Francisc Grudnicki Ioan Ciornei

AMENAJAREA

BAZINELOR HIDROGRAFICE

TORENIALE PRIN LUCRRI

SPECIFICE

2007

Partea a III-a LUCRRI HIDROTEHNICE DE AMENAJARE A BAZINELOR HIDROGRAFICE

TORENIALE Cap.11. NECESITATEA AMENAJRII BAZINELOR HIDROGRAFICE

TORENIALE.CLASIFICAREA LUCRRILOR 11.1. Necesitatea amenajrii bazinelor hidrografice toreniale 11.2. Clasificarea lucrrilor folosite in amenajarea bazinelor hidrografice toreniale 11.2.1.Clasificarea dup locul de amplasare n cuprinsul bazinului 11.2.2.Clasificarea lucrrilor dup natura materialelor de construcie 11.2.3.Clasificarea lucrrilor dup rolul funcional Cap.12. LUCRRI HIDROTEHNICE TRANSVERSALE 12.1. Caracteristicile lucrrilor hidrotehnice transversale 12.2. Clasificarea lucrrilor hidrotehnice transversale dup nlimea utila 12.3. Baraje 12.3.1. Prile componente i funcionale ale barajelor 12.3.2. Clasificarea barajelor 12.3.3. Tipuri de baraje 12.3.3.1. Evoluia concepiilor n adoptarea tipurilor de baraje 12.3.3.2. Baraje din lemn 12.3.3.3. Baraje din gabioane 12.3.3.4. Baraje din zidrie de piatr cu mortar de ciment 12.3.3.5. Baraje din beton simplu 12.3.3.6.Baraje din zidrie mixt 12.3.3.7. Baraje din zidrie de piatr cu mortar(sau beton) i pmnt 12.3.3.8. Baraje cu fundaie evazat 12.3.3.9. Baraje cu fundaie evazat filtrante 12.3.3.10. Baraje cu goluri verticale 12.3.3.11. Baraje din plci nearmate pe contrafori 12.3.3.12. Baraje din plci de beton armat n consol 12.3.3.13. Baraje"n stea" din beton armat 12.3.3.14. Baraje filtrante din gril de beton armat pe contrafori 12 .3.3 .15. Baraje filtrante din grinzi orizontale de beton armat pe contrafori 12.3.3.16. Baraje filtrante din gril metalic pe contrafori 12.3.3.17 Baraje filtrante din grinzi de beton armat prefabricate pe contrafori de beton armat 12.3.3.18. Baraje din blocuri prefabricate de beton 12.3.3.19. Baraje din diverse structuri de beton prefabricate 12.3.3.20. Baraje metalice 12.3.3.21.Baraje n arc 12.4. Praguri 12.4.1. Praguri din lemn 12.4.1.1. Grdulee transversale 12.4.1.2. Praguri din garnisaje 12.4.1.3. Praguri din fascine 12.4.1.4. Praguri din cleionaje 12.4.1.5. Praguri de lemn din trunchiuri de copaci 12.4.1.6. Praguri din lemn tip csoaie 12.4.2. Praguri din zidrie uscat 12.4.3. Alte tipuri de praguri 12.5. Traverse Cap.13. AMPLASAREA LUCRRILOR HIDROTEHNICE TRANVERSALE 13.1. Metode de amplasare a lucrrilor hidrotehnice transversale 13.1.1. Consideraiuni generale 13.1.2. Metoda pantei de compensaie 13.1.3. Metoda susinerii reciproce a lucrrilor 13.1.4. Metoda nodurilor hidrotehnice 13.1.5. Metoda etajrii lucrrilor

1

13.1.6. Metoda aprrii imediate a obiectivului din aval 13.2. Panta de proiectare a aterisamentelor 13.3. Calculul capacitii de retenie a unui baraj 13.4. nlimea utila a lucrrilor transversale Cap.14. STATICA LUCRRILOR HIDROTEHNICE TRANSVERSALE 14.1. Sarcinile care solicita lucrrile hidrotehnice transversale 14.1.1. Definiii. Clasificri. Etape. 14.1.2. Sarcini de baz. Sarcini speciale 14.1.3. Scheme de sarcini n timpul exploatrii temporare 14.1.4. Scheme de sarcini n timpul exploatrii normale 14.1.5. Adoptarea schemelor de sarcini de calcul 14.2. Solicitrile la care sunt supuse barajele de greutate 14.2 .1. Solicitri i efectele acestora 14.2.2. Stabilitatea la rsturnare 14.2.3. Stabilitatea la alunecare 14.2.4. Eforturi unitare 14.2.5. Portanta terenului de fundaie 14.3. Dimensionarea barajelor de greutate 14.3.1. Generaliti 14 .3.2. Metoda stabilitii la rsturnare 14.3.3. Metoda pentru un d sau e dat 14.3.4. Metoda eforturilor unitare normale admisibile la ntindere 14.3.5. Metoda liniei de presiune 14.3.6. Metoda profilelor echivalente 14.3.7. Precizri privind dimensionarea barajelor 14.4. Dimensionarea barajelor de rezistenta 14.1.1. Calculul la stabilitate a barajului 14.4.2. Calculele de rezisten 14.5. Dimensionarea barajelor in arce subiri 14.5.1. Elemente de calcul 14.5.2. Ipoteze de calcul 14.5.3. Calculul reaciunilor din nateri 14.5.4. Calculul eforturilor secionale 14.5.5. Calculul|eforturilor unitare normale Cap.15. LUCRRI HIDROTEHNICE LONGITUDINALE 15.1. Amplasament, funciuni, clasificare 15.2. Aprri de maluri 15.2.1. Consideraiuni generale 15.2.2. nierbri 15.2.3. Brzduiri 15.2.4. mbrcmini din nuiele 15.2.5. Aprri din csoaie 15.2.6. Aprri din zidrie uscat 15.2.7. Aprri din gabioane 15.2.8. Aprri din zidrie de piatr cu mortar sau beton 15.3. Lucrri de regularizarea albiei 15.3.1. Definiie. Clasificri. Criterii pentru alegerea lucrrilor 15.3.2. Lucrri de regularizare de tip uor 15.3.3. Lucrri de regularizare de tip masiv 15.3.3.1. Epiuri (pinteni) 15.3.3.2. Diguri 15.4. Canale de evacuare a apelor de viitura 15.4.1. Funciuni. Clasificare. 15.4.2. Tipuri de canale

2

Cap.16. LUCRRI TEHNICE SI HIDROTEHNICE PE VERSANTI 16.1. Necesitatea lucrrilor 16.2. Lucrri de consolidarea terenului pe versani 16.2.1. Grdulee 16.2.2. Terase cu taluz nierbat 16.2.3. Terase armate vegetativ 16.2.4. Terase cu banchete din zidrie de piatr uscat 16.2.5. Terase cu zid de sprijin 16.3. Lucrri de reinere a apei pe versani 16.3.1. anuri de val 16.3.2. Terase n contra pant 16.3.3. Gropile cu plnii 16.4. Lucrri de mprstiere a apelor de pe versanti 16.4.1. icanele 16.4.2. Valuri de conducere a apei 16.5. Lucrri de colectare si de evacuare a apei de pe versanti 16.5.1. Lucrri de colectare i de evacuare a apei 16.5.2. Lucrri de oprire a accesului apei n zona de alunecare 16.5.3. Lucrri de colectare i evacuare a apei din zona de alunecare 16.6. Lucrri de stvilire a aluncarilor pe versanti 16.6.1. Ziduri de sprijin 16.6.2. Lucrri de consolidare "in situu" 16.6.3. Lucrri complexe Cap.17. LUCRRI SILVICE NECESARE AMENAJRII BAZINELOR HIDROGRAFICE

TORENIALE 17.1. Cartarea staional a terenurilor degradate 17.1.1. Consideraiuni generale 17.1.2. Cartarea terenurilor cu eroziune de suprafa 17.1.3. Cartarea terenurilor cu eroziune n adncime 17.1.4. Cartarea depozitelor de aluviuni toreniale 17.1.5. Cartarea terenurilor cu fenomene de deplasare 17.2. mpduriri in bazinele hidrografice toreniale 17.2.1. Consideraiuni generale 17.2.2. Tehnici de mpdurire folosite n terenurile degradate 17.2.3. Specii folosite n terenuri cu eroziune de suprafa 17.2.4. Specii forestiere folosite n terenuri cu eroziune n adncime 17.2.5. Specii folosite pe depozitele de aluviuni 17.2.6. Specii folosite pe terenurile alunectoare 17.2.7. Specii folosite pe terenurile rezultate din curgerile plastice i noroioase 17.2.8. Specii folosite la mpdurirea grohotiurilor 17.3. Gospodrirea pdurilor din bazinele hidrografice toreniale 17.3.1. Clasificarea pdurilor din B.H.T. 17.3.2. Orientri privind gospodrirea pdurilor din BHT Cap.18. CONSOLIDAREA HALDELOR,DECOPERTARILOR SI TALUZURILOR

ARTIFICIALE 18.1. Consideratiuni generale 18.2. Clasificarea si cartarea haldelor 18.2.1. Definiii. Clasificri 18.2.2. Cartarea haldelor 18.3. Clasificarea si cartarea decopertarilor 18.3.1. Definiii. Clasificri. 18.3.2. Cartarea decopertrilor 18.4. Clasificarea si cartarea taluzurilor 18.4.1. Definiii. Clasificri 18.4.2. Cartarea taluzurilor

3

18.5. Lucrri de consolidare a terenurilor degradate antropic 18.5.1. Consideraiei generale. 18.5.2. Lucrri de prevenire i combatere a fenomenelor de eroziune i deplasare Cap.19. EVIDENTA, URMRIREA COMPORTRII SI EFECTELOR, NTREINEREA SI

REPARAREA LUCRRILOR DE AMENAJARE A BHT 19.1. Consideratii generale 19.2. Evidenta lucrrilor 19.3. Urmrirea comportrii lucrrilor 19.4. ntreinerea si repararea lucrrilor 19.5. Protecia muncii Cap.20. EFECTELE LUCRRILOR DE AMENAJARE A BAZINELOR HIDROGRAFICE

TORENIALE 20.1. Efecte hidrologice si antierozionale 20.1.1. Efectele lucrrilor asupra scurgerii pe versani i asupra debitelor lichide 20.1.2. Efectele lucrrilor asupra proceselor de eroziune \ transportului de aluviuni 20.2. Efecte privind ameliorarea solului 20.2.1. Eroziune i distrugerea capacitii de producie a solului 20.2.2. Rolul culturilor forestiere n ameliorarea solului afectat de procese de eroziune i

alunecare 20.3. Efectele economice ale lucrrilor de amenajare a bht 20.3.1. Consideraiuni generale 20.3.2. Costul lucrrilor de amenajare, a BHT 20.3.2. Venituri directe ce se realizeaz urmare execuiei lucrrilor de ABHT 20.3.4. Valoarea pierderilor sau pagubelor care se diminueaz prin executarea lucrrilor de

ABHT 20.3.5. Evaluarea efectelor economice ale lucrrilor de ABHT 20.4. Efecte sociale ale amenajrii bht 20.5. Efecte privind protecia mediului Cap.21. PREOCUPRI IN DOMENIUL AMENAJRII BHT 21.1. n Romnia 21.2. n Europa

Partea a IV-a: NOIUNI PRIVIND AVALANELE DE ZPAD

Cap 22. CARACTERISTICILE AVALANELOR DE ZPAD 22.1. Generaliti 22.2. Factorii care favorizeaz producerea avalanelor 22.3. Clasificarea avalanselror 22.3.1.Prile componente ale avalanelor 22.3.2.Clasificarea avalanelor 22.4. Dinamica avalanelor 22.4.1. Consideraiuni generale 22.4.2. Orientarea vest-european 22.4.3. Orientarea est-european Cap.23. PREVENIREA SI COMBATEREA AVALANELOR 23.1. Clasificarea masurilor si lucrrilor de prevenire si combaterea avalanelor 23.2. Principalele masuri si lucrri de protecie activa si pasiv 23.2.1. Msuri i lucrri de protecie activ 23.2.2. Msuri i lucrri de protecie pasiv

4

23.3. Lucrri de combatere a avalanelor 23.3.1. Lucrri n zona de spulberare a zpezii 23.3.2. Lucrri n zona de acumulare a zpezii 23.3.3. Lucrri n culoarele avalanelor 23.4. mpduririle mijloc eficace de combatere a avalanelor ANEXA STUDII NECESARE PENTRU ELABORAREA PROIECTELOR DE AMENAJARE A

BAZINELOR HIDROGRAFICE TORENIALE BIBLIOGRAFIE SELECTIV

5

11. NECESITATEA AMENAJRII BAZINELOR HIDROGRAFICE TORENIALE. CLASIFICAREA LUCRRILOR.

11.1. NECESITATEA AMENAJRII BAZINELOR HIDROGRAFICE TORENIALE.

Procesele toreniale i de degradare a terenurilor, produc mari perturbaii i

dezechilibre att ecologice,ct i n activitatea i viaa uman, ajungndu-se pn la

producerea unor catastrofe cu victime omeneti.

Aa cum s-a artat,principalul factor determinant al proceselor toreniale l constituie

dereglajul regimului hidrologic al cursurilor de ap. Aceast dereglare altereaz funciile de

protecie mpotriva scurgerilor superficiale i eroziunii accelerate,ale nveliului

vegetal,precum i degradarea funciilor fizico-biologice ale solurilor,ca urmare a modului de

exploatare a bogiilor naturale din zonele montane i colinare,n special prin exploatarea

neraional i distrugerea slbatic a pdurilor.

Consecinele negative sunt evidente,n principal prin

scderea sau chiar pierderea total a fertilitii solului; favorizarea producerii inundaiilor care avariaz i distrug diverse

obiective,colmatarea lacurilor de acumulare, etc. , care afecteaz negativ

economia naional i n consecin i viaa oamenilor.

Amenajarea bazinelor hidrografice toreniale,n sensul hidrologic al noiunii,const n

aplicarea,pe suprafaa bazinelor, a unui ansamblu de msuri organizatorice,de lucrri

biologice, agrotehnice, silvice i hidrotehnice n scopul principal al controlului apei i solului(S.A.

Munteanu 1975).Caracterul amenajrii bazinelor toreniale trebuie s fie:

1. Integral asigurat prin:

aplicarea tuturor msurilor i lucrrilor hotrtoare pentru un raional control al apei i solului;

aplicarea pe ntreaga suprafa a bazinului a ansamblului de msuri i lucrri pentru controlul apei i solului de la cumpna apelor pn la confluena cu

emisarul

2.Complex- asigurat prin:

integrarea reciproc a msurilor i lucrrilor prevzute,att din punct de vedere tehnic(al funcionalitii) ct i spaial(pe toat suprafaa bazinului) ,astfel nct s

fie constituit un ansamblu unitar.

Trebuie menionat c realizarea echilibrului hidrologic este de neconceput fr

realizarea echilibrului ecologic dintr-un bazin. Aceste dou forme de echilibru sunt

asociate,se realizeaz concomitent i se condiioneaz reciproc.

0 atenie deosebit trebuie acordat amenajrii bazinelor hidrografice montane. In

aceste bazine se concentreaz cele mai rapide i violente mase de ap,n timpul ploilor

mari i a topirii brute a zpezilor. Tot n aceste bazine se afl i sursa cea mai important

de aluviuni transportate de viiturile toreniale spre cmpie,cu efectele nedorite.

Bazinele hidrografice montane trebuie amenajate ct mai bine i ct mai urgent,

deoarece hidrologia muntelui comand hidrologia cmpiei i nu invers. Se confirm astfel

dictonul: CMPIA SE APAR LA MUNTE.-

Procesele toreniale odat declanate,se accelereaz n timp i

concomitent,inevitabil,cresc dificultile i costul de combaterea lor. In consecin este de

preferat s se previn din timp cu lucrri i msuri corespunztoare ,combaterea fiind mai

uoar,mai eficient i mai ieftin.

Intr-un bazin hidrografic degradarea versanilor se poate produce ntr-un interval de

luni sau ani. Refacerea reelei hidrografice respectiv a echilibrului hidrologic dureaz zeci

sau chiar sute de ani. In figura (11.1) este redat "fenomenul de histerezis hidrologic

torenial" definit printr-un grad evident de ireversibilitate(prin analogie cu fenomenul

histerezis din electricitate,magnetism) (S.A. Munteanu, I. Clinciu 1980).

Din figura (ii.1) rezult n mod evident decalajul temporal ntre curba degradrii

versanilor prin despdurire i curba refacerii reelei hidrografice,dup ce versanii au fost

rempdurii.

Dac parametrii hidrologici ai versanilor revin la valorile iniiale(prin mpduriri,msuri

organizatorice,etc. ), sistemul n ansamblul lui (adic bazinul) nu mai revine la starea iniial

de echilibru,ci doar ntr-o stare mai mult sau mai puin apropiat de aceasta. Gradul de

abatere este n funcie de ntreaga succesiune de situaii prin care a trecut bazinul n cursul

transformrilor sale anterioare,cnd a fost dezechilibrat prin aciuni cu caracter antropic.

Dup rempduriri i alte msuri privind folosirea raional a terenurilor,

torenialitatea acestor zone se diminueaz,dar nu se stinge (mai ales cnd substratul

litologic este puin rezistent la eroziune, deoarece dup nlturarea pdurii i grefarea

puternic a eroziunii pe reeaua hidrografic, transportul de aluviuni nu poate fi stvilit

numai prin rempdurirea versanilor. Reeaua hidrografic se reface incomparabil mai greu

dect versanii,deoarece n albii se concentreaz scurgerile,adncimea curenilor

crete,puterea de eroziune i transport fiind maxim. Chiar n bazine aparent refcute,dac

se judec numai dup starea versanilor,paturile albiilor i malurile aferente (dei ocup

numai l%-2%,n general din suprafaa total)furnizeaz n urma viiturilor i chiar ploi

obinuite ,cantiti importante de aluviuni.

11.2. CLASIFICAREA LUCRRILOR FOLOSITE IN AMENAJAREA BAZINELOR HIDROGRAFICE TORENIALE

Criteriile de clasificare a lucrrilor folosite n amenajarea bazinelor hidrografice

toreniale sunt numeroase. Dintre acestea descriem urmtoarele criterii:

11.2.1. Clasificarea dup locul de amplasare n cuprinsul bazinului(criteriu uzual): 1. Lucrri amplasate pe VERSANTII bazinului

Organizarea antierozional prin:stabilirea categoriilor de folosin; Organizarea interioar a folosinelor. Lucrri biologice:lucrri agrotehnice antierozionale; Lucrri silvice antierozionale prin: mpduriri masive,perdele de protecie,benzi

de arbuti.

Lucrri tehnice i hidrotehnice:lucrri de consolidare a versanilor; lucrri hidrotehnice:antierozionale, de reinere a apelor,de regularizare a

scurgerilor.

2. Lucrri amplasate pe REEAUA HIDROGRAFICA TORENIALA: Lucrri biologice:mpduriri pe maluri i aterisamente; brzduiri;nierbri. Lucrri hidrotehnice care se mpart n:

Lucrri transversale:baraje, praguri, traverse, cleionaje, fascinaje, garnisaje.

Lucrri longitudinale:canale, diguri, pinteni, pereuri, anrocamente,etc. In figura (11.2) este redat schema cu clasificarea lucrrilor dup criteriul amplasrii n

bazin.

14.2.2 .Clasificarea lucrrilor dup natura materialelor de construcie i mod de punere n oper

Lucrrile hidrotehnice transversale i longitudinale pot fi lucrri din: pmnt, lemn,

zidrie de piatr uscat, gabioane, zidrie din piatr cu mortar de ciment, beton, zidrie

mixt, beton armat, beton i pmnt,lemn i piatr, beton i metal, elemente

prefabricate,metal,etc.

14.2.3.Clasificarea lucrrilor dup rolul funcional: 1. Lucrri pentru micorarea scurgerilor de suprafa:

Lucrri agrotehnice antierozionale:lucrarea raional a solului, asolamente speciale,cultivarea n fii,plantaii pomicole,plantaii silvo-pomicole i

viticole,nierbri,etc.

mpduriri i perdele forestiere. Lucrri de reinere a apelor pe versani:valuri de nivel,terase,etc.

2. Lucrri pentru aprarea fundului albiei i a malurilor aferente contra eroziunii: Lucrri pentru reducerea vitezei apelor i crearea de puncte de rezisten pe

albie:baraje,praguri,traverse,etc.

Lucrri pentru mrirea rezistenei albiei i malurilor prin cptuirea acestora:saltele de fascine,canale de conducere a apelor, diguri,pereuri,

cptuiri, arcade, ziduri de sprijin, ziduri de gard la lucrrile transversale,etc.

Lucrri de conducere i dirijare a apelor: canale de conducere a apelor,diguri, pinteni.

3. Lucrri pentru fixarea terenurilor nestabile: Lucrri pentru oprirea accesului apei spre masa de pmnt ce trebuie s se

stabilizeze:anuri cu val, canale,terase ,grdulee, icane.

Lucrri pentru eliminarea apei n exces:drenuri, vegetaie forestier. Lucrri de consolidare prin vegetaie: mpduriri, plantaii pomicole,plantaii silvo-

pomicole,nierbri.

Lucrri de consolidare prin sprijinire direct: ziduri de sprijin,arcade,etc. Lucrri de consolidare prin efectele aterisamentelor formate: baraje, praguri,

pinteni.

Lucrri pentru reducerea greutii masei de pmnt nestabil:exploatarea arborilor de dimensiuni mari,etc.

4. Lucrri pentru oprirea materialelor transportate: Lucrri pe versani:benzi tampon de fnea, mpduriri, plantaii pomicole,

plantaii silvo-pomicole, nierbri, canale de nivel, valuri de nivel, terase,

grdulee.

Lucrri n albii:baraje,praguri,traverse Lucrri pentru fixarea aluviunilor:mpduriri.

5. Lucrri pentru conducerea(evacuarea)apelor de viitur: canale,diguri,regularizri de albii.

6. Lucrri pentru regularizarea debitelor crearea de rezervoare de ap cu baraje de pmnt.

7. Lucrri pentru ridicarea productivitii terenurilor: mpduriri , lucrri agrotehnice raionale.

8. Lucrri de protecie: mprejmuiri, combaterea duntorilor

Ca i celelalte construcii i cele folosite pentru amenajarea bazinelor hidrografice

toreniale se clasific:

Dup importana obiectivului (clasele I - V, respectiv de importan excepional, deosebit, medie, secundar i neimportante).

Dup importana funciunii n ansamblul lucrrilor: principale, secundare, auxiliare.

Dup durata de funcionare a lucrrilor.

12. LUCRARI HIDROTEHNICE TRANSVERSALE 12.1. CARACTERISTICILE LUCRRILOR HIDROTEHNICE TRANSVERSALE. Lucrrile hidrotehnice transversale sunt construcii care bareaz complet albia

torentului de la un mal la cellalt, permind trecerea apelor i a aluviunilor numai prin deschideri speciale ca:deversoare,barbacane,fante,etc.

In complexul de lucrri pentru amenajarea bazinelor hidrografice toreniale,lucrrile hidrotehnice transversale-sunt cele mai importante,ele ndeplinind funciuni multiple, aa cum s-a artat la cap.11.

Din punct de vedere a dou funciuni deosebit de importante,lucrrile hidrotehnice transversale se pot mpri n dou mari grupe:

lucrri transversale de retenie; lucrri transversale de consolidare.

Aceast grupare este totui convenional, deoarece este evident c lucrrile transversale de retenie mai nalte, prin aluviunile stocate n bieful amonte,consolideaz malurile aferente. Lucrrile cu nlime util mic executate pentru consolidare pot ndeplini sau nu i funcia de retenie.

In afar de funciunile file retenie i de consolidare,lucrrile hidrotehnice transversale servesc nemijlocit i pentru:

regularizarea albiilor n profil transversal i profil longitudinal; reducerea vitezelor de scurgere; atenuarea viiturilor; crearea condiiilor de echilibru necesare instalrii vegetaiei.

11.2.CLASIFICAREA LUCRRILOR HIDROTEHNICE TRANSVERSALE DUP

NLIMEA UTILA. Prin nlimea util (Y ) se nelege nlimea msurat pe vertical n bieful amonte m

a lucrrii,de la nivelul cel mai cobort al terenului i nivelul pragului deversorului n momentul execuiei lucrrii(ulterior prin colmatare cu aluviuni , aceast dimensiune scade pn la valoarea zero).

Din acest punct de vedere lucrrile hidrotehnice transversale se grupeaz n trei categorii: traverse, praguri i baraje (fig.2.1).

1.Traversele. Traversele sunt lucrri hidrotehnice transversale complet ngropate n patul

albiei,neavnd elevaie, deci nlimea util este zero (Y = 0) . mTraversele au rolul principal de consolidare i regularizare a patului albiei. Ele

menin constant nivelul talvegului la cota coronamentului i conduc la o form aproximativ regulat a patului albiei n seciune transversal.

Se folosesc fie n lungul biefurilor dintre praguri sau baraje,fie n combinaie de evacuare a apelor de viitur.

2.Pragurile. Pragurile sunt lucrri hidrotehnice transversale cu nlimea util pn la 1,5 m

(0

Pragurile frng i atenueaz panta talvegului, lrgesc i ridic fundul albiei, mpiedic continuarea eroziunii, refac i menin stabilitatea malurilor.

Pragurile dei realizeaz i o anumit retenie, aceast funciune trebuie avut n vedere numai ca un mijloc de consolidare pe cale indirect, prin intermediul aterisamentelor, a reelei hidrografice toreniale.

3.Barajele. Barajele sunt lucrri hidrotehnice transversale cu o nlime util mai mare de 1,5 m

(Y >1,5 m) . In general,barajele folosite n corectarea torenilor nu depesc nlimea de 6...8 m.

Barajele ndeplinesc n primul rnd funcia de retenie a aluviunilor grosiere,dar

2

ndeplinesc i funciile enumerate la praguri i traverse. Ele stabilizeaz i fixeaz nivelurile de baz,consolideaz n mod direct sau indirect (prin aterisamente) sursele de aluviuni,regularizeaz traseul albiilor, reduc viteza apelor de viitur,asigur condiii favorabile de instalarea vegetaiei forestiere pe maluri i aterisamente. Spre deosebire de praguri i traverse,barajele contribuie ntr-o msur mult mai mare la atenuarea viiturilor toreniale, respectiv reducerea debitului maxim de viitur precum i la decalarea n timp a vrfului viiturii.

Pentru o atenuare eficace a viiturilor toreniale garajele se amplaseaz n locuri unde valea este mai larg,panta ct mai redus,utilizndu-se baraje ct mai nalte i numeroase cu capacitatea evacuatorilor ct mai redus.

De altfel i barajele cu bieful amonte complet colmatat,contribuie la atenuarea viiturilor toreniale prin retenia temporar a apelor din spatele aripilor barajului,dar mai ales din modificrile n cuprinsul biefului amonte ca: limea pronunat a patului albiei,scderea pantei longitudinale, accentuarea rugozitii.

12.3. BARAJE . 12 .3 .1.Prile componente i funcionale ale barajelor. Din punct de vedere constructiv i funcional, la un baraj se disting dou pri

principale (fig.12.2): Barajul propriu zis respectiv construcia transversal propriu zis, care

bareaz complet albia i este denumit "baraj"; Construciile anexe din bieful aval al barajului, denumite n mod curent

"disipatorul hidraulic de energie". 12.3.1.1.Barajul Barajul propriu zis este alctuit din: fundaie, corp, aripi i ncastrri. 1.Fundaia barajului - constituie elementul de infrastructur, respectiv partea

inferioar a barajului care preia i transmite sarcinile la terenul de fundaie. Dimensiunile fundaiei rezult din calculele funcie de natura i portanta terenului.

Adncimea de fundare (Yf) se msoar pe paramentul amonte al barajului ntre nivelul cel mai cobort al terenului n seciunea transversal i nivelul inferior al fundaiei.

Adncimea de fundare trebuie s ndeplineasc urmtoarele condiii: s fie mai mare dect adncimea de nghe; efortul unitar de compresiune s nu depeasc rezistena (presiunea)

admisibil de calcul a terenului respectiv; s depeasc adncimea maxim(probabil) pn la care se pot produce

afuieri n bieful aval al barajului,atunci cnd lucrrile nu sunt prevzute cu radier; s fie corelat cu nlimea util a lucrrilor hidrotehnice transversale,

precum i cu panta albiei din aval de aceste lucrri. n general se poate adopta adncimea de fundare de:

1,5...2,5m la baraje 1,0...2,0m la praguri i traverse

Adncimile maxime se adopt la baraje i numai la praguri la care nu sunt prevzute radiere, terenul de fundaie are compresibilitate ridicat,iar panta albiei din aval de baraj este peste 15-20%.Valorile minime corespund lucrrilor cu radiere,pe terenuri greu compresibile, panta albiei din aval fiind redus,sub 15%.

3

Caracteristicile fizico-mecanice ale terenului de fundaie rezult din studiile geotehnice.

2.Corpul barajului (elevaia) - este cuprins ntre planul superior al fundaiei i planul care include pragul deversorului. Corpul barajului reprezint partea principal a barajului deoarece datorit poziiei sale centrale,preia i atenueaz ocul viiturilor toreniale,reine aluviunile grosiere, permite formarea aterisamentelor, mijlocete efectul de consolidare a lucrrilor etc.

Geometria corpului barajului este funcie de natura materialului,forma i fructul paramenilor, tipul de baraj, modul de execuie,etc.

n poriunea median a corpului barajului,corespunztoare zonei deversate se practic deschideri, denumite barbacane. Aceste deschideri asigur evacuarea apelor din bieful amonte, diminueaz presiunea hidrostatic i nltur parial pericolul infiltraiilor. Forma acestora poate fi ptrat, dreptunghiular sau circular de 10...40 cm. Numrul i forma lor este n funcie de granulometria aluviunilor,tipul de lucrri, nlimea lucrrilor, tehnologia de execuie,etc. Barbacanele pe mai multe rnduri se amplaseaz alternativ.

n cazul barajelor "filtrante" locul barbacanelor este luat de fante. Acestea sunt deschideri verticale avnd limea de 10...30 cm. Fantele reduc mult presiunea hidrostatic i prelungesc durata de funcionare a barajelor datorit reteniei selective a aluviunilor.

3.Aripile barajului sunt prile laterale ale dever-sorului,formnd umerii acestuia, extremitile fiind ncastrate n maluri.

Aripile mpiedic deversarea apei peste ntreaga deschidere a barajului,oblignd-o s se scurg numai prin de-versor.

Coronamentul aripilor poate fi orizontal sau nclinat spre deversor,soluie constructiv foarte avantajoas i folosit des, deoarece are avantajul c apele sunt dirijate i concentrate spre deversor,mai ales n timpul viiturilor excepionale, cnd apele depesc nlimea deversorului.

4

55

4. ncastrrile barajului sunt poriunile de la periferia barajului sprijinite pe fundaie i malurile aferente.

Elementul geometric principal al ncastrrii l constituie-adncimea de ncastrare -

(d)- (fig.12.3),care se msoar dup normala trasat la linia terenului pe de o parte, i colul ncastrrii sau linia de ncastrare pe de alt parte. In funcie de natura terenului respectiv a stratului litologic,adncimea de ncastrare trebuie s se nscrie n urmtoarele limite:

Terenuri stncoase constituite din roci metamorfice sau sedimentare dure 0,5 - 1,0 m

Terenuri tari, stabile i compacte situate pe substrat de roci metamorfice i sedimentare:1,0 - 1,5 m

Terenuri instabile,cu alunecri i surpri,etc.al cror substrat este de natur nisipoas,argiloas sau marnoas:1,5 - 2,5 m

Sub aceste limite exist pericolul "decastrrii" lucrrilor hidrotehnice transversale. 12.3.1.2.Disipatorul hidraulic de energie. Impactul deosebit de puternic al lamei deversante cu terenul din bieful aval al

barajului,ca urmare a cderii violente a apei i aluviunilor de la nlimea deversorului,duce la formarea unei excavaii n teren, sub form de plnie,denumit plnie de eroziune .Mrimea acestei plnii i apropierea ei de baraj pericliteaz stabilitatea barajului,sigurana n exploat-ar^ ct i durabilitatea lucrrii datorit pericolului subminare (de"afuiere").

Stabilirea dimensiunilor i a formei albiei n aval de lucrrile hidrotehnice transversale este nesigur. Date orientative se obin cu formula lui Zamarin (12.1),care prognozeaz "eroziunea albiei,atunci cnd deversarea se face sub forma unui jet care cade liber(fig.12.4):

Taluzele plniei de eroziune depind de natura terenului, de exemplu panta acestor

taluze n cazul argilei nisipoase este de 1:1,5-1:2,0 iar la nisipuri argiloase 1:2,5-1:3,0.

6

Formula (12.1) ns nu ine seama de natura terenurilor din bieful aval. Plniile de eroziune pot fi produse i de curgerea apelor subterane care antreneaz

particulele solide prin fenomenul de sufozie (eroziune intern sau antrenare hidrodinamic) fenomen tratat la Geotehnic.

Aceste plnii de eroziune se pot umple cu blocuri mari de piatr sau prefabricate sau arbori lestai,pentru contracararea pericolului de afuiere. Totui n practic se recurge la o serie de lucrri cu caracter permanent,care s nlture complet posibilitatea formrii plniilor de eroziune.

Denumirea de "disipatori de energie"deriv tocmai din faptul c afuierea este provocat de surplusul de energie care poate atinge valori foarte mari.

n perioada 1950-1960 s-au folosit "bazinele disipator" (prin adncire, prin prag sau

perete aval contra baraj, sau mixte), care nu au dat rezultatele corespunztoare mai ales n condiii de transport masiv de aluviuni grosiere. In aceast situaie bazinele se colmatau n mod repetat,iar contra barajul (pragul transversal amplasat pe radier) era de foarte multe ori subminat.

n figura(12.5) este redat un tip de bazin disipator complex (dup Bradley - Peterka) cu caracteristici mult mbuntite fa de bazinul simplu. Ca elemente suplimentare de disipare bazinul este prevzut, la intrare cu dini deflectori, iar la ieire cu un prag dinat. Este recomandat pentru cderi mari. In seciunea contractat are numerele Fr>16,ceea ce asigur formarea unui salt stabil.

Pragul dinat la ieire de tip "praguri Rehbock"(1927),micoreaz eroziunile n zona de dup bazin i mpiedic materialul erodat s se stocheze. Pragul dinat de la ieire acioneaz prin fracionarea jetului,obinndu-se dou efecte pozitive:

scade concentraia aciunii erozive la ieire din bazin; se micoreaz lungimea total de disipare n zona de dup salt.

Studiile experimentale au demonstrat practic c eficiena cea mai mare o au dinii disipatori de energie amplasai pe radier.

1.Radierul este partea principal a disipatorului de energie deoarece asigur protecia n aval.

Grosimea radierului este funcie de: natura i calitatea materialelor de construcie nlimea util a lucrrilor mrimea sarcinii n deversor i a vitezei de acces granulometria aluviunilor transportate de viituri.

7

Panta longitudinal a radierului nu trebuie s depeasc limita de 15%-20%.Este bine ca acesta pant s fie egal cu panta albiei din bieful aval.

Panta transversal a radierului este de 1%-2%, nclinarea fiind de la marginea zidului de gard spre ax(fig,12.6) Aa cum s-a artat la cap.5,limea radierului trebuie s fie cel puin egal sau mai mare ca lungimea crestei deversorului. Lungimea radierului se calculeaz cu formulele(5.97),5.98),(5.99),(5.100). Pentru calcule expeditive se folosete relaia: Lr= (1,5....2,0)Ym (12.3)

2.Dinii disipatori de energie sunt amplasai pe radier i opun o anumit reaciune, conducnd la micorarea nlimii saltului hidraulic i acioneaz favorabil asupra disiprii energiei cinetice suplimentare.

Dinii disipatori de energie au forme prismatice cu seciune ptrat, dreptunghiular sau trapezoidal,dimensiunile fiind n general de 0,40 m la 0,60m n nlime i 0,60-0,80 m dimensiunile n plan.

Dinii pot ti aezai pe un singur rnd sau pe dou rnduri n alternan (fig.12.7). 3.Zidurile de gard (zidurile de conducere) ncadreaz lateral radierul pe ambele

pri. Pentru satisfacerea dezideratului hidraulic de n cadrare a apei n radier, nlimea util Y se determin cu relaia (5.102).Cnd condiiile impun sprijinirea malurilor din bieful zaval,zidurile de gard se dimensioneaz ca toate zidurile de sprijin. Uzual (fig.12.6) se ia:Y = 1,0 - 2,0 m ; a = 0,40 - 0,60 m; nlime fundaiei 1,0 m. n corpul zidului se prevd barbacane.

4.Pintenul terminal are forma unui dinte care ncastreaz radierul n patul albiei. Grosimea pintenului este circa 0,50 m iar adncimea de 1,5-2.0 m n funcie de natura

stratului litologic. predispus la eroziune. Pintenul se racordeaz cu cele dou ziduri de gard, cu care se ncastreaz n maluri pe o adncime de cel puin 1,0 m.

5.Rizbermele sunt lucrri care protejeaz pintenul terminal al radierul. Rizbermele au o lime de 2-6 m i o grosime de 0,3-0,5 m. Se execut din blocuri de piatr natural, saltele din gabioane, cleionaje aprate la coronament de fascine, anvelope uzate lestate cu piatr, etc.

8

12. 3.2 .Clasificarea barajelor. Clasificarea barajelor se poate face dup diverse criterii. Dintre acestea enumerm

urmtoarele criterii de clasificare : a)Dup modul cum lucreaz barajul: 1)Baraje de greutate (fig.12.9.a) a cror stabilitate la rsturnare i alunecare este

asigurat n cea mai mare parte prin greutatea proprie. 2)Baraje de rezisten (fig.12.9.b) - din beton armat -(Baraje autostabile) la care

stabilitatea la rsturnare i alunecare este asigurat n cea mai mare msur de aciune greutii coloanei de ap i aluviuni.

3)Baraje n arc (fig.12.9.c) la care solicitrile exterioare sunt preluate de ncastrrile n maluri,asigurndu-se stabilitatea necesar.

b) Dup forma barajului n plan avem: 1.Baraje rectilinii(drepte) 2.Baraje n arc (sau arce)

c) Dup profilul transversal al barajului: 1.Baraje cu profil: trapezoidal (fig.12.10.a), pentagonal (fig.12.10.b) hexagonal

(fig.12.10.c).

2.Baraje cu redane(trepte)(fig.12.11.a).

9

3.Baraje cu fundaie evazat(fig.12.11.b). 4.Baraie cu contrafori(fig.12.11.c). 5.Baraje cu parameni curbi(fig. 12.12.a).

6.Baraje n consol (fig.12.12.b). 7.Baraje tip csoaie (fig.12.12.c) 8.Alte profile posibile Dup materialele de construcii folosite,clasificarea barajelor este identic cu cea.

de la (10.2.2). Barajele se pot clasifica i dup alte criterii da de exemplu:dup importana

lucrrii,durata de funcionare a barajelor, zon geografic ,dup felul eforturilor unitare normale la piciorul paramentului amonte,care poate fi compresiune sau ntindere.

12.3.3.Tipuri de baraje. 12.3.3.1 Evoluia concepiilor n adoptarea tipurilor de baraje. Tipurile de baraje folosite n lucrrile de amenajare a bazinelor hidrografice toreniale

au evoluat n timp. Concepiile privind alegerea tipurilor de baraje,au avut n vedere o serie de criterii:stabilitatea la rsturnare i alunecare ct i eforturile unitare normale din corpul barajului i terenul de fundaie n funcie de schemele de solicitare;materialele folosite i tehnologia de punere n oper: economicitatea; funcionalitatea; importana lucrrii; etc.

1. Baraje de greutate din zidrie de piatr cu mortar de ciment sau beton. Pn n anul 1951 n Romnia s-au folosit aa numitele baraje cu "fruct clasic" al

cror profil este trapezoidal cu parament amonte vertical i cu parament aval cu fruct clasic de . = 0,20 - 0,25 (fig.12.13 .a) .Alt tip folosit a fost cel cu parament amonte n trepte (redane) i cu fruct clasic la paramentul aval. La ambele tipuri, efortul unitar normal la piciorul paramentului aval este B>0 (compresiune) (fig.12.13b) B

Pn n 1952 s-au folosit i baraje trapezoidale cu parament amonte vertical, parament amonte aval cu fruct clasic, dar cu B = 0 (fig.12.13.c). B

In perioada 1951-1958 barajele folosite aveau urmtoarele caracteristici: - profil pentagonal cu parament amonte vertical, cu parament aval cu fruct

mrit 0,3 i =0 (fig.12.13.d); v B- profil trapezoidal cu parament amonte vertical, cu parament aval cu fruct mrit v

> 0 ,3 i = 0 (f ig.12.13 .e) . BDin anul 1958 concepia se schimb radical,n sensul c se admit eforturi unitare

normale de ntindere n corpul barajului i la piciorul paramentului amonte,adic B

aval; - barajele trapezoidale cu parament amonte nclinat pozitiv sau vertical,cu

fundaie evazat(fig.12.13.f) i cu fruct aval mrit; - barajele filtrante i barajele cu goluri; - barajele trapezoidale cu parament amonte vertical i parament aval mrit

"subdimensionate"(fig.12.13.g)(1985); - barajele "subdimensionate" pentagonale cu parament amonte nclinat pozitiv.

Barajele "subdimensionate" se caracterizeaz prin faptul c sunt dimensionate la

mpingerea pmntului nesubmersat i nu la presiunea hidrostatic a apei ncrcat cu aluviuni. In consecin aceste baraje sunt stabile la mpingerea aterisamentului nesubmersat i nestabile la presiunea apei.

Evoluia consumurilor de materiale,combustibil i energie la barajele mici de greutate folosite n amenajarea bazinelor hidrografice toreniale se prezint astfel (l. Clinciu)

Economii specifice baraj cu profil clasic(baraj de referin) - baraj cu profil trapezoidal, v0,3 i B

Cu plac: plci din zidrie de piatr cu mortar de ciment sau din beton(1966) plci din beton armat(1962)

Cu gril(filtrant): grinzi de beton armat,verticale,turnate pe loc (1960,1964) grinzi de beton orizontale(1962) bare de oel(1959,1961,1966)

Baraje cu contrafori din beton armat,cu gril(filtrant) cu grinzi orizontale de beton armat prefabricate.

Baraje n arc: arce cu seciune constant(amplasate n terenuri stncoase(1959,1968) arce cu extremitile evazate,amplasate n terenuri nestncoase

(1957,1968) Diverse alte tipuri: din lemn,din zidrie uscat,din gabioane,din zidrie de

piatr cu mortar de ciment (sau din beton i pmnt,din diverse structuri prefabricate,din metal,etc.

12.3.3.2. Baraje din lemn.

Barajele din lemn,ca i celelalte lucrri hidrotehnice din lemn,au avantajul c lemnul se procur mai uor i se pune rapid n oper. Dezavantajul const n faptul c se degradeaz prin putrezire, ceea ce determin o durat de funcionare scurt comparativ cu alte materiale de construcie. Din acest motiv amplasarea i execuia acestui tip trebuie fcut cu mult discernmnt astfel nct conjugate cu lucrri biologic care s intre n vegetaie,s se transforme ntr-un timp ct mai scurt,3-4 ani n"baraje vii".

Barajele din lemn sunt folosite pe formaiunile toreniale cu grad de torenialitate mijlociu sau relativ mijlociu.

Barajele din lemn se construiesc dup principiul csoaielor(fig.12.14 i 12.15). Pereii din amonte i din aval se alctuiesc din grinzi (buteni) luni aezate transversal. Pereii transversali sunt consolidai prin grinzi(brne)scurte,iar n interior se face o umplutur cu piatr mare. Pereii pot fi fie plini cnd grinzile se aeaz joantiv (cu mbinri prin tieturi la jumtatea lemnului,sau pot s fie cu goluri atunci cnd grinzile se aeaz una peste alta fr nici o prelucrare, caz n care umplutura trebuie s fie din piatr cu dimensiuni mari. Solidarizarea grinzilor se face cu piroane sau buloane (0 1-2 cm), cuie de lemn, sau scoabe.

La partea inferioar primul rnd de buteni este acoperit cu un rnd de buteni longitudinali,astfel nct s se realizeze o cutie,care mpreun cu umplutura de piatr,s lucreze ca un corp greu la mpingerea apei i a pmntului. In caz contrar exist posibilitatea ca piatra s fie antrenat de ap.

12

In rest barajele din lemn sunt prevzute cu deversor; radier format dintr-o podin de buteni de 15-20 cm grosime, aezate longitudinal;zid de gard din cptueli longitudinale sau din csoaie. Pentru a se feri paramentul aval de degradri, pragul deversorului se prelungete n aval cu o copertin din brne brute sau ecarisate,ori din dulapi.

Barajele din lemn au n mod obinuit nlimea util de 2 - 3 m. Prin elasticitatea lor,barajele de lemn au dat rezultate bune pe vile toreniale cu

maluri instabile,i chiar dac au suferita avarii nu s-au distrus att de uor ca lucrrile rigide executate din alte materiale de construcii(piatra,etc.)

12 .3 .3.3.Baraje din gabioane. Gabioanele sunt couri prismatice din plas de srm umplute cu piatr

(fig.12.16),fiind folosite acolo unde nu se gsete piatr de dimensiuni mari pentru zidrii. nlimea lor util este n mod obinuit de 2...3 m.

Sunt lucrrile transversale cele mai elastice,deoarece se deformeaz odat cu terenul fr a se distruge.

Se disting dou variante constructive: baraje dintr-un singur gabion denumite gabioane monolit amplasate pe vi

nguste cu profilul transversal n"V"; baraje din mai multe gabioane , folosite n cazul vilor largi. Aceste gabioane

se asambleaz ca i crmida ntr-o zidrie, prinderea de a lungul muchiilor fcndu-se cu srm galvanizat.

13

Sub raportul costurilor gabioanele se situeaz aproximativ la acelai nivel cu lucrrile similare din beton sau zidrie de piatr cu mortar de ciment,avnd ns o durabilitate mai mic. La gabioane se folosete plas de srm zincat "cu o grosime de cel puin 3 mm i ochiurile rombice de 6/6.... 12/12 cm. Mrimea ochiurilor depinde de dimensiunea pietrelor pentru umplutur. Paramenii pot fi verticali sau n trepte.

14

Deversorul poate fi dreptunghiular,trapezoidal sau mai rar curb. Sub nivelul inferior al fundaiei se execut un radier elastic din fascine scoase n aval pe o lungime de 1,5-2,0 m i prelungite dup caz printr-un blocaj de piatr sau printr-o saltea din plas de srm umplut cu piatr. Pentru a se evita tierea srmei de ctre bolovanii care cad de pe ma-luri sau a ocurilor apei cu aluviuni,coronamentul i paramentul amonte se protejeaz cu un strat din mortar de ciment de 5-10 cm grosime,sau cu ajutorul unui strat de nuiele.

Zidria din interiorul plasei se execut respectnd regulile de la zidriile obinuite de piatr uscat.

Folosirea gabioanelor n zonele cu ploi acide nu este indicat,deoarece se produce o degradare rapid a plasei de srm i a oelului beton. Pentru barajele mici din gabioane se dau n tabela 24 date constructive orientative (R. Gaspar).

nlimea util m 2,00 - 3,00 Grosimea la coronament m 1,80 - 2,20 Adncimea fundaiei m 1,00 - 1,00

12.3.3.4. Baraje din zidrie de piatr cu mortar de ciment. Acest tip de baraje este frecvent folosit n lucrrile de corectarea torenilor, datorit

rezistenei deosebite la ocurile i uzura apelor toreniale ncrcate cu aluviuni. Aceste baraje asigur sigurana n exploatare i o durabilitate mare. Manopera

calificat se justific atunci cnd piatra se gsete n apropierea antierului. Piatra folosit la aceste baraje trebuie s ndeplineasc urmtoarele condiii:

structura s fie ct mai compact; s nu conin impuriti (argil,substane humice, sruri solubile,etc.); s nu fie friabil (cimentul natural care leag particulele s fie ct mai

rezistent); s fie omogen privind compoziia chimic i mineralogic, structura i

culoarea; s fie rezistent la aciunea chimic a apei cu coninut de bioxid de carbon; s aib o rezistent la compresiune ct mai mare.

In ordine descresctoare cele mai bune sunt pietrele din roci eruptive acide i neutre (granit,sienit,etc.),urmate de rocile metamorfice (gnaisul ,cuaritul ,etc.) i n fine rocile sedimentare silicioase i calcaroase.

La noi, pe vile toreniale rocile eruptive sunt mai rare i n plus se prelucreaz mai greu scumpind manopera,fapt ce face s fie folosite mai ales calcarele dure i gresiile silicioase, care dau rezultate satisfctoare n exploatare. Rocile eruptive se folosesc pentru zonele expuse uzurii apelor toreniale cu aluviuni cum sunt pragurile i flancurile deversorului, paramentul aval i stratul superior al radierului.

Aezarea pietrei n zidrie se face astfel nct presiunile s fie ct mai normale pe stratificaie, iar rosturile verticale s alterneze (fig.12.17). Dup gradul de prelucrare a pietrei se disting trei categorii de zidrie:

baraje din zidrie de piatr brut; baraje din zidrie de piatr n mozaic (opus incertum) baraje din zidrie din moloane;

15

1616

1.Baraje din zidrie de piatr brut. Aceste se execut din piatr natural (din albii sau din cariere)numai dup o

sumar netezire (cioplire) a feelor ei 3Pentru 1 m de zidrie pus n oper se consum 1,1 m3 piatr brut i circa 0,33

3m mortar de ciment. Dozajul mortarelor depinde de felul zidriei. In general se folosesc urmtoarele

3cantiti de ciment la 1 m de nisip: zidrie obinuit n fundaie i elevaie.. 300 kg zidrie de piatr n pereuri .350 kg zidrie n radiere .400 kg

Mortarul folosit n mod curent este de tipul M-100Z cu o bun aderen la piatr i 2cu o rezisten la compresiune de 100 daN/cm .

3Rostuirea zidriei se face cu un mortar gras cu un dozaj de 600 kg. ciment la 1 m de nisip. Executarea rostuirii este deosebit de important deoarece ea mpiedic ptrunderea apei n interiorul zidriei, eliminndu-se pericolul fisurrii i a apariiei subpresiunilor. La mortarul pentru rostuit se folosete nisip fin cernut prin sit deas.

2.Baraje din zidrie de piatr n mozaic (Opus incertum) Se execut din blocuri de piatr care au faa vzut foarte bine netezit i cu

muchiile limitrofe ndreptate pe o adncime de civa centimetri. Prin execuie se va asigura ca n orice punct al paramentului s se ntlneasc cel mult trei rosturi ale pietrelor poligonale,iar aceste rosturi s nu formeze linii drepte verticale care ar slbi rezistena zidriei.

3.Baraje din zidrie din moloane. Moloanele sunt pietre cu o suprafa dreptunghiular, fasonate pe o adncime de

circa 10 cm. Zidria din moloane se folosete numai la paramentul aval al barajelor. Se execut ca zidria de crmid. Coada pietrelor trebuie s fie de cel puin 25 cm pentru a se realiza legtura corespunztoare cu zidria brut din restul barajului.

Barajele din zidrie de piatr cu mortar de ciment au o foarte bun comportare static i funcional,chiar n bazinele cu torenialitate puternic i foarte puternic n care predomin aluviuni grosiere i flotani.

n vi toreniale cu maluri n alunecare i n vile cu substrat cu grad mare de instabilitate (nisipuri necimentate, luturi friabile,loessuri, etc), datorit rigiditii zidriei aceste baraje s-au comportat mai puin satisfctor,dac mai inem seama i de faptul c zidria din piatr cu mortar de ciment nu poate prelua eforturi mari de ntindere-peste 1,5...

22,0 daN/cm . Dinii disipatori de energie pot fi din zidrie de piatr cu mortar de ciment sau din

prefabricate de beton armat (descrise la 12.3.3.5). 12.3.3.5. Baraje din beton simplu. n situaia c lipsete piatra necesar, iar aprovizionarea cu nisip i pietri este mai

economic dect aducerea pietrei din alt zon, atunci se justific barajele de beton simplu.

La executarea acestor lucrri trebuie respectate tehnologiile specifice preparrii betoanelor(care poate fi preparat n staii sau loco antier) norme le de transport, punerea n oper i protejarea acestor betoane.

Betoanele folosite n mod curent sunt B100 sau B150 n fundaii i B150 sau B200 n elevaii.

17

Turnarea se face n straturi succesive de 20-30 cm, care se bat cu maiuri de lemn sau se vibreaz cu vibratorul electric.

In cazul ntreruperi turnrii , trebuie executat turnarea betonului n trepte orientate perpendicular pe direcia forelor de mpingere(fig.12.19),n scopul mpiedicrii alunecrii

tronsoanelor. Treptele trebuie s fie neregulate (rugoase) aceasta realizndu-se prin ngroparea n betonul proaspt turnat a unor buci lungi de piatr scoase pe jumtate n afar,care lucreaz ca nite pene ntre cele dou tronsoane.

nainte de reluarea turnrii suprafaa de ntrerupere se spal,apoi se stropete cu lapte de ciment

Dinii disipatori de energie se pot executa din beton armat ncastrai ntr-o plac cu lungimea de 2,80 m, dimensiunile si dispoziia n plan sunt redate n figura(12.20).

ntre barajele din beton i barajele din zidrie de piatr cu mortar de ciment sub aspectul aplicabilitii nu sunt deosebiri eseniale. Totui barajele din beton datorit i posibilitilor de mecanizare a execuiei au o productivitate mai mare. Sub aspectul rezistenei la intemperii,barajele din beton simplu au rezistena mai redus dect cele din zidrie .

In vederea economisirii cimentului n fundaie i elevaie se poate folosi betonul ciclopian astfel:

piatr brut n fundaie ...................................................................30%-40% piatr brut n elevaie......................................................................20%-30%

Pentru a se evita posibilitatea infiltrrii apei n masa betonului,betonul ciclopian se utilizeaz numai n mijlocul zidriei. Piatra trebuie aezat cu grij (nu turnat grmad astfel nct alturate s nu prezinte puncte de contact i s fie integral nvelite de beton)

18

1919

12.3.3.6.Baraje din zidrie mixt. Cnd pe plan local piatra nu se poate procura n cantiti suficiente,n schimb sunt

cantiti de balast, barajele se pot executa din zidrie mixt. In acest caz paramenii i coronamentul se execut din zidrie de piatr cu mortar de ciment iar restul se umple cu beton simplu sau beton ciclopian.

In figura (12.18) este redat un tip de baraj din beton ciclopian cu deversorul i paramentul aval cptuii cu piatr.

Barajele mixte duc la importante economii. 12.3 3 7 .Baraje din zidrie de piatr cu mortar (sau beton) i pmnt.

Aceste baraje pot fi construite: numai din pmnt cu amenajri speciale n zona deversat; partea central deversat din zidrie(sau beton) iar prile laterale din

pmnt sau pmnt cu ecran din zidrie cu mortar (sau beton). Pmntul din baraj este constituit din umplutur cu material local din albie. peste

care se aterne un strat de sol fertil de 20cm,dup ce se finiseaz taluzurile (paramenii) Barajele din pmnt se folosesc n albiile largi care au o pant redus,unde lucrrile

se pot executa mecanizat,i unde raportul dintre lungimea zonei deversate i lungimea barajului este mic.

Aceste baraje au o bun comportare static i funcional . 12.3.3.8 .Baraje cu fundaie evazat. Aceste baraje se amplaseaz pe albii formate din depozite aluvionare stabilizate,cu

maluri neafectate de alunecri din bazinele hidrografice cu torenialitate mijlocie i puternic .

Se execut din zidrie de piatr cu mortar de ciment marca M100Z sau din beton simplu B150.

Barajele de beton se folosesc mai ales pe albiile spate n nisipuri i pietriuri, iar cele de zidrie pe albiile cu aluviuni grosiere,unde piatra de construcie se afl n apropiere.

n albiile nestncoase se execut radierul,zidurile de gard,dinii disipatori de energie,etc.

In funcie de sistemul de execuie al tlpii fundaiei,de numrul de console,forma i

20

dimensiunea lor se disting patru tipuri de profile notate cu A,B,C,D (fig.12.22)Aceste tipuri de baraje au fost realizate n anul 1962 de R. Gaspar i T. Petrior.

Eforturile unitare admisibile de ntindere s-au limitat la -2.00 daN/cm la zidria cu mortar de ciment (M100) i la -3,5 daN/cm pentru beton(B110) .

12.3.3.9. Baraj cu fundaie evazat filtrante (R.Gaspar 1969) Caracteristica acestor baraje const n faptul c n locul barbacanelor din zona

deversat se execut deschideri verticale late de 15-20 mm, situat la 0,50-1,0 m sub pragul deversorului (fig.12.23). Tronsoanele dintre deschideri au o lime de 1,0 m.

Rolul acestor deschideri este cel de descrcare a presiunii hidrostatice care solicit

barajul n amonte eliminarea unei pri din volumul aluviunilor i totodat prelungirea duratei de funcionare. Deasupra consolei din amonte a fundaiei se amenajeaz o prism de pmnt pentru a mri stabilitatea iniial a barajului. Deschiderile cu limea de:

15-20 cm se adopt n cazul nisipurilor i pietriurilor precum i n situaiile n care obiectivele din aval nu ar permite scurgerea unor aluviuni de dimensiuni mai mari;

20-30 cm se adopt n cazul bolovniurilor i a situaiilor n care obiectivele din aval nu reclam retenia integral aluviunilor grosiere.

Barajele sunt prevzute cu construcii n bieful aval. Efortul unitar de ntindere s-a luat: -2,0 daN/cm la o zidrie cu mortar M100 i -2,5

daN/cm la beton B100. 12.3.3.10. Baraje cu goluri verticale. (N. Gologan,F. Necula,1968) Barajele se execut din zidrie de piatr cu mortar sau din beton. Profilul barajului

este un trapez cu parament amonte vertical cu fundaia supralrgit spre

21

amonte(fig.12.24). Golurile se prevd n zona deversat protejat de radier,au nlimea cu 6,50-1,0 m mai mici dect elevaia i o lime de 30-50 cm. n cazul albiilor constituite

din aluviuni fine (nisipuri,etc) golurile care au o lime de 50 cm la parament se ngusteaz

22

la 15-20 cm n interiorul barajului. 2Efortul unitar la ntindere se limiteaz la -l,8daN/cm la zidria cu mortar de ciment

i la~3,0 daN/cm la beton. Barajele cu "goluri" i barajele cu "fundaie evazat filtrant" sunt de acelai tip

funcional, adic sunt baraje de greutate,filtrante,din zidrie cu mortar sau beton. Deosebirea ns const n faptul c:

fundaia barajului cu "goluri"este orizontal i nu nclinat n contra pant; la construcia golurilor,n cazul aluviunilor fine se adopt o lime variabil; deasupra consolei fundaiei nu se amenajeaz anticipat un aterisament

artificial; dimensionarea barajului se face n principal la mpingerea pmntului cu

suprasarcin de ap; nu se ia n considerare un coeficient de blocare a golurilor; coeficienii de siguran i rezistenele admisibile au alte valori.

12.3.3.11. Baraj din plci nearmate pe contrafori (N. Gologan, F. Necula, V.

Gologan 1965-1966) Soluia plac nearmat pe contrafori se aplic n zona central a barajului, pentru prile laterale se adopt soluia baraj de greutate cu seciune trapezoidal (fig.12.25).

Barajul este alctuit din plci de beton sau din zidrie de piatr cu mortar, sprijinite pe contrafori din zidrie cu mortar sau din beton,care fac corp comun cu plcile.

Distana dintre contrafori este de 4-5 m la barajele din beton i de 3-4 m dac sunt din zidrie cu mortar. Grosimea unui contrafort dup direcia perpendicular pe axa vii este de 0,6-1 -2 m. Paramentul amonte al contrafortului este vertical,iar paramentul aval are un fruct de 0,3-0,5. Fundaia contrafortului se evazeaz spre amonte pentru a se ncrca cu ap i aluviuni. In plan orizontal fundaia contrafortului are forma de trapez cu baza mare spre aval.

Plcile au o grosime de 0,60 -1,0 m n elevaie,cu fundaia evazat spre amonte i fcnd mpreun cu fundaia contrafortului o "plac de lestare".In aval barajul are radier, zid de gard,pinten,iar n plci sunt amenajate barbacane. Calculele se fac pentru un panou alctuit dintr-un contrafort i placa aferent,astfel nct se iau n considerare pentru stabilitate greutatea contrafortului i a plcii ct i greutatea apei amestecat cu aluviunii

2 2(=11 kN/m ). Rezistenta admisibil la ntindere din ncovoiere este de -3,8 daN/cm pentru betonul B150 i -1,8 daN/cm2 n cazul zidriei.

23

24

12.3.3.12. Baraje din plci de beton armat n consol (C. Avram,T. Mecot ,N. Comnescu, N.Gologan 1961-1964) Principiul constructiv adoptat este cel al batajelor autostabile la care greutatea necesar este dat de coloana de ap i aluviuni(fig.12.26). Profilul este un rsturnat,cele trei plci fiind considerate ca trei console ncastrate ntr-un corp stabil.

Partea central deversat i nedeversat a barajului se construiete din beton armat,iar prile laterale amplasate pe maluri din beton simplu sau zidrie de piatr cu mortar. Elevaia are paramentul amonte vertical i paramentul aval cu fruct 0,10-0,15,fiind prevzut cu copertin. Barajul are deversor dreptunghiular,barbacane,radier, zid de

25

gard. pinten terminal. 12 .3.3.13.Baraje"n stea" din beton armat (A.Capon 1955,Italia) Acest tip de baraj (fig.12.27) se preteaz la albiile toreniale cu roc necompact. Structura n profil are trei brae din beton armat:

braul de retenie de deasupra terenului sub forma unei plci din beton armat;

braul de fundaie dispus ca un pinten la 45 fa de verticala elevaiei; braul contragreutii sau placa de ncrcare de la baza elevaiei orientat n

spre amonte.

12.3.3.14.Baraje filtrante din gril de beton armat pe contrafori. (N. Gologan

,V. Gologan 1960) Principiul constructiv este cel al barajelor pe contrafori,combinat cu cel al barajelor

filtrante (descrcarea unei pri din presiunea hidrostatic)i al barajelor autostabile(folosirea greutii apei i a aluviunilor la stabilitatea barajului).

Partea centrala a barajului const dintr-o serie de contrafori din beton sau zidrie cu mortar de ciment n care se ncastreaz n zona deversat o gril de beton armat,iar n zonele nedeversate placi verticale de beton armat(fig.12.28). Grila de beton armat const din 2 sau 3 grinzi orizontale ncastrate n contrafori i dispuse la baz,la partea superioar i eventual n zona mijlocie a panoului delimitat de contrafori i o serie de grinzi verticale ncastrate n grinzile orizontale. Intre grinzile verticale se las spaii libere egale de 15-40 cm. Fundaia contraforilor este lit spre amonte,pe consola astfel realizat fiind sprijinite o serie de grinzi orizontale,care formeaz o plac care se ncarc cu ap i aluviuni.

Prile laterale ale barajului se execut din beton sau zidrie de piatr cu mortar avnd profilul trapezoidal.

Fundaia contraforilor poate fi izolat caz n care ntre contrafori se realizeaz un radier din beton simplu sau din zidrie cu mortar, sau poate fi continu fiind executat din beton armat.

26

Distana dintre contrafori este de 3-4 m grosimea lor fiind 0,80-1,0 n elevaie i 1,0-2,0 m n fundaie.

Contrafori au o form trapezoidal cu parament amonte vertical i parament aval cu fruct 0,6-0,7.Grinzile orizontale au o seciune ptrat cu latura de 30x30-80x80.

12.3.3.15.Baraje filtrante din grinzi orizontale de beton armat pe contrafori. (Al. Apostol 1962)

Barajul se compune din 6 grinzi de beton armat, orizontale lungi de 6 m i distanate la 50 cm ncastrate n culee de beton i reunite la baz printr-un radier(fig.12.29).

Grinzile sunt dimensionate la mpingerea static a apei i aluviunilor,avnd rolul de a opri flotanii uori.

Faptul c aceste baraje nu formeaz lac amonte,viteza curentului nu se diminueaz deci ocul corpurilor transportate poate fi deosebit de puternic.

27

2828

12 . 3.3.16.Baraje filtrante din gril metalic pe contrafori. Barajele de acest tip au fost realizate n trei variante:

a) grila metalic din ine de cale ferat uzate dispuse vertical, solidarizate prin grinzi de beton armat orizontale ncastrate n culee respectiv n prile laterale ale barajului (N. Gologan 1960) (fig.12.30);

b) grila metalic format din sine de eale ferat uzate dispuse orizontal i ncastrate n contrafori i n culee sau n prile laterale ale barajului (R. Gaspar, B. Alexa, I. Reit 1961);

c) grila metalic este format din sine de cale ferat uzate dispuse vertical,ncastrate ncastrate n soclul de fundaie i solidarizate cu bare orizontale ncastrate n culee sau contrafori (V. Triboi, I. Voiculescu, R. Gaspar 1966).

29

12.3.1.7. Baraj filtrant din grinzi de beton armat prefabricate pe contrafori de

beton armat (C. Avram,T. Mecot 1964) Barajul este constituit n partea central dintr-o serie de panouri formate din grinzi

de beton armat sprijinite pe contrafori din beton armat(fig.12.31).Acetia au fundaia discontinu de form paralelipipedic cu limea de 1,0 m nlimea de g*>o m i lungimea rezultat din calculul stabilitii contrafortului(fig.12.31).

Fundaia este prevzut cu o consol amonte care s servete la ncrcarea apei cu aluviuni n scopul mririi stabilitii barajului. Elevaia contrafortului are form trapezoidal,cu parament amonte vertical avnd o lime de 0,50-0,60 m i o grosime la

partea superioar de 0,50 m. Distana dintre axele contraforilor este. de 3,0 - 4,0 m la baraj. Pe paramentul amonte al contraforilor se monteaz grinzi de beton armat i

30

anume:cu seciune dublu cu interspaii n zona deversat;cu seciune dreptunghiular, fr interspaii n zonele nedeversate i pe consolele fundaiei. Grinzile dreptunghiulare au dimensiunile 15x20 cm.

Barajul este prevzut cu construciile anexe n bieful aval. 12.3.3.18.Baraje din blocuri prefabricate de beton. (S.A. Munteanu, I. Clinciu

1982) Barajele sunt formate din blocuri prefabricate, care sunt prevzute sau nu cu

armtur de repartiie, avnd o form geometric convenabil pentru asamblare (paralelipiped,trunchi de piramid, etc). Dimensiunile i greutatea blocurilor se aleg n funcie de capacitatea mijloacelor de manipulare, nlimea lucrurilor, condiiile specifice ale terenului i torentului. (fig.12.32)

12.3.3.19. Baraje din diverse structuri de beton prefabricate umplute cu

materiale locale. Barajele au de regul o structur celular n partea central deversat i

31

nedeversat a lucrrii. Structura celular este alctuit dintr-un schelet de rezisten din ber ton armat. Scheletul se umple cu materiale locale,cele dou pri racordndu-se la prile laterale ale barajului care pot' fi din zidrie de piatr cu mortar sau beton simplu. In figura (12,33) este dat un baraj din tuburi prefabricate tip Premo sau Bucov) aezate vertical ntr-o fundaie de beton simplu,umplute cu materialul din albia torentului.

Alt tip bazat pe forma celular sunt barajele sub form de csoaie umplute cu piatr la care scheletul de rezisten este format din elemente prefabricate de beton armat.

Aceste constau din grinzioare cu ngrori la ambele capete, sub form de ,denumite "grizioare cu cioc" (tip Bonicelli) ,care se asambleaz sub form de celule i se umple cu piatr.

12.3.3.20.Baraje metalice (tip Deymier,Grenoble) Barajele sunt formate din elemente modulate(fig. 12.24) alctuite dintr-un cadru

metalic n form de "L" i glisiere galvanizate. Se folosesc pentru nlimi de 2,80 m. Greutatea unui element central este de 650 kg iar cel de la extremitate de 850 kg, ceea ce le face transportabile cu elicopterele uoare.

Aceste baraje sun autostabile calculele privind stabilitatea i rezistenele sunt similare cu cele din beton armat avnd aceiai form

12.3 .3.21.Baraje n arc. Barajele n arc necesit un consum mult mai redus de beton sau zidrie cu mortar

32

fa de celelalte tipuri. Astfel fa de barajele de greutate,volumul se reduce de 1,5-3,5 ori. Fa de barajele cu fundaie evazat consumul se reduce cu 20%-30%.

a)Clasificarea barajelor n arc. 1. Dup raportul b/Ym ,b=limea la baz; nlimea util : m - Baraie n arc propriu zis (fig.12.26) b0,4Y ,cu: m

- arce subiri k=r/a > 5 - arce groase k=r/a>5 unde: r este raza fibrei medii; a este grosimea arcului.

Barajele n arc sunt definite prin raze de curbur i unghiuri la centru n diferite

combinaii,dintre care cea folosit este cea cu raze i unghiuri la centru variabile. In figura 12.26 este redat o poriune dintr-un asemenea baraj denumit plot.

- Baraje de greutate n arc 0.4Y < b < (0,5-0,6)Y 2.Dup forma n plan(numrul arcelor): - Baraje n arc simplu:

- cu ncastrare direct; - cu ncastrare n culee(ziduri de greutate)

- Baraje cu arce multiple (arce pe pile) 3.Dup forma paramenilor amonte i aval; - Baraje cu parameni plani (fig.12.25) - Baraje cu parameni curbi (fig.12.26) Ca i la celelalte baraje clasificarea se poate

face i dup alte criterii,de exemplu dup natura materialelor de construcie. b)Condiii geotehnice. Barajele n arc de nlime relativ redus(Y -10-15m) se pot executa dac rocile

care constituie fundul albiei i malurile pot prelua presiuni la compresiune mai mici dect rezistenele admisibile corespunztoare rocilor respective.

De asemenea rocile: s nu fie deformabile; s nu aib o stratificaie paralel cu versantul sau nclinat spre bieful

aval(fapt ce ar putea produce alunecri i infiltraii puternice); s nu fie friabile,etc.

33

Satisfac aceste condiii rocile eruptive i metamorfice, calcarele, gresiile i marnele dure, conglomerate puternic cimentate,etc.

Nu sunt indicate rocile friabile(loess,lut,nisip, pietri,etc.) ct i rocile care sunt susceptibile de alunecri (luturi, argile, etc).

Barajele n arc se pot executa i n terenuri nestncoase, dar cu executarea n prealabil a unor culee, dimensionate ca ziduri de greutate,care s preia eforturile la nateri

c)Baraje n arc cilindrice (R.Gaspar .a.1958-1970) Aceste baraje au raza exterioar constant de unde i denumirea de baraje

cilindrice(fig.12.25).S-au executat baraje din arce subiri i arce groase,din beton sau zidrie de piatr cu mortar de ciment. nlimea lor a variat ntre 4-9 m,grosimea la corona-ment n zona deversat 0,80-1,20m, fructul aval 0,10-0,30,paramentul amonte fiind vertical.

Au fost amplasate n terenuri stncoase. Barajele au fost dimensionate dup-teoria arcelor ncastrate neglijndu-se

greutatea barajului,efectul de consol, ncastrarea pe contur i legtura dintre arce. d)Baraje din arce multiple i contrafori (R. Gaspar, C. Cristescu) In partea central a barajului,deversat i nedeversat sunt o serie de arce avnd

aceleai elemente geometrice (raz,unghi la centru,grosime)sprijini te pe contrafori (fig . 12.27)

Prile laterale din zona ncastrrilor sunt din ziduri drepte cu parament amonte vertical i parament aval nclinat .

Deschiderea modulelor este de 6,40 m din axul contraforilor; deschiderea arcelor(coarda) de 5,00 m n aval i 6,087 m n amonte;grosimea contraforilor 1,0 m n elevaie i 1,0-2,0 m n fundaie; partea amonte a contraforilor pe care se sprijin arcele(nervura sau capul contraforilor) are grosimea de 1,40 m i are o form poligonal pentru a permite nscrierea arcelor;arcele au o grosime de 60 cm n plan orizontal, unghiul la centru circa 130,raza aval 2,76 m, raza amonte 3,36m nlimea util 3,0-6,0 m; adncimea fundaiei 1,10-1,40 m.

Grosimea arcelor este contant pe toat nlimea barajului(elevaie i fundaie). Contraforii se pot realiza din beton simplu B150 sau din zidrie de piatr cu mortar

de ciment,iar arcele din beton simplu B150,sau blocuri de beton simplu prefabricate sau

34

zidrie de piatr cu mortar de ciment. In bieful amonte al barajului se realizeaz un mic aterisament artificial. In bieful aval se execut construciile anexe. 12.4. PRAGURI 12 .4.1.Praguri din lemn 12.4.1.1.Grdulee transversale (fig.12.28)

Au o nlime util de 0,40 m. Se amplaseaz numai pe iroiri i ogae mici,care

necesit o consolidare rapid. In amonte se execut un aterisament artificial. Grduleele se amplaseaz susinut, terenul plantndu-se n prim urgen. Se execut din nuiele de = 3-4 cm, fixai de pari de 1.00 rn lungime i = 6-8 cm. Este bine sase foloseasc butai, care s intre n vegetaie.

12.4.1.2.Praguri din garnisaje (fig.12.29). Se execut la obriile ravenelor,pe fundul ogaelor i a ravenelor mici,prin

cptuirea acestora cu ramuri i alte resturi vegetale neutilizabile. Ramurile i mrcinii pot fi din drajoni sau din primele curiri ale arboretelor.

Fixarea pe fundul albiei se face cu pari cu crlig, . lungi de 1,5-2,0 m,consolidai cu

longrine dispuse transversal peste ramuri. Intre ramurile sau mrcini este indicat s se fac butiri sau plantaii cu sade de

salcie,astfel c dup putrezirea ramurilor,locul s fie luat de ctre vegetaie. Dac consolidarea reclam urgen sau gradul de instabilitate al solului este

ridicat,cptuirea se poate face-i cu palisade. Palisadele constau dintr-un strat continuu de nuiele aternute longitudinal pe patul albiei fixate cu fascine sau longrine dispuse transversal, folosindu-se pari cu crlig. Este bine ca nuielele s fie verzi,din salcie care s intre n vegetaie, ceea ce presupune executarea lucrrilor primvara timpuriu.

35

12.4.1.3.Praguri din fascine (fascinaje). Fascinele sunt snopuri de nuiele,cu o grosime 15-30 cm, legate cu srm la fiecare

50 cm,lungime lor variind ntre 2-5 m. Se execut dou tipuri de fascine: 1. Fascine simple (fig.12.30.a,b,c) care pot fi n trei variante:

cu nuielele aezate cu captul gros ntr-o singur parte(fig.12.30.a),legate numai pe o anumit poriune,vrfurile rmnnd

libere; cu nuielele aezate cu captul gros alternativ n ambele pri(fig.l230.b); cu vrfurile rarefiate sub form de mtur(fascin mtur,fig.12.30.c).

2. Fascine lestate (fig.12.30.d)formate dintr-un nveli de nuiele cu un miez de piatr. Au un diametru pn la 80-100 cm. Aceste fascine sunt mai stabile la viituri.

Pragurile din fascine consolideaz fundul albiilor i baza taluzelor formaiunilor de eroziune n adncime cum sunt ogaele i ravenele mici,cu grad redus de torenialitate, n zonele cu substrat litologic format din nisipuri, loess sau pietriuri.

In figura(12.31) sunt redate diverse tipuri de praguri din fascine combinate cu saltele de nuiele(S.A. Munteanu, R. Gaspar 1970)

Fascinele se fixeaz pe fundul albiei cu rui lungi de 1,2-1,8 m,de = 5-7 cm, respectiv cu pari =

7-12 cm,care se bat n pmnt 0,6-1,0 m,care se bat printre nuiele de fascine. Parii au la partea superioar un crlig,sau se guresc i se introduce un cui de lemn, care trece n ambele pri cu 8-10 cm.

36

In sens transversal se aeaz una sau dou fascine. suprapuse. In aval n funcie de gradul de torenialitate ,se prevede un radier vegetativ de nuiele,fascine din nuiele de salcie dispuse longitudinal sau transversal. In caz contrar fascinele se asigur prin butiri i plantaii cu sade de salcie att n amonte ct i n aval.

12 .4 .1.4.Praguri din cleonaje. Cleonajele sunt lucrri transversale de rezisten mai mare dect cele prezentate

anterior (garnisaje, fascinaje). Cleonajele consolideaz patul formaiunilor toreniale minore ogae i ravene mici i mijlocii) cu torenialitate redus sau relativ redus, unde nu se produc viituri cu putere mare de distrugere.

Cleonajele constau din mpletituri de nuiele pe pari asemntoare grduleelor, deosebindu-se de acestea constructiv prin faptul c sunt mai nalte,mai rezistente.

Se disting dou tipuri de cleonaje: 1.Cleonaje simple. Cleonajele simple sunt alctuite dintr-un singur gard de nuiele avnd nlimea util

0,50-0,60 m. Construcia ncepe prin sparea unui an adnc de 30 cm i lat de 50-70 cm. In

acest an se bat pari lungi de 2,0-2,5 m,de = 12-14 cm, adncimea n pmnt 0,8-1,5 m. Distana dintre pari este de circa 0,8 m. Pe pari se fac mpletituri cu nuiele de salcie, stejar, alun, anin, plop,etc. Nuiele au o grosime de 3-4 cm. Este recomandabil ca n partea ncastrat n sol s se foloseasc nuiele verzi de salcie,care prin lstrire i nrdcinare s mreasc durabilitatea lucraii.

Cleonajele se ncastreaz bine n maluri. ..Parii se bat n partea din amonte a anului,n aval executndu-se un radier fie din fascine longitudinale (fig. 12 .32) , sau din 3 fascine transversale (fig.12.33),sau din piatr sprijinit de grdulee(fig.12.34).

In bieful amonte al cleonajelor se amenajeaz un mic aterisament artificial din pmntul rezultat din sparea anului,care are rolul de a feri cleonajul de loviturile directe ale viiturilor. In bieful amonte i aval se execut plantaii de plop,salcie,anin ,salcm i alte specii care s ia locul cleonajului dup ce putrezete.

37

3838

39

40

40

2.Cleonaje duble. Cleonajele duble sunt asemntoare i se execut la fel ca cele simple,cu

deosebirea c sunt alctuite din dou rnduri de garduri. nlimea lor util este 0,7-0,8 m(l,0 m)Deasupra mpletiturii se aeaz longrine din lemn ecarisat de 8x12 cm sau lemn cioplit pe dou pri,fixate de pari cu cuie.

Gardurile se leag ntre ele cu moaze de lemn ecarisat(6x8) sau lemn cioplit pe dou pri care se bat cu cuie n pari deasupra longrinelor. Parii legai cu moaze din centrul albiei,de la gardul din amonte se ancoreaz cu cleti i pichei pentru a se mri rezistena cleonajului dublu.

41

Spaiul dintre garduri se umple cu pmnt,balast i bolovani. In partea de jos este 42

bine s predomine pmntul,pentru ca nuielele s poat intra n vegetaie. In amonte se amenajeaz un mic aterisament artificial din pmnt sau piatr.In aval

se execut un radier din fascine longitudinale,(fig.12.35) sau din fascine transversale (fig.12.36) sau din piatr sprijinit de grdulee(fig.12.37).Dac panta este mare se pot amenaja radiere n trepte. Pe aterisamentele din am amonte i din aval se execut plantaii de salcie plop sau anin.

43

12.4.1.5.Praguri de lemn din trunchiuri cu crci. (S.A.Munteanu 1953) Aceste praguri sunt folosite pe formaiunile toreniale cu grad de torenialitate

mijlociu sau relativ mijlociu. Se folosesc trunchiurile cu crci, pentru a favoriza colmatarea lucrrilor

(fig.12.38).Speciile de rinoase sunt mai rezistente la putrezire ca foioasele. Trunchiurile se aeaz n lungul albiei,desprite ntre ele prin trunchiuri li-site de crci(traverse,care se ncastreaz n maluri pe o adncime de cel puin 1,0 m.

mbinrile dintre trunchiurile longitudinale i traversele se fac prin tietur la jumtatea lemnului, iar consolidarea dintre acestea cu cuie de lemn,cuie de fier sau scoabe.

Pentru conducerea ct mai central a apei coronamentul lucrrii se execut sub form de deversor.

12.4.1.6. Praguri din lemn i piatr tip"csoaie" Se execut din piese de lemn rotund mbinate prin tieturi la jumtate,consolidate

cu cuie de lemn cuie de fier, i scoabe. La baz pe primul rnd de buteni se aeaz trunchiuri lipite ntre ele astfel nct patra de la baza cutiei s nu poat fi antrenat de viituri.

Paramentul aval poate fi vertical sau oblic. In bieful aval radierul poate fi din buteni sau din piatr (fig.12.39).Zidurile de gard

pot fi din csoaie sau numai din brne sub form de pereni. Pentru a proteja paramentul din aval pragul deversorului se prelungete n aval cu o

copertin din brne brute, dulapi sau brne ecarisate. Aceste praguri se remarc prin elasticitatea lor i dau rezultate bune n vile cu

maluri instabile. 12.4.2.Praguri din zidrie uscat. Pragurile din zidrie uscat se execut din blocuri mari de piatr,dimensiunea

minim 0,5 m,cioplite din gros cu ciocanul,cu respectarea regulilor de aezare a acestora n lucrare.

Pragurile din zidrie uscat,n mod obinuit se amplaseaz la obria vilor toreniale,ct i n curpinsul ogaelor i ravenelor(mici,mijlocii i mari) dac sunt ndeplinite urmtoarele condiii:

deschiderea albiilor pn la 10-15 m; formaiunile toreniale nu transport aluviuni grosiere(bolovani i blocuri); pe plan local exist piatra de dimensiunile necesare

44

45

4646

Lucrrile din zidrie uscat nu sunt indicate pe albii cu fenomene de transport n mas (alunecri,surpri,etc.) sau cele spate n substrate litologice puin rezistente (loessuri,nisipuri necimentate,luturi foarte friabile).

Pragurile din zidrie uscat se degradeaz uor dac cedeaz din zidrie numai o singur piatra,ceea ce impune o execuie a acesteia foarte corect.

Radierul din bieful aval se poate consolida prin longrine fixate pe prui sau prin grdulee puternice(fig.13.30).

In tabele 25 sunt redate dimensiuni orientative pentru acest tip de praguri. Tipul Specificaie U.M. 1 2

-nlimea util m 1,00 2,00 -Grosimea la coronament m 1,00 1,50 -Fruct parament amonte tg 0,2-0,3 0,2-0,3 m-Fruct parament aval tg 0,0-0,1 0,0-0,1 v-Adncimea fundaiei m 0,50 0,70

Pentru consolidarea formaiunilor toreniale mici (ogae, ravene mici) dezvoltate n complexe de marne i argile i gresii,unde se gsete local piatra necesar se pot executa praguri din zidrie uscat pe radier vegetativ(experimental acest tip a dat rezultate bune.

12.4.3.Alte tipuri de praguri. Tipurile de baraje descrise la (12.3) devin praguri dac nlimea util nu depete

1,5 m. n consecin pragurile se pot executa din gabioane, zidrie de piatr cu mortar de ciment, beton simplu, beton ciclopian, zidrie mixt, beton armat, prefabricate din beton,hexapozi din beton armat,bare de oel, couri de metal cilindrice,tabl ondulat de oel, etc.

Forma i dimensiunile pragurilor rezult din calculele de dimensionare corespunztoare, care iau n considerare toate elementele specifice ale torentului.

Tehnologiile de execuie sunt cele descrise la baraje In funcie de amplasament lucrrile se pot executa manual,mecanizat sau sub

form mixt,funcie accesibilitatea utilajelor de construcie. 12.5.RAVERSELE Aa cum s-a artat traversele sunt lucrri transversale complet ngropate n patul

albiei (Y =0),avnd rolul de consolidare i regularizare a patului albie. mCa i celelalte lucrri transversale, traversele se pot executa din aceleai materiale

enumerate la baraje i praguri. Forma i dimensiunile sunt n funcie de materialele folosite,configuraia profilelor

transversale unde sunt amplasate, caracteristicile litologice ale albiei, elementele geotehnice,panta longitudinal,etc.

47

1

13. AMPLASAREA LUCRRILOR HIDROTEHNICE TRANSVERSALE

13.1.METODE DE AMPLASARE A LUCRRILOR HIDROTEHNICE TRANSVERSALE.

13.1.1. Considerai! generale. In ansamblul lucrrilor de amenajare a bazinelor hidrografice toreniale. amplasarea

lucrrilor hidrotehnice transversale, este o problem de prim ordin i n acelai timp de mare complexitate.

Aceasta deriv din nsi caracteristicile geomorfologice , climatologice, morfometrice, hidrologice, ele, specifice fiecrui bazin hidrografic torenial, ct i din funcionalitatea i eficacitatea acestor lucrri.

Stvilirea proceselor toreniale n reeaua hidrografic, este mai dificil n comparaie cu stvilirea acestora pe versani, deoarece n aceast reea se concentreaz scurgerile cu potenialul lor foarte mare de eroziune i de transport.

Ansamblul lucrrilor transversale trebuie s fac parte dintr-un tot unitar, constituit din lucrrile biologice i hidrotehnice din ntregul bazin hidrografic torenial.ca sistem, lucrrile transversale constituind unul din subsistemele cu interconexiunile cu celelalte subsisteme.

In decursul timpului au fost elaborate o serie de metode de amplasare a lucrrilor hidrotehnice transversale n reeaua hidrografic a unui bazin torenial. Fiecare din aceste metode prezint avantaje i dezavantaje.

Alegerea unei metode,dou,sau combinate ntre ele est n funcie de totalitatea caracteristicilor specifice fiecrui bazin hidrografic torenial, de factorii sociali-economici, de scopul i eficiena urmrit, etc.

13.1.2. Metoda pantei de compensaie. Metoda pantei de compensaie are i denumirea de"metoda clasic francez" fiind

metoda cea mai veche de amplasare. La noi s-a folosit curent pn n 1960. In unele ri 6\n Europa este folosit i n prezent.

Baza acestei metode const n realizarea unor pante care s micoreze viteza de scurgere la nivelul vitezei de neeroziune.

Mrimea pantei de compensaie se poate determina teoretic pe baza egalitii dintre viteza de fund, apelor toreniale saturate de aluviuni i viteza limit de trre a particulelor de

2

o anumit dimensiune. Considerm o piatr de form paralelipipedic cu laturile a, b, c, aezat pe fundul

albiei (fig. 13.1). Aplicnd ecuaia lui Bernoulli ntre seciunile 1-1 unde are loc ocul asupra

pietrei,i seciunea 2-2 unde curentul de ap nu este influenat de prezena pietrei, se obine:

2gV

p

z2gV

p

z2

222

211

1 ++=++ (13.1)

Pentru simplificare se neglijeaz pierderile de sarcin ntre cele dou seciuni; se consider z1=z2 panta albiei fiind mic

3

cu aluviuni i viteza limit de antrenare V adic Vf = V. Viteza de fund este: iRCK625,0V625,0V f == (13.11) adic:

076,0

cos)_(biRCK625,0 pc

= (13.12)

de unde rezult expresia pantei de compensaie:

RCK03,0

)_(btgi 22

pc

== (13.13)

unde: C este coeficientul lui Chezy; R este raza hidraulic; K coeficientul de torenialitate:

)_(

K

p+= (13.14)

unde este coeficientul de ncrcare cu aluviuni. Pentru c pantele albiei i mai mici dect panta de compensaie ic (i

4

Dac nlimile utile sunt egale, numrul este :

mYH

N = (13.17)

Stabilitatea albiei se asigur etapizat prin: - lucrri de ordinul I (baraje), - de ordinul II (praguri din zidrie,gabioane, cleionaje etc.), - de ordinul III (cleionaje, traverse de fascine etc.), dac s-a atins valoarea pantei de

compensaie,n caz contrar se execut n continuare din aproape n aproape lucrri de ordin superior.

In fig. (13.3) este redat cazul lucrrilor ntrei etape.

Profilul de compensaie prezint o mare variabilitate n timp i spaiu n raport cu:seciunea de scurgere;forma, natura i mrimea particulelor de aluviuni;gradul de saturaie al apelor etc. Executarea pe parcurs a unor lucrri pe albie i pe versani schimb de asemenea condiiile de variaie n timp i spaiu a acestor pante. In consecin determinarea pantei de compensaie reale este dificil i nesigur. Valorile teoretice care se obin cu relaia (13.14) au numai caracter informativ.

La lucrrile amplasate n ara noastr dup metoda pantei de compensaie au rezultat urmtoarele trei deficiene principale:

- ngroparea n masa de aluviuni a lucrrilor din amonte; - subminarea deosebit de puternic a lucrrilor din aval; - intervenia repetat cu lucrri noi.

Sub aspect econom ic, extinderea lucrrilor pe toat reeaua torentului i mai ales pe sectoarele de la obrie - terminate cu pante mari, a dus la volume mari de lucrri, respectiv ia investiii mari, soluiile neputnd fi aplicate.

13.1.3. Metoda susinerii reciproce a lucrrilor. Susinerea reciproc a lucrrilor transversale se poate realiza n dou feluri (fig. 13.4):

- prin intermediul aterisamentelor cumulate n bieful amonte al lucrrilor,care s acopere complet distana dintre acestea, ceea ce presupune amplasarea la distante corespunztoare a barajelor si pragurilor funcie de panta aterisamentelor i nlimea util a acestor lucrri;

- prin aterisamente i prin nivele de baz intermediare create cu ajutorul traverselor, sau alte lucrri.

5

In cadrul acestei metode, n general se folosesc lucrri cu nlimea util mic i neprevzute cu radiere.

Avantajele acestei metode sunt: - lucrrile se pot ataca din aval n spre amonte,din amonte n spre aval,sau din

ambele pri; - permite obinerea unui ax corectat al formaiunii toreniale; - avarierea unei lucrri nu pericliteaz sistemul i nici obiectivele de aprat; - ntreinerea i repararea lucrrilor afectate de viituri se efectueaz relativ uor; - eficiena funcional a metodei crete n condiii cnd transportul de aluviuni

este mare, pentru ca n timp scurt 10-15 ani,s se formeze aterisamentele n biefurile amonte i s se creeze condiii pentru instalarea vegetaiei.

Metoda susinerii reciproce nu are un fundament tehnic corespunztor,deoarece panta

de proiectare a aterisamentelor se adopt pe baze pur empirice. n consecin o prognozare nesigur a pantei duce la fie afuieri n avalul lucrrilor transversalele la ngroparea acestora n masa de aluviuni transportate de viituri.

La noi n ar metoda a fost aplicat pe poriuni limitate. In unele ri (Austria, Elveia etc.) metoda se aplic n mod curent, chiar cu panta de

proiectare zero ntre lucrri

13.1.4. Metoda nodurilor hidrotehnice. Aceast metod este aplicabil n cadrul reelelor hidrografice toreniale care prezint

anumite caracteristici petrografice i stratigrafice, iar accesibilitatea n bazin este asigurat. Lucrrile hidrotehnice transversale se amplaseaz fie individual,fie grupate(sub form

de baterie)pe anumite poriuni, ntre ele existnd zone neacoperite cu lucrri. Aceste zone neacoperite cu lucrri trebuie s fie cu albii care nu sunt vulnerabile la eroziune, pat de stnc etc.

Zonele n care sunt amplasate lucrri transversale (individuale sau sub form de baterii) se numesc noduri hidrotehnice (fig. 13.5).Aceste noduri sunt amplasate ct mai aproape de locurile unde se formeaz i se pun n micare aluviunile , n zonele de confluen. pe segmentele terminale ale reelei hidrografice,imediat n aval de obrii. Zonele

6

de amplasare a nodurilor,din punct de vedere morfologic sunt baze intermediare de eroziune create n mod artificial.

Pentru evitarea pericolului afuierilor va trebui ca disipatoarele de energie s fie corespunztor adoptate i dimensionate, iar pe sectoarele ntre noduri s fie intercalate ta

nevoie traverse i praguri de consolidare. n amonte se vor amplasa cleionaje, fascinaje, garnisaie

Dezavantajul metodei const n faptul c lucrurile sunt dispersate,mai ales n cazul terenurilor accidentate.

La noi metoda s-a aplicat n combinaie cu alte sisteme de lucrri.

13.1.5. Metoda etajrii lucrrilor. Aceast metod a fost conceput i introdus n tehnica amenajrii torenilor de francezul Ph. Breton (1867).

Metoda etajrii este aplicat pe scar larg n munii Alpi. In condiiile acestor muni (zpezi, gheari, relief etc.) nu se poate aciona pe reeaua hidrografic torenial i nici pe versanii limitrofi.

De aceea gura torentului, de obicei n locuri stncoase cu randament maxim de retenie se amplaseaz un baraj ct mai nalt posibil (5-10 m), apoi ulterior pe aterisamentul format se supraetajeaz baraje cu nlime din ce n ce mai mic n dou sau mai multe faze (fg.13.6) .Metoda etajrii lucrrilor s-a aplicat n Europa i la noi n ar. Amplasarea lucrrilor presupune maluri stabile i stncoase. care s faciliteze ncastrarea unor baraje ct mai

7

nalte,respectiv etajarea ulterioar a lucrrilor pe aterisamentele formate. De asemenea amplasamentul trebuie s fie ct m favorabil reteniei de aluviuni. Comparativ cu metodele anterioare,aceast metod duc la o repartizare echilibrat n timp a cheltuielilor, iar gruparea lucrrilor i nlimea lor ofer posibilitatea executrii mecanizate.

Dezavantajele metodei constau din: - imposibilitatea de a aciona direct asupra surselor de aluviuni; - reorganizrile repetate ale antierului; - problemele ce apar la fundarea lucrrilor pe aterisamentele recent create; - transportul i manipularea greoaie a materialelor; - compromiterea sistemului n cazul avarierii sau distrugerea unei lucrri; - prelungirea duratei de instalare a vegetaiei.

13.1.6.Metoda "aprrii imediate a obiectivului din aval". Este o metod romneasc de amplasare a lucrrilor hidrotehnice transversale care

tine seama de: - condiiile naturale ale bazinului torenial; - condiiile social economice; - evoluia proceselor toreniale;

corelaia cu msurile i lucrrile de organizare hidrologic a versanilor din bazin. Metoda se sprijin pe metoda Breton privind concentrarea lucrrilor i metoda

susinerii reciproce a lucrrilor. Metoda prevede amplasarea de lucrri hidrotehnice transversale (baraje, praguri,

canale) i longitudinale (canale, etc.) numai n zona obiectivelor periclitate de viituri. Caracteristicile acestor lucrri fiind n funcie de specificul bazinului hidrografic torenial, de natura i importana obiectivelor de aprat. de afluxul de aluviuni,etc.

In 1958 a fost conceput prima variant a acestei metode (Al. Apostol). Considernd c metodele de calcul al transportului de aluviuni (chiar exacte) reprezint o probabilitate, se prevede o amplasare etapizat a lucrrilor hidrotehnice transversale cu o perioad de revenire de 4-5 ani,astfel nct obiectivele situate la gura torentului s fie aprate n permanen (fig.13.7).

Pentru aceasta se prevd: - un prim grup de baraje(sau un baraj) denumit de retenie direct,dimensionat

s rein aluviunile din transportul mediu anual ,limitat pe un numr de 4-5 ani

8

aferente unei ploi toreniale de o probabilitate dat; - un al doilea grup de baraje(sau un baraj) cu rol de rezerv amplasat imediat n

ava!,avnd o capacitate de retenii suficient pentru o ploaie de probabilitate dat;

- n momentul n care lucrrile transversale din grupul de retenie direct erau aproape colmatate, se construia n continuare un grup nou de lucrri, de retenie limitat la un numr tot de 4-5 ani. i aa mai departe. Aceste fiind amplasate i n sistem Breton.

Din anul 1967 s-a oficializat o nou variant,care se aplic i n prezent la care perioada de revenire este de 10-15 ani (fig.13.8).

In aceast variant spre deosebire metoda susinerii reciproce a lucrrilor, se

prevd la toate barajele i pragurile. Este o msur de pruden n contextul nesiguranei n care se adopt panta de proiectare. Dac acesta pant adoptat este mai mare dect

9

panta natural a aterisamentelor i lucrrile sunt fr radiere, dar d