Tipuri de accidente si incidente la evacuatorii de ape mari

Evacuatorii de ape mari ai constructiilor hidrotehnce functioneaza relativ rar, dr

atunci cand funct. trebuie sa asigure descarcarea debitelor de viitura cu asigurarea la

care a fost proiectata amenajarea.

Accidentele si incidentele care se produc la evacuatori pot fi determinate de

umatoarele fenomene:

Depasirea capacitatii de evacuare;

Funct.necores. a echipamentelor

Eroziuni abrazive si cavitationale ale betonaelor;

Sarcini dinamice (pulsatii de presiune);

Depasirea capacitatii de evacuare a deversoarelor poate provoca cresterea

periculoasa a nivelurilor in lac si chiar depasirea coronamentului barajelor.

La barajele din materiale locale, deversarea peste coronament capata caracterul

de catastrofa, deoarece deversarea produce erodarea taluzurilor aval si in final

distrugerea barajelor. Se mentioneaza astfel cedarile barajelor South Fork (SUA),

Rapid Creek, Bearwallow (SUA). In tara noastra au cedat barajul si digul de pamant

de la lacul de agrement Bacau, barajul Crangeni, precum si batardourile de deviere

de la barajele Vidra, Gura Apelor si Dragan.

La barele din beton, deversarea debitelor peste coronament poate produce

prabusirea sau alunecarea acestora. La berajul Anderson (SUA), capacitatea

insuficienta a evacuatorilor acestuia a provocat eroziuni in aval, urmate de cedarea

masivului de zidarie.

Din statisticile cu privire la cauzele care au produs accidente la constr.hidro.,

rezulta ca din totalul de accidente, cele care s-au datorat capacitatii insuficiente a

evacuatorilor, reprezinta:

Dupa ICOLD, 15%;

Dupa o statistica ONU din 1976, 23%;

Dupa Navarro,23%;

Dupa Biswas si Chaterjee, 35%;

S-a remarcat faptul ca cele mai multe dintre aceste accidente au avut o

frecventa mai mare pana in deceniul 3 al sec XX. O explicatie a acestei statistici o

reprezinta faptul ca in aceea perioada existau posibilitati reduse in ceea ce priveste

evaluarea corecta a debitelor maxime, in raport cu importanta lucrarii.

Dimensionarea corespunzatoare a evacuatorilor de ape mari, reprezinta

gasirea unui optim , care sa puna in evidenta pana la ce punct este rentabil sa se

reduca riscul de avariere prin cresterea capacitatii de descarcare pe seama cresterii

costului investitiei.

In tara noastra, metodologia de dimensionare a evacuatorilor de ape mari se

bazeaza pe determinarea debitelor maxime de calcul si de verificare, corespunzator

unor probabilitati de depasire normate si pe asigurarea preluarii acestor debite de

catre descarcatori.

Existenta riscului de depasire a capacitatii de descarcare impune ca

exploatarea lacurilor create de baraje sa se faca cat mai rational, cu utilizarea

corespunzatoare a sistemelor de prognoza de lunga si scurta durata, pentru ca

deversarile sa apara numai ca exceptii sau situatii extraordinare.

Fenomenul de eroziunea abraziva a betoanelor care apare la diferite tipuri de

descarcatori este provocata de:

Prezenta unor abrazivi (aluviuni, resturi de materiale de constructie) in debitele

de apa evacuate;

Cugerea apei cu viteze mari pe suprafete care, datorita formei sau

asperitatilor, pot genera fenomenul de cavitatie;

Procesul de eroziune consta din:

Actiunea de smulgere si spargere locala a betonului prin socuri produse de

izbirea repetata a materialului mare (pietris grosier, pietre, etc)

Actiunea de erodare exercitata de materialul fin vehiculat de curentul de apa,

aupra liantului betonului.

Pentru evitarea sau limitarea acestor procese de eroziune abrazive se

recomanda:

Sa se protejeze zonele cu viteze mari de curgere;

La executie sa se realizeze betoane de calitate buna;

Sa se asigure prin graficul de executie, realizarea varstei necesare betoanelor,

inainte de intrarea in functiune a descarcatorilor.

La barajul Waco (SUA) a avut loc o eroziune importanta pe cca 7 m adancime,

un volum important de beton fiin dislocat de sub deversor, periclitand grav stabilitatea

barajului. La barajul Podul Iloaiei au avut loc eroziuni la canalul rapid al evacuatorului

din cauza antrenarii prin suctiune a materialului fin de sub placile canalului rapid, la

extremitatea aval al acestuia si continata in amonte, regresiv, precum si din cauza

unei alegeri necorespunzatoare a solutiei constructive conform actiunilor

hidrodinamice si caracteristicilor terenului de fundare. Masurile de remediere au

constat in reactualizarea debitelor maxime pentru bazinul hidrografic respectiv,

precum si prin reconsiderarea clasei de importanta a lucrarii, astfel:

Mentinerea deversorului la forma initiala prevazandu-se un supliment

de fundatie aval;

Mentinerea partiala a canalului de racordare, grosimea lui marindu-se

la 40 cm;

Refacerea completa a canalului rapid si prevederea a doua canale

rapide micsorandu-se sensibil panta de curgere;

Refacerea completa a disipatorului de energie si a canalului de

evacuare la debitele majorate;

O alta cauza a aparitiei accidentelor la descarcatori de ape mari o reprezinta

eroziunea cavitationala care se dezvolta la suprafata betonului, datorita conditiilor

hidraulice de curgere a apei, proprietatilor fizice ale lichidului, precum si formei si

rugozitatii suprafetei ce margineste curgerea.

Incidente provocate de aparitie cavitatiei s-au produs la barajul Bacau. O

analiza pe plan mondial a cazurilor ce au avut loc a pus in evidenta faptul ca

eroziunile superficiale, ce apar ca urmare a actiunii cavitatiei, cresc repede ca volum,

constituind cauza unor distrugeri care impun reparatii dificile si costisitoare.

Concluziile Bureau of Reclamation (SUA) privind accidentele produse la

deversoare au condus la studierea mai detaliata a acestei probleme si la instituirea

unui program sever de supraveghere in exploatare a fenomenelor legate de cavitatie.

Solicitari sesmice reprezinta o cauza importanta a aparitiei accidentelor si

incidentelor la descarcatori de ape mari si la baraje in general

Constructiile hidroteh.sunt supuse la solicitari seismice generate atat de

miscari ale scoartei pamanatului cat si de miscari de rechilibrare ce au avut loc la

partea superficiala a scoartei, ca urmare a realizarii lacului de acumulare. Exista de

asemenea fenomene de vibratorii comparabile cu cele seismice, datorate functionarii

evacuatorilor, actiunii valurilor, echipamentelor hidromecanice, etc.

Solicitarile seismice prezinta o serie de particularitati de o deosebita importanta:

Sunt bruste, dezvoltand gradienti mari de solicitari si deformatii, cu forme de

cedare care pot fi lente sau bruste;

Au caracteristici de mare variabilitate in timp si in spatiu;

Actioneaza atat asupra constructiei cat si asupra fundatiei precum si asupra

tuturor incarcaturilor normale, cu excetia temperaturii.

Comportarea consructiilor in timpul cutremurelor este foarte

complexa.Cedarea sau accidentarea lor poate fi o consecinta, fie a unui nivel

deosebit al excitatiei seismice, fie al unui mod defavorabil in care structura si fundatia

barajului raspund la aceste solicitari.

O comportare buna la aceste solicitari o au barajele de greutate, barajele

arcuite pecum si barajele cu contraforti. Cele mai rezistente structuri rezistente la

aceste solicitari sunt barajele din anrocamente. Cele care au cea mai defavorabila

comportare sunt cele din pamant.

Majoritatea descarcatoarelor de ape mari care au suferit degradari din cauza

actiunilor seismice sunt cele care intra in componenta barajelor construite inainte de

anul 1920, pe baza unor tehnologii si conceptii, considerate in rezent

necorespunzatoare.