Capitolul 6
LACUL DE ACUMULARE
Lacurile de acumulare: amenajări hidroenergetice şi/sau de gospodărirea apelor
care reţin un volum de apă ce poate fi utilizat în scopul modificării repartiţiei în timp a
debitelor cursurilor de apă.
DEFINIŢIE ŞI CLASIFICĂRI
Clasificare după tipul constructiv:
-lacuri de acumulare cu baraj frontal;
-lacuri de acumulare laterale (poldere);
-lacuri de acumulare cu diguri inelare.
Clasificare după modul de exploatare
-acumulări permanente;
-acumulările nepermanente;
-acumulările mixte.
Clasificare după ciclul de regularizare a debitelor:
-cu regularizare zilnică;
-cu regularizare săptămânală;
-cu regularizare sezonieră;
-cu regularizare anuală;
-cu regularizare multianuală.
Clasificare după poziţia în schema de amenajare:
-acumulări de regularizare directă;
-acumulări de compensare;
-acumulări de redresare (regularizare secundară sau tampon);
-acumulări mixte.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;
LA3– lac de redresare (tampon); preia
neuniformităţile debitelor evacuate de
centrala hidroelectrică (reţine volumele
de apă şi livrează în aval un debit
constant).
FUNCŢIUNI ALE LACURILOR DE ACUMULARE
Din punctul de vedere al modificării nivelului apei:
- asigurarea unei cote a nivelului apei pentru a permite captarea apei către folosinţă;
- realizarea unei căderi concentrate pentru folosinţa hidroelectrică sau hidromecanică;
- realizarea unei adâncimi minime pentru navigaţie;
- realizarea unui luciu de apă pentru piscicultură, agrement, navigaţie;
- asigurarea condiţiilor de desfăşurare a anumitor procese de calitate a apelor (răcirea
apelor uzate deversate unele folosinţe – iazuri de răcire; îndepărtarea anumitor
reziduuri – iazuri de decantare).
Din punctul de vedere al regimului debitelor:
- realizarea unei concordanţe între necesarul de apă pe cursul de apă respectiv şi
regimul debitelor râului (regularizarea debitelor);
- reducerea debitelor de viitură.
În plus se pot enumera o serie de funcţiuni complexe ale acestora: realizarea unor
reîmprospătări artificiale a straturilor subterane; transformarea mediului ambiant atât
prin influenţa directă asupra microclimatului cât şi prin influenţa asupra condiţiilor
hidrogeologice din zonă.
CURBE CARACTERISTICE ALE LACURILOR DE ACUMULARE
Curba suprafeţelor: este dată de legătura dintre suprafaţa oglinzii apei şi nivelul
apei în lac.
CURBA VOLUMELOR SAU CURBA DE CAPACITATE
Curba volumelor sau curba de capacitate: dependenţa dintre volumul de
acumulare şi cota suprafeţei libere sau adâncimea apei la baraj..
Niveluri caracteristice :
ZNRN – nivelul retenţiei normale = nivelul maxim la care se poate ridica apa în
lac în condiţii normale de exploatare. Acest nivel coincide de regulă cu cel la
care se găseşte amplasată creasta deversorului, astfel încât la depăşirea lui
apa este deversată peste baraj. În perioada normală de exploatare nu este
admisă depăşirea acestui nivel.
ZNME – nivelul maxim excepţional = nivelul maxim posibil în lacul de
acumulare; acest nivel se poate atinge în perioadele de viitură.
ZNME - ZNRN = înălţimea maximă a lamei deversante a apei peste deversor.
ZNmN – nivelul minim normal (nivelul minim de exploatare) = nivelul minim la
care poate coborî apa în lac în timpul exploatării normale. Se situează deasupra
muchiei superioare a prizei de apă. Este determinat de căderea minimă
necesară turbinei astfel încât funcţionarea ei să se facă cu randamente
satisfăcătoare.
ZNmE – nivelul minim excepţional = nivelul ce poate fi obţinut în cazul
exploatării lacului în cazul unor situaţii de excepţie (secetă, avarii grave în
sistemul energetic, etc.). Acest nivel corespunde muchiei inferioare a prizei de
apă.
PARAMETRI CARACTERISTICI AI LACURILOR DE
ACUMULARE
Volume caracteristice:
Vu – volumul util al lacului de acumulare, este volumul cuprins între NmN şi
NNR, adică volumul de apă efectiv utilizat pentru satisfacerea nevoilor
consumatorilor;
Vp – volumul de protecţie, este volumul cuprins între NNR şi NME, adică cel
folosit în timpul perioadei de viitură pentru reţinerea unei cote părţi din volumul de
apă adus de viituri şi deci la protejarea în acest mod a zonei biefului aval
împotriva efectelor distrugătoare ale debitelor maxime. Este interzisă utilizarea lui
în perioadele normale de exploatare. Cu cât acest volum este mai mare, cu atât
atenuarea pe care o realizează lacul de acumulare este mai importantă.
Rf – rezerva de fier, este volumul cuprins între NmN şi NmE şi reprezintă
volumul menţinut ca o rezervă pentru a fi utilizat în situaţii excepţionale.
Vm – volumul mort al lacului de acumulare, este volumul situat sub NmE şi nu
mai poate fi utilizat pentru satisfacerea nevoilor consumatorilor (apa nu mai poate
fi prelevată cu priza de apă). El serveşte şi ca volum în care se depun aluviunile
aduse de râu în lac. Apa din acest volum poate fi utilizată în situaţii excepţionale,
fiind prelevată prin golirea de fund a barajului şi utilizată pentru irigaţii în
agricultură, alimentarea cu apă a localităţilor, a industriilor, pentru asigurarea unui
debit salubru în bieful aval, etc.
Indici tehnico-economici ai lacurilor de acumulare
• Indicele de calitate al acumulării:
• Indicele util de acumulare anual:
• Gradul de regularizare:
• Coeficientul de atenuare al viiturilor: maximafluent
Q
maximefluent
Qα
mQ
min regQ
γ
aW
utilV
aα
barajV
acumulattot V
β
Capitolul 7
CĂDEREA CENTRALELOR
HIDROELECTRICE
Energia apei depinde nu numai de volumul de apă afluent în lac, ci şi de diferenţa
între nivelul unde se captează apa şi nivelul unde apa iese din turbină. Această
diferenţă de nivel se numeşte cădere hidroenergetică.
g2
vvZZH 2211
21b
Căderea brută a unei centrale hidroelectrice:
rbTHHH Căderea totală:
rHunde pierderea de cotă (de cădere) datorată remuului suprafeţei libere
din lacul de acumulare.
ifCFdsnbrHHHHHHH Căderea brută:
= căderea netă a turbinei hidraulice;
= pierderea de cădere datorată oscilaţiilor de nivel din lacul de
acumulare în timpul exploatării (bieful amonte);
= pierderea de sarcină pe aducţiune;
= pierderea de sarcină pe conducta sau galeria forţată;
= pierderea de sarcină pe galeria sau canalul de fugă;
= pierderea de cădere datorată oscilaţiilor nivelului în bieful aval
nH
sH
dH
CFH
fH
iH
2
4
22
locaQ
D
Q0826,0
g2
vh 22
5
2
linbQQ
D
l0826,0
g2
v
D
lh
2
2
2
2
2
linbQl
K
Ql
RC
vh