CERCETĂRI PRIVIND SIGURANȚA ÎN EXPLOATARE A AMENAJĂRILOR · PDF fileCercetări...

CERCETĂRI PRIVIND SIGURANȚA ÎN

EXPLOATARE A AMENAJĂRILOR HIDROTEHNICE

- REZUMAT AL TEZEI DE DOCTORAT -

Conducător ştiinţific, Doctorand,

prof. univ. dr. ing. ION GIURMA ing. CIPRIAN VOROVEI

– Iași, 2017 –

UNIVERSITATEA TEHNICĂ ,,GHEORGHE ASACHI” DIN IAŞI

FACULTATEA DE

HIDROTEHNICĂ, GEODEZIE ŞI INGINERIA MEDIULUI

UNIVERSITATEA TEHNICA "GHEORGHE ASACHI" DIN IA~I

RECTORATUL

CUre:

Va facem cunoscut ca, in ziua de 28.09.2017 la ora 11:00, in Sala de Conferinte din sediul

Decanatului Facultatii de Hidrotehnica, Geodezie si Ingineria Mediu1ui, va avea loc sustinerea

publica a tezei de doctorat intitulata:

"CERCETARI PRIVIND SIGURANTA IN EXPLOATARE A AMENAJARILOR

IDDROTEHNICE"

elaborata de domnul ing. CIPRIAN VOROVEI In vederea conferirii titlului stiintific de doctor.

Comisia de doctorat este alcatuita din:

1. prof. dr. ing. Florian StatescuUniversitatea Tehnica "Gh. Asachi" din Iasi

2. prof. dr. ing. Ion GiurmaUniversitatea Tehnica "Gh. Asachi" din Iasi

3. prof. dr. iog. Constantin FlorescuUniversitatea "Politehnica" din Timisoara

4. prof. dr. ing. Daniel Bucur referent oficialUniversitatea de Stiinte Agricole si Medicina Veterinara "Ion lonescu ~e la Brad" din Iasi

5. prof. dr. ing. Dorin Cotiusca-Zauca referent oficialUniversitatea Tehnica "Gh. Asachi" din Iasi

presedinte

conducator de doctorat

referent oficial

Cu aceasta ocazie va invitam sa participati la sustinerea publica a tezei de doctorat.

Mulţumiri

Pe această cale doresc să adresez calde mulțumiri domnului prof. univ. dr. ing. Ion Giurma,

pentru susținerea și îndrumarea din perioada studiilor doctorale, de pregătire şi finalizarea prezentei

teze de doctorat. Îmi exprim aprecierea și recunoștința față de domnii profesori referenți pentru

amabilitatea și bunăvoința de a întruni această comisie.

Totodată, mulțumesc domnului s. l. dr. ind. Petru Cercel pentru sfaturile și învățăturile din

această perioadă de întocmire a prezentei lucrări.

Mulțumesc domnilor profesori din cadrul Facultății de Hidrotehnică, Geodezie și Ingineria

Mediului, pentru că fiecare în parte a contribuit la formarea mea profesională, iar această lucrare are

ca fundament cunoștințele dobândite de la domniile lor de-a lungul timpului.

De asemenea, mulțumesc conducerii Nodului Hidrotehnic Stânca-Costești pentru

amabilitatea de a-mi pune la dispoziție datele necesare în vederea elaborării lucrării de doctorat.

Dar nu în ultimul rând, mulțumesc familiei și soției pentru sprijinul necondiționat și

motivația de care am avut parte.

Ciprian Vorovei

Cercetări privind siguranța în exploatare a amenajărilor hidrotehnice – Rezumat –

= 1 =

Cuprins

Cuprins .............................................................................................................................. 1

Capitolul I. Amenajări hidrotehnice ....................................................................................... 3

Capitolul II. Siguranța și riscul amenajărilor hidrotehnice .................................................... 5

II.1. Aspecte generale ........................................................................................................... 5

II.2. Pagube și evaluarea lor ................................................................................................. 5

II.3. Cauzele accidentelor ..................................................................................................... 6

II.4. Supravegherea comportării în timp................................................................................ 7

II.5. Statistica accidentelor la barajele din România și justificarea cercetărilor pentru baraje

de pământ ............................................................................................................................... 7

Capitolul III. Bazele teoretice privind curgerea apei prin medii permeabile ........................ 9

III.1. Schematizarea mediilor permeabile ............................................................................... 9

III.2. Legea lui Darcy ............................................................................................................ 9

III.3. Spectrul hidrodinamic ................................................................................................... 9

Capitolul IV. Calculul infiltrațiilor ........................................................................................ 11

IV.1. Problema infiltrațiilor pe sub baraj .............................................................................. 11

IV.2. Calculul infiltrațiilor la baraje omogene de pământ ..................................................... 13

Capitolul V. Studiu de caz: nodul hidrotehnic Stânca-Costești ............................................ 15

V.1. Prezentarea generală a acumulării ............................................................................... 15

V.1.1. Amplasare ........................................................................................................... 15

V.1.2. Lucrări componente ale amenajării ..................................................................... 15

V.1.3. Niveluri, volume și suprafețe caracteristice .......................................................... 17

V.1.4. Barajul principal.................................................................................................. 17

V.2. Solicitările lucrării ...................................................................................................... 18

V.2.1. Nivelul în lac ........................................................................................................ 18

V.2.2. Viituri înregistrate ............................................................................................... 19

Capitolul VI. Modelarea infiltrațiilor prin barajul principal de pământ Stânca-Costești .. 20

VI.1. Realizarea modelului în GeoStudio SEEP/W .............................................................. 20

VI.1.1. Selectarea datelor și a secțiunii de calcul ............................................................. 20

VI.1.2. Introducerea datelor inițiale ................................................................................ 23

VI.1.3. Discretizarea modelului în elemente finite ............................................................ 24

VI.1.4. Condiții de margine ............................................................................................. 24

VI.1.5. Calibrarea modelului ........................................................................................... 25

VI.1.6. Rezultate în urma calibrării modelului ................................................................. 25


= 2 =

VI.2. Calculul infiltrațiilor prin metode analitice .................................................................. 28

VI.2.1. Stabilirea secțiunii de calcul ................................................................................ 28

VI.2.2. Determinarea relației analitice ............................................................................ 29

VI.2.3. Determinarea poziției lui h1 ................................................................................. 29

VI.2.4. Determinarea lui h1, pentru Zona II ..................................................................... 33

VI.2.5. Parabola lui Dupuit ............................................................................................. 34

VI.2.6. Asemănarea cu o dreaptă ..................................................................................... 35

VI.2.7. Compararea rezultatelor analitice cu datele măsurate ......................................... 36

VI.3. Viitura din anul 2008 .................................................................................................. 38

VI.3.1. Trasarea parabolei lui Dupuit .............................................................................. 39

VI.3.2. Trasarea dreptei de infiltrații ............................................................................... 39

VI.3.3. Simularea viiturii în GeoStudio SEEP/W .............................................................. 39

VI.3.4. Interpretarea rezultatelor ..................................................................................... 43

VI.4. Simularea viiturii din anul 2010 .................................................................................. 45

VI.4.1. Trasarea parabolei lui Dupuit .............................................................................. 46

VI.4.2. Trasarea dreptei de infiltrații ............................................................................... 46

VI.4.3. Simularea viiturii în GeoStudio SEEP/W .............................................................. 46

VI.4.4. Interpretarea rezultatelor ..................................................................................... 51

Capitolul VII. Concluzii și contribuții personale .................................................................. 53

VII.1. Concluzii generale ...................................................................................................... 53

VII.2. Contribuții personale ................................................................................................... 56

Bibliografie ............................................................................................................................ 57


= 3 =

Capitolul I. Amenajări hidrotehnice

Istoria ne-a dovedit că de-a lungul timpului, oamenii s-au așezat lângă cursurile de apă

tocmai pentru a satisface nevoia de apă potabilă, atât pentru ei cât și pentru animale. Odată cu

creșterea comunității, accesul facil al fiecărui om la sursa de apă devine din ce în ce mai

anevoios. Din acest motiv, pentru a putea continua dezvoltarea ca societate, oamenii au gândit și

realizat acumulări de apă cu scopul de a o distribui tuturor membrilor comunității și pentru a crea

rezerve de apă. Construirea de baraje pe cursurile de apă devine metoda principală prin care se

realizau acumulările de apă. În acest mod, s-au dezvoltat marile civilizații (Egipt, Persia,

Imperiul Roman, etc.) punând bazele primelor acumulări de apă consemnate de istorie. [14]

Primele baraje realizate au fost cele din pământ și anrocamente. Sunt consemnate

barajele: Saad-El-Katara în Egipt (construit probabil cu circa 4800 de ani în urmă), unele baraje

ridicate cu peste 3000 de ani în urmă pe râurile Amu-Daria și Sir-Daria, barajele din Ceylon,

Siria, India, Japonia, încă de la începutul erei noastre. Baraje din pământ și anrocamente

construite în India și Japonia, în jurul anului 1000, mai sunt și astăzi în funcțiune. [50]

În România printre primele amenajări consemnată este Acumularea Dracșani (jud.

Botoșani) ce datează din timpul domniei lui Ștefan cel Mare.

Progrese importante în proiectarea și construcția barajelor au fost realizate în parte ca un

rezultat al experienței dobândite din exploatarea cu succes a marii majorități a barajelor sau din

postanaliza accidentelor și incidentelor apărute în exploatarea sau construcția unora dintre ele.

Proiectarea asistată de calculator, a devenit în prezent o practică curentă, asigurând o eficiență

maximă a procesului de proiectare, cu costuri minime. [77]

Până în anul 1900 au fost realizate aprox. 400 de baraje cu o înălțime mai mare de 15m.

Acestea au rolul de a stoca apa pentru perioadele deficitare, de a atenua viiturile și de a controla

debitele furnizate în aval. Totodată barajele înalte creează concentrări de căderi de apă utilizabilă

pentru generarea energiei hidroelectrice. Din acest considerent, după anul 1900 construirea de

baraje cunoaște o creștere spectaculoasă (Figura I.1). [77]


= 4 =

Figura I.1 – Evoluția numărului de baraje după perioada construcției [77] [127]

În China, este construit și cel mai înalt baraj din lume: Jinping 1 (Jinping 1st Cascade), pe

râul Yalong. Acesta este un baraj în arc, cu o înălțime H = 305 m și o lungime a coronamentului

L = 569 m.

În prezent cea mai mare acumulare este cea realizată de către barajul Kariba situat pe râul

Zambezi, amplasat la granița dintre Zimbabwe și Zambia, cu o înălțime de H = 128 m și o

lungime la coronament de L = 579 m. În spatele barajului se formează o acumulare de

180.600.000.000 m3, adică 180.6 km

3.


= 5 =

Capitolul II. Siguranța și riscul amenajărilor hidrotehnice

II.1. Aspecte generale

Construcțiile hidrotehnice sunt lucrări de mare anvergură, ce au un impact semnificativ

asupra societății. În cazul cedării lor, afectează activitățile din zonă, așezările și viețile

oamenilor. Din acest considerent siguranța construcțiilor hidrotehnice reprezintă un aspect foarte

important de care trebuie să se țină cont în toate etapele lucrării: proiectare, execuție și

exploatare.

În ultima perioadă, tehnica de execuție a făcut progrese considerabile, iar materialele

folosite din punct de vedere al calității sunt superioare. Tehnologia de astăzi, prin progresul ei,

are o contribuție semnificativă în procesul de supraveghere în exploatare a lucrărilor

hidrotehnice. Prin urmare, în momentul actual, barajele sunt supuse unei atenții deosebite și a

unui control riguros, din perspectiva condițiilor de siguranță. [14]

II.2. Pagube și evaluarea lor

Paguba reprezintă materializarea efectelor sociale, economice și ecologice în cazul

producerii unui eveniment.

Amploarea pagubelor este direct proporțională cu:

- gradul de dezvoltare socio-economică și densitatea populației în teritoriu afectat;

- caracteristicile undelor de viitură: debite, niveluri, volume, durată, viteză de deplasare,

înălțimea coloanei de apă, lungimea și grosimea stratului de depuneri. [85]

În cazul barajelor construite înainte de 1951 procentul de cedare era de 2.2%. Dar datorită

progreselor făcute în mecanica rocilor, geotehnică, hidrologie, etc., și din postanaliza

incidentelor și accidentelor apărute la unele baraje, au condus la o mai bună înțelegere a

comportării lor. În acest mod proiectarea și construcția de baraje a făcut progrese importante, iar

ca rezultat procentul de cedare a scăzut sub 0.5%. [77] [85]

Pentru un baraj, există trei perioade cruciale în care este prezent riscul de cedare. În

Tabelul II.1 sunt prezentate aceste faze precum și pagubele asociate.

Tabelul II.1 – Perioadele în care este prezent riscul de cedare și pagubele asociate [85]

Perioada Pagube asociate

Execuție 1% ÷ 6% din costul barajului

Prima umplere 25% ÷ zeci de ori costul barajului

Exploatare Valoare maximă, în funcție și de obiectivele din aval


= 6 =

Tabelul II.2 - Pierderi de bunuri materiale datorate unor cedări de baraje [95]

Nr. Crt. Denumire baraj Țara Anul Pagube

mil. $

1 Teton SUA 1976 450

2 Johnstown SUA 1937 100

3 Malpasset Franța 1959 68

4 Baldwin Hill SUA 1963 50

5 Pardo Argentina 1970 20

II.3. Cauzele accidentelor

În general, accidentele la construcțiile hidrotehnice, sunt generate de o cauză principală,

preponderentă, care însă nu acționează aproape niciodată singură. În majoritatea accidentelor,

apare un complex de factori, fapt care rezultă și din analiza statistică-probabilistică privind

siguranța construcțiilor hidrotehnice.

Diversitatea și complexitatea factorilor care concură la producerea de accidente derivă și

din faptul că fiecare construcție hidrotehnică are particularitățile ei, care îi conferă un caracter de

originalitate, atribute care se răsfrâng și asupra genezei accidentelor. În analiza făcută de

ICOLD, pe baza statisticilor privind accidentele survenite la baraje, cauzele care pot produce

cedări sau accidente au fost grupate în patru categorii [50]:

A. Pierderea stabilității prin:

- alunecare;

- răsturnare;

- depășirea capacității de rezistență a materialelor;

- depășirea limitei de deformații, totale sau diferențiale.

B. Cauze privind durabilitatea construcției:

- acțiunea internă a apei (infiltrații, eroziuni);

- acțiunea apei la suprafață;

- dezagregări sau deteriorări datorită factorilor climatici sau chimici;

- deteriorarea drenajelor sau etanșărilor;

- îmbătrânirea materialelor de construcție.

C. Cauze privind funcționalitatea construcțiilor:

- capacitatea redusă a evacuatorilor de ape mari;

- insuficiența gărzilor;

- mărimea gradientului de variație a nivelului apei;

- infiltrații totale;

- aspecte de ordin economic;

https://en.wikipedia.org/wiki/Morvi_dam_failure

https://en.wikipedia.org/wiki/Malpasset_dam

https://en.wikipedia.org/wiki/Vajont_Dam

https://en.wikipedia.org/wiki/Sempor_Dam


= 7 =

- neterminarea lucrărilor.

D. Solicitări excepționale:

- seisme;

- ruperi de baraje în amonte;

- explozii;

- acțiuni deliberate (bombardamente, sabotaje etc.).

II.4. Supravegherea comportării în timp

Majoritatea avariilor și cedărilor care au avut loc s-au manifestat prin fenomene

premergătoare. Din acest motiv, supravegherea barajelor reprezintă un mijloc de reducere a

factorilor de risc, iar sistemul informațional pentru supravegherea construcțiilor hidrotehnice are

ca scop principal punerea în evidență, cu o anticipare cât mai mare, a fenomenelor ce pot

periclita stabilitatea construcției. [85]

Supravegherea comportării în timp a construcțiilor hidrotehnice se bazează pe caracterul

evolutiv al parametrilor urmăriți. Acești parametri pornesc de la o valoare incipienta când

lucrarea este pusă în funcțiune și se stabilizează la anumite valori admise de proiectant, valori cu

evoluție periodică. Este necesară, continuitatea observațiilor și măsurătorilor și compararea

permanentă a rezultatelor cu pragurile admise. Frecventa măsurătorilor este stabilită inițial de

proiectant, iar pe parcurs de către personalul specializat în exploatare. [19]

II.5. Statistica accidentelor la barajele din România și justificarea

cercetărilor pentru baraje de pământ

Conform Registrul Naţional al Barajelor din România, în țara noastră există un număr de

1924 de lucrări de retenție a apei, împărțite între cele 11 Administrații Bazinale ce administrează

principalele bazinele hidrografice.

Până în prezent sunt înregistrate 167 de accidente, atât pentru acumulările permanente,

cât și pentru cele nepermanente. Cele mai multe s-au înregistrat în Bazinul Prut-Bârlad,

aproximativ 53% din numărul total de accidente produse în România.

Conform ABA Prut-Bârlad majoritatea barajelor din această zonă administrativă sunt din

pământ, ce au înălțimi cuprinse între 1.50 și 17.80 m, excepție făcând barajul Stânca-Costești,

unde barajul principal din pământ are o înălțime de 43.00 m [1]. Majoritatea barajelor sunt

încadrate în categoria C și D.


= 8 =

Conform ICOLD, statistic în lume cele mai multe accidente sunt întâlnite la barajele

realizate din pământ, aproximativ 69% [49].

Factorul care provoacă cele mai multe accidente este sufozia fizică, ce constă în

deplasarea particulelor mici ale straturilor sub acțiunea apei de infiltrație. Prin antrenarea

particulelor mici crește volumul porilor, implicit a permeabilității terenului. În consecință cresc

vitezele de infiltrație și sufozia se intensifică. [49]

Cauzele infiltrațiilor pot fi multiple, cum ar fi:

- compactarea necorespunzătoare

- legătura necorespunzătoare a barajului cu fundația

- crăpături și fisuri date de tasări, etc.

Din această scurtă analiză se poate concluziona că barajele de pământ sunt cele mai

supuse unui risc de apariție a unui fenomen excepțional. Înfiltrațiile sunt cauza principală care

pot provoca sau amplifica un accident la un baraj. După cum s-a putut observa, în țara noastă,

cele mai multe baraje de pământ se regăsesc în ABA Prut – Bârlad, unde sunt și cele mai multe

accidente înregistrate, astfel se justifică orientarea cercetărilor spre barajele de pământ, cu

exemplificarea pentru un baraj reprezentativ din ABA Prut – Bârlad.

Din acest considerent, ca și studiu de caz, se va lua cel mai mare baraj de pământ din

acest bazin, și anume Stânca – Costești. Se vor studia infiltrațiile prin corpul barajului principal

de pământ și cum influențează acestea siguranța în exploatare a acestuia.


= 9 =

Capitolul III. Bazele teoretice privind curgerea apei prin

medii permeabile

III.1. Schematizarea mediilor permeabile

În construcțiile hidrotehnice, mediul permeabil prin care are loc mișcarea apei (infiltrația)

este terenul (pământul, solul, sau roca fisurată).

Terenul este întotdeauna neomogen și anizotrop. În natură nu există terenuri omogene și

nici izotrope, totuși, în calculele de infiltrație se obțin rezultate satisfăcătoare pentru practică,

considerând că terenul, în întregul domeniu sau pe porțiuni este omogen și izotrop. Această

presupunere, la care se adaugă și cele privind forma geometrică a domeniului se numește

schematizarea condițiilor naturale. [73]

III.2. Legea lui Darcy

Experimental, Darcy a descoperit pe probe de nisip că există o proporționalitate între

debitului infiltrat Q cu secțiunea de curgere A, cu gradientul hidraulic I și cu un coeficient

constant – coeficient de permeabilitate k [74]:

𝑄 = 𝐴 ∙ 𝑘 ∙ 𝐼 [m3/s]

( 1)

în care:

A – secțiunea de curgere ce cuprinde atât porii cât și particulele materialului granular [m2];

k – coeficient de permeabilitate [m/s];

I – gradientul hidraulic, reprezintă raportul dintre diferența de sarcină hidraulică și lungimea

liniei de curent și este adimensional;

III.3. Spectrul hidrodinamic

Spectrul hidrodinamic este definit ca reprezentarea grafică a două familii de curbe:

- Linii echipotențiale (φ = const. sau H = const.)

- Linii de curent (ψ = const. sau q = const.) [74]

De obicei, reprezentarea se face astfel încât între două curbe vecine, în întregul domeniu

de mișcare (sau pe zone), diferența între două echipotențiale, respectiv între două linii de curent


= 10 =

vecine să fie constantă. Astfel de obține un spectru hidrodinamic de dreptunghiuri curbilinii, cu

raportul laturilor Δs/Δn = const. (Figura III.1) [3]

Figura III.1 – Spectrul hidrodinamic în medii poroase

Proprietățile spectrului hidrodinamic în medii permeabile omogene și izotrope sunt:

- liniile echipotențiale și de curent se intersectează sub unghiuri drepte;

- liniile echipotențiale nu se intersectează între ele, la fel liniile de curent; excepție fac

punctele singulare în care intersecția este doar teoretică, practic acest lucru nefiind posibil,

deoarece s-ar presupune posibilitatea atingerii unor viteze infinit de mari;

- dacă se alege o diferență constantă între valorile liniilor echipotențiale și a celor de curent

(Δφ = Δψ) spectrul este pătratic, în fiecare pătrat curbiliniu putându-se înscrie un cerc;

- spectrul hidrodinamic nu depinde de valoarea absolută a coeficientului de permeabilitate k,

ci numai de raportul acestor coeficienți din diferite zone ale domeniului de filtrație. [74]


= 11 =

Capitolul IV. Calculul infiltrațiilor

IV.1. Problema infiltrațiilor pe sub baraj

Se va considera un baraj pozat pe două straturi cu permeabilități diferite (k0 > k). Întreg

domeniul se împarte în trei fragmente și se notează cu y0 cota piezometrică a apei, din stratul

permeabil de adâncime, la limita dintre fragmentele I și II și cu H' la limita dintre fragmentele II

și III, pe care s-au figurat și coordonatele Ox, Oy respectiv Ox, OH ale fragmentelor I și III

(Figura IV.1). [74]

Figura IV.1 – Infiltrația sub un baraj fundat pe terenuri cu două straturi [74]

LP – linia piezometrică

Fragmentul I - Condițiile de margine:

x = 0y = y0

} → H1 − y0 = C1 + C2

x = −∞y = H1

} → 0 = C1e−∞ + C2e

+∞ → C2 = 0

( 2)

În final se obține:

y = H1 − (H1 − y0)exλ ( 3)

Fragmentul III - Condițiile de margine:

x = 0H = H′

} → H′ − (a0 + a) = C3 + C4

x = + ∞H = a0 + a

} → 0 = C3e+∞ + C4e

−∞ → C3 = 0

( 4)

În final se obține:

H = a0 + a + [H′ − (a0 + a)]e−xλ ( 5)


= 12 =

Fragmentul II - se presupune că mișcarea are loc numai în stratul inferior foarte

permeabil, astfel că debitul are expresia:

qII = a0k0y0 − H′

B0 ( 6)

În vederea găsirii expresiilor lui y0 și H’ se scrie ecuația debitului la ieșirea din

fragmentul I și la intrarea în fragmentul III:

qI = −a0k0dy

dx|𝑥=0

= a0k0H1 − y0

λexλ|𝑥=0

= a0k0H1 − y0

λ ( 7)

qIII = −a0k0dH

dx|𝑥=0

= a0k0H′ − (a0 + a)

λe−

xλ|𝑥=0

= a0k0H′ − (a0 + a)

λ ( 8)

Scriind egalitatea celor trei debite QI′ = Q = QIII

′ se obtine:

y0 = H1 −λ

B0 + 2λ[H1 − (a0 + a)] ( 9)

H′ = (a0 + a) +λ

B0 + 2λ[HI − (a0 + a)] ( 10)

iar expresia debitului devine:

qII = a0k0ΔH1

B0 + 2λ ( 11)

în care:

ΔH1 = H1 − (a0 + a) ( 12)

Aceste relații arată că expresia debitului qII se poate obține considerând că mișcarea are

loc numai în stratul de jos după ipoteza lui Dupuit și admițând că cele două fragmente laterale au

fiecare o lățime echivalentă egala cu λ; în acest ultim caz linia piezometrică (fictivă) ar fi o linie

dreaptă, desenată punctat Figura IV.1.

Față de linia piezometrică fictivă, liniile piezometrice reale sunt mai coborâte în

fragmentul I și mai ridicate în fragmentul III. Ecuațiile acestor linii piezometrice obținute în

urma condițiilor de margine, după înlocuirea expresiilor lui y0 și H', devin:

Δy =λ

B0 + 2λΔH1e

xλ

Δy = H1 − y

( 13)


= 13 =

ΔH =λ

B0 + 2λΔH1e

−xλ

ΔH = H − (a0 + a) ( 14)

Formula debitului qII și trasarea liniei piezometrice fictive se poate generaliza, notând

lățimile echivalente ale fragmentului I și III cu ΔL și ΔL’.

Deci sub forma generală ecuația debitului s-ar scrie:

qII = a0q0ΔH1

ΔL + B0 + ΔL′ ( 15)

IV.2. Calculul infiltrațiilor la baraje omogene de pământ

În cazul barajelor de pământ, calculul infiltrațiilor se realizează cu următoarele scopuri:

- verificarea stabilității barajelor, prin luarea în considerare și a forțelor de infiltrație, a

presiunilor și subpresiunilor care acționează pe diferite elemente de construcții;

- determinarea suprafeței libere a apei de infiltrație pentru stabilirea parametrilor ce

influențează calculul stabilității taluzelor și pentru determinarea punctului de izvorâre pe taluzul

aval;

- calculul debitelor infiltrate din acumularea realizată prin barare, ce are ca scop

determinarea pierderilor de apă din lac și al prognozei nivelelor apei subterane [74].

În literatura de specialitate exista diverse metode de calcul a infiltrațiilor, considerând

anumite ipoteze simplificatoare. Cele mai utilizate metode în practică sunt:

Metoda Dupuit

Metoda Pavlovski

Metoda Casagrande

Metoda Numerov

Calculul infiltrațiilor la baraje de pământ cu nucleu de etanșare (Pavlovski)

Calculul infiltrațiilor la baraje cu ecran de etanșare (Pavlovski)

Software specializat pentru calculul infiltrațiilor

Software-ul ce va fi utilizat este GeoStudio SEEP/W. Acesta face parte din pachetul de

programe specializate pentru inginerie geotehnică GeoStudio, un produs al Geoslope

International Calgary Alberta, Canada. Modulul SEEP/W utilizează metoda elementului finit

pentru analiza infiltrațiilor apelor subterane și disiparea presiunii apei în pori pentru materiale


= 14 =

poroase, cum ar fi solul și roca. SEEP/W poate modela probleme simple în regimul saturat cât și

probleme complexe în regim nesaturat. [29]

Modulul SEEP/W are la bază câteva principii de funcționare. Pentru o utilizare eficientă a

programului, este necesară înțelegerea acestor fundamente cheie [29]:

Sarcina hidrostatică totală (Total head)

Legea lui Darcy

Ecuația generală a curgerii

Ecuația elementului finit

Componentele principale ale elementului finit


= 15 =

Capitolul V. Studiu de caz: nodul hidrotehnic Stânca-Costești

V.1. Prezentarea generală a acumulării

V.1.1. Amplasare [89]

Amenajarea Stânca-Costești este amplasată pe râul Prut (cod cadastral XIII-1), la granița

dintre România și Republica Moldova, în dreptul comunei Stânca, pe malul românesc și al

comunei Costești de pe malul moldovenesc, la 576 km de la confluența Prut-Dunăre. Principalele

căi de acces sunt DN 24C Iași-Ștefănești și DN 29D Botoșani-Ștefănești.

În Registrul Român al Marilor Baraje, în prezent cu un total de 247 baraje, barajul

Stânca-Costești figurează pe locul 49 în ordinea înălțimii și pe locul 2 după volumul total al

lacului de acumulare (1.4 km3, după Porțile de Fier).

În Cadastrul Apelor din România, acumularea figurează în tabelul principalelor

acumulări, la bazinul Prut, poziția 340, cu folosință complexă.

Nodul hidrotehnic are ca destinație regularizarea debitelor pe râul Prut pentru alimentarea

cu apă a centrelor populate și a industriei, atenuarea viiturilor, producerea energiei electrice și

asigurarea a nivelurilor necesare navigației și tranzitarea peste frontiera a autovehiculelor. [2]

V.1.2. Lucrări componente ale amenajării [89]

Barajul Stânca-Costești este o amenajare complexă, cu un front de retenție deosebit de

lung (peste 3 km), formată din baraje de tipuri diferite, legate între ele sau separate prin porțiuni

mai ridicate ale terenului natural. Toate lucrările au cota coronamentului la 102.50 mdMB. De la

malul drept (România) către malul stâng (Republica Moldova) se succed (Figura V.1.a.):

- Barajul de închidere, baraj din beton cu contraforți, format din 37 ploturi cu lățimea de 10 m

și înălțimea cuprinsă între10 ÷ 25 m;

- Barajul din beton, de tipul de greutate, cu o lungime totală de 650 m și înălțimea cuprinsă

între 10 ÷ 30 m, format din 45 ploturi cu lățimea de 15 m.

- Deversorul de ape mari, format din 6 deschideri de 16 m fiecare, prevăzute cu vane clapet;

- Barajul principal, un baraj din umpluturi de pământ, cu nucleu amonte din argilă, înălțimea

maximă este de 43 m;

- Barajul din beton armat, casetat, cu lungime de cca 180 m și înălțimea cuprinsă între

10 ÷ 12 m, realizat pentru a închide o veche albie a Prutului;

- Barajul din Vechea Carieră închide de asemenea o veche albie (L = 235 m), este un baraj

din umpluturi de pământ, cu nucleu central din argilă și înălțime maximă de 34 m.


= 16 =

Fig

ura

V.1

– A

men

aja

rea S

tânca

-Cost

ești

A –

dis

po

ziți

e gen

erală

;

B

– p

rofi

l în

lung p

rin f

rontu

l de

rete

nți

e.

1 –

ba

raju

l p

rinci

pal

din

um

plu

turi

de

pă

mâ

nt;

2 –

ba

raj

de

înch

ider

e m

al

dre

pt;

3 –

co

nso

lida

re m

al

dre

pt;

4 –

ba

raju

l d

e în

chid

ere

a V

echii

Cari

ere;

5 –

ga

leri

i en

erget

ice

și g

oli

ri d

e fu

nd;

6 –

pri

za d

e re

zerv

ă;

7 –

des

cărc

ăto

r de

ape

ma

ri;

8 –

lac

de

com

pen

sare

;

9 –

stă

vila

r d

e ev

acu

are

;

10

– v

oa

l d

e in

jecț

ii;

a –

calc

are

;

b –

ma

rno

-ca

lca

re;

c – a

rgil

e, m

arn

e.


= 17 =

V.1.3. Niveluri, volume și suprafețe caracteristice

Tabelul V.1 – Caracteristicile principale lacului de acumulare [2]

Caracteristica Volum

[hm3]

Nivel

[mdMB]

Cota coronament - 102.50

Nivel Normal de Retenție 735 90.80

din care util 450

Probabilitatea 1% 1285 98.20

din care pentru atenuare 550

Probabilitatea 0.1% 1400 99.50

din care pentru atenuare 665

Volum mort 175 78.00

Volum rezerva de fier 110 81.50

Alte date caracteristice ale acumulării sunt următoarele:

- Lungimea lacului de acumulare la NNR (90.80 m) 70 km

- Suprafața lacului de acumulare la NNR 5900 ha

- Lungimea lacului de acumulare la Nmax (99.50 m) 90 km

- Suprafața lacului de acumulare la Nmax 9200 ha

V.1.4. Barajul principal

Barajul principal (Figura V.2.) este de tip zonat, cu nucleu înclinat și cu prisme laterale

din pământuri necoezive. Principalele caracteristici sunt următoarele:

lungime la coronament 740 m

înălțime maximă 43 m

volum de terasamente 4 hm3

panta taluz amonte 1:3.0; 1:3.5

pante taluz aval 1:2.0; 1:2.5; 1:3.0

Ambele taluzuri sunt prevăzute cu două nivele de berme. Taluzul amonte este protejat cu

dale din beton armat începând de la cota 76.00. Protecția amonte este aplicată și pe taluzul

natural al recifului calcaros pe care este amplasat frontul de retenție, începând de la cota minimă

de exploatare (81.50) și până la NNR. Protecția amonte se termină la partea superioară cu o

grindă sparge val, cu partea superioară la cota 104.00. Taluzul aval este înierbat.

Nucleul înclinat din argilă are la bază o lățime de 20 m și la coronament de 5 m. La baza

nucleului există o galerie de injecții și drenaj. Corpul barajului a inclus batardoul amonte,

dimensionat pentru asigurare 10%, cu coronamentul la cota 76.00 și impermeabilizat de

asemenea cu nucleu înclinat din argilă. [89]


= 18 =

Figura V.2 – Barajul principal

V.2. Solicitările lucrării

V.2.1. Nivelul în lac

Variația nivelului în lac în perioada 1981-2015 poate fi examinată în Figura V.3. Se

observă că variațiile de nivel anuale sunt relativ mici și că nivelul maxim de exploatare depășește

frecvent nivelul normal de retenție (90.80 mdMB) ca urmare a faptului că acumularea este

exploatată conform folosințelor prevăzute pentru atenuarea viiturilor. Volumul foarte mare al

acumulării face ca în general gradienții de creștere a nivelului în lac să fie relativ mici.

Figura V.3 – Variația nivelului în acumularea Stânca-Costești în perioada 1981-2015


= 19 =

Cele mai ridicate cote au fost atinse în 2008 (cota 98.27 mdMB) și în 2010 (96.95

mdMB). În ambele situații barajul a suportat o solicitare extraordinară, urmare a unor viituri

istorice pe râul Prut (cea mai mare ca debit în 2008 și cea mai mare ca volum în 2010).

V.2.2. Viituri înregistrate

Regulamentul de exploatare stabilește reguli de exploatare la ape mari când sunt

îndeplinite următoarele condiții: debitul afluent este mai mare de 300 m3/s sau nivelul apei în lac

depășește nivelul normal de retenție (90.80 mdMB).

În Tabelul V.2 sunt prezentate câteva date caracteristice ale principalelor viituri preluate

în acumulare. Se poate observa că s-au înregistrat atât viituri cu debite foarte mari, cu durată

relativ mică, dar și viituri cu durată foarte mare, de fapt succesiuni de mai multe viituri.

În întreaga perioadă de exploatare s-au produs numeroase viituri, cele mai mari și mai

frecvente, fiind produse într-o perioadă relativ scurtă (1996-2010), respectiv 5 viituri în 15 ani,

cu debite maxime cuprinse între 1150 și 3380 m3/s.

Tabelul V.2 – Viituri importante înregistrate în perioada de exploatare

DATA ttotal H0 V0 Hfin Vfin dH Qafl Qdefl Vac Vtotal

[zile] [mdMB] [hm3] [mdMB] [hm

3] [m] [m

3/s] [m

3/s] [hm

3] [hm

3]

iun 1978 1550

mai 82 31 77.14 149.2 92.32 834.6 15.18 1071 457 685

iun-iul 1982 88.64 619.3 92.45 846.0 3.81 1144 180 227

aug 83 16 90.54 720.8 92.95 879.7 2.41 1024 574 159

iul-aug 1991 19 92.08 821.1 95.06 1021.7 2.98 722 682 201

apr 96 31 82.12 310.8 92.68 861.5 10.56 1150 518 551 1080

apr-iul 1998 105 87.35 550.5 92.36 841.3 5.01 2410 605 291

iun-aug 2001 100 88.90 633.0 91.68 794.2 2.78 1060 503 161 340

aug 2002 16 87.96 583.0 90.98 747.1 3.02 1090 198 164 311

aug 2005 5 87.50 558.0 92.14 825.0 4.64 2640 564 267 554

mai-iunie 2006 15 87.50 558.0 93.43 912.0 5.93 1180 483 354 560

iul-aug 2008 9 89.63 672.2 98.27 1289.3 8.64 3380 800 560 840

iun-iul 2010 24 90.69 728.4 96.95 1170.5 6.26 2310 710 440 1700

Volumul maxim ale unei viituri s-a produs în 2010 ca urmare a duratei mari a viiturii (24

de zile), cu valoarea debitului maxim de 2310 m3/s.

Debitul maxim afluent a fost de 3380 m3/s înregistrat în anul 2008, ca urmare a

înregistrării unei viituri cu o


= 20 =

Capitolul VI. Modelarea infiltrațiilor prin barajul principal

de pământ Stânca-Costești

VI.1. Realizarea modelului în GeoStudio SEEP/W

VI.1.1. Selectarea datelor și a secțiunii de calcul

Modelarea infiltrațiilor va fi realizată pentru barajul principal de pământ. În primă etapă,

este esențial să alegem secțiunea cu cele mai relevante măsurători piezometrice pentru a putea

ulterior să calibrăm modelul. Supuse analizei vor fi cele 4 secțiuni predefinite de către un șir de

piezometre. Caracteristicile acestor piezometre sunt prezentate în Tabelul VI.1.

Tabelul VI.1 – Caracteristicile piezometrelor din fiecare secțiune

Secțiune Nr. foraj Cota capac

(mdMB)

Cota fund foraj

(mdMB)

I - I

68 102.68 71.57

57 92.29 55.66

55 81.75 60.92

47 72.81 57.2

II - II

67 102.49 62.61

58 92.70 60.01

54 82.01 60.25

48 71.54 59.57

III - III

66 102.52 63.72

62 92.40 60.39

53 82.67 57.54

51 71.89 63.53

IV - IV

65 102.62 64.74

64 92.17 65.74

41 88.53 68.31

42 78.22 58.00

Pentru aceste foraje, se vor trasa grafic datele măsurate în perioada ian. 1990 – dec. 2013

pentru a observa o corelație între nivelele piezometrice înregistrate în foraje. Graficele sunt

trasate și prezentate în Figura VI.1.


= 21 =

Figura VI.1 – Variația nivelului în piezometre în secțiunile caracteristice


= 22 =

După cum se poate observa, anumite piezometre prezintă unele variații de nivel care nu

respectă tiparul general. În special piezometrul nr. 57, din secțiunea I-I, evidențiază ca au fost

înregistrate date eronate. Pentru a evita pe cat posibil aceasta anomalie, se vor considera datele

înregistrate în perioada 2005-2013.

Secțiunile ce prezintă cea mai bună corelație între nivelurile din piezometre, sunt

secțiunea II-II și secțiunea III-III.

Se va alege ca zonă principală de modelare Secțiunea II-II, deoarece amplasamentul

piezometrelor care fac parte din această secțiune, este aproape de mijlocul barajului. Totodată, în

această secțiune, barajul prezintă înălțimea maximă (43.00 m). Detaliile acestei secțiuni sunt

prezentate în Figura VI.2.

Figura VI.2 – Secțiunea II-II

Variația nivelului în lacul de acumulare influențează nivelul din piezometre după un

anumit timp și în funcție de tendința acestuia de a crește sau de a coborî. Din acest motiv, pentru

același nivel înregistrat în lac, vor exista mai multe valori diferite înregistrate în piezometre.

Pentru exemplificare, în Tabelul VI.2, am ales o valoare a nivelului din lac și valorile

citite în piezometre la data respectivă. După cum se poate observa există pentru fiecare

piezometru un anumit interval de variație a nivelului, cu toate că apa din lacul de acumulare are

același nivel.

Tabelul VI.2 – Domeniu de variație a nivelului în piezometre pentru un nivel din lac

DATA Nivel

lac Tendința 67 58 54 48

02-03-05 87.41 ▲ 63.49 63.10 62.90 62.76

28-02-06 87.41 ▲ 64.25 63.00 62.85 62.71

21-03-06 87.41 ▼ 64.29 63.31 63.11 62.97

21-08-07 87.41 ▲ 63.68 63.08 62.96 62.81

22-02-11 87.41 ▼ 64.17 63.82 63.55 63.60

Media 63.98 63.26 63.07 62.97

Variația 0.80 0.82 0.70 0.89

Se poate observa cum pe tendința de scădere a nivelului în lac, în piezometre se

înregistrează valori mai ridicate, iar pe tendința de creștere sunt înregistrate valori mai mici.


= 23 =

Totodată se constată că fiecare piezometru are un anumit domeniu de variație a valorilor

înregistrate. Pentru a stabili eroarea admisibilă în timpul modelării, se va considera acceptabilă

jumătate din domeniul de variație pentru același nivel înregistrat în lac.

De exemplu, pentru piezometrul 67, în care variația este de 0.80 m, acceptabil va fi 0.40

m. Adică, valoarea ce va fi generată de programul de calcul să fie cu ± 0.20 m diferită de

valoarea măsurată.

Pentru a generaliza pe întreg domeniul, valorile calculate să prezinte o diferență față de

cele măsurate de ± 0.25 m.

VI.1.2. Introducerea datelor inițiale

Inițial sunt necesare introducerea caracteristicilor pământurilor cu valori orientative,

urmând ca aceste valori să fie ajustate treptat după mai multe rulări ale programului. Selectarea

acestor date se face pe baza intervalului tabelelor indicate de A. Stanciu și cele prezente în STAS

1913/6-76.

Se vor introduce caracteristicile geometrice ale secțiunii de calcul în programul

GeoStudio SEEP/W. Punctele vor fi reprezentate la o altitudinea reală, măsurată față de nivelul

Mării Baltice.

Se vor trasa poligoane închise, reprezentând regiuni în care se acceptă ipoteza că pe toată

suprafața unei regiuni, caracteristicile pământului sunt constante.

Coordonatele de trasare pentru fiecare regiune sunt prezentate în tabelele ce urmează.

Într-un final rezultă secțiunea transversală prin barajul Stânca-Costești (Figura VI.3),

evidențiindu-se prin coloristică tipurile de pământ.

Figura VI.3 – Secțiunea barajului trasată în programul GeoStudio SEEP/W


= 24 =

VI.1.3. Discretizarea modelului în elemente finite

Pentru discretizarea modelului în elemente finite, am optat pentru crearea unei rețele de

elemente mai dese pentru nucleu și mai rare pentru restul corpului de baraj. Astfel, mărimea

medie unui element finit din componența nucleului de argilă este de 0.4 m, iar pentru corpul

barajului este de 1.0 m. Pentru stratul de fundare am optat pentru o discretizare de 4.0 m.

Rețeaua de elemente finite este prezentată în Figura VI.4.

Figura VI.4 – Discretizarea secțiunii în elemente finite

VI.1.4. Condiții de margine

Pentru secțiunea supusă analizei se impun două condiții de margine: aval și amonte.

În amonte, constrângerea este dată de nivelul apei din lacul de acumulare ce variază în

funcție de timp. Se vor folosi date dintr-un an mediu, în care să existe niveluri sub și peste NNR,

din intervalul 2005 – 2013. Din acest considerent se va lua ca an de referință, anul 2013, iar

variația nivelului în lacul de acumulare, pentru anul 2013, este prezentată în Anexa 1.

Măsurătorile au fost efectuate zilnic, după cum se poate observa în Anexa 1, implicit

pasul de timp este 1 zi. Pentru programul GeoStudio SEEP/W, secunda este singura unitate de

timp ce poate fi utilizată la introducerea variației nivelului. Din acest motiv, pentru a păstra

măsura de timp la care s-au efectuat citirile (1 zi) se va face transformarea în secunde, rezultând

un pas de timp de 86400 sec (Figura VI.5).


= 25 =

Figura VI.5 – Variația nivelului în lacul de acumulare în anul 2013

În aval, condiția este dată de sistemul de drenaj existent în amplasament.

VI.1.5. Calibrarea modelului

Programul nu permite introducerea ca și condiție de margine nivelul apei în piezometre.

Din acest motiv, calibrarea modelului presupune ca nivelul piezometric generat de program să

coincidă cu nivelul piezometric măsurat, acceptându-se o abatere de 0.25 m față de nivelul

măsurat.

Având datele de intrare cunoscute (condițiile de margine) și datele de ieșire cunoscute

(nivelul apei în piezometre), pentru calibrare se vor modifica caracteristicile pământurilor, în

special coeficientul de permeabilitate k.

VI.1.6. Rezultate în urma calibrării modelului

La fiecare rulare a programului s-a făcut o singură modificare pe întreg modelul.

Procedând în acest mod se poate observa daca modificarea făcută are un impact pozitiv sau

negativ în direcția calibrării modelului.

După rulări repetate ale programului și ajustării treptate a coeficienților, s-au obținut o

serie de rezultate pentru fiecare piezometru. Analiza acestor valori sunt comparate cu datele

măsurate și analizate dacă se încadrează în toleranța impusă, iar reprezentarea lor grafică este

redată în Figura VI.6.

Valorile rezultate în urma rulării repetate a modelului realizat în programul SEPP/W,

majoritatea se încadrează în toleranța stabilită de ± 0.25 m. Prin urmare modelul se consideră

calibrat.


= 26 =

Figura VI.6 – Reprezentarea grafică a nivelului măsurat și cel modelat


= 27 =

Din analiza diagramelor din Figura VI.6, se constată că alura graficului datelor calculate

este similară cu cea a datelor măsurate.

În Figura VI.7 se prezintă alura curbei de infiltrație generată pe modelul creat, precum și

spectrul presiunii hidrodinamice

Figura VI.7 – Curba de infiltrație și spectrul presiunii hidrodinamice

Curbele caracteristice rezultate pentru fiecare tip de sol sunt prezentate în diagramele

următoare, iar centralizarea este făcută în Tabelul VI.3.

Tabelul VI.3 – Coeficientul de permeabilitate final

Pământ kx (m/s) ky/kx

Argila prăfoasă 1.20 ∙ 10-8 1.324

Nisip Argilos 1.50 ∙ 10-6 0.986

Balast 4.50 ∙ 10-3 0.701

Calcare 1.35 ∙ 10-6 0.672

Având la dispoziție acest model de calcul, se pot crea diferite scenarii ce țin de

exploatarea în siguranță a barajului. Totodată, pentru validarea acestui model se vor simula

viiturile cele mai importante înregistrate în istoricul de exploatare a Nodului Hidrotehnic Stânca-

Costești. În acest mod se va putea observa dacă apar fenomene atipice ce țin de infiltrația apei și

modul cum ar putea influența siguranța în exploatare a amenajării.

Totodată, în urma rulării programului s-au obținut coeficienții necesari în calcule

analitice.


= 28 =

VI.2. Calculul infiltrațiilor prin metode analitice

VI.2.1. Stabilirea secțiunii de calcul

În cazul barajului Stânca-Costești, prismul amonte din balast și cel din nisip argilos,

influențează alura curbei de infiltrație într-o mică măsură. Conform datelor obținute după rularea

programului GeoStudio SEEP, în amonte de nucleu există o diferență dintre nivelul apei în lac și

punctul de intersecție al curbei de infiltrație cu pramentul amonte ale nucleului, de doar câțiva

centimetri.

De exemplu, pentru nivelul maxim înregistrat la viitura din 2008, când nivelul în lacul a

atins 98.27 mdMB, curba de infiltrație intersectează nucleul de argilă la o cotă de 98.19 mdMB,

o diferență de 8 cm.

Pentru cei 3 ani în care s-au făcut simulările, nivelul minim înregistrat în acumulare a fost

în anul 2013 de 85.32 mdMB, iar intersecția cu nucleul se realizează la cota de 85.16 mdMB, o

diferență de 16 cm.

După cum se poate observa, domeniul de variație este între 8 cm și 16 cm față de nivelul

din lac. Din acest considerent, nivelul apei ce va fi utilizat în analiză va fi corectat în minus cu o

valoare medie de -0.12 m.

Conform raționamentului anterior, pentru simplificarea calculelor se va considera ca baraj

independent nucleul de argilă și prismul aval din balast (Figura VI.8). În acest mod, calculul

infiltrațiilor va fi realizat cu metoda descrisă în Cap IV.6. pentru baraj cu mască de etanșare.

Figura VI.8 – Secțiune de calcul simplificată


= 29 =

VI.2.2. Determinarea relației analitice

Pentru acest tip de baraj, Pavlovski propune un sistem de două ecuații:

{

𝑞

𝑘=

(𝐻 − ℎ1)2

2 ∙𝑘𝑘′ ∙ 𝛿 ∙ sin 𝛼

+(𝐻 − ℎ1) ∙ ℎ1

𝑘𝑘′∙ 𝛿 ∙ sin 𝛼 +𝑚1 ∙ (𝐻 −

ℎ12 )

𝑞

𝑘=ℎ1

2 − ℎ2

2 ∙ 𝐿

( 16)

Totodată, autorul sugerează rezolvarea sistemului pe cale grafo-analitică, pentru

determinarea celor două necunoscute q și h1. Această rezolvare nu este avantajoasă în cazul de

față, deoarece calculele vor fi efectuate pentru mai multe niveluri H înregistrate în decursul a 3

ani. Din acest motiv, avantajoasă ar fi găsirea unei relații matematice, care ulterior să poată fi

utilizată într-un calcul tabelar.

Prin egalarea celor două ecuații, se obține ecuația:

(𝐻 − ℎ1)2

2 ∙𝑘𝑘′ ∙ 𝛿 ∙ sin 𝛼

+(𝐻 − ℎ1) ∙ ℎ1

𝑘𝑘′∙ 𝛿 ∙ sin 𝛼 + 𝑚1 ∙ (𝐻 −

ℎ12 )

−ℎ1

2 − ℎ2

2 ∙ 𝐿= 0 ( 17)

Făcând calculele, într-un final se obține o ecuație de gradul III, de forma:

𝑎 ∙ ℎ13 + 𝑏 ∙ ℎ1

2 + 𝑐 ∙ ℎ1 + 𝑑 = 0 ( 18)

VI.2.3. Determinarea poziției lui h1

Pentru determinarea grosimii medii pe care o are masca de etanșare, datorită formei sale

geometrice, procedura cea mai eficientă a fost calcularea ariei totale a nucleului și împărțirea

acesteia la lungimea medie, rezultând:

𝛿 =𝐴

𝑙𝑚=635

76= 8.35 𝑚 ( 19)

Se va considera un sistem de coordonate ce va avea originea în punctul în care talpa

barajului întâlnește paramentul amonte al nucleului, respectiv la cota 57.00 mdMB. În continuare

acesta va fi considerat plan de referință, iar cotele vor fi raportate în sistemul local ales.


= 30 =

Figura VI.9 – Secțiunea de calcul

Unghiul pe care îl face lungimea medie este considerat ca fiind delimitat de bisectoarea

dintre cele două paramente ale nucleului. Prin urmare acesta se va calcula cu relația:

𝛼 =𝛾 + 𝛽

2=𝑎𝑟𝑐𝑐𝑡𝑔 𝑚1 + 𝑎𝑟𝑐𝑐𝑡𝑔 𝑚2

2= 90 −

𝑎𝑟𝑐𝑡𝑔 𝑚1 + 𝑎𝑟𝑐𝑡𝑔 𝑚2

2 ( 20)

Efectuând calculele rezultă: α = 32.30o

Limita de separație BD dintre cele două zone de calcul este situată în punctul B, descris

ca fiind punctul de intersecție al perpendicularei AB dusă din punctul în care nivelul apei

întâlnește paramentul amonte, A, pe paramentul aval.

Se notează B’ ca fiind punctul de intersecție dintre dreapta BD și curba de infiltrație.

Lungimea segmentului [B”D] este egală cu h1, ce poate fi calculată analitic cu relația (170).

Distanța x la care se poziționează h1 față de origine variază în funcție de nivelul în lac, H.

Cu cât nivelul crește, h1 se depărtează de origine, iar dacă nivelul scade distanța x devine mai

mică.

Se face următoarea construcție grafică:

- se prelungește suprafața apei până intersectează suprafața inferioară a nucleului, F;

- din punctul A se coboară o dreaptă perpendiculară pe AF până întâlnește suprafața inferioară

a nucleului, G;

- din punctul B se trasează o perpendiculară pe dreapta AG, rezultând punctul de intersecție H.

Lungimea segmentului [HB] va fi notată cu p.


= 31 =

Figura VI.10 – Masca de etanșare

Prin urmare, distanța față de origine a dreptei BD este:

𝑥 = 𝑥𝑎 + 𝑝 ( 21)

în care:

xa – distanța față de origine a punctului de intersecție a nivelului de apă cu suprafața

superioară a nucleului:

𝑥𝑎 = ℎ𝑎 ∙ 𝑚1 ( 22)

ha – nivelul apei, raportat la sistemul local de referință:

ℎ𝑎 = (𝐻 − 0.12) − 57.00 ( 23)

Determinarea distanței p

Se notează cu d distanța dintre originea O și punctul de intersecție al prelungirii dreptei

suport al feței inferioare a ecranului de etanșare E.

Având pante diferite cele două fețe ale nucleului, m1 și m2, prin prelungire acestea se

intersectează în punctul O’ ce are coordonatele (S;Z).

Lungimea segmentului [AF], notat cu r, se poate determina cu relația:

𝑟 = (𝑍 − ℎ𝑎) ∙ (𝑚1 −𝑚2) ( 24)

Dacă se scriu relațiile de calcul pentru abscisele celor două drepte suport OO’ și OE, în

funcție de pantă, rezultă următorul sistem de calcul:

{

𝑥1 = 𝑍 ∙ 𝑚1

𝑥2 = 𝑍 ∙ 𝑚2

𝑥1 = 𝑑 + 𝑥2

( 25)


= 32 =

Prin egalarea primelor două ecuații și făcându-se înlocuirile, se obține următoarea relație:

𝑥2 =𝑑 ∙ 𝑚2

𝑚1 −𝑚2 ( 26)

Cota punctului de O’ este dată de relația:

𝑍 =𝑥2𝑚2

=

𝑑 ∙ 𝑚2

𝑚1 −𝑚2

𝑚2→ 𝑍 =

𝑑

𝑚1 −𝑚2

( 27)

Pentru ușurința raționamentului, se izolează construcția grafică anterior făcută.

Figura VI.11 – Construcție grafică pentru calculul lui p

În funcție de panta m2, rezultă că:

𝑒 =1

𝑚2∙ 𝑟 ( 28)

Segmentul [GF] fiind ipotenuză în triunghiul GAF, se obține:

𝑐 = 𝑟 ∙ √𝑚2

2 + 1

𝑚22

( 29)

Segmentul [AB], notat cu t, este înălțime pentru triunghiul GAF, rezultând relația:

𝑡 =𝑟 ∙ 𝑒

𝑐→ 𝑡 =

𝑟

√𝑚22 + 1

( 30)

Lungimea segmentului [GB], notat cu f, fiind catetă pentru triunghiul GBA, are

următoarea relație de calcul:

𝑓 = √𝑒2 − 𝑡2 → 𝑓 =𝑟

𝑚2√𝑚22 + 1

( 31)


= 33 =

Segmentul [BH], notat cu p, este înălțime pentru triunghiul GBA, rezultând relația:

𝑝 =𝑓 ∙ 𝑡

𝑒→ 𝑝 =

𝑟

𝑚22 + 1

( 32)

Făcând înlocuirile, rezultă relația de calcul pentru p:

𝑝 =(

𝑑𝑚1 −𝑚2

− ℎ𝑎) ∙ (𝑚1 −𝑚2)

𝑚22 + 1

→ 𝑝 =𝑑 − ℎ𝑎 ∙ (𝑚1 −𝑚2)

𝑚22 + 1

( 33)

Într-un final, rezultă că distanța x la care se află h1 față de origine este:

𝑥 = ℎ𝑎 ∙ 𝑚1 +𝑑 − ℎ𝑎 ∙ (𝑚1 −𝑚2)

𝑚22 + 1

( 34)

VI.2.4. Determinarea lui h1, pentru Zona II

Se va face analogia între Zona II a modelului cu partea aval a unui baraj cu nucleu de

etanșare (Cap. IV.5.1.). Din acest fapt, rezultă că alura curbei de infiltrație din Zona II este

asemănătoare cu forma ei de după nucleul de etanșare, prin urmare se va utiliza relația (149, iar

făcându-se înlocuirile cu notațiile adoptate pe secțiunea de calcul, obținem:

ℎ1 = √ℎ2 + (ℎ𝑎2 − ℎ2) ∙

𝐿

𝐿𝑒 ( 35)

în care:

Le – lungimea echivalentă [m].

L – distanța dintre punctul de intersecție a perpendicularei trasată din punctul în care nivelul

apei întâlnește fața superioară a ecranului, pe fața inferioară a ecranului și punctul de izvorâre de

pe paramentul aval [m]:

𝐿 = 𝐵 − 𝑥 − 𝑙 ( 36)

Făcând înlocuirile necesare, obținem:

𝐿 = 𝐵 − ℎ𝑎 ∙ 𝑚1 +𝑑 − ℎ𝑎 ∙ (𝑚1 −𝑚2)

𝑚22 + 1

− 𝑚3 ∙ ℎ ( 37)

Lungimea echivalentă, conform secțiunii de calcul, este egală cu:

𝐿𝑒 = 𝐿 + 𝛿𝑘

𝑘′+ ℎ𝑎 ∙ 𝑚1 − 𝑑 + 𝑙 ( 38)


= 34 =

După efectuare înlocuirilor, obținem:

𝐿𝑒 = 𝐵 + 𝛿𝑘

𝑘′−ℎ𝑎 ∙ (𝑚1 −𝑚2) + 𝑑 ∙ 𝑚2

𝑚22 + 1

( 39)

Rezultă ecuația următoare pentru h1:

ℎ1 = √(ℎ𝑎

2 − ℎ2)[(𝑚22 + 1)(𝐵 − ℎ𝑎 ∙ 𝑚1 − ℎ 𝑚3) − ℎ𝑎 (𝑚1 −𝑚2) + 𝑑]

(𝑚22 + 1) (𝐵 + 𝛿

𝑘𝑘′) − ℎ𝑎 (𝑚1 −𝑚2) − 𝑑 𝑚2

+ ℎ2 ( 40)

VI.2.5. Parabola lui Dupuit

Supusă analizei va fi Zona II, această asociindu-se cu un batardou trapezoidal. Din acest

considerent, nivelul situat la limita de separație dintre cele două zone h1 va fi considerat nivelul

de apă de calcul (Figura VI.12), iar noul sistem de coordonate va fi (xO”z”).

Figura VI.12 – Secțiunea de calcul pentru parabola Dupuit

Relația de calcul a parabolei (79), adoptându-se notațiile folosite până la acest pas, este

dată de următoarea expresie:

𝑌 = √ℎ12 − 𝑋 ∙

(ℎ12 − ℎ2)

𝐿 ( 41)

Deoarece poziția noului sistem de raportare este variabilă în funcție de variația nivelului,

coordonatele piezometrelor vor varia și ele, după următoarele relații:


= 35 =

𝑋60 = 𝐿 + 𝑙 − 77.50

𝑋58 = 𝐿 + 𝑙 − 53.00

𝑋54 = 𝐿 + 𝑙 − 20.50

𝑋48 = 𝐿 + 𝑙 + 15.00

( 42)

Calculul a fost realizat pentru întreg anul 2013, iar reprezentarea grafică este prezentată

pentru fiecare piezometru în Figura VI.13.

VI.2.6. Asemănarea cu o dreaptă

Datorită lungimii relativ mari a amprizei barajului, din simulările efectuate cu ajutorul

programului GeoStudio SEEP și din analiza datelor măsurate, rezultă că pe Zona II a secțiunii de

calcul, curba piezometrică poate fi asemănată cu o dreaptă, de forma:

𝑧 = 𝐴 ∙ 𝑋 + 𝐵 ( 43)

Pentru:

𝑧 = ℎ1𝑋 = 𝑥

} → ℎ1 = 𝐴 ∙ 𝑥 + 𝐵 ( 44)

Pentru:

𝑧 = ℎ𝑋 = 𝑥 + 𝐿

} → ℎ = 𝐴 ∙ (𝑥 + 𝐿) + 𝐵 ( 45)

Rezultă sistemul de ecuații cu două ecuații și două necunoscute, A și B:

ℎ1 = 𝐴 ∙ 𝑥 + 𝐵

ℎ = 𝐴 ∙ (𝑥 + 𝐿) + 𝐵 ( 46)

După efectuarea calculelor, rezultă următoarea formă a ecuației dreptei:

𝑧 =ℎ − ℎ1𝐿

∙ 𝑋 + ℎ1 −ℎ − ℎ1𝐿

∙ 𝑥 ( 47)

Cunoscându-se distanța X pentru fiecare piezometru la care este poziționat față de origine

(Tabelul VI.4), se pot calcula cotele în aceste puncte. Calculul a fost realizat pentru întreg anul

2013, iar reprezentarea grafică este prezentată pentru fiecare piezometru în Figura VI.13.


= 36 =

Tabelul VI.4 – Abscisele piezometrelor în sistemul local

Nr.

piezometru Xpiezometru

67 84.50

58 109.00

54 141.50

48 177.00

VI.2.7. Compararea rezultatelor analitice cu datele măsurate

Analizând graficele din Figura VI.13, se observa că variația nivelurilor calculate nu

corespunde în totalitate cu variația nivelurilor măsurate. Acest fapt este firesc, deoarece

formulele de calcul adoptate iau în considerare ca variabilă în timp nivelul apei în acumulare. În

acest mod, pentru o anumită cotă a nivelului, se va obține aceeași valoare unică, neexistând un

domeniu de variație pentru fiecare piezometru în parte. Cu toate acestea, algoritmul de calcul

oferă rezultate medii apropiate ca mărime. Din acest considerent, rezultatele obținute sunt

considerate acceptabile.

Datele obținute pe cale analitică, se constată ca sunt apropiate ca ordin de mărime, iar

forma graficelor este aproape identică.

Totodată se constată că pentru primele 3 piezometre (67, 58 și 54), datele obținute cu

ajutorul parabolei sunt mai mari față de cele obținute cu ajutorul dreptei, în consecință graficul

parabolei este situat deasupra graficului dreptei.

Situația se schimbă în piezometrul 48, când rezultatele parabolei sunt mai mici față de

rezultatele dreptei. Acest aspect este firesc datorită curburii parabolei, în timp ce dreapta își

păstrează traiectoria.


= 37 =

Figura VI.13 – Reprezentarea grafică a nivelului măsurat și nivelurile calculate


= 38 =

VI.3. Viitura din anul 2008

În vara anului 2008 a fost înregistrată viitura cu cel mai mare debit din istoria de

exploatare a amenajării Stânca-Costești Q = 3380 m3/s, cu o durată de 8.5 zile, nivelul în lacul de

acumulare a atins maximul istoric de H = 98.27 mdMB, depășind cu 0.07 m nivelul cu

probabilitatea de 1% (98.20 mdMB). În acumulare, conform datelor, această viitură a fost

resimțită timp de 24 de zile (Figura VI.15).

Variația nivelului în lacul de acumulare este reprezentată în Figura VI.14.


Figura VI.15 – Hidrograful de atenuare a viiturii din anul 2008


= 39 =

VI.3.1. Trasarea parabolei lui Dupuit

Pentru trasarea curbei de înfiltrații cu ajutorul ecuației parabolei formulată de Dupuit, se

va urma întocmai algoritmul descris în Cap. VI.2.5.

În urma efectuării calculelor, rezultă coordonatele Y, reprezentând nivelul apei în fiecare

piezometru. Pentru raportarea lor la sistemul real, acestea au fost majorate cu 57.00,

reprezentând cota planului de referință local.

Reprezentarea grafică se regăsește în Figura VI.22.

VI.3.2. Trasarea dreptei de infiltrații

Pentru asemănarea curbei de înfiltrații cu o dreaptă, se urmărește algoritmul prezentat în

Cap. VI.2.6.



reprezentând cota planului de referință local


VI.3.3. Simularea viiturii în GeoStudio SEEP/W

După rularea programului, se obțin o serie de date numerice pentru fiecare piezometru.

Se constată rezultatele obținute se încadrează în eroarea admisibilă stabilită de ± 0.25 m.

Se observă, totodată, că în situațiile în care, din diferite motive, pe teren nu au fost culese

date, cu ajutorul acestui model putem obține rezultatele de care avem nevoie.


În urma rulării modelului realizat în GeoStudio, în momentul viituri, în corpul barajului

apare infiltrații verticale însemnate prin nucleul de etanșare. În cele ce urmează va fi detaliat

acest fenomen.

În ziua 208 (27.07.2008) în lacul de acumulare s-a înregistrat un nivel de 91.08 mdMB,

cu doar 0.28 m peste NNR. (Figura VI.16) și continuă să crească atingând în ziua 209 - 93.11

mdMB.


= 40 =

Figura VI.16 – Viitura din anul 2008 – ziua 208

Tabelul VI.5 – Viitura din anul 2008 – ziua 208

Nivel Lac Nr.

Piezometru

Ziua 209

Măsurat Modelat ΔH

93.11

67 65.53 65.59 -0.06

58 - 63.61 -

54 - 64.61 -

48 65.60 65.65 -0.05

În ziua 210 (30.07.2008) nivelul atinge cota de 95.77 mdMB, dar păstrându-și tendința

de creștere. (Figura VI.17).



Nivel Lac Nr.

Piezometru

Ziua 210


95.77

67 65.99 66.01 -0.02

58 63.89 63.76 0.13

54 65.98 65.85 0.13

48 65.86 65.86 0.00

Datorită creșterii rapide a nivelului, cu mai mult de 6.65 m într-un interval de 4 zile,

începând cu ziua 211, în corpul barajului apare un fenomen special. Curba de infiltrație trasată

de program depășește nucleul de argilă, făcând o buclă. (Figura VI.18)


= 41 =

În realitate, curba de infiltrație își păstrează alura obișnuită, iar bulca reprezintă o

cantitate de apă însemnată infiltrată vertical prin nucleul de argila.



Nivel Lac Nr.

Piezometru

Ziua 210


97.73

67 - 66.37 -

58 - 64.93 -

54 - 65.98 -

48 66.47 66.55 -0.08

În ziua 212 (31.07.2008) este înregistrat maximul istoric în acumulare și anume 98.27

mdMB. După cum se observă în Figura VI.19 infiltrațiile verticale se mențin ridicate, iar nivelul

în piezometre este în creștere.



Nivel Lac Nr.

Piezometru

Ziua 212


98.27

67 66.95 66.73 0.22

58 - 65.83 -

54 - 66.08 -

48 66.90 66.79 0.11

În Figura VI.20 se observa cum curba de infiltrație prezintă anumite ondulații la ieșirea

din nucleul de argilă. Prin acest aspect programul surprinde momentul în care cantitățile de apa


= 42 =

infiltrate vertical ajung în nivelul orizontal al infiltrațiilor, producând creșteri bruște, creșteri ce

sunt înregistrate și în măsurătorile efectuate la baraj. Acest fenomen face să fie înregistrate

valorile maxime în piezometre pentru această viitură.



Nivel Lac Nr.

Piezometru

Ziua 213


97.90

67 67.33 67.48 -0.15

58 - 67.03 -

54 - 66.24 -

48 66.95 66.82 0.13

Începând cu ziua 214 (02.08.2008) infiltrațiile verticale din corpul barajului își reduc

intensitatea, astfel nivelurile piezometrice intrând într-o tendință de descreștere. (Figura VI.21).



= 43 =

VI.3.4. Interpretarea rezultatelor

În Figura VI.22, se regăsesc reprezentate grafic datele provenite din măsurători, datele

obținute pe cale analitică prin cele două metode și datele obținute în urma rulării modelului

realizat în GeoStudio SEEP.

După cum se poate constata, cele 4 grafice sunt asemănătoare ca formă.

Graficele calculate nu respectă forma oscilantă pe care o are graficul măsurat, ci îi

minimizează oscilațiile. Acest fapt se datorează lipsei domeniului de variație a valorilor obținute

în piezometre pentru aceeași valoare înregistrată a nivelului în lacul de acumulare. Diferențele

între datele analitice și cele măsurate sunt încadrate între -0.34 și 0.82 pentru parabolă, iar pentru

dreaptă -0.30 și 0.85. O excepție, de la acest interval, este întâlnită în momentul viiturii, când

graficul calculat are timpul de descreștere mai mic, din acest considerent diferențele sunt mai

mari.

Acest aspect nu se întâmplă și în cazul datelor provenite din modelare, urmărind fidel

graficul datelor măsurate, chiar și în timpul viiturii. Acest lucru se poate datora infiltrațiilor

verticale mai însemnate ce sunt surprinse de program.


= 44 =

Figura VI.22 – Reprezentarea grafică a nivelului măsurat și nivelurile calculate, anul 2008


= 45 =

VI.4. Simularea viiturii din anul 2010

În vara anului 2010 a fost înregistrată viitura cu cel mai mare volum din istoria de

exploatare a amenajării Stânca-Costești V = 1700 hm3 și un debit Q = 2310 m

3/s, cu o durată de

24 zile, iar nivelul în lacul de acumulare a atins H = 96.95 mdMB, fiind al doilea ca mărime

după cel înregistrat în urma viiturii din anul 2008. În acumulare, conform datelor, această viitură

a fost resimțită timp de 35 de zile (Figura VI.24).

Variația nivelului în lacul de acumulare este reprezentată în Figura VI.24.


Figura VI.24 – Hidrograful de atenuare a viiturii din anul 2010

Ca urmare a precipitațiilor căzute, se constată că hidrograful de atenuare al undei de

viitură este de tip pluriundă, având două vârfuri. Primul vârf înregistrează nivelul maxim în

acumulare de H = 96.95 mdMB, iar la câteva zile al doilea vârf atinge nivelul H = 96.20

mdMB.


= 46 =

VI.4.1. Trasarea parabolei lui Dupuit

Pentru trasarea curbei de înfiltrații cu ajutorul ecuației parabolei formulată de Dupuit, se

va urma întocmai algoritmul descris în Cap. VI.2.5.





VI.4.2. Trasarea dreptei de infiltrații

Pentru asemănarea curbei de înfiltrații cu o dreaptă, se urmărește algoritmul prezentat în

Cap. VI.2.6.





VI.4.3. Simularea viiturii în GeoStudio SEEP/W

După rularea programului, se obțin o serie de date numerice pentru fiecare piezometru. Se

constată rezultatele obținute și în acest caz se încadrează în eroarea admisibilă stabilită de

± 0.25 m.

Se observă, totodată, că în situațiile în care, din diferite motive, pe teren nu au fost culese

date, cu ajutorul acestui model putem obține rezultatele de care avem nevoie.


În urma rulării modelului realizat în GeoStudio, în momentul viituri, în corpul barajului

apare infiltrații verticale însemnate prin nucleul de etanșare. În cele ce urmează va fi detaliat și

acest fenomen.

În ziua 173 (23.06.2010) în lacul de acumulare s-a înregistrat un nivel de 90.68 mdMB,

cu doar 0.12 m sub NNR. (Figura VI.25) și prezintă o tendință de creștere, iar după 9 zile

(03.07.2010), se înregistrează un nivel de 96.32 mdMB, dar în continuare este în creștere (Figura

VI.26).


= 47 =



Nivel Lac Nr.

Piezometru

Ziua 172


90.66

67 - 64.12 -

58 - 63.77 -

54 - 63.64 -

48 - 63.57 -



Nivel Lac Nr.

Piezometru

Ziua 182


96.32

67 69.21 69.15 0.06

58 65.20 65.34 -0.14

54 66.76 66.78 -0.02

48 66.70 66.78 -0.08

În ziua 183 (04.07.210) se atinge nivelul maxim în acumulare pentru această viitură

(96.95 mdMB). În 10 zile s-a înregistrat o creștere cu 6.27 m, cu 0.38 m mai puțin comparativ cu

viitura din anul 2008 (ΔH = 6.65 m) și într-un interval de 2.5 ori mai mare.

Cu toate acestea, în corpul barajului apare fenomenul întâlnit și în 2008. După cum se

poate observa în Figura VI.27, curba de infiltrație calculată de program prezintă din nou acea


= 48 =

buclă ce depășește nucleul barajului. Acest fenomen ne sugerează că infiltrațiile verticale prin

nucleu au început să aibă un impact semnificativ asupra nivelului piezometric.



Nivel Lac Nr.

Piezometru

Ziua 183


96.95

67 - 69.28 -

58 - 65.41 -

54 - 66.83 -

48 - 66.87 -

În ziua 184 (05.07.2010) chiar daca nivelul în acumulare este în descreștere, infiltrațiile

au încă un debit semnificativ. În Figura VI.28 programul surprinde momentul în care aceste

infiltrații ajung în nivelul piezometric și produc o creștere accelerată a nivelului curbei de

infiltrații prin corpul barajului.



Nivel Lac Nr.

Piezometru

Ziua 184


96.77

67 - 69.53 -

58 - 66.62 -

54 - 67.08 -

48 - 66.93 -


= 49 =

În ziua 186 (07.07.2010), infiltrațiile verticale încep să se normalizeze, iar nivelul

acumulare este în descreștere (Figura VI.29 și Figura VI.30).




Nivel Lac Nr.

Piezometru

Ziua 187


95.76

67 67.99 67.83 0.16

58 - 65.03 -

54 - 66.53 -

48 66.98 66.98 0.00

În ziua 191 (12.07.2010), datorită precipitațiilor căzute în amonte, nivelul în lac începe să

crească. În baraj își fac apariția din nou infiltrațiile verticale (Figura VI.31).



= 50 =


Nivel Lac Nr.

Piezometru

Ziua 191


95.84

67 67.76 67.82 -0.06

58 - 65.73 -

54 - 66.69 -

48 - 67.03 -

În ziua 192 (13.07.2010) se înregistrează al doilea vârf din hidrograful de atenuare a

viiturii, de tip pluriundă. După cum se poate observa, nivelul piezometric este în continuare

ridicat (Figura VI.32).



Nivel Lac Nr.

Piezometru

Ziua 192


96.20

67 67.74 67.91 -0.17

58 67.17 67.33 -0.16

54 66.92 67.10 -0.18

48 67.12 67.23 -0.11

Începând cu ziua 193 (14.07.2010), chiar daca mai sunt infiltrații verticale acestea sunt în

scădere, iar impactul lor asupra nivelului piezometric este mai redus. Programul ilustrează acest

aspect prin izolarea unei mase de apă care coboară spre curba de infiltrații (Figura VI.33).



= 51 =

După cum se poate observa, în ziua următoare (ziua 194), curba de infiltrații prin corpul

barajului își recapătă alura specifică, fără a mai depăși nucleul de argilă (Figura VI.34).



Nivel Lac Nr.

Piezometru

Ziua 194


95.77

67 67.78 67.98 -0.20

58 65.99 65.99 0.00

54 - 66.63 -

48 66.54 66.79 -0.25

VI.4.4. Interpretarea rezultatelor

În Figura VI.35, la fel ca pentru viitura din anul 2008, am reprezentat datele provenite din

măsurători, datele obținute pe cale analitică prin cele două metode și datele obținute în urma

rulării modelului.

După cum se poate constata, cele 4 grafice sunt asemănătoare ca formă, iar graficele

calculate sunt aproape suprapuse.

Și în această situație, graficele calculate nu respectă forma oscilantă pe care o are graficul

măsurat, ci îi minimizează oscilațiile. Diferențele între datele analitice și cele măsurate sunt

încadrate între -0.58 și 0.78 pentru parabolă, iar pentru dreaptă -0.55 și 0.82. Excepțiea, de la

acest interval, este întâlnită în momentul viiturii, când graficul calculat are timpul de descreștere

mai mic, din acest considerent diferențele sunt mai mari. Se observă ca amplitudinea graficelor

calculate nu este la fel de mare ca cea a graficului măsurat. Acest fapt se datorează, într-o

anumită măsură, duratei mari a viiturii. Nivelul apei fiind la cote ridicate pentru o perioadă

îndelungată, nivelul înregistrat în piezometre are o tendință crescătoare.

Metodele analitice propuse nu țin cont de acest aspect, oferind valori punctuale în funcție

de cota apei în lac, nu și cum influențează un nivel ridicat menținut pentru o anumită perioadă,

variația nivelului în piezometre.

Acest aspect nu se întâmplă și în cazul datelor provenite din modelare. Acestea urmăresc

îndeaproape graficul datelor măsurate, acolo unde există date, chiar și în timpul acestei viiturii.


= 52 =

Figura VI.35 – Reprezentarea grafică a nivelului măsurat și nivelurile calculate, anul 2010


= 53 =

Capitolul VII. Concluzii și contribuții personale

VII.1. Concluzii generale

Prezenta teză de doctorat a fost realizată în cadrul şcolii doctorale a Facultăţii de

Hidrotehnică, Geodezie şi Ingineria Mediului. Cercetările ştiinţifice au fost derulate pe parcursul

celor trei ani de studii doctorale.

Scopul lucrării de doctorat este de a completa cu noi rezultate - obţinute prin cercetări

teoretice şi experimentale, verificate pe studiul de caz - aria de cunoaştere a modului cum variază

nivelul piezometric în corpul barajelor din pământ, atât în condiții de exploatare normale cât și în

condiții excepționale.

În Capitolul I. Amenajări hidrotehnice, am prezentat evoluția amenajărilor

hidrotehnice și impactul acestora asupra dezvoltării societăți. Totodată, am actualizat și

centralizat datele cu privire la numărul total de baraje mari din lume și din România, întocmind

clasificări după mai multe criterii.

Pe lângă impactul pozitiv pe care îl au în dezvoltarea comunităților de oameni,

amenajările hidrotehnice, ca orice lucrare inginerească, reprezintă un risc calculat asupra

acestora și a mediului înconjurător. Acest aspect legat de Siguranța și riscul amenajărilor

hidrotehnice l-am dezvoltat în Capitolul II, evidențiind cauzele principale ale accidentelor ce se

pot produce de-a lungul timpului de viață a unei amenajări. Tot în acest capitol am prezentat

metodologia de încadrare a lucrărilor hidrotehnice în clase de importanță. Acest aspect este

deosebit de important, deoarece în funcție de poziționarea lucrării hidrotehnice într-o anumită

clasă de importanță, se va realiza un plan de supraveghere a comportării în timp a acesteia cu

scopul de a reduce la minim probabilitatea de producere a unui accident.

Accidentele cele mai frecvente sunt întâlnite la barajele din pământ. În țara noastră, după

cum am putut observa, cele mai multe baraje de pământ sunt întâlnite în Bazinul Prut – Bârlad,

unde sunt înregistrate și cele mai multe accidente. Factorul principal care poate provoca un

accident sunt infiltrațiile. Din aceste considerente, s-a ales ca studiu de caz cel mai mare baraj de

pământ din Administrația Bazinală de Apă Prut – Bârlad, și anume Stânca – Costești. Pe acesta

se vor studia infiltrațiile prin corpul barajului principal de pământ și cum influențează acestea

siguranța în exploatare a acestuia.

În Capitolul III am structurat Bazele teoretice privind curgerea apei prin medii

permeabile și cum pot fi schematizate condițiile naturale pentru înglobarea lor în analizele și

calculele inginerești. Acest capitol reprezintă fundamentul teoretic pentru Capitolul IV în care

am tratat Calculul infiltrațiilor pentru barajele din pământ.


= 54 =

Calculul infiltrațiilor reprezintă încă o problemă delicată, deoarece acestea sunt realizate

pe scheme simplificatoare a condițiilor naturale. Acest aspect face ca din start să existe un

anumit compromis între fidelitatea rezultatelor și dificultatea rezolvării. Din acest considerent,

anumiți cercetători au dezvoltat diferite metode de calcul și de trasare a curbei de infiltrație,

pentru diferite tipuri de pământuri ce intră în alcătuirea unui baraj. În acest capitol, am relatat

cele mai utilizate metode de calcul, ce au grade diferite de complexitate, care astăzi, stau la baza

programelor specializate de calcul a infiltrațiilor ce reprezintă o metodă modernă și eficientă de

calcul.

Tot în acest capitol, am prezentat principiile de calcul ale programului specializat

dezvoltat de GeoStudio și anume modulul SEEP/W. Acesta este un soft de calcul ce îmbină

ecuațiile mișcării permanente și nepermanente cu calculul în element finit. Din acest considerent,

el oferă rezultate foarte apropiate de realitate. Totodată, am detaliat și pașii concreți despre cum

se poate realiza un model cu ajutorul acestui program.

În Capitolul V am prezentat sistematic nodul hidrotehnic Stânca-Costești ce va deveni

studiul de caz al prezentei lucrări. Pe lângă prezentarea amenajării hidrotehnice, am detaliat

solicitările exterioare la care a fost supusă lucrarea începând cu punerea în funcțiune și până

astăzi. Datele cuprinse de acest capitol reprezintă baza de date suport pentru Capitolul VI în

care am realizat Modelarea infiltrațiilor prin barajul principal de pământ Stânca-Costești.

Pentru realizarea modelului am ales din istoricul de exploatare un an mediu, în care să

existe niveluri în lacul de acumulare atât sub NNR cât și peste NNR, fără a fi înregistrate viituri.

Din acest considerent am ales anul 2013. Pentru calibrarea modelului, este necesar ca datele ce

se obțin în modelare, pentru fiecare din cele 4 piezometre ce se regăsesc în secțiunea de calcul,

să fie egale cu datele măsurate la baraj.

După mai multe rulări ale programului și modificarea parametrilor din aproape în

aproape, rezultatele obținute pe modelul computerizat sunt comparabile cu cele măsurate,

majoritatea încadrându-se în eroarea stabilită la începutul modelării de ± 0.25 m. În acest

moment am considerat că modelul este calibrat.

După calibrarea modelului, am extras din el coeficienții de calcul și caracteristicile

pământurilor ce intră în alcătuirea barajului și am realizat un calcul analitic al infiltrațiilor, cu

scopul de a determina nivelurile în cele 4 piezometre. În acest scop am folosit metodele de calcul

prezentate în Capitolul IV. Datorită numărului mare de zile pentru care urma să întocmesc

calculele, iar rezolvarea după indicațiile autorilor nu era avantajoasă, am dezvoltat două ecuații

pentru nivelul apei la limita dintre cele două zone și pentru cota punctului de izvorâre pe taluzul

aval. Aceste ecuații prezintă marele avantaj că pot fi folosite într-un calcul tabelar cu scopul de a

analiza și compara rezultatele cu date deja cunoscute.


= 55 =

Inițial, trasarea curbei de infiltrații analitice am realizat-o cu ajutorul parabolei lui Dupuit.

Dar după analizarea datelor obținute analitic și pe model, am observat că valorile obținute pot fi

plasate pe o dreaptă suport. Din acest considerent, am făcut ipoteza cum că forma curbei de

infiltrații poate fi asemănată cu o dreaptă. În consecință am dezvoltat ecuația necesară pentru

această dreaptă. Am constatat ca valorile obținute prin această ipoteză, sunt foarte apropiate de

cele obținute prin parabola lui Dupuit. Diferențele încadrându-se în intervalul ± 4 cm.

Având modelul computerizat calibrat și cele două metode analitice, am studiat modul de

variație nivelului infiltrațiilor în condiții excepționale de exploatare a barajului. Prin urmare am

analizat cele doua viituri mari consemnate în istoricul de exploatare, viitura din anul 2008 și

viitura din anul 2010. Am ales aceste viituri deoarece prezintă câteva particularități:

Viitura din 2008:

- hidrograful de atenuare a viiturii este de tip monoundă;

- înregistrează cel mai mare debit Q = 3380 m3/s;

- nivelul în lacul de acumulare atinge maximul istoric;

- viitura are o durată de 8.5 zile, iar efectul resimțit în lacul de acumulare este de 24 de zile.

- timpul de creștere este de 4 zile, cu un ΔH de 6.65 m.

Viitura din 2010:

- hidrograful de atenuare a viiturii este de tip pluriundă, cu două vârfuri;

- înregistrează cel mai mare volum al viiturii V = 1700 hm3;

- viitura are o durată de 24 de zile, iar efectul resimțit în lacul de acumulare este de 35 zile.

- Timpul de creștere este de 10 zile, cu un ΔH de 6.27 m.

Analizând rezultatele, am observat că datele obținute prin metodele analitice oferă

aceeași valoare pentru același nivel înregistrat în lacul de acumulare, rezultatele neavând un

domeniu de variație în care se încadrează. Acest aspect face în momentul în care trasăm grafic

valorile obținute și comparându-le cu cele măsurate să constatăm că graficul analitic mediază

oscilațiile regăsite la graficul măsurat. Acest fenomen nu se întâmplă și în cazul rezultatelor

obținute pe modelul computerizat. Analizând graficele datelor modelate și cele măsurate,

constatăm că alura graficului modelat este asemănătoare cu cea a graficului măsurat.

În timpul de tranzitare a viiturilor, datele obținute pe model sunt în continuare

comparabile cu cele măsurate, dar rezultatele analitice prezintă o diferență remarcabilă. Acest

lucru se datorează, în mare măsură, schematizării secțiunii de calcul și a parametrilor ce nu au

fost luați în considerare (anizotropia pământurilor, forța gravitațională etc.). Dar cu toate acestea,

în condiții normale de exploatare și aceste metode oferă rezultate similare cu cele măsurate.

Din aceste considerente, recomand folosirea metodelor analitice prezentate pentru

condiții normale de exploatare, iar cu ajutorul modelului computerizat calibrat și verificat, se pot


= 56 =

simula diferite scenarii de exploatare, obținând astfel date ce pot fi analizate și interpretate pentru

exploatarea în siguranță a nodului hidrotehnic Stânca-Costești.

VII.2. Contribuții personale

Pornind de la scopul prezentei lucrări de doctorat, contribuțiile personale la subiectul

tratat, constau în:

Documentarea și actualizarea datelor asupra barajelor mari din România și străinătate;

Identificarea și prezentarea principalelor cauze a accidentelor ce apar la baraje;

Centralizarea datelor cu privire la pagubele produse de cedări de baraje de-a lungul

timpului;

Structurarea principiilor de curgere a apei prin medii poroase într-un cadru concis.

Centralizarea principalelor metode de calcul a infiltrațiilor atât pentru baraje din

pământ omogene cât și pentru baraje cu nucleu sau mască de etanșare;

Documentarea și prezentarea etapelor de creare a unui model de calcul al infiltrațiilor

în softul specializat GeoStudio SEEP/W;

Sistematizarea și centralizarea datelor cu privire la solicitările barajului Stânca-

Costești de-a lungul timpului;

Centralizarea și interpretarea datelor nivelurilor piezometrice de la acest baraj;

Realizarea și calibrarea modelului pentru barajul principal de pământ Stânca-Costești;

Analiza rezultatelor obținute pe model și raportarea acestora la datele reale;

Dezvoltarea a două ecuații analitice de calcul pentru nivelul apei la limita dintre cele

două zone și pentru cota punctului de izvorâre pe taluzul aval. Aceste ecuații prezintă

marele avantaj că pot fi folosite într-un calcul analitic tabelar cu scopul de a analiza și

compara rezultatele cu date deja cunoscute.

Dezvoltarea unei ecuații a curbei de infiltrații, aplicabilă pentru studiul de caz

considerat.

Simularea celor două mari viituri înregistrate în istoricul de exploatare a barajului, cu

ajutorul modelului realizat in GeoStudio;

Calculul analitic al celor două viituri cu metoda lui Dupuit și cu ajutorul ecuației

proprii dezvoltate;

Interpretarea rezultatelor obținute cu ajutorul modelului și prin calcule analitice, prin

raportarea acestora la datele măsurate.


= 57 =

Bibliografie

1. A.B.A. Prut-Bârlad (2016), Planul de management al riscului la inundații

2. Administrația Naționala „APELE ROMÂNE” și Concernul Republican pentru

Gospodărirea apelor „APELE MOLDOVEI” (2005), Regulament de exploatare a

nodului hidrotehnic Stânca – Costești, de pe râul Prut

3. Bartha, I., Javgureanu, V., Nicolae, M. (2004), Hidraulică Vol. II, Editura Performantica,

Iași

4. Bartha, I., Marcoie, N., Toma, D., Mitroi, R., (2017) – Hydraulics. Course for civil

engineers, Editura Performantica, Iași

5. Băloiu, V., Popovici, N., Giurma, I. (1978), Îndrumar pentru întocmirea proiectelor la

regularizarea cursurilor de apă. Rotaprint I.P. Iași

6. Bendescu, M. (2000), Contribuții privind influența factorilor de mediu asupra

construcțiilor hidrotehnice din beton din județul Iași și Moldova, Univ. Tehnică, Iași

7. Blăgoi, O., Mitroi , A. (2003), Hidraulica pentru construcții, Editura Cermi, Iași

8. Blăgoi, O., Mitroi, A. (2003), Hidraulica generală Univ. Tehnică, Iași

9. Boboc, V. (2014), Cercetări asupra inundaţiilor produse în urma căderii barajelor de

pământ, Univ. Tehnică, Iași

10. Botoș, M. L. (2013), Contribuții la studiul comportării în exploatare a barajelor cu

acumulări nepermanente în varianta transformării în acumulări permanente. Teza

de doctorat. Timișoara.

11. Budei, L. (1998), Evoluția morfologica a cursului de apa în aval de baraj. Univ. Tehnică,

Iași

12. Casagrande, A. (1937), Seepage Through Dams, în Contribution to Soil Mechanics 1925–

1940, Boston Soc. of Civ. Eng., Boston

13. Cercel P., Boariu C., Vorovei. C., (2015), The Rehabilitation and Assurance the

Abandoned Hydro Accumulations. Case Study, Buletinul Institutului Politehnic din

Iași, Fasc 1-2, Editura Politehnium, Iași

14. Cercel, P., Giurma, I. (2011), Cercetări privind starea de siguranță a unor amenajări

hidrotehnice. Teză de doctorat. Iași.

15. Cercel, P., Giurma-Handley, C., Telisca, M., Cercel, M. (2007), Evaluating the slope

stability on earth dams using the compute programs Galena and CHASM,

International Symposium Management of Thechnological Changes, Alexandropolis

Grece.

16. Chirilă, A. (1995), Construcții hidrotehnice. Univ. Tehnică. Iași


= 58 =

17. Cojocar, M. (2008), Hidroconstrucția. Vol. I. Editura Inkorporate Print, București:

18. Cojocaru, C. (2011), Modelarea interacţiunilor şi dezvoltarea sistemelor integrate de

management al apei la nivel de bazin hidrografic, Univ. Tehnică. Iași:

19. Crăciun, I., Baidu, M., Trofin, F. (2010), Evaluarea și siguranța în exploatare a

construcțiilor hidrotehnice. Revista Construcțiilor

20. Daghigh, Y. (1993), Numerical simulation of dynamic behaviour of an earthdam during

seismic loading. Delft

21. Diaconu, C. (1999), Hidrometrie Aplicată. Editura H.G.A., București

22. Donald, H. Babitt, (1993), Improving Seismic Safety of Dam in California Departament of

water resources, Sacramento, California

23. Dragota, I., Petrehus, V. (2002), Metode numerice pentru ecuații diferențiale. Orizonturi

universitare, Timișoara

24. Drobot, R., Giurma, I. (1979). Hidrologie Vol. II. Rotaprint I.P. Iași

25. Dumitrescu, D., Pop, A. R., (1969), Manualul Inginerului Hidrotehnician. Volumul I,

Editura Tehnică, București

26. Dupuit, J. (1863), Etudes theoriques et Practiques sur le Mouvement des eaux dansles

Canaux Decouverts et a travers les Terrains Permeables. Dunot, Paris

27. EURO Insol. (2013), Plan de reorganizare a activității debitoarei Societate Comercială

de Producere a Energiei Electrice în Hidrocentrale HIDROELECTRICA, București

28. Flegont, G., Dorojneac, D., Andrei, C. (2002), Injecții și drenaje în fundațiile stâncoase

ale marilor baraje. MAD Linotype, Buzău

29. GEO-SLOPE International Ltd. (2015), Seepage Modeling with SEEP/W an Engineering

Methodology.

30. GEO-SLOPE International Ltd. (2015), Seepage through a dam embankment.

31. Ghițescu, M.-A. (2010), Analiza posibilităţilor şi limitelor conceptelor de modelare a

curgerilor în sistem 1D, 2D şi 3D. Editura Politehnica, Timișoara

32. Giurma, I. (1987), Hidrologie, lucrări practice, Rotaprint I.P. Iași

33. Giurma, I., (2004), Hidrologie Specială, Editura Politehnium, Iași

34. Giurma, I. (2008), Impactul lacurilor de acumulare asupra mediului, Editura

Performantica, Iași

35. Giurma, I. (2000), Sisteme de gospodărirea apelor, Editura Cermi, Iași

36. Giurma, I. (2003), Viituri și măsuri de apărare, Editura "Gh. Asachi", Iași

37. Giurma, I. (2006), Sisteme constructive pentru amenajarea formațiunilor torențiale.

Editura Performantica, Iași


= 59 =

38. Giurma, I., Crăciun, I., Giurma, C. (2009), Hidrologie și Hidrogeologie. Aplicații. Editura

"Gh. Asachi", Iași

39. Giurma, I., Crăciun, I., (2010), Managementul integrat al resurselor de apă, Editura

Politehnium, Iași

40. Giurma, I., Crăciun, I., Giurma-Handley, C. R. (2009), Hidrologie, Editura Politehnium,

Iași

41. Giurma, I., Hraniciuc, T, Cercel, P., (2009), Flood monitoring through hydrological and

hydraulic parameters modeling using modem software 6th International Conference

on the Management of Technological Changes, Alexandroupolis GREECE)

42. Giurma-Handley, R. (2006), Modele numerice de simulare a curgerii apelor subterane și

transportului de poluanți în acvifere, Editura Politehnium, Iași

43. Grant: Sistem Energetic Inteligent în arii protejate (nr. 1729/01.09.2015),

director: conf. dr. ing. Costel Boariu, Ciprian Vorovei – membru,

beneficiar: Universitatea Tehnică „Gheorghe Asachi” din Iași

44. Grisin, M. (1958). Construcții hidrotehnice. Vol. 1. București: Editura Tehnică.

45. Hâncu, C.D. (2004), Dezvoltare rurala, Editura Matrix Rom, Bucureşti

46. Hâncu, C.D. (2004), Regularizări de râuri și combaterea inundaţiilor, Editura Fundaţiei

Andrei Saguna, Constanța

47. Hâncu, C.D. (2004), Sisteme hidrotehnice do gospodărirea apelor, Editura Matrix Rom,

Bucureşti

48. Haret, C., Ciobanu S. (1979), Lacuri colinare, Editura Ceres

49. ICOLD (1973), Lessons from Dam Incidents.

50. Institutul de Studii și Proiectări Hidroenergetice (1984), Accidente la construcții

hidrotehnice. I.P. 13 Decembrie 1918, București

51. International Renewable Energy Agenty (RENA//9. (2012), Renewable Energy

Tehnologies: Cost Analysis Series. Volume 1: Power Sector.

52. Ionescu, D. (2002), Introducere în teoria stratului limita. Editura Politehnică, Timișoara

53. Kiselev, P.G., (1988), Îndreptar pentru calcule hidraulice, Editura Tehnică, Bucureşti

54. Luca, M. (1994), Hidraulica construcțiilor hidrotehnice. Univ. Tehnică, Iași

55. Luca, M. (1998), Hidraulica tehnica. Editura Tehnopress, Iași

56. Luca, O. (2000), Hidraulica muscarilor permanente. HGA, București

57. Luca, O., Luca, B. (2002), Hidraulica construcțiilor. Orizonturi Universitare, Timișoara

58. Lungu, D., Ghiocel, D., (1982), Metode probabilistice în calculul construcţiilor, Editura

Tehnică, Bucureşti


= 60 =

59. Macarevici, L., Manolovici, M., Cotiușcă, D., (1983), Mecanica rocilor și Construcţii

hidrotehnice, Editura Rotaprint, laşi

60. Manea, S., Batali, L., Popa, H. (2003), Mecanica pământurilor. Elemente de teorie.

Încercări de laborator. Exerciţii, Editura Conspress, Bucureşti

61. Mănescu, M., (2002), Hidraulica Podurilor și podeţelor, Editura Orizonturi Universitare,

Timişoara.

62. Manoliu, I., 1973, Regularizări de râuri și căi de comunicaţii pe apă, Editura Didactica și

Pedagogică Bucureşti.

63. Mantz, N., Popescu N., Traşculescu E., (1964), Baraje de pământ și Bazine de retenţie în

agricultură, Editura Agrosilvică, Bucureşti

64. Marchidanu, E. (1996), Hidrogeologia în ingineria construcțiilor, Editura Tehnică,

București

65. Marinov, A. (2000). Hidrodinamica apelor subterane. Editura Printech, București

66. Miller, D. (1994), Discharge characteristics, A. A. Balkema Brookfield, Rotterdam

67. Muşat, V., (2003), Geotehnică, Editura Gh. Asachi, Iaşi

68. Musat, V., Raileanu, P. (1991), Geotehnica si fundaţii - îndrumar de proiectare, Editura

Rotaprint, Iaşi

69. Negoescu, R., Bălan, C., Bănățeanu, M., Nițulescu, D. (2015), World Water Day. Ziua

Mondiala a apei - WWD 2015. Apa în dezvoltarea durailă: de la viziune la acțiune.

70. Neuner, I., Stematiu, D., Popovici, A. (2010), Ghid privind echiparea construcțiilor

hidrotehnice de retenție cu aparatură de măsură și control, București

71. O. Natau, E. Fecker, E. Pimentel. (2003), Geotehnical Measurements and Modeling. A.A.

Balkema Publishers, Tokyo

72. Patraș, B., Vorovei, C., (2016), Torrents correction. Case study, Buletinul Institutului

Politehnic din Iași, Fasc 3-4, Editura Politehnium, Iași

73. Pietraru, V. (1970), Calculul infiltrațiilor. Ediția I. Editura Ceres, București

74. Pietraru, V. (1977), Calculul infiltrațiilor. Ediția II. Editura Ceres, București

75. Popescu, Ș. (2000), Aplicații informatice în hidraulica sistemelor hidrotehnice. Editura

Cermi, Iași

76. Popovici, A. (1992), Baraje pentru acumulări locale. Vol. I. Editura Tehnică, București

77. Popovici, A. (2002), Baraje pentru acumulări locale. Vol. II. Editura Tehnică

78. Popovici N. (1980), Îndiguiri, regularizări şi gospodărirea apelor - îndrumător de

proiectare, Editura Rotaprint, Iași

79. Prișcu, R. (1973), Construcții Hidrotehnice, Vol. 1. Editura Didactică și Pedagogică,

București


= 61 =

80. Răileanu, P., Boti, N. Stanciu A. (1986), Geologie, Geotehnica, Fundaţii, Editura

Rotaprint, laşi

81. Ratiu M., Constantiniu C., (1989), Comportarea construcţiilor și amenajărilor

hidrotehnice, Editura Tehnică, Bucureşti

82. Roman, C. (coord) Boariu C., Vorovei C., (2017), Inteligent Energy System in Protected

Area, Chapter 12: Bio-Structures for the protection of riverbeds, Academic

Collection Performantica, Iași

83. Roman, C. (coord) Boariu C., Vâscu V., Vorovei C., (2017), Inteligent Energy System in

Protected Area, Chapter 14: The design of the water intake sills, with minimum

ecological impact, using the theory of similiarity, Academic Collection

Performantica, Iași

84. Roşu, C. (1999), Gospodărirea apelor, Editura Orizonturi Universitare, Timişoara

85. Rosu, C., Crețu, G. (1998). Inundații accidentale. H.G.A., București

86. Rusu, G. (1958), Tehnica măsurătorilor în construcțiile masive, Editura Academiei R.P.R

București

87. S.A. Luca. (2004), Introducere în arheologie generală, Sibiu.

88. Sârbu, C. (2006). Studii și cercetări privind starea de siguranța a unor lucrări

hidrotehnice cu funcționare în regim nepermanent. Univ. Tehnică. Iași

89. SC AQUAPROIECT SA. (2016), Urmărirea comportării în timp a obiectivelor de la

nodul hidrotehnic Stânca-Costești. Vol II.

90. Selina Begum, Marcel J.F. Stive, Jim W. Hall. (2007), Flood Risk Management în

Europe: Innovation în Policy and Practice. Springer

91. Serafim, L. (1981), Safety of dams judged from failures, Water&Power&Dam

Construction, Dec.

92. Stanciu, A. (2006), Fizica şi mecanica pământurilor, Editura Tehnică, București

93. Stanciu, A., Lungu, I. (2006), Fundații. Editura Tehnică, București

94. Stematiu D. (2008), Amenajări hidrotehnice, Editura Tehnică, Bucureşti

95. Stematiu, D., Ionescu, Ș. (1999), Siguranță și risc în construcții hidrotehnice. Editura

Didactică și Pedagogică, București

96. Taylor, D. (1984), Fundamentals of Soil Mechanics. Wiley, New York

97. Tologea, S. (1980) - Accidente şi avarii în construcţii, Editura Tehnică, Bucureşti

98. Trofin, E. (1970), Hidraulică specială (hidraulică subterană), I.C.B., 1970

99. Vorovei, C., (2015), Proiect de cercetare științifică, Iași

100. Vorovei, C., (2016), Raport de cercetare: Baza experimentală folosită pentru studii și

cercetări, Iași


= 62 =

101. Vorovei, C., (2017), Raport de cercetare: Rezultate parțiale ale cercetărilor, Iași

102. Vorovei, C., (2016), Raport de cercetare: Stadiul actual privind siguranța în exploatare

a amenajărilor hidrotehnice, Iași

103. Vorovei, C., Patraș B., (2015), The evolution of dams and hydro-power improvements,

Buletinul Institutului Politehnic din Iași, Fasc 3-4, Editura Politehnium, Iași

104. Vorovei, C., Cercel, P., Calculation of the infiltration curve through an earth dam,

Buletinul Institutului Politehnic din Iași, în curs de publicare

105. Vorovei, C., Giurma, I., Bîrlica, C. I., Infiltration modeling through an earth dam. Case

study Buletinul Institutului Politehnic din Iași, în curs de publicare

106. Walski, T. (2003), Advanced water distribution modeling and management. Waterbury,

Haestad CT

107. Zamflrescu, Fl., (1997), Elemente de bază în dinamica apelor subterane, Editura

Didactică şi Pedagogică, Bucureşti

108. HG 243/2000 - Ordonanța de urgenta privind siguranța barajelor.

109. HG 638/1999 - Regulament de apărare împotriva inundațiilor, fenomenelor

meteorologice periculoase și accidentelor la construcțiilor hidrotehnice

110. HG 766/1997 - Regulament privind stabilirea categoriei de importanta a construcțiilor

111. Legea 107/1996 – Legea apelor

112. NP 076/2002 - Normativ de proiectare, execuţie şi evaluarea siguranţei la acţiuni

seismice a lucrărilor hidrotehnice din frontul barat. B.C. nr. 19/2003

113. NP 087/2003 - Normativ pentru urmărirea comportării construcţiilor hidrotehnice. B.C.

nr. 13/2004

114. NTLH 021/2002 - Metodologia privind stabilirea categoriilor de importanta a

barajelor.

115. NTLH 022/2002 - Metodologia de evaluare a stării de siguranța în exploatare a

barajelor și lacurilor de acumulare

116. NTLH 023/2002 - Metodologia de evaluare a stării de siguranța în exploatare a

digurilor care realizează depozite de deșeuri industriale.

117. NTHL 033/2002 - Procedura de trecere în conservare, postutilizare sau abandonare a

barajelor.

118. OUG 244/2000 - Privind siguranța barajelor

119. Ordin MAPPM 834/1996 - Regulament cadru de exploatare a barajelor, lacurilor de

acumulare și prizelor pentru alimentari cu apa, cu sau fără baraje.


= 63 =

120. Ordin MAPPM/396/1997 - Regulament Cadru pentru elaborarea regulamentelor de

exploatare a barajelor, lacurilor de acumulare și prizelor pentru alimentari cu apa.

121. P 130/1999 - Normativ privind comportarea în timp a construcțiilor

122. P 100/2013 - Normativ privind calculul seismic al construcțiilor

123. STAS 1913/6-76 - Teren de fundare. Determinarea permeabilităţii în laborator

124. STAS 4273/83 - Construcţii hidrotehnice. Încadrarea în clase de importanţă.

125. STAS 4068/1987 - Debite și volume maxime de apă. Probabilitățile anuale ale debitelor

și volumelor maxime în condiții normale și speciale de exploatare

126. STAS 7883/1990 - Construcţii hidrotehnice. Supravegherea comportării în timp.

Prescripţii generale.

127. STAS 10100/0/1975 - Principii generale de verificare a siguranței construcțiilor

128. www.baraje.ro - Registrul Român al Marilor Baraje (RRMB)

129. www.icold-cigb.org - International Commission on Large Dams (ICOLD)

130. www.geo-slope.com - GEO-SLOPE International Ltd.

131. https://en.wikipedia.org/wiki/Dam_failure - Wikipedia-Dam failure

CERCETĂRI PRIVIND SIGURANȚA ÎN EXPLOATARE A AMENAJĂRILOR · PDF fileCercetări...

Documents

Transcript of CERCETĂRI PRIVIND SIGURANȚA ÎN EXPLOATARE A AMENAJĂRILOR · PDF fileCercetări...