a solicitărilor şşi de transmiterea lor fundai de transmiterea lor fundaţţieiiei


După modul de descărcare al apelor mari din bieful După modul de descărcare al apelor mari din bieful amonte amonte îîn cel aval:n cel aval:–– baraje deversoare (barajele din beton, de diferite tipuri);baraje deversoare (barajele din beton, de diferite tipuri);–– baraje nedeversoare (barajele din materiale locale).baraje nedeversoare (barajele din materiale locale).


Barajele deversor Tău şi nedeversor Râuşor.

5.1.2. Rolul func5.1.2. Rolul funcţţional al barajelorional al barajelorRealizarea condiRealizarea condiţţiilor funciilor funcţţionale se are ionale se are îîn vedere la alegerea solun vedere la alegerea soluţţiilor iilor constructive ale barajului constructive ale barajului şşi i îîn primul rând la alegerea amplasamentului n primul rând la alegerea amplasamentului acestuia. Astfel, rolul funcacestuia. Astfel, rolul funcţţional al barajelor indiferent de tipul lor este:ional al barajelor indiferent de tipul lor este:–– să realizeze cu minimum de cheltuieli condisă realizeze cu minimum de cheltuieli condiţţiile de nivel iile de nivel şşi volum de apă i volum de apă

dorite de beneficiar;dorite de beneficiar;–– să permită tranzitarea din amonte să permită tranzitarea din amonte îîn aval n aval îîn condin condiţţii de siguranii de siguranţţă a ă a

debitelor maxime din perioadele de ape mari (prin deversoare);debitelor maxime din perioadele de ape mari (prin deversoare);–– să preia să preia şşi să transmită terenului de fundai să transmită terenului de fundaţţie sarcinile permanente ie sarcinile permanente şşi i

accidentale accidentale îîn condin condiţţii de siguranii de siguranţţă a stabilităă a stabilităţţii construcii construcţţiei;iei;–– să asigure golirea să asigure golirea îîn timp relativ scurt a lacului de acumulare pentru n timp relativ scurt a lacului de acumulare pentru

necesitănecesităţţi de revizii sau reparai de revizii sau reparaţţii;ii;–– să asigure stabilitatea construcsă asigure stabilitatea construcţţiei iei îîn cele mai defavorabile ipoteze de n cele mai defavorabile ipoteze de

funcfuncţţionare;ionare;–– să asigure impermeabilizarea cât mai bună a terenului de fundasă asigure impermeabilizarea cât mai bună a terenului de fundaţţie ie şşi a i a

cuvetei lacului, pentrcuvetei lacului, pentru a nu se produce pierderi de apă din lacu a nu se produce pierderi de apă din lac;;–– să asigure funcsă asigure funcţţionarea normală ionarea normală îîn orice moment a tuturor echipan orice moment a tuturor echipa--mentelor mentelor

hidromecanice cu care este prevăzut barajulhidromecanice cu care este prevăzut barajul..


5.1.3. Alegerea amplasamentului barajelor5.1.3. Alegerea amplasamentului barajelor

Se face Se face ţţinând seama de o serie de condiinând seama de o serie de condiţţii ii şşi i anume:anume:–– condicondiţţii topografice ii topografice şşi morfologice (i morfologice (se preferă se preferă

amplasamente unde liniile de nivel arată o amplasamente unde liniile de nivel arată o îîngustare a ngustare a albiei);albiei);

–– condicondiţţii geologice ale rocii de fundaii geologice ale rocii de fundaţţie ie şşi anume:i anume:rezistenrezistenţţa mecanică a mecanică (rezisten(rezistenţţă mare ă mare –– baraj baraj îînalt);nalt);omogenitatea (permite taomogenitatea (permite tasări uniforme ale terenului de sări uniforme ale terenului de fundafundaţţie);ie);permeabilitatea (terenul de fundapermeabilitatea (terenul de fundaţţie trebuie să aibă ie trebuie să aibă permeabilitate redusă pentru a reduce costurile cu injecpermeabilitate redusă pentru a reduce costurile cu injecţţiile);iile);

–– condicondiţţii hidrologice (favorabil din punctul de vedere al ii hidrologice (favorabil din punctul de vedere al debitelor);debitelor);

–– condicondiţţii geografice (sii geografice (strămutări de localitătrămutări de localităţţi, exproprieri, i, exproprieri, diguri contra inundadiguri contra inundaţţiilor).iilor).


5.1.4. For5.1.4. Forţţele care acele care acţţionează asupra barajelorionează asupra barajelorDupă natura forDupă natura forţţelor acestea pot fi:elor acestea pot fi:–– forforţţe masice (greutatea proprie, fore masice (greutatea proprie, forţţele seismice);ele seismice);–– hidrostatice;hidrostatice;–– de subpresiune (datorate apelor infiltrate pe sub corpul barajulde subpresiune (datorate apelor infiltrate pe sub corpul barajului);ui);–– hidrodinamice (datorate apelor deversate peste corpul barajului)hidrodinamice (datorate apelor deversate peste corpul barajului);;–– datorate variadatorate variaţţiilor de temperaturăiilor de temperatură;;–– datorate datorate îîmpingerii ghempingerii gheţţii ii îîn regim static n regim static şşi dinamic;i dinamic;–– date de date de îîmpingerea aluviunilor depuse la piciorul barajului amonte;mpingerea aluviunilor depuse la piciorul barajului amonte;–– datorate vântului;datorate vântului;–– speciale speciale –– se referă la se referă la îîncărcările date de diferite echipamentencărcările date de diferite echipamente, ridicarea , ridicarea

apei peste cote normale;apei peste cote normale;–– datorate valurilor.datorate valurilor.

După durata forDupă durata forţţelor acestea pot fi:elor acestea pot fi:–– forforţţe cu caracter permanent;e cu caracter permanent;–– forforţţe cu caracter nepermanent.e cu caracter nepermanent.

La proiectarea construcLa proiectarea construcţţiilor hidrotehnice se iau iilor hidrotehnice se iau îîn calcul diferite n calcul diferite combinacombinaţţii de forii de forţţe avândue avându--se se îîn vedere combinan vedere combinaţţiile cele mai iile cele mai defavorabile dar posibil a se produce simultan.defavorabile dar posibil a se produce simultan.


5.2. 5.2. Prizele de apăPrizele de apăPrin Prin prize de apă prize de apă se se îînnţţelege totalitatea construcelege totalitatea construcţţiilor iilor şşi i instalainstalaţţiilor care servesc la introducerea iilor care servesc la introducerea îîn aducn aducţţiune a iune a debitului instalat.debitului instalat.Ansamblul uvrajelor prizei trebuie să asigureAnsamblul uvrajelor prizei trebuie să asigure, p, pe lângă e lângă cantitatea de apăcantitatea de apă, , şşi calitatea corespunzătoare pentru i calitatea corespunzătoare pentru buna funcbuna funcţţionare a folosinionare a folosinţţei deservite.ei deservite.La prizele de folosinLa prizele de folosinţţă energeticăă energetică, a, apa captată trebuie să pa captată trebuie să fie lipsită de debit solidfie lipsită de debit solid, d, de impurităe impurităţţi (frunze, crengi, i (frunze, crengi, plutitori), de zai plutitori), de zai şşi de gheai de gheaţţăă..CondiCondiţţii asemănătoareii asemănătoare, mai mult sau mai pu, mai mult sau mai puţţin severe se in severe se îîntâlnesc ntâlnesc şşi i îîn cazul prozelor pentru celelalte folosinn cazul prozelor pentru celelalte folosinţţe e –– alimentări cu apăalimentări cu apă, iriga, irigaţţii etcii etc Amestec mărunt de apă Amestec mărunt de apă şşi i gheagheaţţăă..


Pornind de la aceste considerente rezultă că prizele Pornind de la aceste considerente rezultă că prizele trebuie să trebuie să îîndeplinească următoarele funcndeplinească următoarele funcţţii:ii:–– să resă reţţină plutitoriiină plutitorii;;–– să să îîmpiedice intrarea mpiedice intrarea îîn aducn aducţţiune a aluviunilor târâte;iune a aluviunilor târâte;–– să asigure spălarea depunerilorsă asigure spălarea depunerilor;;–– să permită reglarea debitului derivatsă permită reglarea debitului derivat..

ÎÎn acelan acelaşşi timp funci timp funcţţionarea trebuie să fie ionarea trebuie să fie permanentăpermanentă, c, cu pierderi de sarcină minimeu pierderi de sarcină minime. . Când eliminarea aluviunilor Când eliminarea aluviunilor îîn suspensie se impune n suspensie se impune cu strictecu stricteţţe, e, priza se asociază cu un denisipatorpriza se asociază cu un denisipator. . Acesta poate face corp comun cu priza sau poate fi Acesta poate face corp comun cu priza sau poate fi plasat plasat îîn aval, pe aducn aval, pe aducţţiune.iune.


Clasificare prize de apăClasificare prize de apădupă natura folosindupă natura folosinţţelor deservite:elor deservite:–– prize pentru alimentări cu apăprize pentru alimentări cu apă;;–– prize pentru irigaprize pentru irigaţţii;ii;–– prize hidroenergetice;prize hidroenergetice;–– prize pentru folosinprize pentru folosinţţe complexe.e complexe.

după presiunea de la intraredupă presiunea de la intrare::–– prize cu nivel liber;prize cu nivel liber;–– prize de mică presiuneprize de mică presiune;;–– prize de mare presiune.prize de mare presiune.

după natura curgeriidupă natura curgerii::–– prize gravitaprize gravitaţţionale;ionale;–– prize pentru pompaj.prize pentru pompaj.


Prizele cu nivel liber Prizele cu nivel liber şşi cele de mică presiune sunt i cele de mică presiune sunt dependente dependente îîn mare măsură de caracteristicile n mare măsură de caracteristicile morfologice ale albiei râului morfologice ale albiei râului şşi de transportul solid.i de transportul solid.

DispoziDispoziţţiile iile şşi instalai instalaţţiile fiind iile fiind îîn cea mai mare parte n cea mai mare parte comune, ele acomune, ele alcătuiesc o clasă unicălcătuiesc o clasă unică, aceea a , aceea a prizelor de râu.prizelor de râu.

Prizele de râu se amenajează cu sau fără barajPrizele de râu se amenajează cu sau fără baraj. . Captările fără baraj sunt limitate de condiCaptările fără baraj sunt limitate de condiţţia ca râul ia ca râul să aibă albie stabilăsă aibă albie stabilă, iar , iar coeficientul de captarecoeficientul de captare(raportul dintre debitul afluent (raportul dintre debitul afluent şşi debitul captat)i debitul captat) să nu să nu depădepăşşească valoarea ească valoarea 0,25.0,25.


Prize de râu:Prize de râu:–– a a -- fără baraj fără baraj;;–– b b -- cu baraj;cu baraj;

1 1 –– prag amonte;prag amonte;2 2 –– baraj;baraj;3 3 –– stavilă de spălare stavilă de spălare;;4 4 –– epiu.epiu.

EpiuEpiu = = dig de piatră sau de dig de piatră sau de nuiele, constnuiele, construit ruit transversal, cu un catransversal, cu un capăt păt îîncastrat ncastrat îîn mal, pentru a n mal, pentru a regulariza cursul apei, aregulariza cursul apei, a--i i micmicşşora lăora lăţţimea sau a imea sau a apăra malurile de eroziuniapăra malurile de eroziuni..


Când debitele captate sunt mai mari sau când nivelul de Când debitele captate sunt mai mari sau când nivelul de intrare intrare îîn priză trebuie supran priză trebuie supraîînălnălţţat se adoptă prize cu at se adoptă prize cu baraj.baraj.

Când nivelul Când nivelul îîn râu nu asigură curgerea gravitan râu nu asigură curgerea gravitaţţionalăională, , priza se combină cu o stapriza se combină cu o staţţie de pompare.ie de pompare.


Priză cu pomparePriză cu pompare::1 1 –– râu regularizat; 2 râu regularizat; 2 –– captare; 3 captare; 3 –– canal de acces; 4 canal de acces; 4 –– stastaţţie de pompare; 5 ie de pompare; 5 ––

conductă de refulareconductă de refulare; 6 ; 6 –– bazin de refulare; 7 bazin de refulare; 7 –– canal magistralcanal magistral

GrătareleGrătarele sunt elemente de protecsunt elemente de protecţţie a prizei ie a prizei îîmpotriva mpotriva impurităimpurităţţilor ilor şşi plutitorilor i plutitorilor şşi constau din bare metalice verticale i constau din bare metalice verticale şşi i îînclinate, cu secnclinate, cu secţţiunea transversală dreptunghiularăiunea transversală dreptunghiulară, legate , legate îîn n panouri.panouri.


Construcţia unui grătar plan:

1 - bară de grătar;2 - rigidizare;3 - profil de prindere;4 - cadru de oţel;5 - peretele prizei;6 - bulon de fixare

5.3. Canalele5.3. CanaleleCanaleleCanalele sunt construcsunt construcţţii hidrotehnice care asigură ii hidrotehnice care asigură transportul apei cu nivel liber, fiind utilizate ca transportul apei cu nivel liber, fiind utilizate ca aducaducţţiuni la centralele hidroelectrice, iuni la centralele hidroelectrice, îîn domeniul n domeniul alimentărilor cu apăalimentărilor cu apă, al iriga, al irigaţţiilor, al navigaiilor, al navigaţţiei etc.iei etc.De multe ori funcDe multe ori funcţţiile unui canal se cumuleazăiile unui canal se cumulează, , îîn n sensul că este utilizat sensul că este utilizat şşi pentru producerea de i pentru producerea de energie energie şşi pentru alimentări cu apăi pentru alimentări cu apă, iriga, irigaţţii etc.ii etc.Canalele se execută Canalele se execută îîn săpătură sau n săpătură sau îîn umplutură n umplutură fafaţţă de terenul naturală de terenul natural, i, iar pentru reducerea ar pentru reducerea pierderilor se iau măsuri de căptupierderilor se iau măsuri de căptuşşire ire şşi i impermeabilizareimpermeabilizare


După forma lorDupă forma lor, profilele transversale ale canalelor pot fi:, profilele transversale ale canalelor pot fi:–– dreptunghiulare;dreptunghiulare;–– trapezoidale;trapezoidale;–– cu două pantecu două pante;;–– îîn formă de albien formă de albie;;–– semicirculare;semicirculare;–– parabolice.parabolice.


După amplasamentul canaluluiDupă amplasamentul canalului, canalele pot fi:, canalele pot fi:–– canale canale îîn teren platn teren plat


Poziţia profilului canalului pe teren plat faţă de teren:

a - în săpătură;b - în umplutură;c - în profil mixt;

1 – căptuşeală;2 – bermă;3 - rigolă;4 - umplutură compactată;5 - teren natural

–– canale pe versancanale pe versanţţii


Profilele canalelor pe versanţi:a - în săpătură;b - în semisăpătură; c - în semiumplutură cu trepte de înfrăţire;d - în semiumplutură cu zid de sprijin;

1 – căptuşeală;2 - umplutură compactată;3 – rigolă;4 - pinten; 5 - trepte de înfrăţire;6 - zid de sprijin

–– canale pe terenuri stâncoasecanale pe terenuri stâncoase


Canale construite pe versanţi stâncoşi:a - cu zid de sprijin inferior; b - cu două ziduri de sprijin; c - în semitunel;

1 - zid de sprijin; 2 - excavaţie necăptuşită; 3 - umplutură de beton; 4 - deluviu

DeDeşşi tendini tendinţţa de a realiza un traseu cât mai drept a de a realiza un traseu cât mai drept îîntre ntre extremităextremităţţile canalului, dile canalului, depresiunile, epresiunile, văile văile şşi terenul i terenul accidentat fac imposibil un astfel de traseu. Se recomaccidentat fac imposibil un astfel de traseu. Se recomandă andă ca traseul să urmărească pe cât posibil liniile de nivelca traseul să urmărească pe cât posibil liniile de nivel


Traseul unui canal de derivaţie de la o centrală hidroelectrică: 1 - stăvilar; 2 - retenţie; 3 - canal înscris în teren; 4 - apeduct; 5 - galerie; 6 - cameră de

încărcare; 7 - conducta forţată; 8 - centrala hidroelectrică; 9 - canal de fugă.

5.4. Galerii hidrotehnice5.4. Galerii hidrotehniceGaleriile hidrotehniceGaleriile hidrotehnice sunt construcsunt construcţţii care servesc ii care servesc pentru transportul apei, executate prin excavare pentru transportul apei, executate prin excavare îîn n scoarscoarţţa pământuluia pământului, , fără fără îîndepărtarea terenului de ndepărtarea terenului de deasupra. deasupra. ÎÎn prezent galeriile hidrotehnice sunt utilizate n prezent galeriile hidrotehnice sunt utilizate îîntrntr--o o măsură destul de mare măsură destul de mare îîn schemele hidroenergetice,n schemele hidroenergetice, pentru amenajările marilor aducpentru amenajările marilor aducţţiuni de alimentare iuni de alimentare cu apăcu apă, pentru iriga, pentru irigaţţii etc. ii etc. ÎÎn n ţţara noastrăara noastră, t, toate amenajările hidroenergetice de oate amenajările hidroenergetice de mare cădere de după mare cădere de după 1944 au f1944 au fost prevăzute cu ost prevăzute cu aducaducţţiuni principale sau secundare sub formă de iuni principale sau secundare sub formă de galerii (Moroeni, Sadu V, Corbeni, Lotru etc).galerii (Moroeni, Sadu V, Corbeni, Lotru etc).


Principalele Principalele avantajeavantaje ale galeriilor hidrotehnice ale galeriilor hidrotehnice sunt:sunt:–– scurtarea traseului aducscurtarea traseului aducţţiunii, careiunii, care se poate apropia se poate apropia

de linie dreaptăde linie dreaptă;;–– mărirea siguranmărirea siguranţţei ei şşi duratei exploatăriii duratei exploatării;;–– independenindependenţţa execua execuţţiei iei şşi exploatării fai exploatării faţţă de ă de

condicondiţţiile de climăiile de climă;;–– reducerea lucrărilor de reducerea lucrărilor de îîntrentreţţinere inere şşi reparai reparaţţii;ii;–– economicitatea lucrăriloreconomicitatea lucrărilor, a, asigurată sigurată îîn mare parte n mare parte

prin contribuprin contribuţţia mediului stâncos la preluarea ia mediului stâncos la preluarea eforturilor interioare.eforturilor interioare.


ÎÎn construcn construcţţiile hidrotehnice galeriile se iile hidrotehnice galeriile se utilizează utilizează îîn diferite n diferite scopuriscopuri::–– galerii de aducgalerii de aducţţiune iune –– când transportul apei la când transportul apei la

centrală centrală îîntre priză ntre priză şşi castelul de echilibru se face i castelul de echilibru se face printrprintr--o galerie;o galerie;

–– galerii forgalerii forţţate sau puate sau puţţuri foruri forţţateate –– când transportul când transportul apei apei îîntre castelul de echilibru ntre castelul de echilibru şşi centrală se face i centrală se face printrprintr--o galerie de pantă mare sau chiar verticalăo galerie de pantă mare sau chiar verticală;;

–– galerii de fugă galerii de fugă –– care transportă debitul evacuat din care transportă debitul evacuat din centrală centrală îîn albia râului;n albia râului;

–– galerii purtătoare de conducte galerii purtătoare de conducte –– solusoluţţii cu conducte ii cu conducte metalice metalice îîn interiorul unor galerii;n interiorul unor galerii;

–– galerii de deviere a apelor galerii de deviere a apelor –– realizate realizate îîn timpul n timpul construcconstrucţţiei unui baraj.iei unui baraj.


CHE Lotru: CHE Lotru: a a -- profil profil îîn lung; b n lung; b -- plan de situaplan de situaţţie al galeriei principaleie al galeriei principale1 1 -- priză de apă priză de apă; 2 ; 2 -- pupuţţ de vane; 3 de vane; 3 -- galerie de aducgalerie de aducţţiune; 4 iune; 4 -- traversări aeriene traversări aeriene; 5; 5 -- castel de echilibru castel de echilibru; 6; 6 --

casă de vanecasă de vane; 7 ; 7 -- galerie forgalerie forţţatăată; 8; 8 -- ferestre de atac ferestre de atac; 9; 9 -- centrala subterană centrala subterană; 1; 10 0 -- galerie de fugă galerie de fugă; 11 ; 11 --blindaj metalic; blindaj metalic;

Galerie de deviere la barajul Vidra Galerie de deviere la barajul Vidra –– LotruLotru1 1 –– platformă platformă şşi batardou amonte;i batardou amonte; 2 2 -- platformă platformă şşi batardou aval; 3 i batardou aval; 3 -- galerie de deviere; 4 galerie de deviere; 4 --

racord pentru amenajarea galeriei de deviere ca golire de fund; racord pentru amenajarea galeriei de deviere ca golire de fund; 5 5 -- galerie de injecgalerie de injecţţii, ii, drenaj drenaj şşi vizitare; 6 i vizitare; 6 -- galerie de evacuare ape mari.galerie de evacuare ape mari.

Clasificarea galeriilorClasificarea galeriilor

Din punct de vedere al destinaDin punct de vedere al destinaţţiei pe care iei pe care îîl au l au îîn cadrul gospodăririi apelor galeriile pot fin cadrul gospodăririi apelor galeriile pot fi::–– energetice;energetice;–– de irigade irigaţţii;ii;–– de alimentări cu apăde alimentări cu apă;;–– de navigade navigaţţie ie şşi plutăriti plutărit;;–– de descărcare de descărcare –– folosite pentru evacuarea apei din folosite pentru evacuarea apei din

bieful amonte;bieful amonte;–– combinatecombinate


Din punct de vedere hidraulic, galeriile se Din punct de vedere hidraulic, galeriile se îîmpart mpart îîn:n:–– galerii sub presiunegalerii sub presiune, func, funcţţionează ca o conductă cu secionează ca o conductă cu secţţiunea plină de iunea plină de

apă apă şşi suportă suprapresiunea acesteiai suportă suprapresiunea acesteia. D. Din calcule hidraulice rezultă o in calcule hidraulice rezultă o pantă piezometrică ce determină pozipantă piezometrică ce determină poziţţia liniei piezometrice. ia liniei piezometrice. Panta Panta piezometrică diferă de cea constructivăpiezometrică diferă de cea constructivă, care poate varia , care poate varia îîn lungul galeriei, n lungul galeriei, dar dar îîntotdeauna galeria trebuie să fie antotdeauna galeria trebuie să fie aşşezată sub linia piezometrică pentru ezată sub linia piezometrică pentru pozipoziţţia ei cea mai de jos. Aceasta ia ei cea mai de jos. Aceasta îînseamnă realizarea unui debit maxim nseamnă realizarea unui debit maxim şşi i nivel minim nivel minim îîn lacul de acumulare,n lacul de acumulare, asigură o suprapresiune asigură o suprapresiune îîn galerie n galerie şşi i îîmpiedică formarea viduluimpiedică formarea vidului. .

–– Galeriile sub presiune au elasticitate Galeriile sub presiune au elasticitate îîn funcn funcţţionare ionare şşi pot transporta debite i pot transporta debite variabile variabile îîn funcn funcţţie de linia lor piezometricăie de linia lor piezometrică. .

–– Galeriile sub presiune pot fi:Galeriile sub presiune pot fi:galerii cu suprafagalerii cu suprafaţţă liberăă liberă, , îîn care apa curge liber pe n care apa curge liber pe îîntreaga lungime, galeria ntreaga lungime, galeria comportânducomportându--se ca un canal.se ca un canal.galerii de joasă presiunegalerii de joasă presiune, c, cu presiunea interioară a apei mai mică decât u presiunea interioară a apei mai mică decât 5 mca;5 mca;galerii de mare presiune, cu prgalerii de mare presiune, cu presiunea interioară a apei mai mare ca esiunea interioară a apei mai mare ca 100 mca.100 mca.

Din punct de vedere constructiv, galeriile se pot clasifica Din punct de vedere constructiv, galeriile se pot clasifica îîn:n:–– galerii hidrotehnice propriugalerii hidrotehnice propriu--zisezise, c, când axa acestora este orizontală sau ând axa acestora este orizontală sau

îînclinată cu o panta de maximum nclinată cu o panta de maximum 10%;10%;–– galerii hidrotehnice forgalerii hidrotehnice forţţate sau puate sau puţţuriuri, când axa acestora este , când axa acestora este îînclinată nclinată

mai mult de 10%mai mult de 10% sau este chiar verticală sau este chiar verticală. .


ConsideraConsideraţţii constructiveii constructiveForma secForma secţţiunii transversale a unei iunii transversale a unei galerii cu nivel libergalerii cu nivel liber depinde de depinde de natura rocilor, de condinatura rocilor, de condiţţiile geologice iile geologice îîn care este amplasat traseul n care este amplasat traseul şşi i de condide condiţţiile de execuiile de execuţţie ale lucrăriiie ale lucrării..Poate fi de mai multe tipuri:Poate fi de mai multe tipuri:–– Tipul I Tipul I –– dreptunghiulardreptunghiular, c, cu boltă redusă sau fără boltău boltă redusă sau fără boltă, se folosesc la , se folosesc la

galerii de secgalerii de secţţiuni mici săpate iuni mici săpate îîn rocă foarte rezistentăn rocă foarte rezistentă;;–– Tipul II Tipul II –– mâner de comâner de coşş, c, cu bolta semicircularău bolta semicirculară, pentru sec, pentru secţţiuni de iuni de

dimensiuni mijlocii, dimensiuni mijlocii, îîn roci rezistente, când n roci rezistente, când îîmpingerea verticală a muntelui mpingerea verticală a muntelui este mică este mică şşi nu există i nu există îîmpingeri laterale;mpingeri laterale;

–– Tipul III Tipul III –– alungitalungit, cu sec, cu secţţiune ovoidalăiune ovoidală, utilizate , utilizate îîn roci moi, când n roci moi, când îîmpingerea verticală a muntelui este mare mpingerea verticală a muntelui este mare şşi i îîmpingerea laterală este micămpingerea laterală este mică; ; îîn cazul unor varian cazul unor variaţţii foarte mari ale nivelului apei;ii foarte mari ale nivelului apei;

–– Tipul IV Tipul IV –– potcoavăpotcoavă, cu , cu îîntregul contur curb, folosit ntregul contur curb, folosit îîn roci moi, cu n roci moi, cu îîmpingere mpingere îîn toate direcn toate direcţţiile;iile;

–– Tipul V Tipul V –– circularcircular, se folose, se foloseşşte te îîn cazul rocilor foarte moi, cu n cazul rocilor foarte moi, cu îîmpingeri mpingeri îîn n toate directoate direcţţiile.iile.


SecSecţţiuni uzuale pentru galerii iuni uzuale pentru galerii cu nivel liber cu nivel liber şşi sub presiune.i sub presiune.


Forma secForma secţţiunii transversale a unei iunii transversale a unei galerii sub galerii sub presiune presiune este de tipul V, este de tipul V, circularăcirculară..

Sprijinirea galeriei se realizează Sprijinirea galeriei se realizează îîn funcn funcţţie de ie de tipul terenului tipul terenului îîn care se sapă galeria n care se sapă galeria îîn n următoarele scopuriurmătoarele scopuri::–– preluarea preluarea îîmpingerilor mpingerilor şşi i îînlăturarea pericolului nlăturarea pericolului

surpării rocilorsurpării rocilor;;–– îîn roci rezistente pentru n roci rezistente pentru îîmpiedicarea surpării mpiedicarea surpării

blocurilor;blocurilor;–– ferirea stâncii de acferirea stâncii de acţţiunea aerului iunea aerului şşi apei;i apei;–– reducerea rugozităreducerea rugozităţţii stâncii;ii stâncii;–– micmicşşorarea infiltraorarea infiltraţţiilor apei iilor apei îîn munte.n munte.


Astfel se pot Astfel se pot îîntâlni următoarele tipuri de ntâlni următoarele tipuri de căptucăptuşşeli:eli:–– roca de bază roca de bază –– roci stâncoase roci stâncoase, , fără crăpăturifără crăpături, s, se e

realizează căpturealizează căptuşşire numai dacă este cazul pentru ire numai dacă este cazul pentru micmicşşorarea rugozităorarea rugozităţţii cu torcret;ii cu torcret;

–– torcret torcret –– roci stâncoase roci stâncoase, c, cu fisuri,u fisuri, căptu căptuşşirea este irea este necesară pentru reducerea infiltranecesară pentru reducerea infiltraţţiilor;iilor;

–– beton sau beton armat beton sau beton armat –– roci cu stâncă slabă sau roci cu stâncă slabă sau terenuri moi, necoezterenuri moi, necoezive, esive, este necesară căptute necesară căptuşşirea irea cu beton care se armează cu beton care se armează îîn funcn funcţţie de tipul ie de tipul terenului.terenului.


Alegerea traseuluiAlegerea traseuluiPe cât posibil traseul urmează linia dreaptă Pe cât posibil traseul urmează linia dreaptă îîntre priza de apă ntre priza de apă şşi i amplasamentul castelului de echilibru sau al bazinului de punereamplasamentul castelului de echilibru sau al bazinului de punere sub sub presiune.presiune.

Alegerea traseului este influenAlegerea traseului este influenţţată deată de::–– particularităparticularităţţile geologice ale regiunii;ile geologice ale regiunii;–– condicondiţţiile iile şşi termenele de execui termenele de execuţţie;ie;–– alegerea căptualegerea căptuşşelii, comportarea elii, comportarea îîn exploatare;n exploatare;–– costul galeriei.costul galeriei.

Se evităSe evită::–– roci care dau roci care dau îîmpingere mare a muntelui;mpingere mare a muntelui;–– roci cu degradări tectoniceroci cu degradări tectonice;;–– roci puternic fisurate;roci puternic fisurate;–– roci cu pânze bogate de ape subterane;roci cu pânze bogate de ape subterane;–– roci degradate;roci degradate;–– zone de alunecări de terenzone de alunecări de teren..


CondiCondiţţii de care trebuie să se ii de care trebuie să se ţţină cont la proiectarea traseuluiină cont la proiectarea traseului::–– stabilirea amplasamentelor portalelor de intrare stabilirea amplasamentelor portalelor de intrare şşi de iei de ieşşire ire şşi apoi a i apoi a

traseului;traseului;–– pentru galeriile lungi este rapentru galeriile lungi este raţţional să se adopte un traseu curb cât mai ional să se adopte un traseu curb cât mai

aproape de suprafaaproape de suprafaţţa terenului pentru a se putea ataca din mai multe păra terenului pentru a se putea ataca din mai multe părţţi i construirea acestuia, iar pentru galeriile scurte trasee cât maiconstruirea acestuia, iar pentru galeriile scurte trasee cât mai drepte;drepte;

–– ferestrele ferestrele şşi pui puţţurile trebuie să fie amplasate urile trebuie să fie amplasate îîn adâncituri n adâncituri şşi depresiuni, i depresiuni, îîn n roci rezistente roci rezistente şşi pe cât posibil fără apăi pe cât posibil fără apă, , îîn apropierea platformelor comode n apropierea platformelor comode pentru montarea echipamentelor mecanice (de ventilapentru montarea echipamentelor mecanice (de ventilaţţie, de evacuare a ie, de evacuare a apei, compresoare) apei, compresoare) şşi a locurilor care se pretează pentru depozitarea i a locurilor care se pretează pentru depozitarea sterilului scos din galerie;sterilului scos din galerie;

–– se evită traseul galeriilor pe coaste se evită traseul galeriilor pe coaste şşi i îîn porn porţţiunile de alunecări de teren iunile de alunecări de teren care intersectează versantele văilorcare intersectează versantele văilor;;

–– unghiul dintre direcunghiul dintre direcţţia straturilor rocii ia straturilor rocii şşi galerie trebuie să fie relativ marei galerie trebuie să fie relativ mare;;–– este de preferat solueste de preferat soluţţia cu ferestre laterale de atac fiind mai ieftină decât ia cu ferestre laterale de atac fiind mai ieftină decât

cea cu pucea cu puţţuri verticale.uri verticale.Din punctul de vedere al execuDin punctul de vedere al execuţţiei, peiei, pentru accelerarea lucrărilorntru accelerarea lucrărilor, , uuşşurinurinţţa instalării ventilaa instalării ventilaţţiei, iei, îîmbunătămbunătăţţirea condiirea condiţţiilor de evacuare a iilor de evacuare a rocii, aparrocii, apare util să se atace lucrarea din mai multe punctee util să se atace lucrarea din mai multe puncte..La traseul La traseul îîn curbă trebuie respectată condin curbă trebuie respectată condiţţia ca raza curbei să nu fie ia ca raza curbei să nu fie mai mică de mai mică de 5 5 lălăţţimi sau diametre ale galeriei, iimi sau diametre ale galeriei, iar unghiul curbei să nu ar unghiul curbei să nu fie mai mic de 120fie mai mic de 120˚̊..


5.5. Conducte de deriva5.5. Conducte de derivaţţieie

Prin modul Prin modul îîn care sunt alcătuiten care sunt alcătuite, conductele de beton armat sunt mai , conductele de beton armat sunt mai avantajoase decât cele metalice, dar utilizarea acestora este liavantajoase decât cele metalice, dar utilizarea acestora este limitată la mitată la presiuni interioare de 3...4 atmosfere.presiuni interioare de 3...4 atmosfere.AvantajeleAvantajele conductelor din beton armat, conductelor din beton armat, îîn raport cu cele metalice, n raport cu cele metalice, sunt:sunt:–– se economisese economiseşşte metalul te metalul şşi au o durată de exploatare marei au o durată de exploatare mare, nu sunt , nu sunt

expuse coroziunii;expuse coroziunii;–– iau orice formă constructivăiau orice formă constructivă, func, funcţţie de cofraj;ie de cofraj;–– au rigiditate mare au rigiditate mare şşi se comportă bine la presiuni i se comportă bine la presiuni şşi i îîmpingeri din exterior mpingeri din exterior

spre interior;spre interior;–– au cheltuieli de au cheltuieli de îîntrentreţţinere mici;inere mici;–– la presiuni interioare mici, costurile conductelor de beton armala presiuni interioare mici, costurile conductelor de beton armat sunt mici.t sunt mici.

Din punct de vedere hidraulic, conductele de beton armat se compDin punct de vedere hidraulic, conductele de beton armat se comportă ortă asemănător conductelor de metalasemănător conductelor de metal..


5.5.1. Conducte de beton armat

Conductele de beton armat au Conductele de beton armat au şşi i dezavantajedezavantajeîîn raport cu cele metalice:n raport cu cele metalice:–– variavariaţţiile dese iile dese şşi brui bruşşte ale presiunilor interioare te ale presiunilor interioare

produc produc îîmbătrânirea rapidă a betonului mbătrânirea rapidă a betonului şşi chiar i chiar avarii (cu excepavarii (cu excepţţia conductelor de beton ia conductelor de beton precomprimat);precomprimat);

–– rosturile conductelor din beton armat, rosturile conductelor din beton armat, îîn special al n special al celor prefabricate, precelor prefabricate, prezintă defeczintă defecţţiuni iuni şşi repararea i repararea acestora acestora îîn exploatare se face cu dificultate;n exploatare se face cu dificultate;

–– betonul armat este un material casant, de aceea betonul armat este un material casant, de aceea trebuie manevrate cu grijătrebuie manevrate cu grijă, , fără loviri sau ciocnirifără loviri sau ciocniri..


ClasificareClasificareClasificarea conductelor de beton armat se face după Clasificarea conductelor de beton armat se face după mai multe criterii:mai multe criterii:–– după locul de execudupă locul de execuţţie:ie:

conducte din tuburi prefabricate;conducte din tuburi prefabricate;conducte turnate la faconducte turnate la faţţa locului.a locului.

–– după tehnologia de execudupă tehnologia de execuţţie:ie:tuburi din beton sau beton armat prefabricate tuburi din beton sau beton armat prefabricate –– elemente tubulare elemente tubulare din beton care se din beton care se îîmbină la fambină la faţţa locului, formând tronsoane a locului, formând tronsoane continue:continue:

–– cu seccu secţţiune circularăiune circulară;;–– cu seccu secţţiune circulară cu talpăiune circulară cu talpă;;–– cu seccu secţţiune ovoidalăiune ovoidală..


Tuburi de beton armat prefabricate:a - secţiune circulară;b - secţiune circulară cu talpă;c - secţiune ovoidală.

conducte de beton armat executate la faconducte de beton armat executate la faţţa locului prin a locului prin vibrare sau torcretare vibrare sau torcretare –– se execută direct se execută direct îîn săpăturăn săpătură, p, prin rin executarea cofrajului, de montaexecutarea cofrajului, de montare a armăturii re a armăturii şşi de turnare i de turnare a betonului a betonului şşi au seci au secţţiuni transversale:iuni transversale:

–– circulare pe pat de beton;circulare pe pat de beton;–– clopot;clopot;–– dreptunghiularădreptunghiulară;;–– circulară cu pat monolitcirculară cu pat monolit;;–– circulară cu talpăcirculară cu talpă..


Secţiuni transversale de conducte:a, d - circulare pe pat de beton;b – clopot;c – dreptunghiulară;e - circulară cu talpă;f - circulară cu pat monolit.

tuburi de beton precomprimat tuburi de beton precomprimat –– procedeul aplicării procedeul aplicării unui efort iniunui efort iniţţial de comprimare ial de comprimare îîn beton pentru n beton pentru compensarea eforturilor la compensarea eforturilor la îîntindere.ntindere.

–– după alcătuirea constructivădupă alcătuirea constructivă::tuburi din beton sau beton armat obituburi din beton sau beton armat obişşnuit care rezistă nuit care rezistă la presiuni interioare de maxim 3...4 atmosfere;la presiuni interioare de maxim 3...4 atmosfere;tuburi din beton armat cu tablă care rezistă la tuburi din beton armat cu tablă care rezistă la presiuni interioare de maxim 8...10 atmosfere;presiuni interioare de maxim 8...10 atmosfere;tuburi de beton precomprimat cu/tuburi de beton precomprimat cu/fără cilindru de ofără cilindru de oţţel el care rezistă la presiuni interioare de maxim care rezistă la presiuni interioare de maxim 10...15 10...15 atmosfere.atmosfere.


5.5.2. Conducte metalice5.5.2. Conducte metaliceConductele metalice au multiple Conductele metalice au multiple îîntrebuinntrebuinţţăriări: : îîn n domeniul amenajărilor hidroenergeticedomeniul amenajărilor hidroenergetice, a, alimentărilor cu limentărilor cu apăapă, c, canalizăriloranalizărilor, iriga, irigaţţii etc., fiind indicate, ii etc., fiind indicate, îîn special, n special, pentru presiuni mari. pentru presiuni mari. ÎÎn hidroenergetică sunt folosite mai n hidroenergetică sunt folosite mai ales la conductele forales la conductele forţţate, dar ate, dar şşi la aduci la aducţţiunea apei iunea apei îîn n cazul microhidrocentralelor.cazul microhidrocentralelor.Conductele metalice sunt alcătuite din tuburi Conductele metalice sunt alcătuite din tuburi îîmbinate la mbinate la locul de montaj. Traseul acestora este locul de montaj. Traseul acestora este îîn general frânt n general frânt şşi i depinde de condidepinde de condiţţiile topografice de pe teren.iile topografice de pe teren.ÎÎn funcn funcţţie de mărimea debituluiie de mărimea debitului, conductele pot fi cu un , conductele pot fi cu un fir sau cu mai multe fire. fir sau cu mai multe fire. ÎÎn prezent,n prezent, se realizează se realizează, , îîn n general conducte cu un singur fir, indiferent de variageneral conducte cu un singur fir, indiferent de variaţţia ia debitului.debitului.


ÎÎn funcn funcţţie de poziie de poziţţia conductei faia conductei faţţă de terenă de teren, , conductele metalice pot fi conductele metalice pot fi îîngropate ngropate şşi i descoperite.descoperite.La diametre mai mici, conductele La diametre mai mici, conductele îîngropate ngropate sunt mai avantajoase pentru că umplutura de sunt mai avantajoase pentru că umplutura de pământ asigură izolapământ asigură izolaţţia ia îîmpotriva variampotriva variaţţiilor de iilor de temperatură temperatură şşi a i a îînghengheţţului.ului.La diametre mari La diametre mari îînsănsă, realizarea conductei , realizarea conductei îîngropate nu mai este avantajoasă din punct de ngropate nu mai este avantajoasă din punct de vedere economic.vedere economic.Dezavantajul Dezavantajul îîngropării este că eventualele ngropării este că eventualele defecdefecţţiuni sunt greu de depistat iuni sunt greu de depistat şşi de remediat.i de remediat.


Conducta forConducta forţţată de la CHE Moroeniată de la CHE Moroeni::1 1 -- castel de echilibru; 2 castel de echilibru; 2 -- galerie forgalerie forţţatăată; 3; 3 -- casă de vane casă de vane; 4 ; 4 -- masiv de ancoraj;masiv de ancoraj;

5 5 -- reazem intermediar; 6 reazem intermediar; 6 -- centrala; 7 centrala; 7 -- plan plan îînclinat; 8 nclinat; 8 -- troliu troliu; 9; 9 -- platforma trafo platforma trafo; 1; 10 0 -- canal de fugăcanal de fugă; 1; 11 1 -- traversare aeriană traversare aeriană


Tuburile din care este alcătuită o conductă de metal Tuburile din care este alcătuită o conductă de metal sunt de două tipurisunt de două tipuri::–– tuburi de fontă tuburi de fontă -- utilizate pentru conductele de utilizate pentru conductele de

canalizare canalizare şşi niciodată i niciodată îîn energeticăn energetică. P. Principalul avantaj rincipalul avantaj este că fonta are o rezisteneste că fonta are o rezistenţţă anticorozivă naturalăă anticorozivă naturală, iar , iar ca dezavantaje sunt: fonta are rezistenca dezavantaje sunt: fonta are rezistenţţă redusă la ă redusă la şşocuri, ocuri, îîntindere, ntindere, îîncovoiere; nuncovoiere; număr mare de rosturi din măr mare de rosturi din cauza lungimii mici a tubului.cauza lungimii mici a tubului.

–– tuburi din otuburi din oţţel;el;–– tuburi laminate tuburi laminate -- au diametre până la au diametre până la 600 mm 600 mm şşi lungimi i lungimi

până la până la 12 m;12 m;–– tuburi nituite tuburi nituite -- folosite mai rar;folosite mai rar;–– tuburi sudate tuburi sudate -- utilizate la presiuni oricât de mari;utilizate la presiuni oricât de mari;–– tuburi fretate tuburi fretate -- utilizate mult utilizate mult îîn ultimul timp n ultimul timp îîn cazul n cazul

conductelor forconductelor forţţate de diametre mari, supuse la presiuni ate de diametre mari, supuse la presiuni mari.mari.


ÎÎmbinările tuburilor se fac prin sudură mbinările tuburilor se fac prin sudură (procedeu foarte utilizat), (procedeu foarte utilizat), cu mufe (la presiuni mici cu mufe (la presiuni mici şşi mijlocii), cu nituri (se foloseau mult i mijlocii), cu nituri (se foloseau mult îîn n trecut, pentru orice presiune), cu eclise nituite, cu flantrecut, pentru orice presiune), cu eclise nituite, cu flanşşe (cost e (cost mai ridicat dar mai ridicat dar îîmbinare umbinare uşşoarăoară) sau cu man) sau cu manşşoane de dilataoane de dilataţţie ie (indicate la presiuni mici (indicate la presiuni mici şşi debite mari pe conductăi debite mari pe conductă).).

Conductele metalice se montează pe diferite dispozitive de Conductele metalice se montează pe diferite dispozitive de rezemare, cum ar fi: masive de ancoraj (blocuri de beton rezemare, cum ar fi: masive de ancoraj (blocuri de beton îîn care n care se se îîncastrează conductancastrează conducta), pe ), pe şşei (rei (reazem alunecător pentru eazem alunecător pentru variavariaţţii de temperaturăii de temperatură) sau pe reazeme cu role.) sau pe reazeme cu role.

Echipamentul auxiliar conductelor constă Echipamentul auxiliar conductelor constă îîn: n: găuri de vizitare găuri de vizitare (la (la distandistanţţe de cca.e de cca. 500 500 m), m), ventile de aerisire (asiguventile de aerisire (asigură intrarea ră intrarea aerului aerului îîn conductă la formarea de depresiunin conductă la formarea de depresiuni), ), ventile de ventile de dezaerare (asigudezaerare (asigură ieră ieşşirea aerului din conductă la umplerea irea aerului din conductă la umplerea acesteia), manometacesteia), manometre de presiune (re de presiune (măsoară presiunea pe măsoară presiunea pe conducte) conducte) şşi dispozitive de măsurare a debitelori dispozitive de măsurare a debitelor


5.6. Camere de echilibru5.6. Camere de echilibruCamerele de echilibru utilizate Camerele de echilibru utilizate îîn hidroenergeticăn hidroenergetică, , îîn funcn funcţţie de ie de tipul aductipul aducţţiunii sunt de două feluriiunii sunt de două feluri::–– camere de camere de îîncărcare ncărcare –– sunt dispuse la capătul aval al aduc sunt dispuse la capătul aval al aducţţiunilor iunilor

cu curgere au ca rol:cu curgere au ca rol:asigură apă asigură apă îîn conducta forn conducta forţţată la pornirea turbinelorată la pornirea turbinelor;;permit vizitarea galeriilor permit vizitarea galeriilor şşi serveasc drept organ de racord i serveasc drept organ de racord îîn caz că n caz că centrala e alimentată cu mai multe captăricentrala e alimentată cu mai multe captări;;compensează debitelecompensează debitele;;

–– castele de echilibru castele de echilibru –– dispuse pe traseul derivadispuse pe traseul derivaţţiilor sub presiune, la iilor sub presiune, la îîntâlnirea dintre conducta forntâlnirea dintre conducta forţţată ată şşi aduci aducţţiune, au ca rol:iune, au ca rol:

amortizează oscilaamortizează oscilaţţiile hidrodinamice provenite de la regulatoarele turbinei;iile hidrodinamice provenite de la regulatoarele turbinei;transformă energia cinetică produsă la transformă energia cinetică produsă la îînchiderea turbinei nchiderea turbinei îîn energie n energie potenpotenţţială ială (lovitura de berbec), pentru a elimina suprapresiunile care (lovitura de berbec), pentru a elimina suprapresiunile care deformează conductele deformează conductele şşi dăunează mai dăunează maşşinilor;inilor;debitează suficientă apă debitează suficientă apă îîn conducta forn conducta forţţată la pornirea turbinelorată la pornirea turbinelor;;să permită vizitarea galeriilor să permită vizitarea galeriilor şşi să servească drept organ de racord i să servească drept organ de racord îîn caz n caz că centrala este alimentată cu mai multe captărică centrala este alimentată cu mai multe captări..


Camera de punere sub presiune Camera de punere sub presiune (camere de (camere de îîncărcarencărcare))

Camera de Camera de îîncărcarencărcare, n, numită uneori cameră de umită uneori cameră de punere sub presiune, facepunere sub presiune, face legătura legătura îîntre aducntre aducţţiunea iunea cu nivel liber (canal de derivacu nivel liber (canal de derivaţţie) ie) şşi conductele i conductele forforţţate.ate.Camera Camera îîmpiedică propagarea pe derivampiedică propagarea pe derivaţţie a ie a undelor de presiune din lovitura de berbec.undelor de presiune din lovitura de berbec.Camera de Camera de îîncărcare se compune din următoarele ncărcare se compune din următoarele elemente:elemente:–– bazinul de bazinul de îîncărcarencărcare;;–– casa vanelor;casa vanelor;–– descărcător descărcător (care permite trecerea debitului (care permite trecerea debitului îîn bieful n bieful

aval ocolind centrala).aval ocolind centrala).


Camerele de Camerele de îîncărcarencărcare, din punct de vedere al , din punct de vedere al modului de construcmodului de construcţţie, se ie, se îîmpart mpart îîn:n:–– camere de camere de îîncărcare subteranencărcare subterane (uneori sunt (uneori sunt

considerate castele de echilibru alimentate pe considerate castele de echilibru alimentate pe partea de sus) partea de sus) –– când versancând versanţţii sunt abrupii sunt abrupţţi sau i sau instabili;instabili;

–– camere de camere de îîncărcare aeriene ncărcare aeriene (cele mai utilizate) (cele mai utilizate) ––plasate la distanplasate la distanţţă de pantă sau ă de pantă sau îîn imediata n imediata vecinătate a pantei conductei forvecinătate a pantei conductei forţţate;ate;

Din punct de vedere al instalaDin punct de vedere al instalaţţiilor de iilor de descărcaredescărcare, camerele pot fi:, camerele pot fi:–– fără descărcători fără descărcători (CHE de deriva(CHE de derivaţţie cu descărcare ie cu descărcare

proprie)proprie)–– cu descărcători pentru surplusul de debitcu descărcători pentru surplusul de debit


Tipuri de camere de Tipuri de camere de îîncărcarencărcare: : a a -- subterane; b subterane; b -- la distanla distanţţă de panta versantuluiă de panta versantului; c ; c -- îîn vecinătatea pantei conductei forn vecinătatea pantei conductei forţţate;ate;

1 1 -- canal de aduccanal de aducţţiune; 2 iune; 2 -- cameră de cameră de îîncărcarencărcare; 3; 3 -- conductă for conductă forţţatăată; 4 ; 4 -- frontul camerei;frontul camerei;5 5 -- pupuţţ forforţţat.at.


Castelul de echilibruCastelul de echilibruLa amenajările hidroenergetice sau la La amenajările hidroenergetice sau la alimentările cu apă care au aducalimentările cu apă care au aducţţiuni lungi sub iuni lungi sub presiune, datoripresiune, datorită fenomenelor care intervin la tă fenomenelor care intervin la deplasarea unor volume mari de apă deplasarea unor volume mari de apă (iner(inerţţia ia acestora), se impune un acestora), se impune un îînmagazinator al apei nmagazinator al apei până la realizarea stării de regimpână la realizarea stării de regim..De asemenea, la De asemenea, la îînchiderea parnchiderea parţţială sau totală ială sau totală a aparatului obturator al centralei,a aparatului obturator al centralei, se formează se formează suprapresiuni (lovitura de berbec), care, de suprapresiuni (lovitura de berbec), care, de asemenea, sunt preluate de canalul de asemenea, sunt preluate de canalul de echilibru.echilibru.


ÎÎn funcn funcţţie de poziie de poziţţia castelului faia castelului faţţă de teren ă de teren se deosebesc următoarele tipurise deosebesc următoarele tipuri::–– castele aeriene castele aeriene sub formă de conducte sub formă de conducte

îînclinate pozate pe versant sau de turnuri nclinate pozate pe versant sau de turnuri rezervoare construite la suprafarezervoare construite la suprafaţţăă;;

–– castele subterane castele subterane sub formă de pusub formă de puţţuri uri şşi galerii i galerii orizontale sau orizontale sau îînclinate, construite total nclinate, construite total îîn n stâncăstâncă;;

–– castele cu profil mixtcastele cu profil mixt, s, sub formă de puub formă de puţţuri ce uri ce au partea superioară aerianăau partea superioară aeriană


Castel de echilibru aerian: Castel de echilibru aerian: a a -- sub formă de conductă pozată pe versant sub formă de conductă pozată pe versant; b; b -- sub formă de turn rezervor sub formă de turn rezervor; ;

1 1 -- aducaducţţiune; 2 iune; 2 -- coloană coloană; 3; 3 -- cameră superioară cameră superioară; 4; 4 -- conductă for conductă forţţatăată; 5; 5 -- conductă metalică conductă metalică..


Castel de echilibru subteranCastel de echilibru subteran1 1 -- cameră inferioară cameră inferioară; 2; 2 -- cameră superioară cameră superioară; 4; 4 -- conductă for conductă forţţatăată;;

5 5 -- casă de vane casă de vane; 6 ; 6 -- aducaducţţiuneiune


Castel de echilibru parCastel de echilibru parţţial subteran: ial subteran: 1 1 -- pupuţţ; 2; 2 -- coloană interioară coloană interioară; 3; 3 -- fereastră de aerisire fereastră de aerisire; 4 ; 4 -- planplanşşeu; eu;

5 5 -- galerie de racord; 6 galerie de racord; 6 -- galerie de presiunegalerie de presiune


5.7. 5.7. Clădirea centralei Clădirea centralei hidroelectricehidroelectrice

Centrala hidroelectricăCentrala hidroelectrică reprezintă ansamblul de clădiri reprezintă ansamblul de clădiri şşi i echipamente electrice echipamente electrice şşi mecanice din cadrul unei amenajări i mecanice din cadrul unei amenajări hidroenergetice, hidroenergetice, îîn care se realizează efectiv transformarea n care se realizează efectiv transformarea energiei potenenergiei potenţţiale iale şşi cinetice a apei i cinetice a apei îîn energie mecanică n energie mecanică şşi apoi i apoi îîn energie electricăn energie electrică..Echipamentul electromecanic este format dintrEchipamentul electromecanic este format dintr--un echipament un echipament principal principal şşi unul auxiliar. Echipamentul principal cuprinde turbina i unul auxiliar. Echipamentul principal cuprinde turbina (sau pompe, (sau pompe, îîn centralele de pompare sau cu acumulare prin n centralele de pompare sau cu acumulare prin pompare) pompare) şşi generatorul (sau motorul electric) iar echipamentele i generatorul (sau motorul electric) iar echipamentele şşi instalai instalaţţiile auxiliare, cuiile auxiliare, cum ar fi:m ar fi: vane vane, r, regulatoare de vitezăegulatoare de viteză, , regulatoare de presiune, instalaregulatoare de presiune, instalaţţia de ulei sub presiune, ia de ulei sub presiune, acumulatorii sau staacumulatorii sau staţţia de transformare pentru servicii interne ia de transformare pentru servicii interne etc. Laetc. La toate acestea se mai adaugă toate acestea se mai adaugă şşi stai staţţia de transformare ia de transformare care este care este îîn clădirea centralei sau aproape de aceastan clădirea centralei sau aproape de aceasta..


Centrala hidroelectricăCentrala hidroelectrică, c, cuprinde din punct uprinde din punct de vedere constructiv următoarele părde vedere constructiv următoarele părţţi:i:–– sala masala maşşinilorinilor –– turbinele turbinele şşi generatoarele (i generatoarele (îîn n

cazul grupurilor cu ax orizontal) sau numai cazul grupurilor cu ax orizontal) sau numai generatoarele (generatoarele (îîn cazul grupurilor cu ax n cazul grupurilor cu ax vertical);vertical);

–– infrastructurainfrastructura –– sussusţţine echipamentul principal ine echipamentul principal şşi i turbinele (turbinele (îîn cazul grupurilor cu ax vertical);n cazul grupurilor cu ax vertical);

–– sala de comandăsala de comandă –– cuprinde aparatajul de cuprinde aparatajul de comandăcomandă, control , control şşi semnalizare;i semnalizare;

–– îîncăperi anexe ncăperi anexe şşi postul de transformarei postul de transformare..


Centralele hidroelectrice se pot Centralele hidroelectrice se pot îîmpărmpărţţi, i, după căderedupă cădere, , îîn:n:–– centrale de joasă cădere centrale de joasă cădere (H < 15m, (H < 15m, îîntreaga ntreaga

cădere se realizează cădere se realizează îîn interiorul centralei);n interiorul centralei);–– centrale de cădere mijlocie centrale de cădere mijlocie (15m (15m < H< H < < 50m, 50m,

există o conductă forexistă o conductă forţţată sau un puată sau un puţţ forforţţat care at care face corp comun cu infrastructura centralei);face corp comun cu infrastructura centralei);

–– centrale de mare cădere centrale de mare cădere (H > 50m, conducta (H > 50m, conducta forforţţată este independentă de construcată este independentă de construcţţia ia centralei).centralei).


Tipuri de centrale hidroelectrice, Tipuri de centrale hidroelectrice, clasificate după cădereclasificate după cădere: :

a a -- de cădere joasă de cădere joasă;;b b -- de cădere mijlocie de cădere mijlocie;;c c -- de mare cădere de mare cădere;;

1 1 –– grătar grătar; 2 ; 2 -- ninişşă de batardouă de batardou;;3 3 -- camera spirală camera spirală; 4; 4 -- turbină turbină;;5 5 –– generator; 6 generator; 6 -- pod rulant;pod rulant;7 7 –– aspirator; 8 aspirator; 8 -- ninişşă batardou avală batardou aval;;9 9 -- conductă de beton armat conductă de beton armat;;10 10 -- vană de admisie vană de admisie;;11 11 -- conductă for conductă forţţată ată îîngropatăngropată;;12 12 -- conductă for conductă forţţată aerianăată aeriană;;13 13 -- masiv de ancoraj.masiv de ancoraj.


ÎÎn funcn funcţţie de tipul de energie hidraulică pe care o ie de tipul de energie hidraulică pe care o prelucreazăprelucrează, centralele pot fi:, centralele pot fi:–– centrale hidroelectrice gravitacentrale hidroelectrice gravitaţţionale;ionale;–– centrale hidroelectrice cu acumulare prin pompare;centrale hidroelectrice cu acumulare prin pompare;–– centrale mareomotrice;centrale mareomotrice;–– centrale care utilizează energia valurilorcentrale care utilizează energia valurilor..

ÎÎn funcn funcţţie de amplasamentul centralei, centralele ie de amplasamentul centralei, centralele hidroelectrice se hidroelectrice se îîmpart mpart îîn:n:–– centrale baraj, amplasate pe firul apei centrale baraj, amplasate pe firul apei şşi preiau căderea i preiau căderea

direct din bieful amonte; suntdirect din bieful amonte; sunt specifice amenajărilor de specifice amenajărilor de tip fluvial cu debite mari tip fluvial cu debite mari şşi căderi micii căderi mici;;

–– centrale amplasate la piciorul barajului, dispun de centrale amplasate la piciorul barajului, dispun de aducaducţţiuni secundare scurte;iuni secundare scurte;

–– centrale pe derivacentrale pe derivaţţie, nu preiau apa direct din bieful ie, nu preiau apa direct din bieful amonte ci printramonte ci printr--un canal sau conductăun canal sau conductă..


După poziDupă poziţţia centralei faia centralei faţţă de suprafaă de suprafaţţa terenului, centralele a terenului, centralele hidroelectrice pot fi:hidroelectrice pot fi:–– centrale aeriene;centrale aeriene;–– centrale subterane:centrale subterane:

subterane propriusubterane propriu--zise;zise;îîn versant;n versant;îîngropate;ngropate;centrale semicentrale semi--îîngropate;ngropate;

–– centrale acoperite.centrale acoperite.


Categorii de centrale amplasate în subteran:

a - subterane propriu-zise;b, b’ - în versant;c – îngropate;d - centrale semi-îngropate;e - centrale acoperite.

Accesul la centrală influenAccesul la centrală influenţţează poziează poziţţia ia şşi cota i cota platformei de montaj. Acesta se face pe platformei de montaj. Acesta se face pe şşosele, osele, pe căi ferate normale proiectate astfel pe căi ferate normale proiectate astfel îîncât să ncât să permită transportul echipamentelor până la permită transportul echipamentelor până la platforma de montaj.platforma de montaj.Dacă centrala este amplasată pe o cale Dacă centrala este amplasată pe o cale navigabilănavigabilă, a, accesul se face pe apăccesul se face pe apă..La centralele subterane transportul pieselor La centralele subterane transportul pieselor grele necesită amenajări suplimentare fagrele necesită amenajări suplimentare faţţă de ă de centralele aeriene (tuneluri de acces, pucentralele aeriene (tuneluri de acces, puţţuri, uri, galerii galerii îînclinate dotate cu utilaje de ridicat nclinate dotate cu utilaje de ridicat şşi de i de transportat). transportat).


Racordarea centralei la reRacordarea centralei la reţţeaua electrică de transport se eaua electrică de transport se face prin intermediul unor instalaface prin intermediul unor instalaţţii de ii de îînaltă tensiunenaltă tensiune..De obicei barele colectoare ale generatorului sunt De obicei barele colectoare ale generatorului sunt racordate la postul de transformare racordate la postul de transformare şşi la serviciile interne i la serviciile interne ale centralei, apoi mai departe la liniile de transport.ale centralei, apoi mai departe la liniile de transport.La centralele mari pentru serviciile interne sunt La centralele mari pentru serviciile interne sunt prevăzute posturi suplimentare de transformare dotate prevăzute posturi suplimentare de transformare dotate cu transformatoare coborâtoare sau grupuri diesel.cu transformatoare coborâtoare sau grupuri diesel.Centralele mici cu grupuri puCentralele mici cu grupuri puţţine au o singură ine au o singură îîncăpere ncăpere care care ţţine loc ine loc şşi de sala mai de sala maşşinilor inilor şşi de cameră de i de cameră de comandăcomandă..InstalaInstalaţţiile auxiliare sunt formate din cablurile electrice iile auxiliare sunt formate din cablurile electrice dispuse dispuse îîn canale accesibile n canale accesibile şşi izolate, instalai izolate, instalaţţiile de iile de răcire ale generatoarelorrăcire ale generatoarelor, instala, instalaţţia de ulei sub presiune ia de ulei sub presiune pentru comanda agregatelor, instalapentru comanda agregatelor, instalaţţia de evacuare a ia de evacuare a infiltrainfiltraţţiilor, instalaiilor, instalaţţia de prevenirea ia de prevenirea şşi stingerea i stingerea incendiilor etc.incendiilor etc.


6. LACUL DE ACUMULARE6. LACUL DE ACUMULARE

6.1. Defini6.1. Definiţţie ie şşi clasificării clasificări6.2. Func6.2. Funcţţiuni ale lacurilor de acumulareiuni ale lacurilor de acumulare–– 6.2.1. Func6.2.1. Funcţţiuni legate de modificările de nivel a apeiiuni legate de modificările de nivel a apei::–– 6.2.2. Func6.2.2. Funcţţiuni legate de modificarea regimului debiteloriuni legate de modificarea regimului debitelor

6.3. Curbe caracteristice ale lacurilor de acumulare6.3. Curbe caracteristice ale lacurilor de acumulare–– 6.3.1. Curba suprafe6.3.1. Curba suprafeţţelorelor–– 6.3.2. Curba volumelor sau curba de capacitate6.3.2. Curba volumelor sau curba de capacitate

6.4. Parametri caracteristici ai lacurilor de acumulare6.4. Parametri caracteristici ai lacurilor de acumulare6.5. Indicii tehnico6.5. Indicii tehnico--economici ai lacurilor de acumulareeconomici ai lacurilor de acumulare

12/2/200612/2/2006 Cap. 6. Lacul de acumulareCap. 6. Lacul de acumulare 11

6.1. Defini6.1. Definiţţie ie şşi clasificării clasificări

Lacurile de acumulareLacurile de acumulare sunt amenajări sunt amenajări hidroenergetice hidroenergetice şşi/sau i/sau de gospodărirea apelor de gospodărirea apelor realizate prin suprarealizate prin supraîînălnălţţarea nivelurilor apelor area nivelurilor apelor peste cel natural peste cel natural şşi care rei care reţţin un volum de apă in un volum de apă ce poate fi utilizat ce poate fi utilizat îîn scopul modificării n scopul modificării repartirepartiţţiei iei îîn timp a debitelor cursurilor de apăn timp a debitelor cursurilor de apă..ÎÎn majoritatea cazurilor lacurile de acumulare n majoritatea cazurilor lacurile de acumulare sunt amenajări artificiale realizate prin bararea sunt amenajări artificiale realizate prin bararea transversală a cursurilor de apă transversală a cursurilor de apă (baraj frontal).(baraj frontal).


ÎÎn amenajările hidroenergetice n amenajările hidroenergetice şşi de gospodărirea apelor i de gospodărirea apelor pot fi incluse pot fi incluse îînsă nsă şşi lacurile de acumulare naturale sau i lacurile de acumulare naturale sau amenajate pe amplasamentul unor lacuri naturale pe amenajate pe amplasamentul unor lacuri naturale pe care scare s--au completat lucrări de control a debitelor au completat lucrări de control a debitelor afluente.afluente.De asemenea, De asemenea, îîn afara lacurilor de acumulare realizate n afara lacurilor de acumulare realizate pe cursul de apă prin realizarea unor lucrări de tip baraj pe cursul de apă prin realizarea unor lucrări de tip baraj frontal, precum frontal, precum şşi a celor având ca scop strict i a celor având ca scop strict alimentarea cu apă a unei folosinalimentarea cu apă a unei folosinţţe energetice sau e energetice sau neenergetice, mai pot fi neenergetice, mai pot fi îîntâlnite ntâlnite şşi alte tipuri de lacuri de i alte tipuri de lacuri de acumulare.acumulare.Cele mai multe clasificări ale lacurilor de acumulare se Cele mai multe clasificări ale lacurilor de acumulare se raportează la următoarele criteriiraportează la următoarele criterii::–– tipuri constructive,tipuri constructive,–– mod de exploatare,mod de exploatare,–– ciclu de regularizare a debitelor,ciclu de regularizare a debitelor,–– pozipoziţţie ie îîn schema de amenajaren schema de amenajare


Clasificare după tipul constructivClasificare după tipul constructiv

Lacuri de acumulare cu baraj frontalLacuri de acumulare cu baraj frontal –– realizate prin realizate prin îînchiderea unei nchiderea unei secsecţţiuni transversale a cursului de apă printriuni transversale a cursului de apă printr--un baraj un baraj îîncastrat ncastrat îîn cei n cei doi versandoi versanţţi care mărginesc albia râuluii care mărginesc albia râului. . ÎÎn afara barajului frontal pentru n afara barajului frontal pentru realizarea cuvetei lacurilor de acumulare mai pot fi construite realizarea cuvetei lacurilor de acumulare mai pot fi construite baraje baraje sau diguri laterale.sau diguri laterale.Lacuri de acumulare laterale (poldere)Lacuri de acumulare laterale (poldere) –– nu nu îîntrerup cursul natural al ntrerup cursul natural al apei, avâapei, având incinta izolată de acesta printrnd incinta izolată de acesta printr--un baraj longitudinal cu un baraj longitudinal cu îînchidere nchidere îîn versann versanţţi, i, îîn aval n aval şşi de cele mai multe ori i de cele mai multe ori şşi la capătul i la capătul amonte. Admisia apei amonte. Admisia apei îîn acest lac se poate face necontrolat n acest lac se poate face necontrolat îîn n perioade cu debite mari pe cursul de apă când nivelul depăperioade cu debite mari pe cursul de apă când nivelul depăşşeeşşte cota te cota de admisie de admisie îîn acumulare, respectiv controlat printrn acumulare, respectiv controlat printr--un canal un canal gravitagravitaţţional sau cu o staional sau cu o staţţie de pompare.ie de pompare.Lacuri de acumulare cu diguri inelareLacuri de acumulare cu diguri inelare –– nu sunt legate de un curs de nu sunt legate de un curs de apă fiind realizate pe terenuri cvasiplane sau pe culmi de munteapă fiind realizate pe terenuri cvasiplane sau pe culmi de munte sau sau deal prin construirea unui baraj (dig inelar) care constituie deal prin construirea unui baraj (dig inelar) care constituie îîntreg ntreg conturul lacului de acumulare. Acest tip de acumulare (rezervor)conturul lacului de acumulare. Acest tip de acumulare (rezervor) este este folosit folosit îîn scheme ale amenajărilor hidroenergetice cu acumulare prin n scheme ale amenajărilor hidroenergetice cu acumulare prin pompare sau ca rezervor pentru alimentări cu apăpompare sau ca rezervor pentru alimentări cu apă..Lacuri de acumulare Lacuri de acumulare îîn zone depresionaren zone depresionare –– presupun un sistem de presupun un sistem de aducaducţţiune al apei de la o sursă de apăiune al apei de la o sursă de apă..



Lac de acumulare cu baraj frontal


Lac de acumulare lateral: polderul Nehoiaşu – Surduc, pe râul Buzău


Lac de acumulare cu diguri inelare

Clasificare după modul de exploatareClasificare după modul de exploatare

acumulări acumulări permanentepermanente care sunt destinate fie care sunt destinate fie asigurării unui nivel minim al apei fie satisfacerii asigurării unui nivel minim al apei fie satisfacerii folosinfolosinţţelor de apăelor de apă. Tendin. Tendinţţa a îîn exploatarea n exploatarea acestora este de a le menacestora este de a le menţţine pline;ine pline;acumulările acumulările nepermanentenepermanente destinate destinate atenuării undelor de viiturăatenuării undelor de viitură. Tendin. Tendinţţa a îîn n exploatare este de a le menexploatare este de a le menţţine goale;ine goale;acumulările acumulările mixtemixte atât cu o tranatât cu o tranşşă ă permanentă cât permanentă cât şşi cu o trani cu o tranşşă nepermanentă ă nepermanentă deasupra nivelului.deasupra nivelului.


Clasificare după ciclul de regularizare a Clasificare după ciclul de regularizare a debitelordebitelor

cu regularizare zilnicăcu regularizare zilnică –– corespunde unui ciclu de golire corespunde unui ciclu de golire –– umplere de o zi. umplere de o zi. Debitul afluent este redistribuit pentru a acoperi funcDebitul afluent este redistribuit pentru a acoperi funcţţionarea centralei ionarea centralei hidroelectrice o zi;hidroelectrice o zi;cu regularizare săptămânalăcu regularizare săptămânală –– presupune acumularea debitelor afluente pe presupune acumularea debitelor afluente pe durata maximă a unei săptămânidurata maximă a unei săptămâni, astfel , astfel îîncât acestea să poată fi uzinate ncât acestea să poată fi uzinate îîn n zilele (orele) cu cerinzilele (orele) cu cerinţţe mai mari e mai mari îîn sistemul energetic;n sistemul energetic;cu regularizare sezonierăcu regularizare sezonieră –– presupune acumularea unei păr presupune acumularea unei părţţi din volumul i din volumul afluent din sezonul de vară afluent din sezonul de vară ((îîn general vara este consum mai mic de energie n general vara este consum mai mic de energie electricăelectrică) ) îîn scopul uzinării acestuia iarnan scopul uzinării acestuia iarna, c, când este nevoie de mai multă ând este nevoie de mai multă energie;energie;cu regularizare anualăcu regularizare anuală –– presupune acumularea stocului de apă care nu este presupune acumularea stocului de apă care nu este necesar a fi uzinat necesar a fi uzinat îîn perioadele de umplere (ploioase) n perioadele de umplere (ploioase) îîn scopul posibilităn scopul posibilităţţii a fi ii a fi uzinat uzinat îîn perioadele deficitare;n perioadele deficitare;cu regularizare multianualăcu regularizare multianuală –– acumulările mari care pot stoca suficient volum acumulările mari care pot stoca suficient volum de apă astfel de apă astfel îîncât să nu existe necesitatea de a mai umple laculncât să nu existe necesitatea de a mai umple lacul, mai ales , mai ales îîntrntr--o succesiune de ani secetoo succesiune de ani secetoşşi.i.

ObservaObservaţţieie. P. Prin debit uzinat se desemnează debitul trecut prin turbinele rin debit uzinat se desemnează debitul trecut prin turbinele centralei hidroelectrice; i se mai spune debit turbinat.centralei hidroelectrice; i se mai spune debit turbinat.


Clasificare după poziClasificare după poziţţia ia îîn schema de n schema de amenajareamenajare

La amenajările hidroelectriceLa amenajările hidroelectrice, pozi, poziţţia lacului ia lacului îîn cadrul schemei n cadrul schemei determină modalitatea de regularizare a debitelordetermină modalitatea de regularizare a debitelor. A. Astfel, classtfel, clasificarea ificarea lacurilor de acumulare după pozilacurilor de acumulare după poziţţia acestora ia acestora îîn cadrul schemei de n cadrul schemei de amenajare este:amenajare este:–– acumulări de regularizare directăacumulări de regularizare directă –– sunt amplasate pe cursul principal sunt amplasate pe cursul principal îîn n

apropierea secapropierea secţţiunii iunii îîn care se urmăresc efectele principalen care se urmăresc efectele principale. Lacurile sunt . Lacurile sunt proprii centralei hidroelectrice fiind legate direct de aceasta;proprii centralei hidroelectrice fiind legate direct de aceasta;

–– acumulări de compensareacumulări de compensare –– amplasate fie pe afluenamplasate fie pe afluenţţi fie pe cursul principal i fie pe cursul principal la distanla distanţţă mare de secă mare de secţţiunea iunea îîn care se urmăresc efectele principale fie n care se urmăresc efectele principale fie chiar chiar îîn alt bazin hidrografic din care se derivă apa spre secn alt bazin hidrografic din care se derivă apa spre secţţiunea iunea respectivărespectivă. A. Aceste acumulări controlează doar parceste acumulări controlează doar parţţial debite afluente ial debite afluente îîn n secsecţţiunea de control. Regularizarea prin compensare apare la centraliunea de control. Regularizarea prin compensare apare la centralele ele hidroelectrice hidroelectrice îîn cascadă care au n cascadă care au îîn amonte un lac de acumulare mare;n amonte un lac de acumulare mare;

–– acumulări de redresareacumulări de redresare ((regularizare secundarăregularizare secundară sau sau tampontampon) ) –– amplasate amplasate îîn aval de una sau mai multe acumulări marin aval de una sau mai multe acumulări mari. Rolul lor este de a redistribui . Rolul lor este de a redistribui îîn timp debitele regularizate de acumularea din amonte n timp debitele regularizate de acumularea din amonte şşi de a prelua i de a prelua astfel neuniformităastfel neuniformităţţile ile îîn funcn funcţţionarea acestora. Acumuionarea acestora. Acumulările de redresare lările de redresare sunt situate sunt situate îîn aval de centrala hidroelectrică n aval de centrala hidroelectrică şşi transformă debitele uzinate i transformă debitele uzinate care sunt variabile care sunt variabile şşi pulsatorii i pulsatorii îîn debite cât mai uniforme, pentru a proteja n debite cât mai uniforme, pentru a proteja albia râului;albia râului;

–– acumulări mixteacumulări mixte –– îîn cazul n cazul îîn care există mai multe secn care există mai multe secţţiuni ale folosiniuni ale folosinţţelor elor deservite de aceste acumulărideservite de aceste acumulări, ele pot avea roluri diferite , ele pot avea roluri diferite îîn raport cu n raport cu fiecare dintre secfiecare dintre secţţiuni.iuni. 1010


LA1

LA2

LA3

S1

CHE S2

F

Pe figură s-au utilizat notaţiile:

S1 – secţiune de control pentru alimentarea folosinţei energetice (CHE – centrală hidroelectrică);S2 – secţiune de control pentru alimentarea folosinţei neenergetice, industrială (F);LA1 – lac de regularizare principală; controlează debitele livrate centralei hidroelectrice (realizează o redistribuire în timp a debitelor afluente în secţiunea S1 în debite uzinate);LA2 – lac de compensare; controlează debitele ce ajung în secţiunea S2 de unde sunt preluate de folosinţa neenergetică;LA2 – lac de redresare (tampon); preia neuniformităţile debitelor evacuate de centrala hidroelectrică (reţine volumele de apă şi livrează în aval un debit constant).

6.2. Func6.2. Funcţţiuni ale lacurilor de iuni ale lacurilor de acumulareacumulare

Lacurile de acumulare realizează două tipuri Lacurile de acumulare realizează două tipuri de modificări ale condide modificări ale condiţţiilor naturale:iilor naturale:–– modificarea profilului longitudinal al cursului de modificarea profilului longitudinal al cursului de

apăapă;;–– modificarea regimului debitelor cursului de apămodificarea regimului debitelor cursului de apă..Plecând de la aceste modificări pot fi Plecând de la aceste modificări pot fi considerate două tipuri de funcconsiderate două tipuri de funcţţiuni ale iuni ale lacului de acumularelacului de acumulare


6.2.1. Func6.2.1. Funcţţiuni legate de modificările de iuni legate de modificările de nivel a apeinivel a apei

asigurarea unei cote a nivelului apei pentru a permite captarea asigurarea unei cote a nivelului apei pentru a permite captarea apei către folosinapei către folosinţţăă;;realizarea unei căderi concentrate pentru folosinrealizarea unei căderi concentrate pentru folosinţţa hidroelectrică a hidroelectrică sau hidromecanicăsau hidromecanică;;realizarea unei adâncimi minime pentru navigarealizarea unei adâncimi minime pentru navigaţţie;ie;realizarea unui luciu de apă pentru pisciculturărealizarea unui luciu de apă pentru piscicultură, agrement, , agrement, naviganavigaţţie;ie;asigurarea condiasigurarea condiţţiilor de desfăiilor de desfăşşurare a anumitor procese de urare a anumitor procese de calitate a apelor (calitate a apelor (răcirea apelor uzate deversate de unele răcirea apelor uzate deversate de unele folosinfolosinţţe e –– iazuri de răcire iazuri de răcire; ; îîndepărtarea anumitor reziduuri ndepărtarea anumitor reziduuri ––iazuri de decantare);iazuri de decantare);limitarea vitezei cursului de apă pentru navigalimitarea vitezei cursului de apă pentru navigaţţie sau pentru a ie sau pentru a reduce capacitatea de erodare reduce capacitatea de erodare şşi de transport a debitului solid.i de transport a debitului solid.


6.2.2. Func6.2.2. Funcţţiuni legate de modificarea iuni legate de modificarea regimului debitelorregimului debitelor

realizarea unei concordanrealizarea unei concordanţţe e îîntre necesarul de apă pe cursul de ntre necesarul de apă pe cursul de apă respectiv apă respectiv şşi regimul debitelor râului (regularizarea debitelor);i regimul debitelor râului (regularizarea debitelor);reducerea debitelor de viiturăreducerea debitelor de viitură..ÎÎn plus fan plus faţţă de cele două funcă de cele două funcţţiuni principale ale lacurilor de iuni principale ale lacurilor de acumulare se pot enumera o serie de acumulare se pot enumera o serie de funcfuncţţiuni complexeiuni complexe ale ale acestora:acestora:–– realizarea unor rerealizarea unor reîîmprospătări artificiale a straturilor subteranemprospătări artificiale a straturilor subterane, ,

acumulările având rolul de a crea un gradient hidraulic sporit pacumulările având rolul de a crea un gradient hidraulic sporit prin rin ridicarea nivelului apei;ridicarea nivelului apei;

–– transformarea mediului ambiant atât prin influentransformarea mediului ambiant atât prin influenţţa directă asupra a directă asupra microclimatului cât microclimatului cât şşi prin influeni prin influenţţa asupra condia asupra condiţţiilor hidrogeologice iilor hidrogeologice din zonădin zonă;;

–– separarea anumitor lacuri naturale din zonele litoralului astfelsepararea anumitor lacuri naturale din zonele litoralului astfel îîncât ncât să se să se îîntrerupă circulantrerupă circulaţţia apei de mare ia apei de mare îînspre lac nspre lac şşi să se i să se îîmpiedice mpiedice salinizarea apei acestor lacuri.salinizarea apei acestor lacuri.


6.3. Curbe caracteristice ale 6.3. Curbe caracteristice ale lacurilor de acumularelacurilor de acumulare

Principalele curbe caracteristice ale lacurilor Principalele curbe caracteristice ale lacurilor de acumulare sunt: de acumulare sunt: –– curba suprafecurba suprafeţţelorelor: dependen: dependenţţa suprafea suprafeţţei ei

lacurilor de nivelul lacurilor de nivelul îîn lacn lac şşi i –– curba volumelor sau curba de capacitatecurba volumelor sau curba de capacitate: :

dependendependenţţa volumului lacului de nivelul a volumului lacului de nivelul îîn lacn lac


6.3.1. Curba suprafe6.3.1. Curba suprafeţţelorelorCurba suprafeCurba suprafeţţelorelor este dată de legătura dintre este dată de legătura dintre suprafasuprafaţţa oglinzii apei a oglinzii apei şşi nivelul apei i nivelul apei îîn lac.n lac.Zona lacului de acumulare este caracterizată printrZona lacului de acumulare este caracterizată printr--o o pantă pozitivă pantă pozitivă –– coborâre a nivelului spre aval coborâre a nivelului spre aval. . Panta este relativ micăPanta este relativ mică, se poate considera un , se poate considera un model simplificat (static) model simplificat (static) şşi oglinda apei orizontalăi oglinda apei orizontală. . Este adevărat dacă nu există curgereEste adevărat dacă nu există curgere..Variabila Variabila ZZ reprezintă nivelul minim al apei la baraj reprezintă nivelul minim al apei la baraj. . Acesta este dat ca o cotă absolutăAcesta este dat ca o cotă absolută, dar poate fi dat , dar poate fi dat şşi ca o cotă relativăi ca o cotă relativă, de la piciorul barajului de , de la piciorul barajului de exemplu.exemplu.SecSecţţiunea iunea 00 de pe curbă reprezintă sec de pe curbă reprezintă secţţiunea apei la iunea apei la cota piciorului barajului (unde acesta cota piciorului barajului (unde acesta îîntâlnentâlneşşte te talvegul râului).talvegul râului).


SecSecţţiunea amonte este mai greu de specificat iunea amonte este mai greu de specificat –– se consideră racordarea apei cu nivelul se consideră racordarea apei cu nivelul natural.natural.Racordarea apei la nivelul natural al râului din Racordarea apei la nivelul natural al râului din amonte este o valoare relativăamonte este o valoare relativă, ea depinzând , ea depinzând îîn n permanenpermanenţţă de debitul afluent ă de debitul afluent şşi de debitul i de debitul uzinat (are oscilauzinat (are oscilaţţii zilnice).ii zilnice).ÎÎn mod convenn mod convenţţional se consideră poziional se consideră poziţţia ia pentru debitul mediu pentru cursurile de apă pentru debitul mediu pentru cursurile de apă secsecţţiune amonte din coada lacului.iune amonte din coada lacului.Pentru nivelul static lacul va depinde de nivelul Pentru nivelul static lacul va depinde de nivelul apei la baraj.apei la baraj.


Determinarea suprafeDeterminarea suprafeţţei se face utilizând o hartă a ei se face utilizând o hartă a zonei lacului de acumulare pe care sunt zonei lacului de acumulare pe care sunt reprezentate linii de nivel reprezentate linii de nivel –– obobţţinute prin intersecinute prin intersecţţia ia imaginară a reliefului cu plane orizontaleimaginară a reliefului cu plane orizontale..Practic se unesc punctele care au aceeaPractic se unesc punctele care au aceeaşşi cotă i cotă şşi i rezultă curba supraferezultă curba suprafeţţelor: elor: S=S(Z)S=S(Z) sau sau S=S(h)S=S(h), , îîn n funcfuncţţie de adâncimea apei ie de adâncimea apei îîn lac măsurată n lac măsurată îîn n secsecţţiunea barajului, unde iunea barajului, unde hh==Z Z –– ZZ00, , ZZ00 fiind cota fiind cota talvegului talvegului îîn secn secţţiunea barajului.iunea barajului.SuprafaSuprafaţţa liberă a apei a liberă a apei îîn lac fiind orizontalăn lac fiind orizontală, , aspectul acesteia când se află la o anumită cotă aspectul acesteia când se află la o anumită cotă este cel al suprafeeste cel al suprafeţţei ei îînchise de curba de nivel nchise de curba de nivel corespunzătoarecorespunzătoare..



Suprafaţa vizibilă a lacului Leşu; curbele de nivel


Vedere în plan a curbelor de nivel din amplasamentul lacului de acumulare – a şi curba suprafeţelor lacului de acumulare – b.

Z0

Z1 Zk

Z=ct.

Sk

Z0

Z2

Z3

Zk

Z

Z1

S1S2 S3 Sk S [mii mp, ha, kmp]

[mdM]

6.3.2. Curba volumelor sau curba de 6.3.2. Curba volumelor sau curba de capacitatecapacitate

Curba volumelor sau curba de capacitate, V=V(Z)Curba volumelor sau curba de capacitate, V=V(Z)reprezintă dependenreprezintă dependenţţa dintre volumul de acumulare a dintre volumul de acumulare şşi cota i cota suprafesuprafeţţei libere sau adâncimea apei la baraj.ei libere sau adâncimea apei la baraj.O relaO relaţţie de calcul este:ie de calcul este:undeunde::

ZZ00 -- este cota talvegului este cota talvegului îîn secn secţţiunea barajului, iunea barajului, corespunzător cu valoarea corespunzător cu valoarea 0 pentru volumul 0 pentru volumul îîn lac;n lac;

ZZcc -- estestee nivelul maxim nivelul maxim, c, corespunzător coteiorespunzător coteicoronamentului barajului. coronamentului barajului.

Teoretic Teoretic ZZ00 îîn faza de proiectare,n faza de proiectare, reprezintă cota talvegului reprezintă cota talvegului râului râului îîn secn secţţiunea barajului.iunea barajului.


( ) ∫ ⋅=ZZ

ZSZV0

d

A doua variantă este calcularea volumului prin estimarea A doua variantă este calcularea volumului prin estimarea integralei ca o sumă de diferenintegralei ca o sumă de diferenţţe finite:e finite:

undeunde: : sausau maimai exactexact

Utilizarea primei formule pentru suprafaUtilizarea primei formule pentru suprafaţţă este mai puă este mai puţţin eronată in eronată îîn zona n zona dinspre suprafadinspre suprafaţţă ă şşi mai mult eronată i mai mult eronată îîn zonele de jos unde este mai n zonele de jos unde este mai mare.mare.

Se pot folosi aceleaSe pot folosi aceleaşşi puncte i puncte îîn care există valori măsurate pentru n care există valori măsurate pentru suprafesuprafeţţe rezultând volumul corespunzător acelor cote e rezultând volumul corespunzător acelor cote şşi prin punctele i prin punctele respective se poate trasa curba volumelor sau capacitărespective se poate trasa curba volumelor sau capacităţţii.ii.Curba de capacitate se determină Curba de capacitate se determină îîn faza de proiectare, n faza de proiectare, îînainte de nainte de realizarea lacului.realizarea lacului.Curba de capacitate a unui lac de acumulare se modifică Curba de capacitate a unui lac de acumulare se modifică îîn timp, n timp, îîn n special datorită colmatării acestuiaspecial datorită colmatării acestuia. D. De aceea,e aceea, curba trebuie refăcută curba trebuie refăcută periodic.periodic.


( ) ∑=

Δ⋅==K

jjjKK ZSZVV

1

21 KK

jSSS +

= − ( )KKKKj SSSSS ⋅++= −− 1131

KmedKK

KKK HSVV

VVVΔ=Δ

⎩⎨⎧

=Δ+= − ,

00

1

Curba suprafeCurba suprafeţţelor elor şşi curba capacităi curba capacităţţii lacului Galbenu (AHE Lotru).ii lacului Galbenu (AHE Lotru).


Cuveta lacului, la punerea Cuveta lacului, la punerea îîn exploatare,n exploatare, se se deformează deformează (se (se îînalnalţţăă) prin depunerea de aluviuni ) prin depunerea de aluviuni (colmatare). (colmatare).

Colmatarea apare mai repede la lacurile mici Colmatarea apare mai repede la lacurile mici şşi i modifică foarte mult curba de capacitatemodifică foarte mult curba de capacitate. P. Pentru entru lacurile mici, curba lacurile mici, curba de capacitate trebuie refăcută de capacitate trebuie refăcută mai des decât mai des decât îîn cazul lacurilor mai mari.n cazul lacurilor mai mari.

Trebuie cunoscută capacitatea reală pentru a se Trebuie cunoscută capacitatea reală pentru a se putea face o exploatare eficientă a lacului de putea face o exploatare eficientă a lacului de acumulare.acumulare.


6.4. Parametri caracteristici ai 6.4. Parametri caracteristici ai lacurilor de acumularelacurilor de acumulare

Parametrii caracteristici cei mai importanParametrii caracteristici cei mai importanţţi ai lacului i ai lacului de acumulare sunt de acumulare sunt nivelelenivelele şşii volumelevolumele care indică care indică anumite elemente constructive ale barajului anumite elemente constructive ale barajului şşi/sau i/sau elemente de exploatare a acumulării elemente de exploatare a acumulării şşi care se pot i care se pot citi pe curba de capacitate. citi pe curba de capacitate. De aceea, parametrii caracteristici se pot grupa De aceea, parametrii caracteristici se pot grupa îîn:n:–– parametri nemodificabili (legaparametri nemodificabili (legaţţi de construci de construcţţia barajului);ia barajului);–– parametri modificabili (legaparametri modificabili (legaţţi, i, îîn general, de exploatarea n general, de exploatarea

lacului).lacului).AlAlţţi parametri caracteristici ai unei acumulări mai i parametri caracteristici ai unei acumulări mai sunt: sunt: suprafesuprafeţţele caracteristice, debitele ele caracteristice, debitele caracteristice, duratele caracteristicecaracteristice, duratele caracteristice..


Nivelurile caracteristiceNivelurile caracteristice reprezintă cote ale elementelor reprezintă cote ale elementelor construcconstrucţţiilor hidrotehnice sau cote ale nivelului apei din iilor hidrotehnice sau cote ale nivelului apei din lacul de acumulare care sunt determinate pentru lacul de acumulare care sunt determinate pentru îîndeplinirea funcndeplinirea funcţţiunilor lacului de acumulare.iunilor lacului de acumulare.SuprafeSuprafeţţele caracteristice ele caracteristice şşi i volumele caractevolumele caracteristiceristice sunt cele corespunzătoare nivelurilor caracteristicesunt cele corespunzătoare nivelurilor caracteristice..

SuprafaSuprafaţţa globală care corespunde nivelului a globală care corespunde nivelului coronamentului este suprafacoronamentului este suprafaţţa maximă care poate fi a maximă care poate fi afectată direct de realizarea acumulăriiafectată direct de realizarea acumulării..

ŞŞi suprafai suprafaţţa a şşi volumele sunt variabile i volumele sunt variabile îîn timp datorită a n timp datorită a două procesedouă procese: p: pe de o parte datorită procesului de e de o parte datorită procesului de colmatare (depunerea aluviunilor) care influencolmatare (depunerea aluviunilor) care influenţţează ează suprafasuprafaţţa a şşi volumul la cotele inferioare,i volumul la cotele inferioare, iar pe de altă iar pe de altă parte datorită procesul de erodare al parte datorită procesul de erodare al (patului) (patului) cuvetei cuvetei acumulării care influenacumulării care influenţţează suprafaează suprafaţţa la niveluri mai a la niveluri mai ridicate.ridicate.


Debite caracteristiceDebite caracteristice –– pot caracteriza posibilită pot caracteriza posibilităţţile ile lacului de acumulare de a lacului de acumulare de a îîndeplini anumite ndeplini anumite funcfuncţţiuni. iuni. Debitele evacuabile Debitele evacuabile pentru folosinpentru folosinţţee sunt sunt îîn funcn funcţţie de cota apei ie de cota apei îîn acumulare, de nivelul aval n acumulare, de nivelul aval al apei al apei şşi de alte elemente hidraulice. i de alte elemente hidraulice. ÎÎn cadrul n cadrul acestor debite, cele mai importante sunt debitele acestor debite, cele mai importante sunt debitele evacuabile pentru folosinevacuabile pentru folosinţţe la nivelul minim de e la nivelul minim de exploatare exploatare şşi la nivelul minim care asigură debitul i la nivelul minim care asigură debitul necesar pentru folosinnecesar pentru folosinţţăă. . Se precizează curbe de evacuare ale descărcăturilor Se precizează curbe de evacuare ale descărcăturilor de suprafade suprafaţţă ă şşi ale golirilor de fund având ca debite i ale golirilor de fund având ca debite caracteristice:caracteristice:–– debitul maxim capabil al descărcăturilor la nivelul maxim debitul maxim capabil al descărcăturilor la nivelul maxim

extraordinar;extraordinar;–– debitul maxim capabil al descărcăturilor la nivelul debitul maxim capabil al descărcăturilor la nivelul

coronamentuluicoronamentului


Durate caracteristiceDurate caracteristice de golire:de golire:–– durata durata îîn care poate fi coborât nivelul lacului n care poate fi coborât nivelul lacului

până la o anumită cotă limită până la o anumită cotă limită îîn caz de avarii;n caz de avarii;–– durata durata îîn care poate fi realizată o pregolire a n care poate fi realizată o pregolire a

acumulării pentru atenuarea unor viituri acumulării pentru atenuarea unor viituri îîn n trantranşşele de retenele de retenţţie permanentăie permanentă;;

–– durata durata îîn care poate fi evacuat volumul n care poate fi evacuat volumul acumulării acumulării îîn trann tranşşa nepermanentă de sub a nepermanentă de sub creasta stavilei astfel creasta stavilei astfel îîncât acumularea să fie ncât acumularea să fie îîn n situasituaţţia de a atenua viitura următoareia de a atenua viitura următoare..


Parametri nemodificabili Parametri nemodificabili sunt determinasunt determinaţţi de i de condicondiţţiile naturale iile naturale şşi de elementele i de elementele constructive.constructive.

Ei se stabilesc Ei se stabilesc îîn momentul realizării lucrării n momentul realizării lucrării şşi i asupra lor se poate acasupra lor se poate acţţiona numai prin iona numai prin modificări aduse părmodificări aduse părţţii constructive.ii constructive.Ei sunt stabiliEi sunt stabiliţţi prin decizii strategice, fiind i prin decizii strategice, fiind parametrii de proiectare necesari pentru parametrii de proiectare necesari pentru promovarea lucrărilor de gospodărire a apelor promovarea lucrărilor de gospodărire a apelor şşi hidroenergetice.i hidroenergetice.


Niveluri caracteristice nemodificabileNiveluri caracteristice nemodificabile::–– nivelul talvegului nivelul talvegului –– cota talvegului râului la piciorul barajului;cota talvegului râului la piciorul barajului;–– nivelul golirii de fund nivelul golirii de fund –– cota golirii de fund;cota golirii de fund;–– nivelul prizei de apă nivelul prizei de apă –– cota prizei de apă cota prizei de apă;;–– nivelul crestei deversorului nivelul crestei deversorului –– cota crestei deversorului;cota crestei deversorului;–– nivelul crestei stavilelor de pe deversor;nivelul crestei stavilelor de pe deversor;–– nivelul coronamentului barajului.nivelul coronamentului barajului.

Volume caracteristice nemodificabileVolume caracteristice nemodificabile::–– volumul neevacuabil este volumul cuprins volumul neevacuabil este volumul cuprins îîntre pragul golirii ntre pragul golirii

de fund de fund şşi cota talvegului;i cota talvegului;–– volumul evacuabil sub nivelul prizei este volumul cuprins volumul evacuabil sub nivelul prizei este volumul cuprins

îîntre nivelul minim energetic ntre nivelul minim energetic şşi cota golirii de fund. Acesta, i cota golirii de fund. Acesta, îîmpreună cu volumul neevacuabilmpreună cu volumul neevacuabil, f, formează volumul mortormează volumul mort;;

–– volumul util maxim teoretic: volumul util maxim teoretic: VVmm+V+Vu max tu max t = V = V brut maxim brut maxim teoreticteoretic;;–– volumul nepermanent maxim teoreticvolumul nepermanent maxim teoretic


CurbaCurba suprafesuprafeţţelor elor şşi curba capacităi curba capacităţţii lacului de acumulare Bicaz.ii lacului de acumulare Bicaz.12/2/200612/2/2006 Cap. 6. Lacul de acumulareCap. 6. Lacul de acumulare 3131

Volum util cu restric\ii 926.00 mil mc

Volum de gard` 131.00 mil mc

90.00 mil mc Volum de atenuare

Volum brut permanent 1130.00 mil mc

520.00 Coronament baraj

509.00 Prag deversor de suprafa\`

425.00 Talveg r@uV (mil mc)S (ha)

V=

1130

.00

mil

mc

V=

1000

.00

mil

mc

V=f(H)S=f(H

)513.00 NNR

470.00 Nivel minim energetic cu restric\ii Prag priz` central`

433.00 Prag goliri de fund

V=

204.

00 m

il m

c

V=

240.

00 m

il m

c

Volum total 1220.00 mil mc

Volum global 1351.00 mil mc

50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800 850 900 950 1000 1050 1100 1150 1200 1250200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 2600 2800 3000 3200 3400 3600 3800 4000

425

430

435

440

445

450

455

460

465

470

475

480

485

490

495

500

505

510

515

520519.00 Grind` inferioar`

516.00 Nivel maxim extraordinar

473.00 Nivel minim energetic f` r` restric\ii

Volum util f` r` restric\ii 890.00 mil mc

Volum de rezerv` de fier 36.00 mil mc

204.00 mil mc Volum mort

V=

1220

.00

mil

mc

V=

1351

.00

mil

mc

Ax goliri434.25 mdM433.00 mdM

509.00 mdM

516.00 mdM

Prag deversor

V=

1030

.00

mil

mc

190.00 mil mc Volum de atenuare

V=

8.00

mil

mc

8.00 mil mc Volum neevacuabil 196.00 mil mc Volum evacuabil sub nivelul prizei

Parametrii modificabiliParametrii modificabili sunt determinasunt determinaţţi de i de condicondiţţiile de exploatare.iile de exploatare.Se pot modifica prin schimbarea regimului de Se pot modifica prin schimbarea regimului de exploatare fără intervenexploatare fără intervenţţii asupra pării asupra părţţii ii constructive. Sunt stabiliconstructive. Sunt stabiliţţi prin decizii operative (de i prin decizii operative (de exploatare) exploatare) şşi sunt i sunt îîn competenn competenţţa organelor de a organelor de exploatare.exploatare.VariaVariaţţia ia îîn timp a acestora poate fi privită n timp a acestora poate fi privită îîn două n două moduri:moduri:–– 1. varia1. variaţţia ia îîn funcn funcţţie de etapa de exploatare;ie de etapa de exploatare;–– 2.2. variavariaţţia ia îîn funcn funcţţie de momentul calendaristic ca ie de momentul calendaristic ca

urmare a modificării funcurmare a modificării funcţţiunilor acumulării iunilor acumulării îîn diferite n diferite perioade ale unui an (parametrii variabili).perioade ale unui an (parametrii variabili).


Niveluri caracteristice modificabileNiveluri caracteristice modificabile::–– nivelul minim de exploatare;nivelul minim de exploatare;–– nivelul normal de retennivelul normal de retenţţie;ie;–– nivelul minim tehnic de exploatare;nivelul minim tehnic de exploatare;–– nivelul maxim extraordinar (valoarnivelul maxim extraordinar (valoare probabilisticăe probabilistică););–– nivelul centrului de greutate al acumulăriinivelul centrului de greutate al acumulării..

Volume caracteristice modificabileVolume caracteristice modificabile::–– volumul de rezervă volumul de rezervă (rezer(rezervă de fiervă de fier););–– volumul util (volumul cuprins volumul util (volumul cuprins îîntre NmE ntre NmE şşi NNR, care este de fapt i NNR, care este de fapt

volumul din lacul de acumulare care este uzual utilizat);volumul din lacul de acumulare care este uzual utilizat);–– volumul brut permanent (este format din volumul mort volumul brut permanent (este format din volumul mort şşi volumul i volumul

util); util); –– volum nepermanent este diferenvolum nepermanent este diferenţţa a îîntre volumul la nivelul maxim ntre volumul la nivelul maxim

extraordinar extraordinar şşi volumul la NNR (i volumul la NNR (volumul util). Estevolumul util). Este un volum care un volum care poate apărea doar poate apărea doar îîn caz de viiturăn caz de viitură;;

–– volumul de siguranvolumul de siguranţţă sau gardăă sau gardă, este diferen, este diferenţţa de volum dintre a de volum dintre volumul corespunzător cotei coronamentului volumul corespunzător cotei coronamentului şşi volumul maxim i volumul maxim extraordinar.extraordinar.


6.5. Indicii tehnico6.5. Indicii tehnico--economici ai economici ai lacurilor de acumularelacurilor de acumulare

Indicii lacului de acumulare se determină prin Indicii lacului de acumulare se determină prin raportarea volumelor caracteristice ale acumulării raportarea volumelor caracteristice ale acumulării la diverse volume afluente la diverse volume afluente îîn lac.n lac.AceAceşşti indici pot caracteriza lacul de acumulare din ti indici pot caracteriza lacul de acumulare din punct de vedere al regularizării acestuia punct de vedere al regularizării acestuia ((coeficient de acumulare, indice de calitate, grad coeficient de acumulare, indice de calitate, grad de regularizarede regularizare) s) sau al atenuării undei de viitură au al atenuării undei de viitură ((coeficientul de acumulare al undelor de viiturăcoeficientul de acumulare al undelor de viitură, , gradul de atenuare al undelor de viiturăgradul de atenuare al undelor de viitură)). .


Coeficientul de acumulareCoeficientul de acumulare::

–– Este folosit pentru caracterizarea tipului de regularizare ce poEste folosit pentru caracterizarea tipului de regularizare ce poate fi ate fi realizată de lacul de acumularerealizată de lacul de acumulare. Regularizarea este procesul de . Regularizarea este procesul de redistribuire redistribuire îîn timp a debitelor. Acest proces este procesul realizat prin n timp a debitelor. Acest proces este procesul realizat prin umplerea umplerea şşi golirea lacului i golirea lacului îîn volumul util. Este un indicator sintetic al tipului n volumul util. Este un indicator sintetic al tipului de regularizare.de regularizare.

Coeficientul de acumulare al undelor de viiturăCoeficientul de acumulare al undelor de viitură: :

Indice de calitate al acumulăriiIndice de calitate al acumulării: :

Gradul de regularizare:Gradul de regularizare:

Gradul de atenuare al undelor de viiturăGradul de atenuare al undelor de viitură::

Indici de utilizare ai lacului care sunt specifici diferitelor fIndici de utilizare ai lacului care sunt specifici diferitelor folosinolosinţţe:e:–– puterea asigurată puterea asigurată îîn centralele hidroelectrice raportată la volumul util n centralele hidroelectrice raportată la volumul util este puterea este puterea

care rezultă din uzinarea volumului util al laculuicare rezultă din uzinarea volumului util al lacului, , îîn ipoteza unui aflux nul de debit n ipoteza unui aflux nul de debit îîn n lac;lac;

–– suprafasuprafaţţa irigabilă asigurată raportată la volumul utila irigabilă asigurată raportată la volumul util este suprafaeste suprafaţţa care se poate a care se poate iriga utilizânduiriga utilizându--se volumul util al lacului;se volumul util al lacului;

–– capacitatea energetică a acumulăriicapacitatea energetică a acumulării..


an

uWV

=α

viitură

tnepermanenv W

V=α

barajului

acumularetotV

V .=β

m

regQ

Q .min.=γ

afluent

defluentv Q

Q

.max

.max, =α

Capacitatea energetică a unei acumulăriCapacitatea energetică a unei acumulări

Este important să se cunoască ce energie este acumulată Este important să se cunoască ce energie este acumulată îîn lacul de acumulare.n lacul de acumulare. Energia trebuie precizată legat Energia trebuie precizată legat direct de amenajarea energeticădirect de amenajarea energetică..Capacitatea energetică a unei acumulăriCapacitatea energetică a unei acumulări este definită ca este definită ca energia ce poate fi produsă de către centrala hidroelectrică energia ce poate fi produsă de către centrala hidroelectrică alimentată de către lacul de acumularealimentată de către lacul de acumulare, p, prin golirea lacului rin golirea lacului de la NNR până la NmE normalăde la NNR până la NmE normală, , îîn ipoteza unui aflux nul n ipoteza unui aflux nul îîn lacul de acumulare.n lacul de acumulare.Se considerăm o amenajare cu derivaSe considerăm o amenajare cu derivaţţie:ie:


[kW] 81,9= CHEbrutCHECHE HQP •

tPE CHEac dd =

sausau

undeunde::–– EEacac -- este capacitatea energetică a lacului este capacitatea energetică a lacului,,–– HHbrbr reprezintă căderea brută a amenajării definită ca diferen reprezintă căderea brută a amenajării definită ca diferenţţa dintre a dintre

cota amonte cota amonte –– nivelul suprafenivelul suprafeţţei libere ei libere îîn acumulare n acumulare –– şşi cota aval.i cota aval.


( )ZSHdVHdE brCHECHEbrac η=η=367

1367

1

( )dZZSHE brZZ

CHEac

NNR∫

η−= min

367

( )dZZSHE brCHEHHac

NNR η= ∫min 367

1

Schemă de amenajare de Schemă de amenajare de îînaltă cădere pentru ilustrarea capacitănaltă cădere pentru ilustrarea capacităţţii energetice a ii energetice a unei acumulăriunei acumulări..


Indici caracteristici implicaIndici caracteristici implicaţţiilor din cuveta lacului de acumulare:iilor din cuveta lacului de acumulare:–– Exemplu:Exemplu:

suprafasuprafaţţa agricolă scoasă din circuitul productiv raportată la suprafaa agricolă scoasă din circuitul productiv raportată la suprafaţţa de a de volum util;volum util;numărul de locuitori strămutanumărul de locuitori strămutaţţi din cuveta lacului de acumulare raportată la i din cuveta lacului de acumulare raportată la volumul util volumul util şşi cel nepermanent.i cel nepermanent.

Indici economici:Indici economici:–– investiinvestiţţia globalăia globală: [l: [lei/an] cei/an] care poate fi defalcată are poate fi defalcată îîn:n:

investiinvestiţţia aferentă realizării barajuluiia aferentă realizării barajului;;investiinvestiţţia pentru amenajarea chiuvetei lacului.ia pentru amenajarea chiuvetei lacului.

–– cheltuieli anuale de exploatare [lei/an] sunt cheltuielile afercheltuieli anuale de exploatare [lei/an] sunt cheltuielile aferente ente reparareparaţţiilor curente, reparaiilor curente, reparaţţiilor planificate, salarii iilor planificate, salarii şşi alte cheltuieli i alte cheltuieli specifice pentru bună funcspecifice pentru bună funcţţionare a uvrajelor corespunzătoareionare a uvrajelor corespunzătoare;;

–– -- investiinvestiţţia specifică a acumulării este valoarea investiia specifică a acumulării este valoarea investiţţiei iei corespunzătoare unui metru cub de apă acumulat corespunzătoare unui metru cub de apă acumulat îîn lac:n lac:

–– specifice sunt cheltuielile corespunzătoare unui metru cub de apspecifice sunt cheltuielile corespunzătoare unui metru cub de apă ă acumulat acumulat îîn lac:n lac:


][lei/m = 3

ac

acac V

Ii

]m[lei/an = 3

ac

acac V

Cc

Regularizarea debitelorRegularizarea debitelorPrin Prin regularizarea debitelorregularizarea debitelor se se îînnţţelege redistribuirea elege redistribuirea îîn timp a n timp a debitelor afluente debitelor afluente îîntrntr--o seco secţţiune a cursului de apă iune a cursului de apă îîn regim n regim natural astfel natural astfel îîncât să se realizeze o apropiere de regimul ncât să se realizeze o apropiere de regimul debitelor necesare alimentării folosindebitelor necesare alimentării folosinţţelor de apă elor de apă îîn secn secţţiunea iunea respectivărespectivă. . Regularizarea debitelor este realizată Regularizarea debitelor este realizată îîn principal cu ajutorul n principal cu ajutorul acumulărilor acumulărilor (lacuri de acumulare amplasate (lacuri de acumulare amplasate îîn secn secţţiune sau iune sau amonte)amonte)..Regularizarea poate fi realizată Regularizarea poate fi realizată şşi prin derivai prin derivaţţie (aducie (aducţţiuni de iuni de apăapă). Pr). Procesul regularizării depinde de volumului util al laculuiocesul regularizării depinde de volumului util al lacului..Calculul volumului util al unui lac de acumulare se poate face Calculul volumului util al unui lac de acumulare se poate face pornindupornindu--se de la coeficientul de acumulare dorit (tipul de se de la coeficientul de acumulare dorit (tipul de regularizare dorităregularizare dorită), bine), bineîînnţţeles, urmândueles, urmându--se anumite reguli, de se anumite reguli, de exemplu, pentru un lac situat exemplu, pentru un lac situat îîntrntr--o zonă de o zonă de şşes nu se va alege es nu se va alege o regularizare multianuală o regularizare multianuală (ar implica un lac (ar implica un lac îîntins pe o ntins pe o suprafasuprafaţţa extrem de mare a extrem de mare şşi foarte scump).i foarte scump).


Formula coeficientului de acumulare Formula coeficientului de acumulare eeste: ste:

undeunde: : -- reprezintă stocul afluent mediureprezintă stocul afluent mediumultianual (timpul este multianual (timpul este îîn secunde n secunde şşiidebitul debitul îîn mn m33/s);/s);

VVuu -- volumul util al lacului de acumularevolumul util al lacului de acumulare

Pentru un lac cu un baraj montan Pentru un lac cu un baraj montan îîn arc, lacul de n arc, lacul de acumulare, acumulare, îîn funcn funcţţie de amplasament, ie de amplasament, poate avea o poate avea o regularizare anuală sau multianualăregularizare anuală sau multianuală. . ÎÎn funcn funcţţie de tipul ie de tipul regularizării alesregularizării ales, coeficientul de acumulare va oscila , coeficientul de acumulare va oscila îîntre ntre anumite valori.anumite valori.


an

uWV

=α

anman TQW ⋅=

Odată Odată şştiut coeficientul de acumulare tiut coeficientul de acumulare şşi stocul i stocul afluent mediu multianual afluent mediu multianual îîn lac, se poate calcula, n lac, se poate calcula, utilizând formula de mai sus, volumele utile utilizând formula de mai sus, volumele utile probabile ale lacului de acumulare. probabile ale lacului de acumulare. ÎÎn funcn funcţţie de ie de costurile investicosturile investiţţiilor iilor îîn aceste posibile lacuri n aceste posibile lacuri şşi i ţţinând cont de utilitatea finală a lacului de inând cont de utilitatea finală a lacului de acumulare (folosinacumulare (folosinţţe energetice, neenergetice e energetice, neenergetice –– gospodărirea apelor sau mixtegospodărirea apelor sau mixte), analiza ), analiza şşi i indicatorii economicoindicatorii economico--financiari vor elimina financiari vor elimina variantele neeconomice. variantele neeconomice.


Tipul de regularizare Tipul de regularizare îîn funcn funcţţie de coeficientul de acumulareie de coeficientul de acumulare


Nr.Crt. Tip de regularizare

1. Orară-zilnică 0 0,006…0,001

2. Săptămânală 0,006…0,001 0,003…0,006

3. Sezonieră 0,003…0,006 0,05…0,10

4. Anuală 0,05…0,10 0,25…0,35

5. Super-anuală 0,25…0,35 1,0…5,0

minα maxα

Această metodă este cea mai simplă metodă de calcul a unui volumAceastă metodă este cea mai simplă metodă de calcul a unui volumutil al unui lac de acumulare.util al unui lac de acumulare.Volumul util se mai poate stabili Volumul util se mai poate stabili şşi folosind curba integrală a debitelor i folosind curba integrală a debitelor sau metoda sau metoda ““firului firului îîntinsntins””..ÎÎn cazul lacurilor de acumulare cu folosinn cazul lacurilor de acumulare cu folosinţţe energetică sau multiplă e energetică sau multiplă ((îîn n general pentru lacuri cu regularizare sezonierăgeneral pentru lacuri cu regularizare sezonieră, a, anuală nuală şşi multianualăi multianuală), ), există anumite există anumite reguli de bază pentru exploatareareguli de bază pentru exploatarea acestora:acestora:–– exploatarea lacului trebuie să stabilească pentru fiecare perioaexploatarea lacului trebuie să stabilească pentru fiecare perioadă dă

caracteristică din timpul anului mărimea stocurilor care pot fi caracteristică din timpul anului mărimea stocurilor care pot fi livrate din lac livrate din lac pentru producerea de energie electrică saupentru producerea de energie electrică sau//şşi pentru folosini pentru folosinţţele ele neenergetice;neenergetice;

–– lacul de acumulare trebuie să asigure funclacul de acumulare trebuie să asigure funcţţionarea optimă ionarea optimă îîn toate n toate perioadele hidrologice caracteristice;perioadele hidrologice caracteristice;

–– exploatarea acumulărilor se poate schimba de la o perioadă la alexploatarea acumulărilor se poate schimba de la o perioadă la alta, ta, îîn n funcfuncţţie de priorităie de priorităţţile economice ale perioadei respective, (de exemplu, din ile economice ale perioadei respective, (de exemplu, din punct de vedere energetic, se poate stabili o exploatare a acumupunct de vedere energetic, se poate stabili o exploatare a acumulărilor cu lărilor cu menmenţţinerea nivelelor inerea nivelelor îîn lac la cote superioare, evitândun lac la cote superioare, evitându--se se îînsă deversărilensă deversările, , îînsă se renunnsă se renunţţă la rolul regularizator al acumulăriloră la rolul regularizator al acumulărilor););

–– exploatarea lacurilor trebuie realizată de aexploatarea lacurilor trebuie realizată de aşşa natură a natură îîncât să utilizeze ncât să utilizeze maximul posibil de cădere maximul posibil de cădere şşi i îîn acelan acelaşşi timp,i timp, să facă transferurile de stoc să facă transferurile de stoc afluent conform coeficientului de regularizare afluent conform coeficientului de regularizare şşi să răspundă cerini să răspundă cerinţţelor elor sistemului energetic din care face parte.sistemului energetic din care face parte.


Cap 4. UTILIZAREA ENERGIEI Cap 4. UTILIZAREA ENERGIEI HIDRAULICEHIDRAULICE

4.1 Utilizarea poten4.1 Utilizarea potenţţialului unui sector de râu ialului unui sector de râu îîn n vederea amenajării acestuiavederea amenajării acestuia4.2. 4.2. Amenajări hidroenergetice Amenajări hidroenergetice

12/12/200612/12/2006 Cap. Cap. 44. . Utilizarea energiei hidrauliceUtilizarea energiei hidraulice 11

4.1 Utilizarea poten4.1 Utilizarea potenţţialului unui sector de râu ialului unui sector de râu îîn vederea amenajării acestuian vederea amenajării acestuia

Pentru a putea utiliza potenPentru a putea utiliza potenţţialul ialul unui râu pe un sector 1unui râu pe un sector 1--2 e2 este ste nevoie să se amenajeze astfel nevoie să se amenajeze astfel îîncât să se reducă consumul de ncât să se reducă consumul de energie din curgerea naturalăenergie din curgerea naturală..

Prin reducerea pierderilor de Prin reducerea pierderilor de energie pe sectorul 1energie pe sectorul 1--2 se 2 se obobţţine o concentrare a energiei ine o concentrare a energiei câcâşştigate tigate îîn secn secţţiunea 2. iunea 2. Concentrarea se referă la Concentrarea se referă la factorul intensiv (factorul intensiv (cădereacăderea).).

12/12/200612/12/2006 22Cap. Cap. 44. . Utilizarea energiei hidrauliceUtilizarea energiei hidraulice

Dacă se calculează potenDacă se calculează potenţţialul tehnic unui râu ialul tehnic unui râu îîn două puncte n două puncte 1 1 şşi 2, se i 2, se va obva obţţine (conform formulelor prezentate ine (conform formulelor prezentate îîn capitolul 3):n capitolul 3):

respectiv,respectiv,

DiferenDiferenţţa a îîntre potenntre potenţţialele ialele îîntre cele două puncte analizate estentre cele două puncte analizate este::

unde : este randamentul total peunde : este randamentul total pe centrală centrală

;81,981,9 11 ZTQHTQE mtotaltotalmtotal

12/12/200612/12/2006 33

⋅⋅⋅η⋅≅⋅⋅η⋅⋅η⋅=

;2

2

gV

gpzH

⋅⋅α

+⋅ρ

+=

;81,981,9 22 ZTQHTQE mtotalmtotal ⋅⋅⋅η⋅≅⋅⋅⋅η⋅=

zTQEEE mtotal Δ⋅⋅⋅⋅=−=Δ η81,921

gtbhtotal η⋅η⋅η=η

hηtbηgη

Qm - debitul mediu multianual pe râul respectiv;z - nivelul în secţiune;T - timpul de calcul (pentru energia anuală se utilizează 8.760 ore).

- randamentul hidraulic- randamentul turbinei- randamentul generatorului

Cap. Cap. 44. . Utilizarea energiei hidrauliceUtilizarea energiei hidraulice

Prin schema de amenajare se realizează concentrarea căderii Prin schema de amenajare se realizează concentrarea căderii câcâşştigate tigate îîn secn secţţiunea de aval.iunea de aval.Pentru obPentru obţţinerea unei energii maxime, trebinerea unei energii maxime, trebuie să se reducă uie să se reducă pierderea hidraulică adică să se majoreze randamentul hidraulicpierderea hidraulică adică să se majoreze randamentul hidraulic..Pentru reducerea pierderilor de energie există două modalităPentru reducerea pierderilor de energie există două modalităţţi i generale:generale:–– a) Realizarea unei seca) Realizarea unei secţţiuni de curgere pe acelaiuni de curgere pe acelaşşi traseu al albiei i traseu al albiei

mult mai mare famult mai mare faţţă de cel din regim naturală de cel din regim natural. . MărinduMărindu--se secse secţţiunea iunea de curgere la acelade curgere la acelaşşi debit se reduce viteza de curgere i debit se reduce viteza de curgere şşi implicit se i implicit se reduc pierderile de sarcinăreduc pierderile de sarcină. A. Această modalitate se concretizează ceastă modalitate se concretizează prin amenajarea unui prin amenajarea unui lac de acumularelac de acumulare creat prin bararea frontală a creat prin bararea frontală a albiei râului albiei râului îîn secn secţţiunea 2. Ceiunea 2. Centrala va fi amplasată la piciorul ntrala va fi amplasată la piciorul barajului pentru a nu avea alte trasee hidraulice suplimentare. barajului pentru a nu avea alte trasee hidraulice suplimentare. ÎÎn n acest caz, este câacest caz, este câşştigul de cădere concentrat tigul de cădere concentrat îîn secn secţţiunea 2.iunea 2.

–– b) Prin construirea unui alt traseu hidraulic fab) Prin construirea unui alt traseu hidraulic faţţă de cel naturală de cel natural, , derivaderivaţţieie. Curgerea prin acest nou traseu se va face cu pierderi mai . Curgerea prin acest nou traseu se va face cu pierderi mai mici. Pentru micmici. Pentru micşşorarea pierderilor de sarcinăorarea pierderilor de sarcină, traseul artificial , traseul artificial poate avea o secpoate avea o secţţiune de curgere mare, o iune de curgere mare, o rugozitate mai mică rugozitate mai mică şşi o i o lungime mai micălungime mai mică..

ÎÎntrntr--o schemă de amenajare se poate folosi fie una din aceste o schemă de amenajare se poate folosi fie una din aceste două modalitădouă modalităţţi, fie ambelei, fie ambele

12/12/200612/12/2006 44

HΔ

Cap. Cap. 44. . Utilizarea energiei hidrauliceUtilizarea energiei hidraulice

4.2. 4.2. Amenajări hidroenergetice Amenajări hidroenergetice

Prin Prin amenajare hidroenergeticăamenajare hidroenergeticăse se îînnţţelege complexul de elege complexul de construcconstrucţţii ii şşi instalai instalaţţii cu ajutorul ii cu ajutorul cărora se realizează cărora se realizează concentrarea energiei hidraulice a concentrarea energiei hidraulice a unui curs de apă unui curs de apă şşi transformarea i transformarea ei ei îîn energie electricăn energie electrică. .


Principalele elemente ale unei amenajări hidroenergetice suntPrincipalele elemente ale unei amenajări hidroenergetice sunt::–– polder, lac redresor, lac de acumularepolder, lac redresor, lac de acumulare;;–– nodul de presiunenodul de presiune, c, care cuprinde următoarele uvraje principaleare cuprinde următoarele uvraje principale::

castelul de echilibrucastelul de echilibru, c, care atenuează are atenuează şşocul loviturii de berbec cauzate de ocul loviturii de berbec cauzate de îînchiderea bruscă a vanei de admisie la turbinănchiderea bruscă a vanei de admisie la turbină;;galeria/canalul/conducta de aducgaleria/canalul/conducta de aducţţiuneiune, c, care are rolul conducerii apei are are rolul conducerii apei către turbinăcătre turbină, p, până ână îîntâlnentâlneşşte conducta forte conducta forţţatăată;;casa vanelorcasa vanelor..

–– conducta forconducta forţţatăată, este practic , este practic ““drumul spre turbinădrumul spre turbină”” şşi face parte i face parte din circuitul hidraulic intern al turbinei;din circuitul hidraulic intern al turbinei;

–– racordul conducta forracordul conducta forţţată ată –– centrală centrală se face direct, se face direct, îîn cazul n cazul montării unei singure turbinemontării unei singure turbine, sau prin intermediul unui distribuitor, , sau prin intermediul unui distribuitor, îîn cazul mai multor turbine;n cazul mai multor turbine;

–– centrala hidroelectricăcentrala hidroelectrică, e, este clădirea care adăposteste clădirea care adăposteşşte te echipamentele mecanice echipamentele mecanice şşi electrice ale amenajăriii electrice ale amenajării::

turbina turbina şşi elementele sale auxiliarei elementele sale auxiliare, a, amplasată subteran transformă mplasată subteran transformă energia hidraulică a apei energia hidraulică a apei îîn energie de rotan energie de rotaţţie;ie;generatorul cu elementele sale auxiliaregeneratorul cu elementele sale auxiliare, e, este rotit de turbină ste rotit de turbină (are (are îîn n general ax comun cu al turbinei), este format dintrgeneral ax comun cu al turbinei), este format dintr--un stator (fix) un stator (fix) şşi un rotor i un rotor (mobil). Prin intermediul (mobil). Prin intermediul îînfănfăşşurărilor statorice urărilor statorice şşi rotorice, generatorul, prin i rotorice, generatorul, prin rotarotaţţie, produce putere ie, produce putere şşi energie electricăi energie electrică. A. Această putere este colectată ceastă putere este colectată prin intermediul unor bare care transportă energia către staprin intermediul unor bare care transportă energia către staţţia de ia de transformare transformare şşi apoi,i apoi, către liniile de transport către liniile de transport..

–– canal de fugăcanal de fugă, conduce apa , conduce apa îînapoi pe circuitul său naturalnapoi pe circuitul său natural..12/12/200612/12/2006 66Cap. Cap. 44. . Utilizarea energiei hidrauliceUtilizarea energiei hidraulice

4.3. Tipuri de scheme de amenajare4.3. Tipuri de scheme de amenajare

La alegerea unei variante de amenajare a cursului La alegerea unei variante de amenajare a cursului de apă există un număr mare de solude apă există un număr mare de soluţţii posibile care ii posibile care depind de condidepind de condiţţiile de teren iile de teren şşi geologice, de condii geologice, de condiţţii ii hidrologice (regimul debitelor), de condihidrologice (regimul debitelor), de condiţţii economice ii economice şşi chiar i chiar şşi sociale.i sociale.Foarte importantă este experienFoarte importantă este experienţţa proiectana proiectanţţilor care ilor care –– îîntrntr--un cadru dat un cadru dat –– pot imagina diferite variante pot imagina diferite variante şşi i pot realiza apoi studii comparative ale acestora pot realiza apoi studii comparative ale acestora alegândalegând--o pe cea mai potrivităo pe cea mai potrivită..Cu privire la lucrările existenteCu privire la lucrările existente, acestea se pot , acestea se pot extinde extinde şşi utiliza pentru folosini utiliza pentru folosinţţe complexe ale apei.e complexe ale apei.


O clasificare a schemelor de amenajare hidroenergetică este O clasificare a schemelor de amenajare hidroenergetică este prezentată mai josprezentată mai jos::oo amenajări hidroenergetice gravitaamenajări hidroenergetice gravitaţţionaleionale –– valorifică poten valorifică potenţţialul ialul

natural al unui curs de apănatural al unui curs de apă::oo tip baraj:tip baraj:

oo cu centrala cu centrala îîn frontul barajului (fluviale n frontul barajului (fluviale –– CHE PorCHE Porţţile de Fier I ile de Fier I şşi II, CHE de pe Olt, i II, CHE de pe Olt, BistriBistriţţa, Râul Mare);a, Râul Mare);

oo cu centrala la piciorul barajului (lac Tarnicu centrala la piciorul barajului (lac Tarniţţa a –– pe râul Somepe râul Someşş).).oo cu derivacu derivaţţie (aducie (aducţţiune):iune):

oo sub presiune (galerie/tunel hidrotehnic);sub presiune (galerie/tunel hidrotehnic);oo cu nivel liber (canal hidroenergetic):cu nivel liber (canal hidroenergetic):

oo cu autoreglaj;cu autoreglaj;oo fără autoreglajfără autoreglaj;;

oo tip baraj cu derivatip baraj cu derivaţţie.ie.

oo amenajări hidroenergetice cu acumulare prin pompareamenajări hidroenergetice cu acumulare prin pompare(AHEAP), (AHEAP), valorifică potenvalorifică potenţţialul natural al râului ialul natural al râului şşi creează un i creează un potenpotenţţial artificial prin pomparea apei ial artificial prin pomparea apei îînapoi napoi îîn lac:n lac:

oo îîn circuit n circuit îînchis:nchis:oo cu pompare purăcu pompare pură;;oo cu pompare mixtăcu pompare mixtă..

oo îîn circuit deschis:n circuit deschis:oo cu pompare purăcu pompare pură;;oo cu pompare mixtăcu pompare mixtă..


A. A. Amenajările hidroenergetice Amenajările hidroenergetice (AHE) (AHE) gravitagravitaţţionaleionale

Amenajările prezentate sunt denumite Amenajările prezentate sunt denumite şşi i amenajări gravitaamenajări gravitaţţionale pentru a le distinge ionale pentru a le distinge de amenajările hidroenergetice cu de amenajările hidroenergetice cu acumulare prin pompare.acumulare prin pompare.

AHE gravitaAHE gravitaţţionale sunt cele care valorifică ionale sunt cele care valorifică potenpotenţţialul natural al cursurilor de apăialul natural al cursurilor de apă..


AHE tip barajAHE tip barajSunt acele amenajări la care căderea este realizată integral Sunt acele amenajări la care căderea este realizată integral de baraj, de baraj, clădirea centralei fiind amplasată fie clădirea centralei fiind amplasată fie îîn frontul n frontul barajului (centrabarajului (centrală fluvialălă fluvială) s) sau la piciorul barajului. au la piciorul barajului. Acest tip Acest tip de AHE se adoptă de AHE se adoptă îîn general la râurile de câmpie cu pantă n general la râurile de câmpie cu pantă micămică..Căderea utilizabilă Căderea utilizabilă (ne(netătă) e) este realizată integral ste realizată integral îîn zona n zona lacului de acumulare fiind egală cu diferenlacului de acumulare fiind egală cu diferenţţa dintre cota apei a dintre cota apei la coada lacului la coada lacului şşi cota apei i cota apei îîn aval de centrală din care se n aval de centrală din care se scade pierderea de cădere corespunzătoare volumului scade pierderea de cădere corespunzătoare volumului îîn lac.n lac.Clădirea centralei se amplasează Clădirea centralei se amplasează îîn frontul barajului până la n frontul barajului până la căderi de cel mult căderi de cel mult 3030--40 m 40 m şşi i îîn general pe râuri cu debite n general pe râuri cu debite mari; acemari; această limitare finnd impusă de faptul căastă limitare finnd impusă de faptul că, c, clădirea lădirea centralei trebuie să preia forcentralei trebuie să preia forţţa hidrostatică dată de apa din a hidrostatică dată de apa din lac.lac.La căderi mai mariLa căderi mai mari, c, clădirea centralei se amplasează imediat lădirea centralei se amplasează imediat îîn aval de baraj. Aducn aval de baraj. Aducţţiunea apei la turbina din centrală este iunea apei la turbina din centrală este de lungime foarte micăde lungime foarte mică..


CHE PorCHE Porţţile de Fier II ile de Fier II -- amenajare hidroenergetică tip amenajare hidroenergetică tip baraj, cu centrala baraj, cu centrala îîn frontul barajuluin frontul barajului


CHE Clyde CHE Clyde –– Noua Zeelandă Noua Zeelandă –– amenajarea amenajarea hidroenergetică tip barajhidroenergetică tip baraj, cu centrala la piciorul barajului., cu centrala la piciorul barajului.


AHE cu derivaAHE cu derivaţţie cu nivel liberie cu nivel liberAHE cu derivaAHE cu derivaţţie cu nivel liber implică realizarea unui nou traseu ie cu nivel liber implică realizarea unui nou traseu hidraulic de tipul unui canal hidroenergetic care pornehidraulic de tipul unui canal hidroenergetic care porneşşte la o te la o priză de apă asociată sau nu cu un baraj de cădere ajungând priză de apă asociată sau nu cu un baraj de cădere ajungând îîn n secsecţţiunea centralei. Pe acest nou traseu hidraulic pierderile de iunea centralei. Pe acest nou traseu hidraulic pierderile de sarcină sunt diminuate sarcină sunt diminuate îîn raport cu pierderile de sarcină pe n raport cu pierderile de sarcină pe cursul natural. cursul natural. Cu cât secCu cât secţţiunea de curgere este mai mare, rugiunea de curgere este mai mare, rugozitatea este ozitatea este mai mică mai mică şşi lungimea canalului este mai mică decât lungimea i lungimea canalului este mai mică decât lungimea râului pe sectorul amenajat.râului pe sectorul amenajat.Chiar dacă există baraj Chiar dacă există baraj (acumulare) varia(acumulare) variaţţia de nivel ia de nivel îîn n acumulare trebuie să fie mică deoarece această variaacumulare trebuie să fie mică deoarece această variaţţie de nivel ie de nivel se transmite se transmite şşi pe canal i pe canal şşi conduce la mărirea seci conduce la mărirea secţţiunii iunii transversale a canaluluitransversale a canaluluiCanalul se poate realiza Canalul se poate realiza îîn două variante funcn două variante funcţţionale:ionale:–– cu autoreglaj;cu autoreglaj;–– fără autoreglajfără autoreglaj


CHE AlbeCHE Albeşşti ti –– amenajare hidroelectrică pe amenajare hidroelectrică pederivaderivaţţie cu nivel liberie cu nivel liber


AHE cu derivaAHE cu derivaţţie sub presiuneie sub presiune

AHE cu derivaAHE cu derivaţţie sub presiune ie sub presiune este posibilă numai este posibilă numai îîn combinan combinaţţie ie cu baraj. Derivacu baraj. Derivaţţia sub presiune ia sub presiune porneporneşşte de la priza de apă a te de la priza de apă a barajului barajului şşi se termină odată cu i se termină odată cu racordul la conducta de fugă racordul la conducta de fugă (linia (linia dreaptă către turbinădreaptă către turbină).).

Aceste tipuri de scheme se Aceste tipuri de scheme se utilizează la amenajările de utilizează la amenajările de îînaltă naltă cădere cădere şşi debit mic, fiind specifice i debit mic, fiind specifice zonelor montane.zonelor montane.


AHE cu acumulare prin pompare AHE cu acumulare prin pompare (AHEAP)(AHEAP)

AHE cu acumulare prin pompare sunt destinate AHE cu acumulare prin pompare sunt destinate îîmbunătămbunătăţţirii funcirii funcţţionării sistemelor energeticeionării sistemelor energetice. Sunt . Sunt utilizate pentru reglajul frecvenutilizate pentru reglajul frecvenţţă ă –– putere din cadrul putere din cadrul graficului de sarcinăgraficului de sarcină, fiind obligatorii , fiind obligatorii îîn momentul n momentul îîn care, n care, îîn sistem există un producător mare care nu are n sistem există un producător mare care nu are flexibilitate pornireflexibilitate pornire--oprire (centroprire (centrală nuclearelectricăală nuclearelectrică).).

Aceste AHE servesc pentru acumularea energiei Aceste AHE servesc pentru acumularea energiei îîn n cadrul unui sistem electroenergetic. Putecadrul unui sistem electroenergetic. Puterea electrică rea electrică cerută de consumatori este variabilă cerută de consumatori este variabilă îîn timp, prezentând n timp, prezentând variavariaţţii importante chiar ii importante chiar îîn decursul unei zile.n decursul unei zile.


Centralele cu acumulare prin pompare funcCentralele cu acumulare prin pompare funcţţioneazăionează, , îîn general,n general, ca un producător de energie ca un producător de energie îîn perioadele de consum de pe n perioadele de consum de pe curba de sarcină curba de sarcină şşi ca un consumator i ca un consumator îîn perioadele de gol de n perioadele de gol de sarcinăsarcină, echilibrând balan, echilibrând balanţţa puterii produse a puterii produse –– consumate, astfel consumate, astfel îîncât marii producători ncât marii producători (centralele nuclear(centralele nuclear--electrice electrice şşi i termoelectrice termoelectrice –– centrale cu pornire centrale cu pornire –– oprire care necesită timp oprire care necesită timp îîndelungat) ndelungat) să nu fie nevoisă nu fie nevoiţţi să oprească centralele i să oprească centralele îîn aceste n aceste perioade de gol.perioade de gol.

Centralele hidroelectrice cu acumulare prin pompare au două Centralele hidroelectrice cu acumulare prin pompare au două rezervoare. rezervoare. ÎÎn perioadele de vârf de sarcinăn perioadele de vârf de sarcină, c, centrala se entrala se comportă ca un producătorcomportă ca un producător, uzinând debitul din primul rezervor. , uzinând debitul din primul rezervor. Debitul uzinat este stocat Debitul uzinat este stocat îîn cel den cel de--al doilea rezervor. al doilea rezervor. Pe Pe perioadele de gol de sarcinăperioadele de gol de sarcină, turbinele care sunt de obicei , turbinele care sunt de obicei reversibile (pompe/turbine) reversibile (pompe/turbine) îîşşi schimbă funci schimbă funcţţionarea ionarea îîn pompe n pompe şşi i pompează apa pompează apa îînapoi napoi îîn primul rezervor. Pompele sunt n primul rezervor. Pompele sunt consumatori de energie consumatori de energie şşi preiau difereni preiau diferenţţa de energie a de energie consumată necesară pentru buna funcconsumată necesară pentru buna funcţţionare a marilor ionare a marilor producătoriproducători. Astfel, ace. Astfel, aceşştia nu sunt obligatia nu sunt obligaţţi să oprească i să oprească centralele iar sistemul rămâne centralele iar sistemul rămâne îîn echilibru.n echilibru.


Clasificare AHEAPClasificare AHEAP

AHEAP AHEAP îîn circuit n circuit îînchis:nchis:–– cu pompare purăcu pompare pură: VT=VP;: VT=VP;–– cu pompare mixtăcu pompare mixtă: VT=VP+V afl.: VT=VP+V afl.

AHEAP AHEAP îîn circuit deschis:n circuit deschis:–– cu pompare purăcu pompare pură: VT=VP;: VT=VP;–– cu pompare mixtăcu pompare mixtă: VT=VP+V afl.: VT=VP+V afl.

La AHEAP schema La AHEAP schema îîn circuit n circuit îînchis cu pompare mixtă este aceeanchis cu pompare mixtă este aceeaşşi i numai că apare numai că apare îîn plus volumul afluent.n plus volumul afluent.


O altă clasificare AHEAP esteO altă clasificare AHEAP este::–– după ciclul de pomparedupă ciclul de pompare--turbinare:turbinare:

cu ciclu zilnic;cu ciclu zilnic;cu ciclu săptămânal cu ciclu săptămânal (se (se pompează pompează îîn plus volumul n plus volumul îîn n rezervorul superior rezervorul superior îîn zilele nelucrătoare n zilele nelucrătoare şşi se i se turbinează acest volum turbinează acest volum îîn zilele lucrătoaren zilele lucrătoare););cu ciclu anual (scu ciclu anual (sezonier) ezonier) -- se pompează se pompează îîn perioada n perioada de vară de vară şşi se turbinează i se turbinează îîn perioada de iarnăn perioada de iarnă..

–– după numărul de madupă numărul de maşşini energetice:ini energetice:cu patru macu patru maşşini energetice (tuini energetice (turbinărbină, p, pompăompă, motor , motor electric, generator electric);electric, generator electric);cu trei macu trei maşşini energetice (poini energetice (pompămpă, t, turbinăurbină, ma, maşşină ină electrică reversibilăelectrică reversibilă););cu două macu două maşşini energetice (maini energetice (maşşină electrică ină electrică reversibilă reversibilă şşi mai maşşină hidraulică reversibilăină hidraulică reversibilă).).


Schema unei centrale cu acumulare prin pompareSchema unei centrale cu acumulare prin pompare


Din punct de vedere al realizărilorDin punct de vedere al realizărilor, p, pe plan mondial există astfel de amenajărie plan mondial există astfel de amenajări, , cu puteri mari, cu grupuri cât mai mari posibile.cu puteri mari, cu grupuri cât mai mari posibile.De exemplu, De exemplu, Bath County Pumped Storage StationBath County Pumped Storage Station, c, care operează din are operează din 1985, 1985, dedeţţinută de un consorinută de un consorţţiu format din Dominion iu format din Dominion şşi Allegheny Power System i Allegheny Power System şşi i condusă de Dominion Generationcondusă de Dominion Generation..Centrala Bath County este localizată Centrala Bath County este localizată îîn Bath County,n Bath County, Virginia Virginia. A. Această centrală ceastă centrală a fost numită drept una din cele mai mari realizări deosebite ala fost numită drept una din cele mai mari realizări deosebite al anului anului 1985.1985.Amenajarea este compusă din două mari rezervoareAmenajarea este compusă din două mari rezervoare, la 385 m diferen, la 385 m diferenţţă de ă de nivel unul fanivel unul faţţă de celălaltă de celălalt, o, o centrală masivă centrală masivă şşi galeria imensă care face i galeria imensă care face legătura dintre elelegătura dintre ele..Când cererea de energie Când cererea de energie îîn sistemul electroenergetic este scăzutăn sistemul electroenergetic este scăzută, a, apa este pa este pompată din rezervorul de jos pompată din rezervorul de jos îîn rezervorul de susn rezervorul de susCând cererea de energie este mare, apa cade gravitaCând cererea de energie este mare, apa cade gravitaţţional prin galerie din ional prin galerie din rezervorul de sus rezervorul de sus îîn rezervorul de jos,n rezervorul de jos, fiind prelucrată de fiind prelucrată de 6 t6 turbine, fiecaurbine, fiecare re având puterea instalată de având puterea instalată de 350 MW350 MW


Schema de funcSchema de funcţţionare a centralei hidroelectrice cu acumulare prin pompaj Ludinionare a centralei hidroelectrice cu acumulare prin pompaj Ludington.gton.


Centrala este capabilă să răspundă rapid zilnic, săptămânal sau sezonier, atunci când sistemul are nevoie.

La noi La noi îîn n ţţară nu sunt astfel de amenajăriară nu sunt astfel de amenajări..

SS--au au îînceput cercetările pentru o centrală cu nceput cercetările pentru o centrală cu acumulare prin pompare la Tarniacumulare prin pompare la Tarniţţa a –– Lăpu Lăpuşşneneşşti, ti, construcconstrucţţie obligatorie la intrarea ie obligatorie la intrarea îîn funcn funcţţiune a iune a grupului 2 al cengrupului 2 al centralei nuclearelectrice Cernavodătralei nuclearelectrice Cernavodă..


7.7.Căderea amenajărilor Căderea amenajărilor hidroenergeticehidroenergetice

7.1. Bilan7.1. Bilanţţul căderilor la o amenajare ul căderilor la o amenajare hidroenergeticăhidroenergetică7.2. 7.2. Caracteristica de cădere a unei AHECaracteristica de cădere a unei AHE

1/4/20071/4/2007 Cap.7 Cap.7 Căderea amenajărilor hidroenergeticeCăderea amenajărilor hidroenergetice 11

HidroenergiaHidroenergia este o formă de energie regenerabilă este o formă de energie regenerabilă. . Cele mai multe scheme de amenajare sunt realizate prin Cele mai multe scheme de amenajare sunt realizate prin bararea unui curs de apă bararea unui curs de apă şşi conducerea apei printri conducerea apei printr--o o conductă sau tunel către turbina hidraulicăconductă sau tunel către turbina hidraulică. . Energia apei depinde nu numai de volumul afluent de Energia apei depinde nu numai de volumul afluent de apăapă, ci , ci şşi de difereni de diferenţţa a îîntre nivelul unde se captează apa ntre nivelul unde se captează apa şşi nivelul unde apa iese din turbinăi nivelul unde apa iese din turbină. A. Această diferenceastă diferenţţă de ă de nivel se numenivel se numeşşte te cădere hidroenergeticăcădere hidroenergetică, pe scurt , pe scurt căderecădere. . Energia electrică este direct proporEnergia electrică este direct proporţţională cu căderea ională cu căderea şşi i cu volumul de apă afluentcu volumul de apă afluent. . Astfel, se poate obAstfel, se poate obţţine aproximativ aceeaine aproximativ aceeaşşi energie i energie îîn n cazul unui debit mic cazul unui debit mic şşi unei căderi mari i unei căderi mari (amena(amenajări jări montane) montane) şşi i îîn cazul unui debit mare n cazul unui debit mare şşi a unei căderi mici i a unei căderi mici (amena(amenajări fluvialejări fluviale).).Ca atare, maximizarea producCa atare, maximizarea producţţiei de energie se poate iei de energie se poate face prin mărirea căderii sau prin mărirea volumului de face prin mărirea căderii sau prin mărirea volumului de apă afluent apă afluent (de exemplu prin captarea mai multor râuri). (de exemplu prin captarea mai multor râuri).


CădereaCăderea este difereneste diferenţţa verticală de nivel de la a verticală de nivel de la sursa apei până la nivelul de debusursa apei până la nivelul de debuşşare a apei are a apei îîn aval de turbinăn aval de turbină..Căderea se măsoară Căderea se măsoară îîn mod normal n mod normal îîn metri.n metri. Sunt mai multe modalităSunt mai multe modalităţţi de a măsura i de a măsura cădereacăderea::–– se obse obţţin informain informaţţii din harta topograficăii din harta topografică, citind liniile , citind liniile

de nivel;de nivel;–– dacă aducdacă aducţţiunea este deja instalatăiunea este deja instalată, s, se poate e poate

măsura presiunea statică când apa nu curge prin măsura presiunea statică când apa nu curge prin conductăconductă;;

–– altimetre, nivelmetre altimetre, nivelmetre şşi alte echipamente;i alte echipamente;–– dacă aducdacă aducţţiunea este verticalăiunea este verticală, lungimea acesteia , lungimea acesteia şşi căderea sunt egalei căderea sunt egale..


7.1. Bilan7.1. Bilanţţul căderilor la o amenajare ul căderilor la o amenajare hidroenergeticăhidroenergetică

O amenajare hidroenergetică are scopul să concentreze O amenajare hidroenergetică are scopul să concentreze căderea de pe un sector de râucăderea de pe un sector de râu. . Schema de amenajare poate fi de diverse tipuri.Schema de amenajare poate fi de diverse tipuri.Căderea utilă Căderea utilă (ne(netătă) ) a amenajării este partea din a amenajării este partea din căderea brută amenajată care este preluată de turbina căderea brută amenajată care este preluată de turbina hidraulică hidraulică şşi transformată i transformată îîn energie mecanicăn energie mecanică..ÎÎn acest proces de concentrare apar o serie de pierderi n acest proces de concentrare apar o serie de pierderi de cădere care depind de tipul schemei de amenajarede cădere care depind de tipul schemei de amenajare..BilanBilanţţul căderilorul căderilor exprimă rela exprimă relaţţii cantitative ii cantitative îîntre ntre căderea brutăcăderea brută, n, netă etă şşi pierderile de căderei pierderile de cădere..Pe schema mai complexă a unei amenajări de tip baraj Pe schema mai complexă a unei amenajări de tip baraj se va prezenta se va prezenta bilanbilanţţul căderilorul căderilor..



Lungimea de sector de râu amenajată este situată Lungimea de sector de râu amenajată este situată îîntre secntre secţţiunea corespunzătoare capătului amonte al iunea corespunzătoare capătului amonte al lacului de acumulare (coada lacului) lacului de acumulare (coada lacului) şşi, respectiv i, respectiv secsecţţiunea de debuiunea de debuşşare aval de centrală are aval de centrală îîn cursul de n cursul de apăapă..Căderea totalăCăderea totală, , HHTT, , a sectorului de râu valorificat de a sectorului de râu valorificat de amenajarea hidroenergeticăamenajarea hidroenergetică, este diferen, este diferenţţa a îîntre ntre nivelul apei la coada lacului nivelul apei la coada lacului şşi nivelul apei i nivelul apei îîn aval de n aval de centralăcentrală..Dacă secDacă secţţiunea aval este precizată constructiviunea aval este precizată constructiv, , secsecţţiunea amonte va trebui precizată prin calcule iunea amonte va trebui precizată prin calcule hidraulice hidraulice îîn anumite condin anumite condiţţii fixate, mai mult sau mai ii fixate, mai mult sau mai pupuţţin arbitrar.in arbitrar.


ÎÎn mod obin mod obişşnuit se consideră coada lacului secnuit se consideră coada lacului secţţiunea iunea de racordare a de racordare a suprafesuprafeţţei de remmu ei de remmu (varia(variaţţie treptată ie treptată a a îînălnălţţimii apei unui râu sau a unui canal produsă imii apei unui râu sau a unui canal produsă îîn n zonele zonele îîn care min care mişşcarea apei este neuniformăcarea apei este neuniformă; ; racordare supraferacordare suprafeţţei libere a apei din lac cu nivelul ei libere a apei din lac cu nivelul apei la curgerea apei la curgerea îîn regim natural.) n regim natural.)

ÎÎnsă nsă HHTT nu este utilizată nu este utilizată îîn totalitate.n totalitate. Există Există, , îîn primul n primul rând, arând, aşşa numitele a numitele pierderi de cădere permanentepierderi de cădere permanentedatorate remuului, datorate remuului, DHDHRR (pierderi de remuu).(pierderi de remuu).


Remuul Remuul şşi respectiv pierderile i respectiv pierderile DHDHR R variazăvariază odată cu odată cu debitul afluent, fiind mai mici debitul afluent, fiind mai mici îîn cazul debitelor n cazul debitelor inferioare debitului mediu inferioare debitului mediu şşi mai mari la debite i mai mari la debite superioare debitului mediu.superioare debitului mediu.De asemenea, remuul este De asemenea, remuul este îînsemnat la centralele nsemnat la centralele cu căderi mici cu căderi mici (fluviale), (fluviale), datorită pantei mici a râului datorită pantei mici a râului şşi lungimii mari a lacului, astfel i lungimii mari a lacului, astfel îîncât ncât şşi pierderile i pierderile datorate remuului sunt mari datorate remuului sunt mari îîn aceste amenajărin aceste amenajări. . ÎÎn cazul complet al unei amenajări cu baraj n cazul complet al unei amenajări cu baraj şşi i derivaderivaţţie, ie, căderea brută maximăcăderea brută maximă HHbMbM se definese defineşşte te ca fiind diferenca fiind diferenţţa de nivel a de nivel îîntre nivelul amonte, ntre nivelul amonte, corespunzător nivelului normal de retencorespunzător nivelului normal de retenţţie la baraj ie la baraj şşi i bieful aval, cota de debubieful aval, cota de debuşşare a apei din centralăare a apei din centrală..


Căderea brută maximăCăderea brută maximă HHbMbM este formată din este formată din două căderidouă căderi: :

–– căderea dată de baraj căderea dată de baraj hh00, diferen, diferenţţa a îîntre NNR ntre NNR şşi i nivelul mediu al apei nivelul mediu al apei îîn secn secţţiunea barajului (se iunea barajului (se poate lua poate lua şşi cota talvegului la piciorul barajului)i cota talvegului la piciorul barajului);;

–– căderea dată de derivacăderea dată de derivaţţie ie hhdd,, diferendiferenţţa a îîntre nivelul ntre nivelul mediu al apei mediu al apei îîn secn secţţiunea barajului (sau cota iunea barajului (sau cota talvegului la piciorul barajului, la baraje talvegului la piciorul barajului, la baraje îînalte) nalte) şşi i nivelul aval.nivelul aval.


Nivelul aval este funcNivelul aval este funcţţie de debitul ie de debitul îîn secn secţţiunea aval.iunea aval.Debitul Debitul îîn secn secţţiunea aval , iunea aval , unde unde QQnatDBnatDB este debitul natural afluent pe difereneste debitul natural afluent pe diferenţţa de a de bazin.bazin.Dacă barajul este construit chiar deDacă barajul este construit chiar de--a lungul râului, a lungul râului, diferendiferenţţa de bazin poate fi dată de afluena de bazin poate fi dată de afluenţţii care aduc ii care aduc aport de debit aport de debit îîn sectorul cuprins n sectorul cuprins îîntre baraj ntre baraj şşi centrală i centrală ((îîn cazul amenajărilor cu aducn cazul amenajărilor cu aducţţiuni lungi) iuni lungi) şşi debitul de i debitul de servitute lăsat pe vale pentru asigurarea unui minim servitute lăsat pe vale pentru asigurarea unui minim de apă pentru păstrarea faunei localede apă pentru păstrarea faunei locale..Dacă centrala este amplasată la piciorul barajuluiDacă centrala este amplasată la piciorul barajului, , QQaval aval este chiar este chiar QQCHECHE..


DBnatCHEaval QQQ +=

Se doreSe doreşşte să se te să se exprime exprime căderea folosită efectiv la căderea folosită efectiv la intrarea turbinelor hidrauliceintrarea turbinelor hidraulice, , căderea netăcăderea netă, H, Hnn

Nivelul apei la baraj este dependent de debitul afluent Nivelul apei la baraj este dependent de debitul afluent îîn lac n lac şşi de debitul regularizat (livrat turbinelor i de debitul regularizat (livrat turbinelor hidraulice hidraulice –– turbinat, uzinat).turbinat, uzinat).

Procedeul de regularizare fiind mai complex de multe Procedeul de regularizare fiind mai complex de multe ori se consideră ca valoare de referinori se consideră ca valoare de referinţţă ă îîn bilann bilanţţul ul căderilorcăderilor, , nivelul la baraj al apeinivelul la baraj al apei, , ca nivel amonte.ca nivel amonte.Nivelul la baraj este mai uNivelul la baraj este mai uşşor de măsurat cu ajutorul or de măsurat cu ajutorul nivelmetrelor.nivelmetrelor.


O parte din căderea brută maximă este utilizată pentru O parte din căderea brută maximă este utilizată pentru realizarea curgerii pe traseul hidraulic artificial (pentru realizarea curgerii pe traseul hidraulic artificial (pentru acoperirea pierderilor de sarcină pe traseul hidraulicacoperirea pierderilor de sarcină pe traseul hidraulic):):

unde:unde: reprezintă pierderi de sarcină reprezintă pierderi de sarcină pe traseul hidraulic artificial;pe traseul hidraulic artificial;

DhDhadad -- pierderi pe aducpierderi pe aducţţiune;iune;DDhhcfcf -- pierderi pe conducta forpierderi pe conducta forţţatăatăDDhhff -- pierderi pe canalul pierderi pe canalul/galeria /galeria de fugăde fugăDDhhamam -- pierderi de cădere datorate nivelului variabil pierderi de cădere datorate nivelului variabil îîn lacul de n lacul de acumulareacumulareDhDhav av -- pierderi de cădere datorate nivelului variabil pierderi de cădere datorate nivelului variabil îîn n secsecţţiunea de debuiunea de debuşşare corespunzător debitului uzinatare corespunzător debitului uzinat

avramnbM hhhHH Δ+


Δ+Δ+=

( ) avfcfadamnMbM hhhhhHH Δ+Δ+Δ+Δ+Δ+=

fcfadr hhhh Δ+Δ+Δ=Δ

Dacă nu se lucrează cu mărimi mediiDacă nu se lucrează cu mărimi medii, s, se pot e pot considera mărimile momentane ale căderii neteconsidera mărimile momentane ale căderii nete, a, astfel, stfel, căderea netă la momentulcăderea netă la momentul ii este dată de rela este dată de relaţţia:ia:

unde:unde:

Se observă căSe observă că, , îîn locul n locul hh00 ss--a considerat o cădere a considerat o cădere dată de baraj la momentul dată de baraj la momentul ii, c, care este egală cu are este egală cu diferendiferenţţa a îîntre nivelul apei măsurat ntre nivelul apei măsurat îîn secn secţţiunea iunea barajului la momentul barajului la momentul ii şşi nivelul mediu al apei la i nivelul mediu al apei la piciorul barajului (sau talvegul râului la piciorul piciorul barajului (sau talvegul râului la piciorul barajului, la baraje barajului, la baraje îînalte).nalte).


iaviribin hhHH ,,,, Δ−Δ−=

dibarajib hhH += ,,

Căderi Căderi şşi niveluri momentane la o schemă complexă de amenajarei niveluri momentane la o schemă complexă de amenajare


7.2. 7.2. Caracteristica de cădere a unei AHECaracteristica de cădere a unei AHE

La exploatarea cu nivele variabile, cota apei La exploatarea cu nivele variabile, cota apei îîn baraj n baraj variază continuu variază continuu îîn funcn funcţţie de debitul afluent (care ie de debitul afluent (care umple lacul) umple lacul) şşi debitul uzinat de centrala i debitul uzinat de centrala hidroelectrică hidroelectrică (care gole(care goleşşte lacul). te lacul). Dacă debitul mediu afluent este mai mareDacă debitul mediu afluent este mai mare, p, pentru o entru o perioadă dată perioadă dată (o (o zi, ozi, o lună lună), ), decât debitul mediu decât debitul mediu uzinat de centrala hidroelectricăuzinat de centrala hidroelectrică, nivelul mediu , nivelul mediu îîn lac n lac pentru aceeapentru aceeaşşi perioadă crei perioadă creşşte. te. Dacă debitul mediu afluent este mai micDacă debitul mediu afluent este mai mic, p, pentru o entru o perioadă dată perioadă dată (o (o zi, ozi, o lună lună), ), decât debitul mediu decât debitul mediu uzinat de centrala hidroelectricăuzinat de centrala hidroelectrică, nivelul mediu , nivelul mediu îîn lac n lac pentru aceeapentru aceeaşşi perioadă scadei perioadă scade..


Caracteristica de cădere a unei centrale este variaCaracteristica de cădere a unei centrale este variaţţia ia căderii nete căderii nete îîn funcn funcţţie de debitul uzinat de centralăie de debitul uzinat de centrală::

ÎÎn figură este dat un exemplu ce reprezentă n figură este dat un exemplu ce reprezentă caracteristica de cădere a centralei Gâlceag la caracteristica de cădere a centralei Gâlceag la diverse căderi nete diverse căderi nete îîn lacul Oan lacul Oaşşa a şşi pentru diverse i pentru diverse debite uzinate debite uzinate şşi păstrând constante nivelele i păstrând constante nivelele îîn n lacul de acumulare (lacul de acumulare (HHbrbr = const= const.)..).Se observă căSe observă că, pentru nivelul , pentru nivelul îîn lacul Oan lacul Oaşşa 1.255 a 1.255 mdM (NNR) mdM (NNR) şşi debitul uzinat maxim (40 mi debitul uzinat maxim (40 m33/s), /s), căderea netă este căderea netă este îîn jur de 430 m.n jur de 430 m.

)( CHEnet QfH = .constHbrut


= ],[ maxminbrutbrutbrut HHH ∈

0max

NavNNRbrut zzH −= 0min

NavNmEbrut zzH −=

Pe măsură ce debitul uzinat crePe măsură ce debitul uzinat creşşte, te, căderea netă căderea netă scade indiferent de nivelul scade indiferent de nivelul îîn lac.n lac.

Caracteristica de cădere aratăCaracteristica de cădere arată, , îîn principal, n principal, variavariaţţia pierderilor de sarcină ale unei amenajări ia pierderilor de sarcină ale unei amenajări hidroenergetice hidroenergetice îîn funcn funcţţie de debitul uzinat la un ie de debitul uzinat la un nivel constant nivel constant îîn lac.n lac.

Cu cât debitul uzinat este mai mare, Cu cât debitul uzinat este mai mare, cu atât cu atât pierderea totală de sarcină este mai marepierderea totală de sarcină este mai mare..


Caracteristica de cădere a centralei Gâlceag la diverse nivele Caracteristica de cădere a centralei Gâlceag la diverse nivele îîn lacul de acumulare Oan lacul de acumulare Oaşşa (a (vezi legendăvezi legendă))


350

360

370

380

390

400

410

420

430

440

450

460

470

10 15 20 25 30 35 40

Debitul turbinat [m3/s]

Cad

erea

net

a [m

]

1255 1250 1245 1240 1235 1230 1225 1220 1215 1210 1205

8. Turbine 8. Turbine hidraulicehidraulice.. EnergiaEnergia şşi putereai puterea

8.1. Energia 8.1. Energia şşi puterea hidraulicăi puterea hidraulică8.2. 8.2. Puterea mecanică la arborele turbinei Puterea mecanică la arborele turbinei şşi i puterea electrică la bornele generatoruluiputerea electrică la bornele generatorului8.3. 8.3. Tipuri de turbineTipuri de turbine8.4. 8.4. Căderea de calcul pentru turbineCăderea de calcul pentru turbine8.5. Caracteristicile energetice ale turbinelor 8.5. Caracteristicile energetice ale turbinelor hidraulicehidraulice8.6. 8.6. Puterile caracteristice ale unei amenajări Puterile caracteristice ale unei amenajări hidroenergeticehidroenergetice

1/4/20071/4/2007 Cap.8 Turbine hidraulice. Energia si puterea.Cap.8 Turbine hidraulice. Energia si puterea. 11

8.1. Energia 8.1. Energia şşi puterea hidraulicăi puterea hidraulică

Energia Energia unui stoc de apă afluent pe o perioadă de unui stoc de apă afluent pe o perioadă de timp dată timp dată (zi/lu(zi/lunănă/an) /an) este compusă din este compusă din energia de energia de pozipoziţţieie şşi i energia cineticăenergia cinetică..

Energia potenEnergia potenţţială sau de poziială sau de poziţţieie reprezintă energia reprezintă energia îînmagazinată static nmagazinată static îîntrntr--un volum de apă un volum de apă VV [m[m33] aflat ] aflat îîntrntr--un lac situat la o cotă un lac situat la o cotă zz ( (luată luată îîn raport cu un plan n raport cu un plan de referinde referinţţă ă –– îîn general nivelul unei mări n general nivelul unei mări –– îîn n România: Marea România: Marea NeagrăNeagră, M, Marea Balticăarea Baltică, M, Marea area Mediterană sau Marea AdriaticăMediterană sau Marea Adriatică).).


RelaRelaţţia de calcul a energiei potenia de calcul a energiei potenţţiale este:iale este:[J][J]

ÎÎn hidrotehnicăn hidrotehnică, g, greutatea specifică se considerăreutatea specifică se consideră[N/m[N/m33]]

Cu toate căCu toate că, , îîn mod normal, aceasta depinde de n mod normal, aceasta depinde de temperatura apei, variatemperatura apei, variaţţiile sunt practic neglijabile iile sunt practic neglijabile îîn cazul n cazul calculelor hidrotehnice.calculelor hidrotehnice.Energia cinetică sau de miEnergia cinetică sau de mişşcarecare este energia datorată unei este energia datorată unei mase de apă mase de apă mm aflată aflată îîn scurgere, n scurgere, îîntrntr--un interval de timp, un interval de timp, cu viteza cu viteza VV::

unde masa de apă unde masa de apă îîn min mişşcare este: [kg].care este: [kg].

zVEz


⋅⋅γ=

9810=γ

gVVmEc ⋅

⋅⋅γ=⋅

=22

22V

gm V⋅γ=

Astfel, Astfel, energia hidraulică disponibilăenergia hidraulică disponibilă a unui curs de apă a unui curs de apă natural, denuminatural, denumită tă teoreticăteoretică sau sau brutăbrută, este suma energiilor , este suma energiilor potenpotenţţiale iale şşi cinetice:i cinetice:

unde Hunde Hbb se denumese denumeşşte te cădere energetică naturală brutăcădere energetică naturală brută::

La amenajările hidroenergeticeLa amenajările hidroenergetice, p, pe lângă aceste forme de e lângă aceste forme de energie, mai apar:energie, mai apar:–– energia potenenergia potenţţială de presiuneială de presiune: [J]: [J]–– energia pierderilor de sarcinăenergia pierderilor de sarcină: [J]: [J]


bczb Hg

VzEEE ⋅⋅γ=⋅

+⋅⋅γ=+= VV )2

(2

gVzHb ⋅

+=2

2

pEp ⋅=V

rr hE ⋅⋅γ= V

Energia hidraulică Energia hidraulică netănetă a unei amenajări hidroenergetice a unei amenajări hidroenergetice numită numită şşi energia hidraulică la intrarea i energia hidraulică la intrarea îîn turbinăn turbină, este:, este:

unde unde HHnn reprezintă căderea netă reprezintă căderea netă şşi este egală cu căderea i este egală cu căderea brută brută îînmulnmulţţită cu randamentul hidraulicită cu randamentul hidraulic::

Puterea hidraulicăPuterea hidraulică reprezintă derivata energiei reprezintă derivata energiei îîn raport n raport cu timpul, cu timpul, sau energia hidraulică sau energia hidraulică îîn unitatea de timp:n unitatea de timp:

Puterea hidraulică se exprimă Puterea hidraulică se exprimă îîn [CP] sau [kW], astfel:n [CP] sau [kW], astfel:[CP] [kW][CP] [kW]

nrcpzh HEEEEE


⋅⋅γ=−++= V

hbn HH η⋅=

nnh

h HQHdtd

dtdEP ⋅⋅γ=⋅⋅γ==

V

nnh HQHQP ⋅⋅=⋅⋅γ

= 33,1375 nh HQP ⋅⋅= 81,9

[kW]

[J]

8.2. 8.2. Puterea mecanică la arborele turbinei Puterea mecanică la arborele turbinei şşi i puterea electrică la bornele generatoruluiputerea electrică la bornele generatorului

Puterea hidraulică Puterea hidraulică PPhh este transformată de turbină este transformată de turbină îîn n putere mecanicăputere mecanică PPmm, n, numită umită putere la arborele turbineiputere la arborele turbineişşi se calculează cu relai se calculează cu relaţţia:ia:

Generatorul electric transformă puterea mecanică Generatorul electric transformă puterea mecanică PP îîn n putere electrică putere electrică PePe, n, numită umită putere la borneputere la borne::


tnthm HQPP η⋅⋅⋅=η⋅= 81,9

gtngthgme HQPPP η⋅η⋅⋅⋅=η⋅η⋅=η⋅= 81,9

Energia produsă de o centrală hidroelectrică este energia Energia produsă de o centrală hidroelectrică este energia produsă la bornele generatorului produsă la bornele generatorului şşi se calculează pentru un i se calculează pentru un interval de timp interval de timp TT dat (24 ore pentru o zi, 8.760 ore pentru dat (24 ore pentru o zi, 8.760 ore pentru un an etc.) prin integrarea puterii electrice un an etc.) prin integrarea puterii electrice îîn raport cu n raport cu timpul:timpul:

Valoarea debitului variază Valoarea debitului variază îîn timp,n timp, valoarea căderii nete valoarea căderii nete variază variază îîn raport cu debitul afluent n raport cu debitul afluent şşi cel uzinat i cel uzinat îîn n momentul momentul t,t, iar valorile randamentelor variază iar valorile randamentelor variază îîn raport cu n raport cu căderea netăcăderea netă..


∫∫ ⋅ηη⋅⋅⋅=⋅=T

gtn

TdtHtQdtPE

00)(81,9

Pentru un calcul aproximativ al energiei produse de o Pentru un calcul aproximativ al energiei produse de o centrală hidroelectrică se pot utiliza valori medii ale centrală hidroelectrică se pot utiliza valori medii ale parametrilor variabili. Astfel, relaparametrilor variabili. Astfel, relaţţia de calcul este:ia de calcul este:

[kWh/an][kWh/an]unde unde εε se numese numeşşte te factor de utilizare al stoculuifactor de utilizare al stocului, este , este subunitar subunitar şşi reprezintă pierderea de stoci reprezintă pierderea de stoc, fie prin , fie prin deversarea la ape mari, fie prin calculul energiei la valori deversarea la ape mari, fie prin calculul energiei la valori medii.medii.De exemplu, De exemplu, dacă se calculează cu un debit mediu lunardacă se calculează cu un debit mediu lunar, , îîn orice zi din luna respectivă care are debitul afluent mai n orice zi din luna respectivă care are debitul afluent mai mare decât debitul instalat al centralei, se poate pierde, la mare decât debitul instalat al centralei, se poate pierde, la centralele pe firul apei sau cele cu o acumulare micăcentralele pe firul apei sau cele cu o acumulare mică, , diferendiferenţţa de debit a de debit îîntre debitul afluent ntre debitul afluent şşi cel instalat.i cel instalat.

THQE gmtmnmm


⋅ε⋅ηη⋅⋅⋅= 81,9

Factorul de utilizare depinde de Factorul de utilizare depinde de gradul de supraechipare al gradul de supraechipare al centralei hidroelectrice, centralei hidroelectrice, kk::

unde: unde: QQii este debitul instalat este debitul instalat îîn centralăn centrală;;QQmm este debitul mediu (lunar, semestrial, este debitul mediu (lunar, semestrial, anual etc.).anual etc.).

Cap.8 Turbine hidraulice. Energia si puterea.Cap.8 Turbine hidraulice. Energia si puterea. 991/4/20071/4/2007

m

iQQ

k =

00,10,20,30,40,50,60,70,80,9

11,11,21,31,41,5

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

p(%)

Qaf

luen

t(mc/

s)

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

1,60 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1

e

k

curba de durata curba de utilizare

Un exemplu de curbă de utilizare este prezentat în figura, pentru captarea Schitu, MHC Ceahlău.

Valoare coeficientului de utilizare se poate Valoare coeficientului de utilizare se poate considera, pentru centrale hidroelectrice cu considera, pentru centrale hidroelectrice cu regularizare:regularizare:–– multianualămultianuală, , εε = 0,98;= 0,98;–– anualăanuală, , εε = 0,95;= 0,95;–– sezonierăsezonieră, , εε = 0,9;= 0,9;–– pe firul apei, pe firul apei, εε = 0,75 = 0,75 –– 0 0,85 ,85 (varia(variază ză îîn funcn funcţţie de ie de

gradul de supraechipare gradul de supraechipare kki i al centralei).al centralei).


8.3. Tipuri de turbine8.3. Tipuri de turbine

Turbina hidraulică Turbina hidraulică transformă energia hidraulică transformă energia hidraulică îîn n energie mecanicăenergie mecanică..Turbinele hidraulice au randamentele cele mai ridicate Turbinele hidraulice au randamentele cele mai ridicate ((îîn comparan comparaţţie cu alte tipuri de turbine) ie cu alte tipuri de turbine) şşi au următoarele i au următoarele caracteristici:caracteristici:–– prelucrează căderi cuprinse prelucrează căderi cuprinse îîntre 1 m ntre 1 m şşi 2.400 m i 2.400 m şşi debite i debite

cuprinse cuprinse îîntre 0,1 mntre 0,1 m33/s /s şşi 900 mi 900 m33/s;/s;–– sunt masunt maşşini fiabile, cini fiabile, cu durată de viau durată de viaţţă de peste ă de peste 50 de50 de ani ani

(Sadu (Sadu I, I, microhidrocentrală microhidrocentrală îîn funcn funcţţiune din anul 1986);iune din anul 1986);–– au elasticitate au elasticitate îîn funcn funcţţionare ionare îîn condin condiţţii de variaii de variaţţie a debitului, ie a debitului,

puterii puterii şşi turai turaţţiei;iei;–– pot fi pornite pot fi pornite şşi i îîncărcate la capacitate optimă ncărcate la capacitate optimă îîntrntr--un timp un timp

foarte scurt, de afoarte scurt, de aceea sunt capabile să facă servicii de ceea sunt capabile să facă servicii de sistem.sistem.


După forma energiei primare După forma energiei primare şşi felul i felul transformării acesteiatransformării acesteia, turbinele se pot clasifica , turbinele se pot clasifica astfel:astfel:–– turbine cu acturbine cu acţţiuneiune sau sau de egală presiunede egală presiune, ,

transformă transformă îîn stator n stator îîntreaga cădere netă ntreaga cădere netă îîn n îînălnălţţime cinetică pe care o transformă ime cinetică pe care o transformă îîn rotor n rotor îîn n energie mecanicăenergie mecanică, iar presiunea la intrarea , iar presiunea la intrarea îîn n cupele rotorului este egală cu cea de la iecupele rotorului este egală cu cea de la ieşşire ire şşi i anume presiunea atmosferică anume presiunea atmosferică (Banki, Pelton (Banki, Pelton ––turbine cu cupe);turbine cu cupe);

–– turbinele cu reacturbinele cu reacţţiune sau cu suprapresiuneiune sau cu suprapresiune, c, care are primesc energia hidraulică preponderent potenprimesc energia hidraulică preponderent potenţţialăială, , iar presiunea la intrarea iar presiunea la intrarea îîn rotor este mai mică n rotor este mai mică decât la iedecât la ieşşire (Francis, Kaplan, Propeler ire (Francis, Kaplan, Propeler ––elicoidal, axiale elicoidal, axiale –– bulb, axial bulb, axial –– concentrice.concentrice.


1/4/20071/4/2007Cap.8 Turbine hidraulice. Energia Cap.8 Turbine hidraulice. Energia

si puterea.si puterea. 1313

Banki Francis

Kaplan

Pelton

Turbinele cu reacTurbinele cu reacţţiune sunt compuse din:iune sunt compuse din:

–– carcasa spiralăcarcasa spirală (melc) (melc) –– face legătura face legătura îîntre vana de ntre vana de admisie admisie şşi statorul turbinei;i statorul turbinei;

–– stator stator –– distribuie debitul uniform pe periferia aparatului distribuie debitul uniform pe periferia aparatului director;director;

–– aparat directoraparat director (distribuitor) (distribuitor) –– distribuie uniform debitul distribuie uniform debitul pe periferia rotorului pe periferia rotorului şşi asigură unghiul optim de intrare i asigură unghiul optim de intrare corectă a apei corectă a apei îîn rotor;n rotor;

–– rotorrotor –– organ principal al turbinei organ principal al turbinei, t, transformă puterea ransformă puterea hidraulică hidraulică îîn putere mecanică la arborele pe care este n putere mecanică la arborele pe care este montat rotorul (imprimontat rotorul (imprimă o mimă o mişşcare de rotacare de rotaţţie acestora);ie acestora);

–– aspiratorulaspiratorul –– permite devierea curentului de apă din permite devierea curentului de apă din direcdirecţţie orizontală ie orizontală îîn direcn direcţţie verticală sau inversie verticală sau invers; ; recuperează aparte din energia cinetică a apei sporind recuperează aparte din energia cinetică a apei sporind randamentul turbinei; evacuearandamentul turbinei; evacuează apa spre canalul de ză apa spre canalul de fugă al centralei fugă al centralei îîn condin condiţţii hidrodinamice optime.ii hidrodinamice optime.


Clasificarea după turaClasificarea după turaţţia specifică a turbinei ia specifică a turbinei îîmparte mparte turbinele turbinele îîn patru tipuri:n patru tipuri:–– ultralente lente, normale ultralente lente, normale şşi rapide,i rapide, fiecare tip de turbină fiecare tip de turbină

având valorile ei maxime/minime de având valorile ei maxime/minime de îîncadrare ncadrare îîn aceste n aceste categorii. Rapiditatea influencategorii. Rapiditatea influenţţează forma palelor turbinelorează forma palelor turbinelor..

După poziDupă poziţţia axului, turbinele pot fi:ia axului, turbinele pot fi:–– cu ax verticalcu ax vertical –– turbina si generatorul sunt dispuse pe turbina si generatorul sunt dispuse pe

acelaacelaşşi ax i ax îîn pozin poziţţie verticală ie verticală (pentru (pentru gabarite mari, axul gabarite mari, axul vertical asigură o suspendare static stabilă vertical asigură o suspendare static stabilă şşi o i o transmitere bună a fortransmitere bună a forţţelor la fundaelor la fundaţţia centralei; ia centralei; lagărele lagărele de ghidaj sunt mai simple, montarea de ghidaj sunt mai simple, montarea şşi demontarea cu i demontarea cu ajutorul podului rulant este mai uajutorul podului rulant este mai uşşoarăoară););

–– cu ax orizontalcu ax orizontal (supravegherea este mai u(supravegherea este mai uşşoară oară ––echipamentele sunt la vedere, generatoarele cu ax echipamentele sunt la vedere, generatoarele cu ax orizontal sunt mai ieftine; dispoziorizontal sunt mai ieftine; dispoziţţia orizontală permite ia orizontală permite amplasarea de turbine duble sau gemene).amplasarea de turbine duble sau gemene).



Turbină cu ax vertical (stânga – Porţile de Fier I – sala maşinilor – vizibil doar generatorul) şi orizontal (se observă tot agregatul).

8.4. 8.4. Căderea de calcul pentru turbineCăderea de calcul pentru turbine

Lacul de acumulare al unei amenajări Lacul de acumulare al unei amenajări hidroenergetice are următoarele nivele hidroenergetice are următoarele nivele şşi i volume caracteristice:volume caracteristice:–– Vm Vm –– volumul mortvolumul mort, situat sub nivelul prizei;, situat sub nivelul prizei;–– Vr Vr –– rezerva de fierrezerva de fier, volumul cuprins , volumul cuprins îîntre nivelul ntre nivelul

prizei prizei şşi nivelul minim de exploatare;i nivelul minim de exploatare;–– Vu Vu –– volumul utilvolumul util –– cuprins cuprins îîntre nivelul minim de ntre nivelul minim de

exploatare exploatare şşi nivelul maxim static;i nivelul maxim static;–– Vp Vp –– volumul de protecvolumul de protecţţie ie îîmpotriva viiturilor, situat mpotriva viiturilor, situat

deasupra nivelului maxim static.deasupra nivelului maxim static.


Pe curba de capacitate a lacului, Pe curba de capacitate a lacului, pentru volumul pentru volumul Vu/2 rVu/2 rezultă nivelul centrului de greutate al ezultă nivelul centrului de greutate al volumului util exploatat volumului util exploatat şşi de la acel nivel i de la acel nivel îîn jos se n jos se măsoară căderea brută de calcul a turbinelormăsoară căderea brută de calcul a turbinelor. . Căderea netă de calcul este căderea brută de Căderea netă de calcul este căderea brută de calcul din care se scad pierderile de sarcină calcul din care se scad pierderile de sarcină (nota(notată conventă convenţţional cu ional cu HH).).FaFaţţă de acest ă de acest H H turbinele functurbinele funcţţionează ionează îîn n intervalul [intervalul [HHminmin, H, Hmaxmax], ], corespunzătoare nivelului corespunzătoare nivelului static maxim (creasta deversorului) static maxim (creasta deversorului) şşi nivelului i nivelului minim de exploatare.minim de exploatare.


ÎÎn funcn funcţţie de tipul de turbină există o limitare a valorii ie de tipul de turbină există o limitare a valorii raportului raportului HHminmin/H/Hmaxmax astfel astfel îîncât randamentul turbinei ncât randamentul turbinei să nu scadă sub cel minim economicsă nu scadă sub cel minim economic::

–– turbine Pelton: turbine Pelton:

–– turbine Francis, SemiKaplan, Elicoidale:turbine Francis, SemiKaplan, Elicoidale:

–– turbine Kaplan: turbine Kaplan:

ÎÎn concluzie,n concluzie, turbina se dimensionează pentru turbina se dimensionează pentru căderea netă de cacul căderea netă de cacul şşi se verifică la dimensionarea i se verifică la dimensionarea extremă cu extremă cu HHmin min şşi i HHmaxmax..


70,0max

min ≥HH

60,0max

min ≥HH

45,0max

min ≥HH

8.5. Caracteristicile energetice ale 8.5. Caracteristicile energetice ale turbinelor hidrauliceturbinelor hidraulice

O caracteristică a turbinei hidrauliceO caracteristică a turbinei hidraulice, despre care , despre care ss--a mai vorbit este a mai vorbit este rapiditatea rapiditatea şşi se calculează i se calculează astfel:astfel:

unde: unde: nn -- turaturaţţia turbineiia turbineiPP -- puterea turbinei puterea turbinei H H -- căderea turbinei căderea turbinei


HP

Hnns ⋅=

Caracteristica universală a turbineiCaracteristica universală a turbinei


Pentru rotorul turbinei se schiPentru rotorul turbinei se schiţţează ează îîn laborator an laborator aşşa numita a numita caracteristică universalăcaracteristică universală, c, care reprezintă variaare reprezintă variaţţia ia randamentului la diferite debite randamentului la diferite debite şşi căderii căderi, sub forma de , sub forma de debit unitar debit unitar QQ’’ii şşi a turai a turaţţiei unitare iei unitare nn’’ii, a, aşşa cum se prezintă a cum se prezintă îîn figura anterioarăn figura anterioară..Pentru determinarea turaPentru determinarea turaţţiei iei nn şşi a diametrului i a diametrului DD a unui tip a unui tip de turbină astfel de turbină astfel îîncât să se obncât să se obţţină randamente acceptabile ină randamente acceptabile pentru tot domeniul de variapentru tot domeniul de variaţţie al debitelor ie al debitelor şşi căderilor la i căderilor la care va lucra turbina, secare va lucra turbina, se stabilesc următoarele căderi stabilesc următoarele căderi şşi i debite caracteristice:debite caracteristice:–– căderea nominală căderea nominală HHNN –– căderea minimă la care turbina va dezvolta căderea minimă la care turbina va dezvolta

puterea nominală utilizând debitul nominal puterea nominală utilizând debitul nominal QQNN;;–– căderea de calcul căderea de calcul HHcc şşi debitul de calcul i debitul de calcul QQc,c,,, corespunzătoare corespunzătoare

randamentului maxim al turbinei, pe baza randamentului maxim al turbinei, pe baza căruia se calculează căruia se calculează turaturaţţia ia nn..

Pe baza acestor coordonate sunt trasate curbele de egal Pe baza acestor coordonate sunt trasate curbele de egal randament. randament. Caracteristica de exploatareCaracteristica de exploatare dă posibilitatea dă posibilitatea utilizatorului să determine direct randamentul turbinei utilizatorului să determine direct randamentul turbinei îîn n funcfuncţţie de cădere ie de cădere şşi debit (i debit (putere). Un exputere). Un exemplu de emplu de caracteristică de exploatare este dat caracteristică de exploatare este dat îîn figurăn figură..


Caracteristica de exploatare a turbineiCaracteristica de exploatare a turbinei


Caracteristica universală Caracteristica universală şşi cea de exploatare permit i cea de exploatare permit determinarea caracteristicii de lucru a turbinei, care determinarea caracteristicii de lucru a turbinei, care reprezintă curba sau reprezintă curba sau , p, pentru o anumită entru o anumită căderecădere..

Aceste elemente prezentate Aceste elemente prezentate pun pun îîn evidenn evidenţţă zona de ă zona de căderi căderi şşi debite pentru care i debite pentru care turbina lucrează cu turbina lucrează cu randamente maxime.randamente maxime.

)(Qft


=η )(Pft =η

Caracteristica de lucru a turbinei

8.6. 8.6. Puterile caracteristice ale unei Puterile caracteristice ale unei amenajări hidroenergeticeamenajări hidroenergetice

Puterile caracteristice ale unei amenajări hidroenergetice Puterile caracteristice ale unei amenajări hidroenergetice reflectă condireflectă condiţţiile de exploatare ale amenajăriiiile de exploatare ale amenajării..Astfel, se poate Astfel, se poate îîntâlni:ntâlni:–– puterea instalată puterea instalată a unei amenajări hidroenergeticea unei amenajări hidroenergetice –– reprezintă reprezintă

suma puterilor nominale ale hidroagregatelor instalate (puterea suma puterilor nominale ale hidroagregatelor instalate (puterea nominală a fiecărui grup hidrogenerator poate fi citită pe plăcunominală a fiecărui grup hidrogenerator poate fi citită pe plăcuţţa a generatorului);generatorului);

–– puterea disponibilă puterea disponibilă a unei amenajări hidroenergeticea unei amenajări hidroenergetice –– reprezintă reprezintă puterea maximă pe care o poate dezvolta amenajarea la un puterea maximă pe care o poate dezvolta amenajarea la un moment dat, moment dat, îîn condin condiţţiile de debit iile de debit şşi cădere diferite de cele de i cădere diferite de cele de calcul; putercalcul; puterea disponibilă nu poate fi decât mai micăea disponibilă nu poate fi decât mai mică, c, cel mult el mult egalăegală, c, cu puterea nominalău puterea nominală, diferen, diferenţţa reprezentând aa reprezentând aşşa numita a numita putere indisponibilăputere indisponibilă dată de coeficientul de indisponibilitate al dată de coeficientul de indisponibilitate al agregatului (datorat uzagregatului (datorat uzurii, defurii, deficitului de debit sau de cădereicitului de debit sau de cădere););


–– puterea asigurată puterea asigurată (garanta(garantatătă)) –– este puterea cu o anumită este puterea cu o anumită asigurare, de obicei asigurare, de obicei îîntre 75% ntre 75% şşi 95%, i 95%, îîn funcn funcţţie de tipul amenajăriiie de tipul amenajării, , care se citecare se citeşşte pe curba de durată a puterilorte pe curba de durată a puterilor;;

–– puterea utilizabilă puterea utilizabilă –– reprezintă puterea maximă care o poate reprezintă puterea maximă care o poate dezvolta amenajarea la un moment dat, luând dezvolta amenajarea la un moment dat, luând îîn considerare n considerare grupurile grupurile îîn reparan reparaţţie ie şşi parametrii disponibili la acel moment;i parametrii disponibili la acel moment;

–– puterea puterea îîn funcn funcţţiune a unei amenajări iune a unei amenajări –– este dată de sumă puterilor este dată de sumă puterilor reale, dezvoltate de hidroagregate, la un moment dat.reale, dezvoltate de hidroagregate, la un moment dat.

Trebuie specificat faptul căTrebuie specificat faptul că, p, puterea instalată uterea instalată şşi asigurată sunt i asigurată sunt valori caracteristice constante, valori caracteristice constante, îîn timp ce puterea disponibilăn timp ce puterea disponibilă, , utilizabilă utilizabilă şşi i îîn funcn funcţţiune sunt valori caracteristice variabile iune sunt valori caracteristice variabile îîn n timp.timp.


99. . ÎÎncadrarea CHE ncadrarea CHE îîn graficul de sarcină n graficul de sarcină al sistemului energetical sistemului energetic

9.1. Consumul 9.1. Consumul şşi consumatorii de energie i consumatorii de energie electricăelectrică9.2. Varia9.2. Variaţţia consumului de energie electricăia consumului de energie electrică9.3. 9.3. Curba de sarcină Curba de sarcină şşi i îîn cadrarea centralelor n cadrarea centralelor îîn cadrul acesteian cadrul acesteia9.4. Stabilitatea 9.4. Stabilitatea şşi controlul sistemului i controlul sistemului energetic. Conceptul de servicii de sistem energetic. Conceptul de servicii de sistem şşi i exemplificarea acestoraexemplificarea acestora

1/4/20071/4/2007Cap.9 Cap.9 ÎÎncadrarea CHE ncadrarea CHE îîn graficul de sarcină al sistemului n graficul de sarcină al sistemului

energeticenergetic 11

9.1. Consumul 9.1. Consumul şşi consumatorii de i consumatorii de energie electricăenergie electrică

Consumul de energie electrică reprezintă valoarea totală a energConsumul de energie electrică reprezintă valoarea totală a energiei iei electrice absorbite de la reelectrice absorbite de la reţţea de diverea de diverşşi beneficiari, i beneficiari, îîntrntr--o perioadă de o perioadă de timp specificată timp specificată (consum zilnic, lunar, anual etc.).(consum zilnic, lunar, anual etc.).Consumatorul final de energieConsumatorul final de energie este orice persoană fizică sau juridică este orice persoană fizică sau juridică, , care cumpără care cumpără şşi consumă energie electrică pentru uzul propriu i consumă energie electrică pentru uzul propriu şşi i eventual, pentru un alt consumator racordat la instalaeventual, pentru un alt consumator racordat la instalaţţiile sale.iile sale.ÎÎn funcn funcţţie de alegerea furnizorului, ie de alegerea furnizorului, consumatorii de energie electrică se consumatorii de energie electrică se îîmpart mpart îîn:n:–– consumatori eligibiliconsumatori eligibili –– au primit dreptul de la ANRE au primit dreptul de la ANRE –– Autoritatea NaAutoritatea Naţţională ională

de Reglementare de Reglementare îîn domeniul Energiei,n domeniul Energiei, să să--şşi aleagă furnizorul i aleagă furnizorul şşi să i să contracteze direct cu acesta (contracteze direct cu acesta (şşi i îîndeplinendeplineşşte anumite condite anumite condiţţii numite ii numite condicondiţţii de eligibilitate);ii de eligibilitate);

–– consumatori captiviconsumatori captivi –– consumator care cumpără energie electrică de la consumator care cumpără energie electrică de la Electrica la un tarif fix Electrica la un tarif fix şşi nu i nu îîndeplinendeplineşşte condite condiţţiile de eligibilitate (de iile de eligibilitate (de exemplu: consumatorii casnici).exemplu: consumatorii casnici).



Din punct de vedere al modului Din punct de vedere al modului îîn care efectuează n care efectuează consumul de energie, consumatorii pot fi:consumul de energie, consumatorii pot fi:–– constanconstanţţii –– asigură o cerere constantă de energie asigură o cerere constantă de energie îîntrntr--

un an (marii consumatori industriali);un an (marii consumatori industriali);–– sezonierisezonieri –– cererea se face cererea se face îîn anumite perioade ale n anumite perioade ale

anului (irigaanului (irigaţţiile iile şşi ali alţţi consumatori agricoli);i consumatori agricoli);–– variabilivariabili –– cererea de energie electrică există pe cererea de energie electrică există pe

parcursul parcursul îîntregului an, dar estntregului an, dar este variabilă sau apare e variabilă sau apare îîn n perioade scurte de timp (iluminatul urban, perioade scurte de timp (iluminatul urban, îîncălzirea ncălzirea electricăelectrică, transportul , transportul îîn comun).n comun).

O problemă foarte importantă pentru dezvoltarea O problemă foarte importantă pentru dezvoltarea îîn n perspectivă a sistemului energetic naperspectivă a sistemului energetic naţţional o ional o reprezintă prognozarea necesarului de energie reprezintă prognozarea necesarului de energie electricăelectrică. . ÎÎn funcn funcţţie de intervalul de timp, pot exista ie de intervalul de timp, pot exista prognoze pe termen scurt (pâprognoze pe termen scurt (până nă îîn 5 ani), mediu n 5 ani), mediu ((îîntre 5 ntre 5 şşi 15i 15--20 ani) 20 ani) şşi lung (mai mari de 15i lung (mai mari de 15--20 ani).20 ani).



Metodele de prognoză ale consumului de Metodele de prognoză ale consumului de energie electrică pot fienergie electrică pot fi::–– econometriceeconometrice –– reprezintă extrapolări ale reprezintă extrapolări ale

variavariaţţiei de până iei de până îîn prezent,n prezent, prin curbe continuu prin curbe continuu crescătoarecrescătoare; a; aceste metode implică o mare ceste metode implică o mare doză de arbitrar deoarece nu iau doză de arbitrar deoarece nu iau îîn calcul n calcul progresul progresul şşi posibilele mutai posibilele mutaţţii viitoare;ii viitoare;

–– euristiceeuristice –– corelează dezvoltarea consumului de corelează dezvoltarea consumului de energie electrică cu principalăă indicatori de energie electrică cu principalăă indicatori de dezvoltare la nivelul dezvoltare la nivelul îîntregii economii;ntregii economii;

–– comparacomparaţţii cu alte ii cu alte ţţăriări –– se fac comparase fac comparaţţii cu ii cu alte alte ţţări asemănătoare cu ări asemănătoare cu ţţara noastrăara noastră..



9.2. Varia9.2. Variaţţia consumului de energie ia consumului de energie electricăelectrică

Este necesar să se cunoască modul Este necesar să se cunoască modul îîn care n care cererea de energie electrică variază cererea de energie electrică variază îîn timp, n timp, deoarece aceeadeoarece aceeaşşi cantitate de energie electrică se i cantitate de energie electrică se poate obpoate obţţine ine îîn mai multe moduri (vezi figura).n mai multe moduri (vezi figura).

Valorile maxime Valorile maxime şşi minime ale puterii consumate i minime ale puterii consumate pentru un interval dat sunt foarte importante pentru un interval dat sunt foarte importante pentru funcpentru funcţţionarea unei centrale hidroelectriceionarea unei centrale hidroelectrice





Exemplu de obţinere, prin două modalităţi diferite, a aceleaşi cantităţi de energie

Reprezentarea grafică a puterii cerute de consumatori Reprezentarea grafică a puterii cerute de consumatori îîn timp se numen timp se numeşşte te graficul sau curba de sarcinăgraficul sau curba de sarcină..Pentru fiecare Pentru fiecare ţţarăară, c, curbele de consum prezintă urbele de consum prezintă aspecte caracteristice care depind de structura aspecte caracteristice care depind de structura economiei economiei şşi de ponderea diferitelor categorii de i de ponderea diferitelor categorii de consumatori.consumatori.Reprezentarea consumului tuturor consumatorilor Reprezentarea consumului tuturor consumatorilor dintrdintr--o zi reprezintă o zi reprezintă graficul de sarcină zilnică graficul de sarcină zilnică P(t)P(t), iar , iar energia zilnică consumatăenergia zilnică consumată este:este:



∫=24

0

)( dttPEz

9.3. 9.3. Curba de sarcină Curba de sarcină şşi i îîn cadrarea n cadrarea centralelor centralelor îîn cadrul acesteian cadrul acesteia

Curba de sarcină este variaCurba de sarcină este variaţţia sarcinii electrice ia sarcinii electrice îîntrntr--un timp un timp specificat, de obiceispecificat, de obicei o zi o zi (24 (24 ore).ore).Sarcina electrică reprezintă energia necesară a fi alocată cătreSarcina electrică reprezintă energia necesară a fi alocată cătreconsumatorii sistemului energetic.consumatorii sistemului energetic.Consumatorii legaConsumatorii legaţţi la rei la reţţea au nevoie de energie electrică ea au nevoie de energie electrică pentru a putea funcpentru a putea funcţţiona iona îîn condin condiţţii optime.ii optime.Problema o reprezintă cantitatea de energie momentană Problema o reprezintă cantitatea de energie momentană necesar a fi produsă pentru a satisface necesar a fi produsă pentru a satisface îîn orice moment cererea.n orice moment cererea.ÎÎn cazul n cazul îîn care cantitatea de energie cerută de consumatori n care cantitatea de energie cerută de consumatori este mai mare sau mai mică decât cantitatea de energie livrată este mai mare sau mai mică decât cantitatea de energie livrată de producătoride producători, , îîn ren reţţea apar perturbaea apar perturbaţţii de tensiune ii de tensiune şşi de i de frecvenfrecvenţţăă, care pun , care pun îîn pericol funcn pericol funcţţionarea consumatorilor ionarea consumatorilor şşi i conduc la avarii grave ale acestora.conduc la avarii grave ale acestora.



Cantitatea de putere livrată Cantitatea de putere livrată (energie (energie produsăprodusă) t) trebuie să rebuie să fie egalăfie egală, , îîn orice moment cu cantitatea de putere n orice moment cu cantitatea de putere consumată consumată (energie (energie consumatăconsumată). Pe). Pentru a se putea ntru a se putea realiza acest lucru, curbarealiza acest lucru, curba de sarcină a fost de sarcină a fost îîmpărmpărţţită ită îîn n mai multe zone de consum:mai multe zone de consum:–– zonă de bazăzonă de bază –– este zona care trebuie asigurată este zona care trebuie asigurată îîn n

permanenpermanenţţăă; a; aici producătorii de energie sunt centralele ici producătorii de energie sunt centralele termoelectrice termoelectrice şşi nuclearelectrice (i nuclearelectrice (centrale cu flexibilitate centrale cu flexibilitate scăzută scăzută îîn pornire/oprire, care au o funcn pornire/oprire, care au o funcţţionare continuăionare continuă, d, de e obicei cu o putere constantă obicei cu o putere constantă –– CNE, CTE, centrale de CNE, CTE, centrale de cogenerare, CTE cu grupuri de condensacogenerare, CTE cu grupuri de condensaţţie, CHE pe firul ie, CHE pe firul apei);apei);

–– zona puterilor variabilezona puterilor variabile -- centralele au o funccentralele au o funcţţionare ionare intermitentă intermitentă (cu (cu îîntreruperi) ntreruperi) şşi chiar i chiar îîn timpul funcn timpul funcţţionării ionării puterea poate fi variabilăputerea poate fi variabilă. Cu cât zona de . Cu cât zona de îîncadrare se ncadrare se deplasează spre vârfdeplasează spre vârf, cu atât se reduce durata de , cu atât se reduce durata de funcfuncţţionare zilnicăionare zilnică. . ÎÎn zona puterilor variabile avem două n zona puterilor variabile avem două subzone:subzone:

zona de semivârfzona de semivârf -- funcfuncţţionarea se ionarea se îîntrerupe o singură datăntrerupe o singură dată;;zona de vârfzona de vârf -- funcfuncţţionarea se face cu două ionarea se face cu două îîntreruperi.ntreruperi.





Împărţirea curbei de sarcină în zone de consum

Acoperirea zonei puterilor variabile de către alte centrale Acoperirea zonei puterilor variabile de către alte centrale îîn n afară de CHE se poate faceafară de CHE se poate face::–– îîn zona de semivârf n zona de semivârf -- centrale termice centrale termice îîn condensan condensaţţie;ie;–– îîn zona de vârf n zona de vârf -- centrale cu turbine cu gaze.centrale cu turbine cu gaze.

Centralele hidroelectrice pot fi Centralele hidroelectrice pot fi îîncadrate ncadrate îîn zona n zona puterilor variabile având puterilor variabile având îîn vedere posibilitatea de n vedere posibilitatea de pornire rapidă a grupurilor pornire rapidă a grupurilor (câteva minute).(câteva minute).Centralele hidroelectrice funcCentralele hidroelectrice funcţţionează eficient ionează eficient îîn zona n zona de vârf dacă sunt centrale cu acumularede vârf dacă sunt centrale cu acumulare..Centralele hidroelectrice pe firul apei funcCentralele hidroelectrice pe firul apei funcţţionează ionează eficient eficient îîn zona de bază a graficului de sarcinăn zona de bază a graficului de sarcină..Se poate alege o zonă optimă pentru Se poate alege o zonă optimă pentru îîncadrarea ncadrarea centralelor hidroelectrice centralelor hidroelectrice îîn graficul de sarcinăn graficul de sarcină..CHE CHE îîn afară de producere de energie activă n afară de producere de energie activă îîn sistem n sistem pot aduce pot aduce şşi alte avantaje cum ar fi reglarea i alte avantaje cum ar fi reglarea frecvenfrecvenţţei, a tensiunii ei, a tensiunii şşi producerea puterii reactive.i producerea puterii reactive.



CHEAPCHEAP (centrale de acumulare prin pompare) au (centrale de acumulare prin pompare) au rolul de a acoperi o parte din zona de vârf a rolul de a acoperi o parte din zona de vârf a graficului de sarcinăgraficului de sarcină, consumând , consumând îîn zona de bază a n zona de bază a graficului de sarcinăgraficului de sarcină..Pentru Pentru CHE fără acumulareCHE fără acumulare: indiferent de : indiferent de caracterul hidrologic al debitului afluent (ani ploiocaracterul hidrologic al debitului afluent (ani ploioşşi, i, normali sau secetonormali sau secetoşşi), funci), funcţţionarea optimă a acestei ionarea optimă a acestei centrale este centrale este îîn n zona de bazăzona de bază..Pentru Pentru CHE cu acumulare CHE cu acumulare este mai avantajoasă este mai avantajoasă îîncadrarea ncadrarea îîn n zona de vârfzona de vârf, d, deoarece se elimină eoarece se elimină pierderile pierderile şşi se obi se obţţine un preine un preţţ mai ridicat.mai ridicat.Este avantajos Este avantajos şşi ca centrala,i ca centrala, chiar dacă are chiar dacă are acumulare, acumulare, să funcsă funcţţioneze ioneze şşi i îîn zona de bază a n zona de bază a graficului de sarcină pentru că funcgraficului de sarcină pentru că funcţţionează cu ionează cu puterea instalată puterea instalată (puterea (puterea maximămaximă).).



Reglajele tensiunii Reglajele tensiunii şşi ale fluxului de putere reactivă i ale fluxului de putere reactivă pe repe reţţelele sistemului pot fi făcute prin intermediul elele sistemului pot fi făcute prin intermediul compensatoarelor sincrone compensatoarelor sincrone şşi/sau al generatoarelor i/sau al generatoarelor îîn funcn funcţţiune care, priune care, producând preponderent energie oducând preponderent energie activăactivă, pot furniza simultan , pot furniza simultan şşi o anumită cantitate de i o anumită cantitate de energie reactivăenergie reactivă..Prin calităPrin calităţţile lor tehnice ile lor tehnice şşi economice (elasticitatea, i economice (elasticitatea, fiabilitatea, prefiabilitatea, preţţ de cost redus de cost redus) c) centralele entralele hidroelectrice sunt amenajări deosebit de adecvate hidroelectrice sunt amenajări deosebit de adecvate pentru acoperirea cu precădere a zonei superioare a pentru acoperirea cu precădere a zonei superioare a graficului de sarcină programat graficului de sarcină programat şşi pentru i pentru îîndeplinirea ndeplinirea operativă a serviciilor dinamice operativă a serviciilor dinamice şşi cinematice de i cinematice de sistem.sistem.



ÎÎn România, la acoperirea necesarului de putere de n România, la acoperirea necesarului de putere de reglaj secundar participă reglaj secundar participă şşi opt centrale hidroelectrice i opt centrale hidroelectrice marimari::–– PorPorţţile de Fier I, Stejarul, Corbeni, Ciunget, Gâlceag, ile de Fier I, Stejarul, Corbeni, Ciunget, Gâlceag, ŞŞugag, ugag, MăriMărişşelu elu şşi Retezat;i Retezat;

–– puterea lor instalată puterea lor instalată îînsumează nsumează 2845 MW, 2845 MW, din care o din care o bandă totală de bandă totală de 400400……530 MW 530 MW este prevăzută pentru este prevăzută pentru acest reglaj.acest reglaj.

Banda pentru reglaj primar disponibilă Banda pentru reglaj primar disponibilă îîn CHE (n CHE (cca. cca. 115 cen115 centrale participante, cu trale participante, cu o putere instalată de ccao putere instalată de cca. . 5.800 5.800 MW) tMW) totalizează otalizează îîn jurul a 350 MW.n jurul a 350 MW.



ProducProducţţia de energie electrică ia de energie electrică îîn hidrocentrale,n hidrocentrale, denumită generic energie hidrodenumită generic energie hidro, a, are numeroase re numeroase particularităparticularităţţi care influeni care influenţţează funcează funcţţionarea ionarea îîntregului Sistem Electroenergetic Nantregului Sistem Electroenergetic Naţţional.ional.Timpul scurt de pornire Timpul scurt de pornire şşi viteza mare de i viteza mare de îîncărcarencărcare/des/descărcare a hidroagregatelor conferă cărcare a hidroagregatelor conferă flexibilitate flexibilitate îîn exploatare centralelor hidroelectrice.n exploatare centralelor hidroelectrice. Acest lucru este determinant pentru furnizarea Acest lucru este determinant pentru furnizarea următoarelor următoarelor servicii tehnologice de sistemservicii tehnologice de sistem::–– reglajul secundar frecvenreglajul secundar frecvenţţăă--putere;putere;–– rezerva turnantărezerva turnantă;;–– rezerva terrezerva terţţiară rapidăiară rapidă;;–– reglajul tensiunii.reglajul tensiunii.



ÎÎn prezent, centralele hidro sunt principalele n prezent, centralele hidro sunt principalele furnizoare de servicii tehnologice de sistem furnizoare de servicii tehnologice de sistem acoperind aprox. 80% din rezerva minut a SEN.acoperind aprox. 80% din rezerva minut a SEN.Alt aspect legat de marea flexibilitate Alt aspect legat de marea flexibilitate îîn exploatare a n exploatare a centralelor hidroelectrice este rolul centralelor hidro centralelor hidroelectrice este rolul centralelor hidro îîn profilarea curbei zilnice de sarcină n profilarea curbei zilnice de sarcină (consum).(consum).Curba zilnică de consum prezintă trei zone distincte Curba zilnică de consum prezintă trei zone distincte asfel:asfel:–– zona de vârf;zona de vârf;–– zona intermediarăzona intermediară;;–– zona de gol.zona de gol.





Împărţirea curbei de sarcină în zone de consum

Centralele termoelectrice au o viteză de Centralele termoelectrice au o viteză de îîncărcarencărcare/des/descărcare mult mai mare decât centralele cărcare mult mai mare decât centralele hidroelectrice ceea ce le situează funchidroelectrice ceea ce le situează funcţţionarea ionarea optimă optimă îîn zona de bază a curbei de sarcinăn zona de bază a curbei de sarcină, zonele , zonele de vârf de vârf şşi intermediară a curbei de consum fiind i intermediară a curbei de consum fiind acoperite, acoperite, îîn principal, de centralele hidroelectrice.n principal, de centralele hidroelectrice.Acest lucru se realizează cu amenajările Acest lucru se realizează cu amenajările îîn cascada n cascada cu regularizare cel pucu regularizare cel puţţin zilnicăin zilnică..DiferenDiferenţţele dintre zona de vârf ele dintre zona de vârf şşi golul de noapte i golul de noapte (cea (cea mai descărcată zonă a curbeimai descărcată zonă a curbei) v) variază ariază îîn n funcfuncţţie de sezon ie de sezon şşi se situează i se situează îîn n jurul valorii de jurul valorii de 1.200 MW1.200 MW..ProducProducţţia hidro trebuie să acopere curba de consum ia hidro trebuie să acopere curba de consum prin modularea sarcinii.prin modularea sarcinii.





Acoperirea curbei zilnice de sarcină de către marii producători

9.4. Stabilitatea 9.4. Stabilitatea şşi controlul sistemului i controlul sistemului energetic. Conceptul de servicii de sistem energetic. Conceptul de servicii de sistem şşi i

exemplificarea acestoraexemplificarea acestoraÎÎn general, n general, stabilitateastabilitatea sistemelor electroenergeticesistemelor electroenergetice se definese defineşşte prin te prin capabilitatea acestora de a rămâne capabilitatea acestora de a rămâne îîntrntr--o stare de echilibru după o stare de echilibru după apariapariţţia unei mici perturbaia unei mici perturbaţţii ii şşi de a reveni i de a reveni îîntrntr--o stare de echilibru o stare de echilibru acceptabilă după apariacceptabilă după apariţţia unei perturbaia unei perturbaţţii mari. ii mari. PerturbaPerturbaţţiaia se definese defineşşte ca o modificare bruscă sau ca o secvente ca o modificare bruscă sau ca o secvenţţă de ă de modificări brumodificări bruşşte ale unuia sau mai multor parametri ai sistemului te ale unuia sau mai multor parametri ai sistemului electric.electric.ÎÎn funcn funcţţie de ie de mărimea perturbamărimea perturbaţţiei iei considerate considerate –– care influencare influenţţează ează metoda de calcul metoda de calcul şşi predici predicţţia instabilităia instabilităţţii ii –– acestea pot fi clasificate acestea pot fi clasificate îîn n două categoriidouă categorii::–– PerturbaPerturbaţţiile miciiile mici –– astfel de perturbaastfel de perturbaţţii apar ii apar îîn mod frecvent n mod frecvent îîn sistemul n sistemul

electroenergetic, ca de exemplu, mici variaelectroenergetic, ca de exemplu, mici variaţţii ale puterilor consumate sau ii ale puterilor consumate sau generate.generate.

–– PerturbaPerturbaţţiile mari iile mari (puternice sau severe) (puternice sau severe) –– astfel de perturbaastfel de perturbaţţii mari pot fi ii mari pot fi considerate: scurtcircuconsiderate: scurtcircuitele trifazate, decitele trifazate, deconectările de generatoareonectările de generatoare, , deconectarea de consumatori sau părdeconectarea de consumatori sau părţţi ale rei ale reţţelei de transport.elei de transport.



Stabilitatea la mici perturbaStabilitatea la mici perturbaţţiiii este proprietatea ca, dueste proprietatea ca, după pă apariapariţţia unei perturbaia unei perturbaţţii mici, ii mici, sistemul electric să sistemul electric să îîşşi i regăsească un regim de funcregăsească un regim de funcţţionare identic sau apropiat ionare identic sau apropiat de regimul permanent anterior perturbade regimul permanent anterior perturbaţţiei.iei.Stabilitatea tranzitorieStabilitatea tranzitorie a sistemului electroenergetic este a sistemului electroenergetic este asigurată dacăasigurată dacă, d, după apariupă apariţţia unei perturbaia unei perturbaţţii mari, ii mari, acesta revine acesta revine îîntrntr--un regim permanent acceptabil de un regim permanent acceptabil de funcfuncţţionare.ionare.

ÎÎn ceea ce priven ceea ce priveşşte semnificate semnificaţţia fizică a fenomenului de ia fizică a fenomenului de stabilitate se au stabilitate se au îîn vedere următoarele aspecten vedere următoarele aspecte::–– Stabilitatea unghiului rotoricStabilitatea unghiului rotoric, , definită ca proprietatea definită ca proprietatea

fiecărei mafiecărei maşşini sincrone de aini sincrone de a--şşi păstra sincronismul i păstra sincronismul îîn raport n raport cu celelalte macu celelalte maşşini. Stini. Stabilitatea unghiului rotoric vizează două abilitatea unghiului rotoric vizează două aspecte: aspecte: stabilitatea la mici perturbastabilitatea la mici perturbaţţii ii şşi i stabilitatea stabilitatea tranzitorietranzitorie;;



–– Stabilitatea de tensiuneStabilitatea de tensiune, , definită ca proprietatea sistemului definită ca proprietatea sistemului electroenergetic de a menelectroenergetic de a menţţine un nivel de tensiune acceptabil ine un nivel de tensiune acceptabil îîn nodurile ren nodurile reţţelei elei şşi de a evita colapsul de tensiune; i de a evita colapsul de tensiune; stabilitatea/instabilitatea de tensiunestabilitatea/instabilitatea de tensiune este determinată este determinată îîn n principal de bilanprincipal de bilanţţul puterilor reactive ul puterilor reactive îîn nodurile ren nodurile reţţelei elei electrice;electrice;

–– Stabilitatea frecvenStabilitatea frecvenţţeiei se referă la capacitatea sistemului se referă la capacitatea sistemului electroenergetic de aelectroenergetic de a--şşi meni menţţine frecvenine frecvenţţa a îîntrntr--un domeniu un domeniu dat ca urmare a unei perturbadat ca urmare a unei perturbaţţii importante ii importante îîn funcn funcţţionarea ionarea sa, csa, care poate sau nu să conducă la separarea sistemului are poate sau nu să conducă la separarea sistemului îîn n subsisteme. subsisteme. ÎÎn acest sens,n acest sens, sistemul trebuie să poată men sistemul trebuie să poată menţţine ine echilibrul echilibrul îîntre puterile generate ntre puterile generate şşi cele consumate cu i cele consumate cu pierderi minime ale sarcinii; una dipierderi minime ale sarcinii; una din măsurile de salvare a n măsurile de salvare a stabilităstabilităţţii este descărcarea de sarcinăii este descărcarea de sarcină..



ÎÎntrntr--o primă clasă a stabilităo primă clasă a stabilităţţii de unghi rotoric se ii de unghi rotoric se îînscnscrie rie stabilitatea la mici perturbastabilitatea la mici perturbaţţiiii, , care comportă studiul care comportă studiul stabilităstabilităţţii locale ii locale îîn jurul unui punct de echilibru inin jurul unui punct de echilibru iniţţial.ial.Instabilitatea poate să apară Instabilitatea poate să apară şşi din cauza interaci din cauza interacţţiunilor iunilor dintre frecvendintre frecvenţţele de oscilaele de oscilaţţie ale rotorului ie ale rotorului şşi frecveni frecvenţţa a tensiunii de pe liniile electrice lungi compensate cu tensiunii de pe liniile electrice lungi compensate cu condensatoare condensatoare îîn serie (n serie (datorită unor fenomene de datorită unor fenomene de rezonanrezonanţţăă).).A doua clasă a stabilităA doua clasă a stabilităţţii de unghi este ii de unghi este stabilitateastabilitateatranzitorietranzitorie care se referă la revenirea la un nou regim care se referă la revenirea la un nou regim permanent permanent îîn care majoritatea man care majoritatea maşşinilor sincrone inilor sincrone componente funccomponente funcţţionează ionează “î“în sincronismn sincronism””, d, după ce upă ce sistemul electric a parcurs un regim tranzitoriu datorat sistemul electric a parcurs un regim tranzitoriu datorat apariapariţţiei unei perturbaiei unei perturbaţţii mari (scurtcircuite monofazate, ii mari (scurtcircuite monofazate, bifazate sau trifazate, deconectarea unui grup generator, a bifazate sau trifazate, deconectarea unui grup generator, a unui consumator important sau a unei părunui consumator important sau a unei părţţi din rei din reţţeaua de eaua de transport).transport).



Stabilitatea tranzitorieStabilitatea tranzitorie depinde de starea inidepinde de starea iniţţială de ială de funcfuncţţionare a SEN ionare a SEN şşi de severitatea perturbai de severitatea perturbaţţiei, dar iei, dar menmenţţinerea ei este condiinerea ei este condiţţionată ionată şşi de performani de performanţţele ele protecprotecţţiilor prin relee iilor prin relee şşi ale sistemelor de reglare automatăi ale sistemelor de reglare automată. .



Cazuri posibile ale stabilităţii:a. stabilitate; b. instabilitate la prima oscilaţie; c. instabilitate oscilatorie

Răspunsul sau comportarea sistemului elecRăspunsul sau comportarea sistemului electric după tric după apariapariţţia unei perturbaia unei perturbaţţii mariii mari constă din varia constă din variaţţii importante ii importante ale mărimilor fizice ale mărimilor fizice (unghiurile rotoarelor generatoarelor, (unghiurile rotoarelor generatoarelor, puterile active produse, tensiunile puterile active produse, tensiunile îîn nodurile ren nodurile reţţelei) elei) şşi i este influeneste influenţţat at îîn principal de caracteristicile neliniare n principal de caracteristicile neliniare putereputere--unghi ale maunghi ale maşşinilor sincrone.inilor sincrone.Astfel, Astfel, îîn cazul n cazul instabilităinstabilităţţii la prima oscilaii la prima oscilaţţieie analiza se analiza se efectuează pe un interval de timp de până la efectuează pe un interval de timp de până la 10 s, 10 s, reprezentând reprezentând stabilitatea tranzitorie pe termen scurtstabilitatea tranzitorie pe termen scurt..Dacă se extinde intervalul de timp Dacă se extinde intervalul de timp îîntre 10 s ntre 10 s şşi câteva i câteva minute se consideră domeniul de studiu al minute se consideră domeniul de studiu al stabilităstabilităţţii ii pe termen mediupe termen mediu, iar , iar îîntre câteva minute ntre câteva minute şşi zeci de i zeci de minute domeniul minute domeniul stabilităstabilităţţii pe termen lungii pe termen lung..ÎÎn literatura de specialitate aceste ultime două tipuri de n literatura de specialitate aceste ultime două tipuri de stabilitate au fost clasificate stabilitate au fost clasificate îîn cea de n cea de a treia clasă a treia clasă şşi i anume stabilitatea frecvenanume stabilitatea frecvenţţei ei sau sau de frecvende frecvenţţăă



Instabilitatea sistemului apare din necorelarea dintre Instabilitatea sistemului apare din necorelarea dintre generare generare şşi consum i consum şşi/sau i/sau un reglaj necorespunzător un reglaj necorespunzător al frecvenal frecvenţţei sistemului.ei sistemului.Stabilitatea pe termen mediuStabilitatea pe termen mediu analizează analizează îîn special n special oscilaoscilaţţiile lente de putere iile lente de putere îîntre mantre maşşinile sincrone, inile sincrone, precum precum şşi ale fenomenelor lente asociate variai ale fenomenelor lente asociate variaţţiilor iilor mari de tensiune mari de tensiune şşi frecveni frecvenţţăă..ÎÎn cadrul n cadrul stabilităstabilităţţii pe termen lungii pe termen lung se presupune se presupune existenexistenţţa unei frecvena unei frecvenţţe unice e unice îîn sistem n sistem şşi se studiază i se studiază reacreacţţia centralelor electrice (dinamica cazanelor ia centralelor electrice (dinamica cazanelor îîn n centralele termoelectrice, dinamica vanelor centralele termoelectrice, dinamica vanelor şşi a i a conductelor conductelor îîn centrale hidroelectrice, precum n centrale hidroelectrice, precum şşi i controlul automat al generăriicontrolul automat al generării, protec, protecţţiilor iilor şşi i automatizărilor din centraleautomatizărilor din centrale) la apari) la apariţţia unor modificări ia unor modificări importante importante îîn bilann bilanţţul de puteri produse ul de puteri produse şşi consumate. i consumate.



Un sistem electroenergetic intră Un sistem electroenergetic intră îîntrntr--o stare de o stare de instabilitate de instabilitate de tensiunetensiune când o perturbacând o perturbaţţie ie –– crecreşşterea sarcinii sau o modificare terea sarcinii sau o modificare îîn topologie n topologie –– determină o scădere progresivă determină o scădere progresivă şşi necontrolabilă i necontrolabilă a nivelului de tensiune a nivelului de tensiune îîntrntr--un nod, un nod, îîntrntr--o zonă sau o zonă sau îîn tot n tot sistemul.sistemul.Procesul de Procesul de degradare a tensiuniidegradare a tensiunii este la este la îînceput lent, apoi din nceput lent, apoi din ce ce îîn ce mai rapid n ce mai rapid şşi se produce, i se produce, îîn general,n general, dacă sistemul dacă sistemul funcfuncţţionează ionează îîn vecinătatea limitei de putere transmisibilăn vecinătatea limitei de putere transmisibilă..Principala cauză a fenomenului de Principala cauză a fenomenului de instabilitate de tensiuneinstabilitate de tensiune o o constituie căderile de tensiune datorate circulaconstituie căderile de tensiune datorate circulaţţiei de putere prin iei de putere prin elementele inductive ale reelementele inductive ale reţţelei electrice de transport elei electrice de transport îîn urma:n urma:–– crecreşşterii consumului de putere corelat cu un deficit local sau zonalterii consumului de putere corelat cu un deficit local sau zonal de de

putere reactivăputere reactivă;;–– unor incidente care:unor incidente care:

slăbesc controlul local sau zonal de tensiune slăbesc controlul local sau zonal de tensiune (de(depăpăşşirea limitelor de putere irea limitelor de putere reactivă la unele generatoare reactivă la unele generatoare şşi/sau declani/sau declanşşarea unor grupuri generatoare);area unor grupuri generatoare);slăbesc reslăbesc reţţeaua de transport (declaneaua de transport (declanşşarea de linii electrice, de transformatoare area de linii electrice, de transformatoare sau autotransformatoare, defecte pe barele stasau autotransformatoare, defecte pe barele staţţiilor electrice etc.);iilor electrice etc.);măresc puterea tranzitată prin remăresc puterea tranzitată prin reţţeaua de transport (declaneaua de transport (declanşşarea unor grupuri area unor grupuri generatoare, separarea regeneratoare, separarea reţţelelor).elelor).

–– funcfuncţţionării necorespunzătoare a reglajului sub sarcină a prizelor ionării necorespunzătoare a reglajului sub sarcină a prizelor transformatoarelor electrice.transformatoarelor electrice.



Serviciile tehnice de sistemServiciile tehnice de sistem, la nivelul produc, la nivelul producţţiei iei şşi i transportului, sunt elementtransportului, sunt elementele necesare pentru ele necesare pentru garantarea calităgarantarea calităţţii, sii, securităecurităţţii ii şşi economiei furnizării de i economiei furnizării de electricitate la barele colectoare de la granielectricitate la barele colectoare de la graniţţa dintre a dintre sistemul de transport sistemul de transport şşi cel de distribui cel de distribuţţie.ie.Conceptul de calitate a serviciilorConceptul de calitate a serviciilor este asociat cu este asociat cu menmenţţinea inea îîn limite acceptabile a nivelurilor de tensiune n limite acceptabile a nivelurilor de tensiune şşi frecveni frecvenţţă la punctele de livrareă la punctele de livrare..Conceptul de securitate Conceptul de securitate este legat de continuitatea este legat de continuitatea furnizăriifurnizării..Conceptul de economieConceptul de economie este legat de furnizarea de este legat de furnizarea de electricitate la un cost minim. electricitate la un cost minim.



Pentru menPentru menţţinerea unei exploatări inerea unei exploatări îîn condin condiţţii de ii de siguransiguranţţă Operatorul de Sistem ă Operatorul de Sistem (OS) (OS) trebuie să trebuie să poatăpoată::–– să controleze frecvensă controleze frecvenţţa a îîntre anumite limite;ntre anumite limite;–– să controleze profilul tensiunii să controleze profilul tensiunii îîntre anumite limite;ntre anumite limite;–– să mensă menţţină stabilitatea sistemuluiină stabilitatea sistemului;;–– să prevină suprasarcinile de transportsă prevină suprasarcinile de transport;;–– să restaureze sistemul la nevoiesă restaureze sistemul la nevoie;;–– să asigure rezerve pentru condisă asigure rezerve pentru condiţţii normale de ii normale de

exploatare exploatare şşi să facă fai să facă faţţă situaă situaţţiilor iilor şşi evenimentelor i evenimentelor neprevăzuteneprevăzute..



Serviciile tehnice de sistem sunt:Serviciile tehnice de sistem sunt:–– primareprimare –– îîn cazul sistemelor interconectate,n cazul sistemelor interconectate, este utilizată este utilizată îîn cazul n cazul

decuplării unui mare producătordecuplării unui mare producător. . ÎÎn acest caz,n acest caz, responsabilitatea responsabilitatea revine unui producător foarte mare revine unui producător foarte mare şşi elementelor de transport;i elementelor de transport;

–– secundaresecundare –– utilizarea acestei rezerve se datorează uneia sau mai utilizarea acestei rezerve se datorează uneia sau mai multor cauze: sarcini reprezentând deviamultor cauze: sarcini reprezentând deviaţţii semnificative ii semnificative şşi/sau i/sau majore de la programele lor, avarii ale elementelor de majore de la programele lor, avarii ale elementelor de producproducţţie/transport, blocuri generatoare careie/transport, blocuri generatoare care--şşi schimbă brusc i schimbă brusc nivelul de producnivelul de producţţie ie îîn tranzin tranziţţia de la o oră la alta realizarea pentru ia de la o oră la alta realizarea pentru realizarea programelor lor, adirealizarea programelor lor, adică tranzică tranziţţii fără creii fără creşşteri liniare.teri liniare.

–– terterţţiareiare –– se datorează distribuitorilor se datorează distribuitorilor şşi cererilor cu erori de i cererilor cu erori de prognoză a sarcinilorprognoză a sarcinilor, de, deşşi avariile la nivelul produci avariile la nivelul producţţiei iei şşi/sau i/sau al al transportului necesită transportului necesită şşi ele acest serviciu; i ele acest serviciu;

–– controlului de tensiunecontrolului de tensiune –– măsurile devin necesare atunci când măsurile devin necesare atunci când există distribuitoriexistă distribuitori/consumatori cu factori deficien/consumatori cu factori deficienţţi de energie i de energie şşi cu i cu importante modificări de sarcinăimportante modificări de sarcină, s, sistemul de transport, produistemul de transport, producătoricători;;

–– pornirea la recepornirea la rece –– avarii ale blocurilor generatoare avarii ale blocurilor generatoare mari/elementelor de transport pot duce la o mari/elementelor de transport pot duce la o îîntrerupere parntrerupere parţţială sau ială sau totală a sistemuluitotală a sistemului..



Controlul fluxului de putere activă se Controlul fluxului de putere activă se desfădesfăşşoară prinoară prin::–– ““energia dinamicăenergia dinamică”” furnizată de o parte dintre furnizată de o parte dintre

centralele participante la produccentralele participante la producţţie pentru:ie pentru:reglajul rereglajul reţţelei prin manevrarea automată sau manuală a elei prin manevrarea automată sau manuală a grupurilor grupurilor îîn funcn funcţţiune;iune;intervenintervenţţii cu putere de rezervă ii cu putere de rezervă îîn situan situaţţiile de perturbaiile de perturbaţţie ie incidentală a sarciniiincidentală a sarcinii..

–– ““potenpotenţţialul puterii de rezervăialul puterii de rezervă”” care corespunde care corespunde puterii disponibile puterii disponibile îîn grupurile:n grupurile:

îîncărcate cu sarcină activă parncărcate cu sarcină activă parţţialăială;;îîn situan situaţţia dinamică de aia dinamică de aşşteptare (grupurile teptare (grupurile îîn n compensator sincron, grupuri reversibile);compensator sincron, grupuri reversibile);grupuri oprite.grupuri oprite.



ÎÎn cele ce urmeazăn cele ce urmează, s, se vor prezenta următorii e vor prezenta următorii termeni, care ptermeni, care prezintă controlul unui sistem rezintă controlul unui sistem energetic pentru a se asigura funcenergetic pentru a se asigura funcţţionarea optimă a ionarea optimă a acestuia acestuia şşi evitarea dereglărilori evitarea dereglărilor::Controlul activ de tensiune Controlul activ de tensiune –– frecvenfrecvenţţăă –– îîn vederea n vederea menmenţţinerii frecveninerii frecvenţţei ei îîn limite acceptabile ale valorii n limite acceptabile ale valorii sale nominale, sistemele energetice moderne sunt sale nominale, sistemele energetice moderne sunt echipate cu sisteme automate de urmărire a sarciniiechipate cu sisteme automate de urmărire a sarcinii..Aceste dispozitive de control Aceste dispozitive de control îîncearcă să echilibreze ncearcă să echilibreze îîn timp real atât producn timp real atât producţţia cât ia cât şşi cererea de i cererea de electricitate.electricitate.



ÎÎn funcn funcţţie de diferitele scări de timp implicateie de diferitele scări de timp implicate, p, poate fi definită o oate fi definită o ierarhie de control cu ierarhie de control cu 3 niveluri3 niveluri::–– control primarcontrol primar –– este un control local, automat al vitezei este un control local, automat al vitezei

generatorului, realizat de generatorului, realizat de regulatorul de vitezăregulatorul de viteză, ac, acţţionând asupra ionând asupra vanelor de control care reglează debitul de apăvanelor de control care reglează debitul de apă/abur /abur care intră care intră îîn n turbinăturbină..Când viteza generatorului creCând viteza generatorului creşşte, vana de control reduce debitul te, vana de control reduce debitul intrat intrat îîn turbină diminuând puterea mecanicăn turbină diminuând puterea mecanică. Un efect invers se . Un efect invers se obobţţine când are loc o reducere a vitezei. Raportul dintre devierea ine când are loc o reducere a vitezei. Raportul dintre devierea de la viteza nominală de la viteza nominală şşi crei creşşterea energiei rezultate este cunoscut terea energiei rezultate este cunoscut sub numele de sub numele de droopdroop, c, caracteristică intrinsecă a regulatorului de aracteristică intrinsecă a regulatorului de vitezăviteză. Ac. Acţţiune acestuia joacă un rol cheie iune acestuia joacă un rol cheie îîn menn menţţinerea frecveninerea frecvenţţei ei cât mai aproape de valoarea sa nominalăcât mai aproape de valoarea sa nominală, evitând devieri , evitând devieri semnificative de al aceasta. Caracteristsemnificative de al aceasta. Caracteristica dinamică a acestui ica dinamică a acestui control se situează control se situează îîntrntr--un interval de câteva secunde. un interval de câteva secunde. Tot sistem primar de control poate fi considerat Tot sistem primar de control poate fi considerat şşi serviciul de load i serviciul de load shedding, asigurat de relee de frecvenshedding, asigurat de relee de frecvenţţă minimăă minimă. Acestea sunt . Acestea sunt instalate de serviciile publice de electricitate la reinstalate de serviciile publice de electricitate la reţţelele lor de elele lor de distribudistribuţţie ie şşi practic deconectează consumatorii i practic deconectează consumatorii îîn cazul n cazul îîn care n care frecvenfrecvenţţa iese din limitele stabilite. a iese din limitele stabilite.



–– control secundarcontrol secundar –– este un control automat asigurat de este un control automat asigurat de criteriul zonei de control, realizat de CAP (control automat al criteriul zonei de control, realizat de CAP (control automat al producproducţţiei). Aciei). Acesta emite semnale sub formă de impulsuri la esta emite semnale sub formă de impulsuri la mai mulmai mulţţi producători amplasai producători amplasaţţi i îîn zonele de control cu n zonele de control cu scopul de a readuce frecvenscopul de a readuce frecvenţţa la valoarea ei nominalăa la valoarea ei nominală, dar , dar şşi i de a recupera rezerva primară de a recupera rezerva primară (inclusiv nivelul rezervei (inclusiv nivelul rezervei primare asigurat de zonele de control extern prin liniile de primare asigurat de zonele de control extern prin liniile de intreconexiune). Scala timpuluintreconexiune). Scala timpului acestui control variază i acestui control variază îîntre 5 ntre 5 şşi 15 minute. i 15 minute.

–– control tercontrol terţţiariar -- este un control este un control îîn buclă deschisă asigurat n buclă deschisă asigurat de OS pentru a restaura nivelul de rezervă secundară de OS pentru a restaura nivelul de rezervă secundară şşi de a i de a aduce sistemul la condiaduce sistemul la condiţţii optime de funcii optime de funcţţionare din punct de ionare din punct de vedere economic. Scala timpului acestui control este mai vedere economic. Scala timpului acestui control este mai mare 15 minute.mare 15 minute.



Controlul tensiunii Controlul tensiunii şşi managementul puterii reactivei managementul puterii reactive ––îîn vederea menn vederea menţţinerii unui profil adecvat al tensiunii inerii unui profil adecvat al tensiunii îîn n sistemul de transport, din pusistemul de transport, din punct de vedere al calitănct de vedere al calităţţii ii furnizării furnizării şşi al sigurani al siguranţţei, sistemele energetice sunt ei, sistemele energetice sunt echipate cu dispozitive de management al puterii echipate cu dispozitive de management al puterii reactive/control al tensiunii:reactive/control al tensiunii:–– control primarcontrol primar –– este un control automat local realizat de este un control automat local realizat de

RAT (regulatorul automat de tensiune) generatorului care RAT (regulatorul automat de tensiune) generatorului care reglează nivelul tensiunii la bara colectoare a bloculuireglează nivelul tensiunii la bara colectoare a blocului, , acacţţionând asupra sistemului de excitaionând asupra sistemului de excitaţţie care alimentează cu ie care alimentează cu curent continuu rotorul. Se produce o variacurent continuu rotorul. Se produce o variaţţiei iei îîn sensul n sensul crecreşşterii/descreterii/descreşşterii puterii reactive care permite readucerea terii puterii reactive care permite readucerea nivelului de tensiune la valoarea prescrisănivelului de tensiune la valoarea prescrisă..Caracteristica dinamică a acestui control se situează Caracteristica dinamică a acestui control se situează îîntrntr--un un interval de câteva secunde.interval de câteva secunde.



–– control secundarcontrol secundar –– acest tip de control automat, care acest tip de control automat, care îîn n prezent funcprezent funcţţionează numai ionează numai îîn sistemele energetice din n sistemele energetice din FranFranţţa a şşi Italia,i Italia, coordonează injec coordonează injecţţiile de putere reactivă ale iile de putere reactivă ale mai multor blocuri pe criterii zonale mai multor blocuri pe criterii zonale îîn vederea regularizării n vederea regularizării tensiunii la anumite bare colectoare de sarcinătensiunii la anumite bare colectoare de sarcină, numite bare , numite bare colectoare pilot. El permite un control mai bun al colectoare pilot. El permite un control mai bun al îîntregului ntregului profil de tensiune al transportului.profil de tensiune al transportului.Scala timpului acestui control variază Scala timpului acestui control variază îîntre 2 ntre 2 şşi 5 minute.i 5 minute.

–– controlul tercontrolul terţţiariar –– este un control centralizat este un control centralizat îîn buclă n buclă deschisă care vizează realizarea optimizării profilului global deschisă care vizează realizarea optimizării profilului global de tensiune al transportului din punct de vedere economic de tensiune al transportului din punct de vedere economic şşi i al siguranal siguranţţei.ei.Scala timpului acestui control este Scala timpului acestui control este îîn limita a cel pun limita a cel puţţin 1 in 1 orăoră..



Pornirea la recePornirea la rece –– îîntreruperea completă a sistemului este ntreruperea completă a sistemului este un eveniment neobiun eveniment neobişşnuit, dar operatorul de renuit, dar operatorul de reţţea trebuie să ea trebuie să elaboreze o prevedere privind repornirea sistemului elaboreze o prevedere privind repornirea sistemului energetic energetic îîn cazul n cazul îîn care acest lucru se n care acest lucru se îîntâmplăntâmplă..Capacitatea de a face acest lucru se numeCapacitatea de a face acest lucru se numeşşte te „„pornire la pornire la recerece””..Operatorul de reOperatorul de reţţea trebuie să specifice cerinea trebuie să specifice cerinţţele de ele de pornire la rece pentru sistem pornire la rece pentru sistem şşi să se asigure că există i să se asigure că există suficiensuficienţţă capacitate de producă capacitate de producţţie pentru furnizarea ei ie pentru furnizarea ei permanentăpermanentă..ÎÎn vederea pornirii la rece grupurile generatoare trebuie să n vederea pornirii la rece grupurile generatoare trebuie să realizeze pornirea sistemului energetic fără alimentări de realizeze pornirea sistemului energetic fără alimentări de energie de la reenergie de la reţţea.ea.FuncFuncţţia pornirii la rece include ia pornirii la rece include şşi pregătirea de instruci pregătirea de instrucţţiuni iuni detaliate pentru todetaliate pentru toţţi participani participanţţii implicaii implicaţţi i îîn activitatea de n activitatea de furnizare de electricitate care trebuie respectate furnizare de electricitate care trebuie respectate îîn cazul n cazul unei opriri totale a sistemului. unei opriri totale a sistemului.



FuncFuncţţiile dinamice (reglajele primare, secundare, teriile dinamice (reglajele primare, secundare, terţţiare) iare) şşi i rezerva de putere ca rezerva de putere ca şşi funci funcţţiile cinetice (uriile cinetice (urmărirea mărirea şşi acoperirea i acoperirea sarcinii programate) nu sunt independente; sunt interactive sarcinii programate) nu sunt independente; sunt interactive şşi se i se îînlănnlănţţuiesc.uiesc.

Astfel, urAstfel, urmărirea curbei de sarcină este un program de acoperire mărirea curbei de sarcină este un program de acoperire a sarcinilor a sarcinilor îîntrntr--un anumit interval de timp, corectat un anumit interval de timp, corectat îîn timp real n timp real îîn funcn funcţţie de ecarturile aleatoare de la starea de echilibru a ie de ecarturile aleatoare de la starea de echilibru a sistemului prin acsistemului prin acţţionarea diferitelor reglaje.ionarea diferitelor reglaje.

Este de aEste de aşşteptat ca, teptat ca, îîn următorii anin următorii ani, reglajele rapide , reglajele rapide îîn sistemul n sistemul energetic românesc (primar, secundar, terenergetic românesc (primar, secundar, terţţiar) iar) să totalizeze o să totalizeze o putere necesară putere necesară îîn orele de vârf de 1.100n orele de vârf de 1.100……1.600 MW. Grupurile 1.600 MW. Grupurile care pot care pot îîndeplini aceste funcndeplini aceste funcţţii trebuie să fie elastice ii trebuie să fie elastice îîn n exploatare (din punctexploatare (din punct de vedere al mărimii benzii de reglaj de vedere al mărimii benzii de reglaj, al , al vitezei de reacvitezei de reacţţie la consum, al gradientului la variaie la consum, al gradientului la variaţţiile de iile de sarcinăsarcină, a, al numărului de solicitări admisel numărului de solicitări admise) fiabile ) fiabile şşi cu costuri de i cu costuri de producproducţţie cât mai reduse.ie cât mai reduse.



10. Folosin10. Folosinţţe de apăe de apă

10.1 G10.1 Generalităeneralităţţii10.2 C10.2 Clasificări ale folosinlasificări ale folosinţţelor de apăelor de apă10.3 Fluxul apei 10.3 Fluxul apei îîn cadrul unei folosinn cadrul unei folosinţţee10.4 Probabilitatea de satisfacere a folosin10.4 Probabilitatea de satisfacere a folosinţţelor elor de apăde apă

1/15/20071/15/2007 Cap.10 FolosinCap.10 Folosinţţe de apăe de apă 11

10.1 G10.1 GeneralităeneralităţţiiFactor primordial al vieFactor primordial al vieţţii pe Terra, apa este ii pe Terra, apa este şşi factor major al i factor major al condicondiţţiilor de confort iilor de confort îîn clădirin clădiri..Apa este substanApa este substanţţă minerală cu cea mai mare răspândire pe ă minerală cu cea mai mare răspândire pe suprafasuprafaţţa pământuluia pământului, c, constituind, hidrosferonstituind, hidrosfera.a.Se estimează că are un volum de Se estimează că are un volum de 1.3701.370··101066 kmkm33, din care mai , din care mai pupuţţin de un milion in de un milion îîl constituie apa dulce l constituie apa dulce -- fluvii, lacuri, ape fluvii, lacuri, ape subterane; calotele polare subterane; calotele polare îînglobează ccanglobează cca. 25. 25··101066 kmkm33 gheagheaţţăă; ; de asemenea se estimează existende asemenea se estimează existenţţa a 50.000 kma a 50.000 km33 apă dulce apă dulce, , iar al precipitaiar al precipitaţţiilor deasupra pământului iilor deasupra pământului (continentelor) la (continentelor) la 120.000 km120.000 km33..Se apreciază că apa dulce reprezintă ccaSe apreciază că apa dulce reprezintă cca. 0. 0,32% ,32% din apa de pe din apa de pe glob, adiglob, adică ccacă cca. 4,292. 4,292··101066 kmkm33, din care 0,126, din care 0,126··101066 kmkm33 îîi i constituie apa de suprafaconstituie apa de suprafaţţăă, respectiv 4,166, respectiv 4,166··101066 kmkm33 sunt sub sunt sub formă de apă freatică până la ccaformă de apă freatică până la cca. 800 m adâncime.. 800 m adâncime.


Apa este constituentul principal pentru materia vie Apa este constituentul principal pentru materia vie acumulând valoarea medie de 80% din compoziacumulând valoarea medie de 80% din compoziţţia ia acesteia (60acesteia (60÷÷70% la animalele superioare, 98% la unele 70% la animalele superioare, 98% la unele animale marine animale marine -- meduze, unele clase de alge, respectiv meduze, unele clase de alge, respectiv 50% la unele bacterii). 50% la unele bacterii). Dacă se mai Dacă se mai ţţine seama de consumul global de apă ine seama de consumul global de apă (gospo(gospodărescdăresc, industrial, agricol etc.) de 250 m, industrial, agricol etc.) de 250 m33/an om /an om (100 m(100 m33/an om /an om îîn n ţţările subdezvoltate ările subdezvoltate şşi până la i până la 1.500 1.500 mm33/an om /an om îîn S.U.A.) se evidenn S.U.A.) se evidenţţiază iază "setea" "setea" de apă a de apă a planetei.planetei.Indiferent de structura, gazoaIndiferent de structura, gazoasăsă, l, lichidă sau solidăichidă sau solidă, omul , omul folosefoloseşşte apa te apa îîn activităn activităţţile sale (avile sale (având totodată obligaând totodată obligaţţia ia de a o proteja de a o proteja îîn permanenn permanenţţăă).).


Scopurile Scopurile îîn care este folosită apa de către om sunt multiplen care este folosită apa de către om sunt multiple, , acoperind o gamă largă de necesităacoperind o gamă largă de necesităţţi/folosini/folosinţţe cum sunt:e cum sunt:–– cele gospodărecele gospodăreşşti ti şşi publice (prepararea hranei, i publice (prepararea hranei, îîntrentreţţinerea igienei inerea igienei

personale personale şşi familiale,i familiale, fântâni cu jocuri de apă fântâni cu jocuri de apă, stropit etc.);, stropit etc.);–– vaporizarea (la unele tipuri de cazane, umidificarea aerului);vaporizarea (la unele tipuri de cazane, umidificarea aerului);–– schimbul termic (instalaschimbul termic (instalaţţiile de iile de îîncălzire ncălzire şşi de răcirei de răcire, condensarea , condensarea

vaporilor);vaporilor);–– spălarea gazelor spălarea gazelor (protec(protecţţia atmosfericăia atmosferică, siderurgie, incinerare);, siderurgie, incinerare);–– spălarea produselor solide spălarea produselor solide (agricole, minereuri);(agricole, minereuri);–– transportul materialelor solide (industria transportul materialelor solide (industria hârtiei, miniehârtiei, minierără, a, agrogro--alimentarăalimentară, ,

transportul cenutransportul cenuşşei etc.);ei etc.);–– curăcurăţţiri /priri /pregătiri de suprafeegătiri de suprafeţţe (e (industria semiconductoarelor, microindustria semiconductoarelor, micro--

electronicăelectronică, tratarea suprafe, tratarea suprafeţţelor, vopsitorii etc.);elor, vopsitorii etc.);–– transportul de ioni (transportul de ioni (băi galvanicebăi galvanice, , tăieri cu jet fluid apostăieri cu jet fluid apos););–– combaterea incendiilor (acolo undcombaterea incendiilor (acolo unde apa nu este contraindicatăe apa nu este contraindicată););–– extincextincţţii /prevenirea aprinderii (cocserii, oii /prevenirea aprinderii (cocserii, oţţelăriielării, g, granulăriranulări, industria , industria

laptelui);laptelui);–– menmenţţinerea presiunii (recupinerea presiunii (recuperarea "secunerarea "secundarădară" a " a ţţiiţţeiului);eiului);–– asigurarea energiei cinetice (decalaminarea oasigurarea energiei cinetice (decalaminarea oţţelurilor, procese de elurilor, procese de

granulare);granulare);–– componentă a produselor componentă a produselor (industria (industria alimentarăalimentară, a, agroalimentară etcgroalimentară etc.)..).


Din punct de vedere calitativ apa utilizată Din punct de vedere calitativ apa utilizată îîn diverse folosinn diverse folosinţţe e poate fi:poate fi:–– tratată tratată (potabi(potabilălă, d, dedurizatăedurizată, d, demineralizată etcemineralizată etc.);.);–– parparţţial tratată ial tratată (denisipa(denisipatătă, d, decantată etcecantată etc.);.);–– naturală naturală (netrata(netratatătă).).

Utilizarea apei poate fi considerată cu consum totalUtilizarea apei poate fi considerată cu consum total, consum , consum parparţţial sau fără consumial sau fără consum, d, după folosire rezultând apa de upă folosire rezultând apa de scurgere, uzascurgere, uzată tă (normal (normal sau puternic impurificatăsau puternic impurificată) ) şşi/sau i/sau convenconvenţţional curatăional curată..Dintre utilizatorii de apăDintre utilizatorii de apă, categoria instala, categoria instalaţţiilor pentru construciilor pentru construcţţii ii ocupă un loc de maximă prioritate ocupă un loc de maximă prioritate şşi importani importanţţă prin implicaă prin implicaţţiile iile directe asupra calitădirecte asupra calităţţii vieii vieţţii.ii.


Sub forma lichidă apa se utilizează Sub forma lichidă apa se utilizează îîn/prin instalan/prin instalaţţiile sanitare iile sanitare (apa rece (apa rece şşi caldăi caldă), instala), instalaţţiile de iile de îîncălzire ncălzire şşi de răcirei de răcire..CondiCondiţţiile de utilizare, iile de utilizare, îîn aceste instalan aceste instalaţţii, pii, pentru apă sunt de entru apă sunt de ordin cantitativ ordin cantitativ şşi calitativ.i calitativ. La alegerea sursei de apă se au La alegerea sursei de apă se au îîn n vedere criterii economice, dispvedere criterii economice, disponibilul de apă din zonăonibilul de apă din zonă, , compatibilitatea apei cu scopul utilizării compatibilitatea apei cu scopul utilizării (duritate, (duritate, temperaturătemperatură, , pH, oxigen dizolvat, conpH, oxigen dizolvat, conţţinutul de substaninutul de substanţţe e îîn suspensie n suspensie şşi i coloidale, alcalinitatea, substancoloidale, alcalinitatea, substanţţele organice, carbonul organic ele organice, carbonul organic total etc.).total etc.).

FuncFuncţţionalitatea sistemelor este apreciată prin parametri ce ionalitatea sistemelor este apreciată prin parametri ce caracterizează exploatareacaracterizează exploatarea: d: debit, vitebit, vitezăeză, p, presiune, temperresiune, temperaturăatură, , putere caloricăputere calorică/refrigeren/refrigerentătă, debit de evaporare, debit de adaos, , debit de evaporare, debit de adaos, gradul de mineralizare, timp de folosire, grad de asigurare etc.gradul de mineralizare, timp de folosire, grad de asigurare etc.


CirculaCirculaţţia apei este asigurată prin instalaia apei este asigurată prin instalaţţiile constituite din iile constituite din sisteme de conducte, echipamente tehnice (rezervoare, sisteme de conducte, echipamente tehnice (rezervoare, recipiente, obiecte srecipiente, obiecte sanitare, schimanitare, schimbătoare de căldurăbătoare de căldură, , echipamente de ridicare a presiunii etc.) echipamente de ridicare a presiunii etc.) şşi aparatura de reglaj,i aparatura de reglaj, măsură măsură şşi control (excepi control (excepţţie face circulaie face circulaţţia "lia "liberăiberă" a vaporilor din " a vaporilor din îîncăperincăperi) ) îîn timp, aceasta circulan timp, aceasta circulaţţie poate fi afectată negativ de ie poate fi afectată negativ de calitatea apei (sau transformarea acesteia pe durata funccalitatea apei (sau transformarea acesteia pe durata funcţţionăriiionării) ) datoritădatorită::–– impurităimpurităţţilor conilor conţţinute;inute;–– precipitării unor săruri pe suprafeprecipitării unor săruri pe suprafeţţele (metalice) de contact;ele (metalice) de contact;–– coroziunii;coroziunii;–– dezvoltării dezvoltării (prolife(proliferăriirării) biologice.) biologice.

După utilizareDupă utilizare, i, indiferent de calitatea rezultatăndiferent de calitatea rezultată, a, apa este pa este colectată colectată şşi evacuată prin sistemele de evacuarei evacuată prin sistemele de evacuare, separate , separate pentru ape uzate pentru ape uzate şşi meteorice.i meteorice.


Apa este un bun, o valoare de importanApa este un bun, o valoare de importanţţă vitalăă vitală, c, care trebuie să are trebuie să fie prefie preţţuităuită, p, protejatărotejată, e, economisităconomisită..Apa trebuie să fie gospodărită raApa trebuie să fie gospodărită raţţional, pentru a aduce beneficii ional, pentru a aduce beneficii utilizatorilor, altfel poate provoca disconfort sau poate deveniutilizatorilor, altfel poate provoca disconfort sau poate deveni dăunătoaredăunătoare..

ConstrucConstrucţţiile hidrotehnice sunt lucrări complexe care se execută iile hidrotehnice sunt lucrări complexe care se execută atât pentru folosirea resurselor de apă atât pentru folosirea resurselor de apă îîn diverse scopuri, cât n diverse scopuri, cât şşi i pentru combaterea efectelor distructive ale apei. Prin realizarepentru combaterea efectelor distructive ale apei. Prin realizarea a acestora, se uracestora, se urmăremăreşşte te folosirea apei folosirea apei îîn scopuri precumn scopuri precum::–– alimentarea cu apă potabilă alimentarea cu apă potabilă şşi industrialăi industrială; ; –– producerea de energie electricăproducerea de energie electrică; ; –– irigairigaţţii; ii; –– atenuarea viiturilor; atenuarea viiturilor; –– lucrări de apărare lucrări de apărare şşi drenare; i drenare; –– dezvoltarea transportului pe apădezvoltarea transportului pe apă, a pisciculturii , a pisciculturii şşi a sporturilor nautice; i a sporturilor nautice; –– ameliorarea microclimatului ameliorarea microclimatului şşi a mediului i a mediului îînconjurătornconjurător. .


Clasificarea construcClasificarea construcţţiilor hidrotehnice: iilor hidrotehnice: –– după specificul folosindupă specificul folosinţţei:ei: constructii energetice constructii energetice, d, de alimentare cu e alimentare cu

apăapă, p, portuare, de traortuare, de transport, de ansport, de apărarepărare, piscicole, de agrement; , piscicole, de agrement; –– după importandupă importanţţăă: : economică economică şşi socialăi socială; ; –– după după îînsemnătatea funcnsemnătatea funcţţionalăională: : construcconstrucţţii principale ii principale şşi secundare; i secundare; –– după durata de funcdupă durata de funcţţionare:ionare: construcconstrucţţii permanente ii permanente şşi provizorii. i provizorii.

BarajulBarajul reprezintă orice lucrare hidrotehnicăreprezintă orice lucrare hidrotehnică, a, având o structură vând o structură existentă sau propusăexistentă sau propusă, c, care este capabilă să asigure acumularea are este capabilă să asigure acumularea permanentă sau nepermanentă de apăpermanentă sau nepermanentă de apă, de de, de deşşeuri industriale lichide euri industriale lichide sau solide depuse subacvatic (disau solide depuse subacvatic (din industria chimicăn industria chimică, i, industria ndustria energetică energetică şşi din iazurile de decantare din industria minierăi din iazurile de decantare din industria minieră), ), a căror a căror rupere poate produce pierderea necontrolată a conrupere poate produce pierderea necontrolată a conţţinutului acumulat, inutului acumulat, cu efecte negative deosebit de importante asupra mediului socialcu efecte negative deosebit de importante asupra mediului social, , economic economic şşi/sau natural i/sau natural (defini(definiţţie conie conţţinută inută îîn Ordonann Ordonanţţa de Urgena de Urgenţţă nră nr. . 244/2000 privind siguran244/2000 privind siguranţţa barajelor).a barajelor).


România este o România este o ţţară cu tradiară cu tradiţţie ie îîn construcn construcţţia barajelor.ia barajelor.ÎÎn prima jumătate a secolului XX n prima jumătate a secolului XX îîncepe execuncepe execuţţia construcia construcţţiilor iilor hidrotehnice moderne, bazate pe o concephidrotehnice moderne, bazate pe o concepţţie ie şştiintiinţţifică ifică inginereascăinginerească..ÎÎn anul 1928, spre exemplu, n anul 1928, spre exemplu, îîn România nu existau decât câteva n România nu existau decât câteva baraje modeste, dintre care doar trei puteau fi baraje modeste, dintre care doar trei puteau fi îîncadrate ncadrate îîn n categoria "baraje mari". Apoi, categoria "baraje mari". Apoi, îîn decurs de 70 de ani, sn decurs de 70 de ani, s--au au construit 238 de mari baraje. Din acest punct de vedere, construit 238 de mari baraje. Din acest punct de vedere, ţţara ara noastră se situează pe locul noastră se situează pe locul 19 19 îîn lume.n lume.ÎÎncepând cu anul 1975, barajele ncepând cu anul 1975, barajele şşi lacurile de acumulare au fost i lacurile de acumulare au fost îîncadrate ncadrate îîn scheme cadru de amenajare complexă n scheme cadru de amenajare complexă şşi i gospodarire a apelor, având drept scop utilizarea acestora gospodarire a apelor, având drept scop utilizarea acestora pentru multiple folosinpentru multiple folosinţţe. e.

Managementul integrat al resurselor de apă depinde de Managementul integrat al resurselor de apă depinde de colaborarea colaborarea şşi parteneriatele la toate nivelele, pe baza unei i parteneriatele la toate nivelele, pe baza unei conconşştientizări sociale mai largi privind necesitatea asigurării tientizări sociale mai largi privind necesitatea asigurării securităsecurităţţii apei ii apei şşi gospodăririi durabile a resurselori gospodăririi durabile a resurselor. .


ÎÎn conformitate cu Legea nr. 466/2001 n conformitate cu Legea nr. 466/2001 –– Legea privind siguranLegea privind siguranţţa a barajelor, toate barajele de retenbarajelor, toate barajele de retenţţie se ie se îîmpart, din punctul de mpart, din punctul de vedere al riscului asociat barajului, vedere al riscului asociat barajului, îîn 4 categorii de importann 4 categorii de importanţţăă::–– A A –– baraj de importanbaraj de importanţţă excepă excepţţionalăională;;–– B B –– baraj de importanbaraj de importanţţă deosebităă deosebită;;–– C C –– baraj de importanbaraj de importanţţă normalăă normală;;–– D D –– baraj de importanbaraj de importanţţă redusăă redusă Acumulare a unui curs de apă Acumulare a unui curs de apă îîn bazine n bazine

amenajate.amenajate.


35 1284

143 13584 110 148

378

270

13045 41 85 123122 61

433

108154

90 72 64

382293

209

7869

17690

464512

095

190285380475570

SOMES-TISA

MURES CERNA-JIU ARGES SIRET DOBROGEA

Bazine hidrografice

nr. b

araj

Categoria A+B Categoria C+D Total baraje

Situaţia barajelor din România pe clase de importanţă şi bazine hidrografice

ÎÎn exploatare sunt cca.n exploatare sunt cca. 2 2.000 .000 baraje care realizează retenbaraje care realizează retenţţii ii permanente permanente şşi nepermanente de api nepermanente de apǎǎ, din care 86% pentru , din care 86% pentru retenretenţţii permanente de apii permanente de apǎǎ, iar 14% pentru reten, iar 14% pentru retenţţii ii nepermanente, cu scopul enepermanente, cu scopul exclusiv de apărare xclusiv de apărare îîmpotriva mpotriva inundainundaţţiilor.iilor.Din cele aproximativ 220 de baraje Din cele aproximativ 220 de baraje şşi diguri care realizează i diguri care realizează depozite de dedepozite de deşşeuri industriale, 44% sunt euri industriale, 44% sunt îîncadrate ncadrate îîn n categoriile de importancategoriile de importanţǎţǎ A A şşi B, 56% sunt iazuri de decantare a i B, 56% sunt iazuri de decantare a sterilului, bataluri din industria chimicsterilului, bataluri din industria chimicǎǎ, bataluri din zootehnie, , bataluri din zootehnie, halde de zgurhalde de zgurǎǎ şşi cenui cenuşǎşǎ si altele.si altele.ÎÎn categoria lucrărilor hidrotehnice specialen categoria lucrărilor hidrotehnice speciale, a, au fost inventariate u fost inventariate cca. 30cca. 300 d0 de lucrărie lucrări, din care 94 sunt , din care 94 sunt îîncadrate ncadrate îîn categoriile de n categoriile de importanimportanţǎţǎ A A şşi B, 113 sunt centrale hidroelectrice sau i B, 113 sunt centrale hidroelectrice sau microhidrocentrale din frontul barat, 47 conducte formicrohidrocentrale din frontul barat, 47 conducte forţţate, 112 ate, 112 derivaderivaţţii de apii de apǎǎ îîn rambleu sau mixt, 3 ecluze n rambleu sau mixt, 3 ecluze şşi 22 de i 22 de rezervoare de aprezervoare de apǎǎ supraterane.supraterane.


ÎÎn etapa actualăn etapa actuală, g, gospodărirea durabilă a apei se realizează nu numai ospodărirea durabilă a apei se realizează nu numai prin lucrări prin lucrări şşi măsuri tehnicei măsuri tehnice, institu, instituţţionale ionale şşi legislative specifice i legislative specifice domeniului, dar domeniului, dar şşi prin promovarea participării tuturor celor implicai prin promovarea participării tuturor celor implicaţţi, i, ca ca parte consultantă a procesului de luare a decizieiparte consultantă a procesului de luare a deciziei. .

Gospodărirea apelorGospodărirea apelor reprezintă activită reprezintă activităţţile care, printrile care, printr--un ansamblu un ansamblu de mijloace tehnice de mijloace tehnice şşi măsuri legislativei măsuri legislative, economice , economice şşi administrative i administrative conduc la cunoaconduc la cunoaşşterea, utilizarea, valorificarea raterea, utilizarea, valorificarea raţţionalăională, men, menţţinerea inerea sau sau îîmbunătămbunătăţţirea resurselor de apă pentru satisfacerea nevoilor irea resurselor de apă pentru satisfacerea nevoilor sociale sociale şşi economice, la proteci economice, la protecţţia ia îîmpotriva epuizării mpotriva epuizării şşi poluării acestor i poluării acestor resurse, precum resurse, precum şşi la prevenirea i la prevenirea şşi combaterea aci combaterea acţţiunilor distructive ale iunilor distructive ale apelor.apelor.Gospodărirea apelorGospodărirea apelor se desfăse desfăşşoară oară şşi se bazează pe cunoai se bazează pe cunoaşşterea terea şştiintiinţţificăifică, c, complexăomplexă, c, cantitativă antitativă şşi calitativă a resurselor de apă ale i calitativă a resurselor de apă ale ţţăriiării, , realizată printrrealizată printr--o activitate unitară o activitate unitară şşi permanentă de supravegherei permanentă de supraveghere, , observaobservaţţii ii şşi măsurători asupra fenomenelor hidrometeorologice i măsurători asupra fenomenelor hidrometeorologice şşi i resurselor de apăresurselor de apă, inclusiv de prognozare a evolu, inclusiv de prognozare a evoluţţiei naturale a iei naturale a acestora, ca acestora, ca şşi a evolui a evoluţţiei lor sub efectele antropice, precum iei lor sub efectele antropice, precum şşi prin i prin cercetări multidisciplinarecercetări multidisciplinare..


Gospodărirea apelorGospodărirea apelor reprezintă ansamblul de activităreprezintă ansamblul de activităţţi i desfădesfăşşurate pentru realizarea următoarelor scopuriurate pentru realizarea următoarelor scopuri::–– satisfacerea necesităsatisfacerea necesităţţilor de apă ale activităilor de apă ale activităţţii umane, prin folosirea ii umane, prin folosirea

raraţţională a resurselor de apă de suprafaională a resurselor de apă de suprafaţţă ă şşi subterane;i subterane;–– combaterea efectelor dăunătoare ale apelor combaterea efectelor dăunătoare ale apelor (inunda(inundaţţii, eii, exces de xces de

umiditate, modifiumiditate, modificări morfologice nefavorabilecări morfologice nefavorabile, , sărăturarea soluluisărăturarea solului, , băltiri etcbăltiri etc.);.);

–– protecprotecţţia resurselor de apă ia resurselor de apă îîmpotriva poluării mpotriva poluării şşi a epuizării i a epuizării cantitative.cantitative.

Aceste trei scopuri sunt interdependente.Aceste trei scopuri sunt interdependente.

Deoarece apa este o resursă naturală Deoarece apa este o resursă naturală îîn continuă ren continuă reîînnoire, dar nnoire, dar limitatălimitată, pentru a ridica eficien, pentru a ridica eficienţţa tehnicoa tehnico--economică a lucrărilor economică a lucrărilor de gospodărire a apelor este necesar ca o aceeade gospodărire a apelor este necesar ca o aceeaşşi cantitate de i cantitate de apă să fie folosită pentru satisfacerea a cât mai multor apă să fie folosită pentru satisfacerea a cât mai multor necesitănecesităţţi, utilizând i, utilizând îîn cât mai mare măsură acelean cât mai mare măsură aceleaşşi construci construcţţii ii şşi instalai instalaţţii, aii, adică prin dică prin amenajăriamenajări complexecomplexe, cu scopuri multiple., cu scopuri multiple.


FolosinFolosinţţa de apăa de apă este considerată ca fiind orice formă de este considerată ca fiind orice formă de activitate omenească sau unitate cu caracter social sau activitate omenească sau unitate cu caracter social sau economic care are nevoie de apăeconomic care are nevoie de apă, o, o utilizează utilizează şşi după folosire o i după folosire o evacuează evacuează îîntrntr--un receptor natural (cun receptor natural (curs de apăurs de apă, l, lac, mac, mare, aare, apă pă subteranăsubterană).).

Apa reprezintăApa reprezintă, ca , ca şşi energia,i energia, o componentă esen o componentă esenţţială a ială a aproape tuturor activităaproape tuturor activităţţilor umane.ilor umane.Aprovizionarea cu apă este vitală pentru hrănirea populaAprovizionarea cu apă este vitală pentru hrănirea populaţţiei, iei, pentru producerea bunurilor materiale (ridicarea nivelului de trpentru producerea bunurilor materiale (ridicarea nivelului de trai) ai) şşi pentru meni pentru menţţinerea integrităinerea integrităţţii sistemelor naturale de care ii sistemelor naturale de care depinde viadepinde viaţţa pe pământa pe pământ..Apa poate deveni un factor de limitare a creApa poate deveni un factor de limitare a creşşterii economice terii economice şşi a i a producproducţţiei alimentare iei alimentare îîn următoarele deceniin următoarele decenii..ConcurenConcurenţţa crescândă cu care a crescândă cu care îîşşi dispută o cantitate de apă i dispută o cantitate de apă limitată diverlimitată diverşşii utilizatori plus preii utilizatori plus preţţul tot mai ridicat, din punct de ul tot mai ridicat, din punct de vedere economic vedere economic şşi ecologic, al strategiilor (tradii ecologic, al strategiilor (tradiţţionale) de ionale) de aprovizionare cu apă reclamă o nouă abordare aprovizionare cu apă reclamă o nouă abordare îîn privinn privinţţa a gospodăririi resurselor de apă dulcegospodăririi resurselor de apă dulce..


10.2. C10.2. Clasificări ale folosinlasificări ale folosinţţelor de apăelor de apă

După După natura activitănatura activităţţiiii care utilizează apa principalele folosincare utilizează apa principalele folosinţţe e de apă suntde apă sunt::–– utilizări hidroedilitareutilizări hidroedilitare, r, reprezintă satisfacerea nevoilor de apă eprezintă satisfacerea nevoilor de apă

pentru scopuri de ordin biologic pentru scopuri de ordin biologic şşi social ale populai social ale populaţţiei. Acestea iei. Acestea cuprind:cuprind:

nevoile de apă menajerănevoile de apă menajeră;;nevoile publice (pentru instalanevoile publice (pentru instalaţţii, sii, străzi etctrăzi etc.)..).

–– utilizări pentru alimentarea cu apă a proceselor industrialeutilizări pentru alimentarea cu apă a proceselor industriale, , îîn n scopul satisfacerii nevoilor tehnologice ale proceselor industriscopul satisfacerii nevoilor tehnologice ale proceselor industriale. ale. Cuprind:Cuprind:

apa ce poate fi apa ce poate fi îîncorporată ncorporată îîn produs;n produs;apa de răcire a instalaapa de răcire a instalaţţiilor industriale;iilor industriale;apa de apa de îîncălzire ncălzire (abur);(abur);apa de spălare apa de spălare şşi transport hidromecanic.i transport hidromecanic.

–– utilizări energeticeutilizări energetice, e, energia hidraulică fiind utilizată cu precădere nergia hidraulică fiind utilizată cu precădere prin transformarea ei prin transformarea ei îîn energie electrică n energie electrică (CHE), dar (CHE), dar şşi sub forma i sub forma energiei mecanice (mori deenergiei mecanice (mori de apă apă, j, joagăre etcoagăre etc.);.);


–– utilizări pentru irigautilizări pentru irigaţţii, prin irigaii, prin irigaţţii ii îînnţţelegând acoperirea controlată a elegând acoperirea controlată a necesarului de apă al culturilor agricolenecesarului de apă al culturilor agricole;;

–– utilizări zootehniceutilizări zootehnice, pentru asigurarea cerin, pentru asigurarea cerinţţelor de apă ale elor de apă ale animalelor din utilităanimalelor din utilităţţile agrozootehnice;ile agrozootehnice;

–– utilizări ale apei ca mediu de dezvoltare a unor animale sau plautilizări ale apei ca mediu de dezvoltare a unor animale sau plante nte (pe(peşşti ti –– piscicultură piscicultură, alge etc.);, alge etc.);

–– utilizări pentru transportul pe apăutilizări pentru transportul pe apă, p, pe cursurile de apă e cursurile de apă (naviga(navigaţţie ie interioarăinterioară) ) şşi pentru plutăriti pentru plutărit;;

–– utilizări ale apelor pentru agrementutilizări ale apelor pentru agrement..

După După modul de utilizaremodul de utilizare al apei folosinal apei folosinţţele de apă se pot ele de apă se pot clasifica clasifica îîn:n:–– folosinfolosinţţe e neconsumatoareneconsumatoare de apă de apă (de exemplu: hidroenergetica, (de exemplu: hidroenergetica,

piscicultura, agrementul);piscicultura, agrementul);–– folosinfolosinţţe e consumatoareconsumatoare de apă de apă (de (de exemplu: alimenexemplu: alimentări cu apă tări cu apă

pentru populapentru populaţţie ie şşi industrie, irigai industrie, irigaţţii etc.).ii etc.).


10.3. Fluxul apei 10.3. Fluxul apei îîn cadrul unei n cadrul unei folosinfolosinţţee

Fluxul apei Fluxul apei îîn cadrul folosinn cadrul folosinţţeiei reprezintă succesiunea de faze prin reprezintă succesiunea de faze prin care trece apa care trece apa îîn circuitul de utilizare n circuitul de utilizare îîn cadrul unei folosinn cadrul unei folosinţţe. e. ÎÎn figura n figura următoare se reprezintă un astfel de flux următoare se reprezintă un astfel de flux îîn forma sa cea mai generalăn forma sa cea mai generală..


Utilizarea apei (FA)

Sursa de apă Receptor

natural

T R E

E

Qct

Qp

Qcp

Qn

Qr

Qcc Qce

Qe

Mărimile caracteristiceMărimile caracteristice care intervin la fluxul apei la o care intervin la fluxul apei la o folosinfolosinţţă suntă sunt::1.1. Necesarul de apăNecesarul de apă ((QQnn) ) este cantitatea totală de apă care este cantitatea totală de apă care

trebuie furnizată unei folosintrebuie furnizată unei folosinţţe de apă e de apă îîn punctele de utilizare a n punctele de utilizare a apei, astfel apei, astfel îîncât procesele de folosire să fie satisfăcute integralncât procesele de folosire să fie satisfăcute integral, , fără fără îîntreruperi ntreruperi şşi restrici restricţţii, iar folosinii, iar folosinţţa să funca să funcţţioneze la ioneze la capacitatea sa nominalăcapacitatea sa nominală..

–– Pentru stabilirea necesarului de apă se folosePentru stabilirea necesarului de apă se foloseşşte te necesarul de necesarul de apă specificapă specific, a, adică necesarul pentru unitatea de mărime a dică necesarul pentru unitatea de mărime a folosinfolosinţţei (de exemplu: l/locuitor ei (de exemplu: l/locuitor şşi zi; mi zi; m33/to/tonă produsnă produs; m; m33/ha /ha şşi i an.)an.)

–– Unele folosinUnele folosinţţe e îîşşi acoperă necesarul de apă prin captarea sa i acoperă necesarul de apă prin captarea sa integrală ca apă proaspătă din sursa de apă integrală ca apă proaspătă din sursa de apă (de (de exemplu: exemplu: centrele populate, amenacentrele populate, amenajările pentru irigajările pentru irigaţţii etc.).ii etc.).

–– Alte folosinAlte folosinţţe, e, îîn special majoritatea unităn special majoritatea unităţţilor industriale, pot ilor industriale, pot şşi i este recomandat să practice este recomandat să practice îîn cât mai mare măsură recircularea n cât mai mare măsură recircularea internă a apeiinternă a apei, c, ceea ce permite reutilizarea succesivă eea ce permite reutilizarea succesivă îîn procesul n procesul de producde producţţie a unei aceleiaie a unei aceleiaşşi cantităi cantităţţi de apăi de apă, d, denumită apă enumită apă recirculatărecirculată..


2.2. Apa recirculatăApa recirculată ((QQrr) ) este cantitatea de apă care se reutilizează este cantitatea de apă care se reutilizează îîn interiorul folosinn interiorul folosinţţei, prin reluarea ei, prin reluarea şşi reintroducerea de un anumit i reintroducerea de un anumit număr de orinumăr de ori, , îîn procesul de folosire a apei a unei anumite cote n procesul de folosire a apei a unei anumite cote din debitele rezultate după trecerea prin procesele de producdin debitele rezultate după trecerea prin procesele de producţţie. ie. Ea are rolul de a completa cantitatea de apă proaspătă prelevatăEa are rolul de a completa cantitatea de apă proaspătă prelevată din sursădin sursă, , îîn cazul n cazul îîn care aceasta este insuficientăn care aceasta este insuficientă..

–– Se defineSe defineşşte te gradulgradul sau sau coeficientul de recirculare internăcoeficientul de recirculare internă a apei,a apei, prin:prin:

–– Gradul de recirculare internă a apei este limitat de condiGradul de recirculare internă a apei este limitat de condiţţii tehnice ii tehnice ((îîn special de posibilităn special de posibilităţţile limitate de tratare a apelor uzate ile limitate de tratare a apelor uzate îînainte nainte de refolosirea lor) de refolosirea lor) şşi de condii de condiţţii economice, ii economice, îîn funcn funcţţie de ie de cheltuielile pentru realizarea cheltuielile pentru realizarea şşi exploatarea instalai exploatarea instalaţţiilor de iilor de recirculare internărecirculare internă. .

–– Pentru folosinPentru folosinţţele importante, gele importante, gradul de recirculare internă se radul de recirculare internă se stabilestabileşşte pe bază de calcule tehnicote pe bază de calcule tehnico--economiceeconomice


[%]100⋅=n

ri Q

QR

3.3. Consumul de apăConsumul de apă ((QQcc) ) reprezintă cota parte din apa prelevată reprezintă cota parte din apa prelevată care nu se mai restituie care nu se mai restituie îîn receptorul natural.n receptorul natural. Consumul de apă se Consumul de apă se compune din următoarelecompune din următoarele::

–– unde:unde:este apa reeste apa reţţinută inută îîn n procesulprocesul de folosire, respectiv apa de folosire, respectiv apa

îînglobată nglobată îîn produse sau consumată n produse sau consumată îîn procesele biologice;n procesele biologice;pierderile pierderile îîn sistemul de n sistemul de trataretratare a apei prelevate;a apei prelevate;pierderile pierderile îîn sistemul de n sistemul de epurareepurare a apei recirculate sau a apei recirculate sau

evacuate;evacuate;pierderile pierderile îîn sistemul de aducn sistemul de aducţţiune, iune, îîn n rereţţeauaeaua de distribude distribuţţie ie

şşi sistemul de recirculare internă a apei i sistemul de recirculare internă a apei (inclusiv prin (inclusiv prin evaporare);evaporare);

pierderile pierderile îîn sistemul de canalizaren sistemul de canalizare


cccrcectcpc QQQQQQ ++++=

cpQ

ctQ

ceQ

crQ

ccQ

3.3. CerinCerinţţa de apăa de apă ((QQpp) ) este cantitatea de apă proaspătă care este cantitatea de apă proaspătă care trebuie prelevată de la sursătrebuie prelevată de la sursă, pentru a acoperi diferen, pentru a acoperi diferenţţa dintre a dintre necesarul de apă necesarul de apă şşi apa recirculată i apa recirculată (când (când aceasta existăaceasta există) plus ) plus pierderile pierderile îîn sistemul de tratare a apei prelevate, n sistemul de tratare a apei prelevate, îîn aducn aducţţiune, iune, îîn n rereţţeaua de distribueaua de distribuţţie ie şşi i îîn sistemul de recirculare:n sistemul de recirculare:

4.4. Apa evacuatăApa evacuată ((QQee)) este cantitatea de apă care rezultă după este cantitatea de apă care rezultă după îîncheierea ncheierea îîntregului ciclu de folosire al apei ntregului ciclu de folosire al apei îîn cadrul folosinn cadrul folosinţţei ei şşi i care se deversează care se deversează îîntrntr--un receptor natural:un receptor natural:

ÎÎnainte de a fi deversată nainte de a fi deversată îîn receptorul natural,n receptorul natural, apa care a fost utilizată apa care a fost utilizată îîn n cadrul unei folosincadrul unei folosinţţe este supusă unui proces de epurare e este supusă unui proces de epurare îîn urma căruia este n urma căruia este adusă la parametri care să permită deversareaadusă la parametri care să permită deversarea..Normele sunt foarte severe Normele sunt foarte severe îîn aceste sens n aceste sens şşi, dei, deşşi se mai comit abuzuri,i se mai comit abuzuri, calitatea apelor este continuu urmărităcalitatea apelor este continuu urmărită, i, iar cazurile de deversări ilegale sunt ar cazurile de deversări ilegale sunt descoperite descoperite şşi cei care le comit sunt amendai cei care le comit sunt amendaţţi de către comisiile de mediui de către comisiile de mediu..


( ) crctrnp QQQQQ ++−=

cpe QQQ −=

10.4. Probabilitatea de satisfacere a 10.4. Probabilitatea de satisfacere a folosinfolosinţţelor de apăelor de apă

ÎÎn gospodărirea apelor mărimile de bază care intervin n gospodărirea apelor mărimile de bază care intervin îîn calcule, n calcule, îîn primul rând cele referitoare la resursele de apăn primul rând cele referitoare la resursele de apă, dar , dar şşi cele i cele referitoare la cerinreferitoare la cerinţţe, au un caracter e, au un caracter aleatoriualeatoriu..SoluSoluţţiile alese iile alese îîn gospodărirea apelor nu pot fi solun gospodărirea apelor nu pot fi soluţţii absolut ii absolut optime, ci vor fi afectate de un grad de probabilitate. Astfel, optime, ci vor fi afectate de un grad de probabilitate. Astfel, satisfacerea satisfacerea îîn condin condiţţii de ii de „„certitudinecertitudine””, continuu , continuu şşi integral, a i integral, a cerincerinţţelor de gospodărire a apelorelor de gospodărire a apelor, f, fie cantitativ, ie cantitativ, fie calitativ, nfie calitativ, nu u este practic realizabilăeste practic realizabilă..NoNoţţiunea de iunea de satisfaceresatisfacere a cerina cerinţţelor de gospodărirea apelor este elor de gospodărirea apelor este afectată de o afectată de o probabilitateprobabilitate şşi este strâns legată de noi este strâns legată de noţţiunile de iunile de restricrestricţţiiii şşi de i de riscrisc, referitoare la situa, referitoare la situaţţiile de nesatisfacere.iile de nesatisfacere.Rezultă că la stabilirea unei cerinRezultă că la stabilirea unei cerinţţe de apăe de apă, , îîn afară de mărimea n afară de mărimea cerincerinţţei trebuie precizată ei trebuie precizată şşi i probabilitatea de satisfacereprobabilitatea de satisfacere a a acesteia.acesteia.


Gradul de satisfacereGradul de satisfacere a cerina cerinţţei de apă se exprimă prin ei de apă se exprimă prin probabilitatea probabilitatea pp ca debitele sursei de apă să fie mai mari sau ca debitele sursei de apă să fie mai mari sau egale ca debitele cerinegale ca debitele cerinţţei de apă ei de apă şşi se mai numei se mai numeşşte te probabilitate probabilitate de depăde depăşşireire sau sau asigurareasigurare..Sunt două modalităSunt două modalităţţi principale de exprimare a i principale de exprimare a probabilităprobabilităţţii de ii de satisfaceresatisfacere a cerina cerinţţelor de apăelor de apă::–– exprimarea probabilităexprimarea probabilităţţii pe baza elementelor de timp;ii pe baza elementelor de timp;–– exprimarea probabilităexprimarea probabilităţţii pe baza elementelor de volum de apăii pe baza elementelor de volum de apă..

a. a. Probabilitatea după frecvenProbabilitatea după frecvenţţăă ((ppFF) ) se definese defineşşte ca fiind:te ca fiind:mm este numărul de ani este numărul de ani îîn care funcn care funcţţionarea folosinionarea folosinţţei este asiguratăei este asigurată, , prin factorul apăprin factorul apă, l, la capacitatea integralăa capacitatea integrală, , fără fără îîntreruperi sau restricntreruperi sau restricţţii ii (ani asigura(ani asiguraţţi);i);nn -- numărul total de ani ai perioadei de calcul numărul total de ani ai perioadei de calcul;;(n(n –– mm) ) -- reprezintă numărul de ani neasigura reprezintă numărul de ani neasiguraţţi.i.


nmp

nF

∞→= lim

–– Când Când nn este mic este necesară utilizarea formulelor aproximative este mic este necesară utilizarea formulelor aproximative::

b. b. Probabilitatea după duratăProbabilitatea după durată ((ppDD) ) se definese defineşşte ca fiind:te ca fiind:

–– unde: unde: dd este durata cumulată a intervalelor de timp este durata cumulată a intervalelor de timp îîn care n care funcfuncţţionarea folosinionarea folosinţţei este asiguratăei este asigurată, p, prin factorul apărin factorul apă, l, la a capacitatea integralăcapacitatea integrală, , fără fără îîntrerupere sau restricntrerupere sau restricţţii; eii; exprimată xprimată de obicei de obicei îîn zile sau luni;n zile sau luni;DD -- durata totală a perioadei de calcul durata totală a perioadei de calcul, e, exprimată de obicei xprimată de obicei îîn n zile sau luni.zile sau luni.

Cele două forme de exprimare a probabilităCele două forme de exprimare a probabilităţţii de satisfacere a ii de satisfacere a folosinfolosinţţelor de apă elor de apă ((ppFF şşi i ppDD) pot fi privite unitar, introducând no) pot fi privite unitar, introducând noţţiunea iunea de de ciclu al folosinciclu al folosinţţeiei..


4,03,0

+−

=nmpF 1+

=nmpF n

mpF5,0−

=

Ddp

DD

∞→= lim

Din punct de vedere al gospodăririi apelorDin punct de vedere al gospodăririi apelor, , perioada sau ciclul perioada sau ciclul de producde producţţieie al unei folosinal unei folosinţţe se definee se defineşşte ca intervalul de timp te ca intervalul de timp îîn interiorul căruia folosinn interiorul căruia folosinţţa are posibilităa are posibilităţţi interne de i interne de compensare, atât a facompensare, atât a factorului apăctorului apă, cât , cât şşi a altor factori de i a altor factori de producproducţţie, astfel ie, astfel îîncât elementul caracteristic să ncât elementul caracteristic să îîl constituie l constituie valorile medii ale intervalului.valorile medii ale intervalului.Se poate astfel scrie:Se poate astfel scrie:

MM -- este numărul de cicluri este numărul de cicluri îîn care cerinn care cerinţţele de apă sunt ele de apă sunt satisfăcute integralsatisfăcute integral;;NN -- numărul total de cicluri din perioada de calcul numărul total de cicluri din perioada de calcul

c. c. Probabilitatea după volumProbabilitatea după volum ((ppVV)) se definese defineşşte ca fiind:te ca fiind:–– vv volumul de apă asigurat volumul de apă asigurat, efectiv livrat folosin, efectiv livrat folosinţţei ei îîn toată perioada n toată perioada

de calcul;de calcul;–– VV -- volumul de apă necesar folosin volumul de apă necesar folosinţţei ei îîn toată perioada de calculn toată perioada de calcul..


NMp =

VvpV =

Este o mărime mai puEste o mărime mai puţţin folosită in folosită şşi este aplicabilă folosini este aplicabilă folosinţţelor elor pentru care volumul de apă furnizat este determinant pentru care volumul de apă furnizat este determinant şşi i contează contează îîn măsură mai mică momentul livrăriin măsură mai mică momentul livrării..Se poate pune Se poate pune îîn evidenn evidenţţă relaă relaţţia de inegalitate ia de inegalitate îîn cele trei tipuri n cele trei tipuri de probabilităde probabilităţţi care se pot atai care se pot ataşşa unei folosina unei folosinţţe de apăe de apă::

Metode de stabilire a probabilităMetode de stabilire a probabilităţţii de satisfacere a folosinii de satisfacere a folosinţţelor elor de apăde apă::–– metoda asigurărilor normatemetoda asigurărilor normate;;–– metoda optimizării economicemetoda optimizării economice;;–– metoda indicatorilor de prioritate sau a costurilor de penalitatmetoda indicatorilor de prioritate sau a costurilor de penalitate.e.


VDF ppp ≤≤

Metoda asigurărilor normateMetoda asigurărilor normate

Se admite că fiecare categorie de folosinSe admite că fiecare categorie de folosinţţe trebuie să realizeze e trebuie să realizeze un anumit grad de satisfacere a cerinun anumit grad de satisfacere a cerinţţelor sale de apăelor sale de apă, denumit , denumit „„grad necesar de asiguraregrad necesar de asigurare”” sau sau „„asigurare normatăasigurare normată””, c, care are reprezintă valori prestabilite ale probabilităreprezintă valori prestabilite ale probabilităţţii de satisfacere a ii de satisfacere a cerincerinţţei de apăei de apă..

Valorile normate ale asigurărilor de calculValorile normate ale asigurărilor de calcul, practicate , practicate îîn prezent,n prezent, exprimă exprimă îîn principiu importann principiu importanţţa relativă sociala relativă social--economică a economică a obiectivelor deservite de lucrările de gospodărirea apelorobiectivelor deservite de lucrările de gospodărirea apelor..

Aceste valori admit o clasificare a obiectivelor socialAceste valori admit o clasificare a obiectivelor social--economice, economice, interesate interesate îîn gospodărirea apelorn gospodărirea apelor, d, din care rezultă ordinea in care rezultă ordinea preferenpreferenţţială ială îîn care acestea sunt satisfăcute de lucrările de n care acestea sunt satisfăcute de lucrările de amenajare a apelor.amenajare a apelor.


Din acest punct de vedere obiectivele respective sunt Din acest punct de vedere obiectivele respective sunt îîmpărmpărţţite ite îîn trei n trei grupe mari:grupe mari:–– Obiective care nu admit sub nici o formă Obiective care nu admit sub nici o formă îîntreruperea satisfacerii cerinntreruperea satisfacerii cerinţţelor, elor,

fiind legate de viafiind legate de viaţţa oamenilor a oamenilor şşi de interese sociale;i de interese sociale;–– Obiective care admit restricObiective care admit restricţţii foarte mici ii foarte mici îîn satisfacerea cerinn satisfacerea cerinţţei din cauze ei din cauze

tehnologice legate de distrugerea anumitor instalatehnologice legate de distrugerea anumitor instalaţţii deosebit de valoroase ii deosebit de valoroase (de exemplu: furnale, obiective chimice etc.);(de exemplu: furnale, obiective chimice etc.);

–– Obiective care pot suporta restricObiective care pot suporta restricţţii ii îîn satisfacerea cerinn satisfacerea cerinţţelor sub valorile elor sub valorile minime admisibile, sminime admisibile, scăzând căzând îînsă corespunzător capacitatea de producnsă corespunzător capacitatea de producţţie, ie, ceea ce poate produce pagube atât lor cât ceea ce poate produce pagube atât lor cât şşi altor ramuri ale economiei i altor ramuri ale economiei nanaţţionale (de exionale (de exemplu: o paemplu: o parte a unitărte a unităţţilor industriale, agricultura, ilor industriale, agricultura, hidroenergetica, navigahidroenergetica, navigaţţia etc.).ia etc.).

Stabilirea valorilor normate nu a avut la bazăStabilirea valorilor normate nu a avut la bază, , îîn nici o n nici o ţţarăară, u, un calcul n calcul tehnicotehnico--economic, ci seconomic, ci s--a făcut mai mult pe considerente de experiena făcut mai mult pe considerente de experienţţă ă practică practică şşi, uneori, au rezultat i, uneori, au rezultat îîn mod mecanic din lungimea n mod mecanic din lungimea şşirului irului cronologic de ani de calcul.cronologic de ani de calcul.ÎÎn n ţţara noastră există norme privind gradele de asigurare ale ara noastră există norme privind gradele de asigurare ale folosinfolosinţţelor numai pentru forma de exprimare după frecvenelor numai pentru forma de exprimare după frecvenţţă care sunt ă care sunt prezentate prezentate îîn tabelul următorn tabelul următor..


Folosinţa de apă Categoria folosinţeiGrad de

asigurare după frecvenţă (%)

Localităţi urbane cu unităţi industriale de interes republican 95....97

Localităţi balneo-climaterice sau cu caracter turistic 90....95

Localităţi din mediul rural 95….97Centre populate

Localităţi cu unităţi industriale de interes local 80….90

De interes republican 95....97Unităţi industriale

De interes local 85....95Cu caracter industrial 90....95

Unităţi agro-zootehniceAlte unităţi 80....90

Amenajări pentru irigaţii 80Pepiniere 80....85Crescătorii furajere 75....80Amenajări piscicoleAlte amenajări 75Pi>= 300 MW 95

10<Pi<300 MW fără lacuri de acumulare sau lacuri exploatate energetic

90

10<Pi<300 MW cu lacuri de acumulare exploatate complex 80

Centrale hidroelectrice(Pi = puterea instalată)

Pi<10 MW 75Căi navigabile magistrale 95Căi navigabile principale 90Căi navigabile secundare 85

Navigaţie

Căi navigabile locale 80

Documents

Curs Complet UEA