CH FULL

7/25/2019 CH FULL

1/151

CONSTRUCII HIDROTEHNICE

1

1.NOIUNI GENERALE

1.1. PROPRIET

ILE APEI MARINE

I ALE APEI FLUVIALE

Proprietile fizice se refer la: temperatur, presiune, compresibilitate, transparen,

culoare, luminiscen, miros, radioactivitate, greutate specific, cldur specific, tensiune

superficial, vscozitate, densitate i conductibilitate electric.

Proprieti fizice

Temperatura apei de mare este n strnsdependende unele elemente ce acioneaz

n straturile de suprafa (temperatura aerului, radiaia energiei solare, vntul, dispunerea

geografic a bazinului, curenii de suprafa) i n interiorul masei de ap (curenii de

convecie, valurile, modificrile de densitate, salinitate etc.).

Ocupnd 70,8% din suprafaa terestr, apa nmagazineazcea mai mare cantitate de

cldur provenit de la energia solar. O parte din aceasta este eliberat pe timpul nopii,

existnd un bilancaloric caracteristic pentru fiecare bazin n parte.

Variaiile temperaturii straturilor de la suprafaau un mers zilnic i altul anual (n

funcie de anotimpuri). Variaiile zilnice sunt cuprinse ntre 0,1C la latitudini mari i 1 C la

tropice (temperaturile maxime sunt ntre orele 14.00 -16.00 , iar cele minime ntre 04.00-

08.00). Variaiile anuale sunt mult mai mari i sunt foarte difereniate n funcie de latitudine

(pentru latitudinile de 0 - 10 2).

Temperatura la suprafaa mrilor i oceanelor nu este repartizatuniform n ambele

emisfere. n emisfera nordicapele sunt mai calde iar ecuatorul termic nu corespunde cu cel

matematic, urmrind drumul Soarelui. n emisfera sudic, datorit comunicaiei vaste ntre

oceane, variaia temperaturii cu latitudinea are un mers mai regulat dect n emisfera nordic,

acoperitmai mult de uscat.

n general, apa oceanic la suprafa are temperatur diferit n diferite regiuni ale

globului: temperatura scade de la Ecuator spre poli i este mai ridicat dect temperatura

aerului.

n emisfera nordic, datoritpragurilor ce bareazcirculaia apelor polare, la aceeai

adncime apa este mai calddect n emisfara sudic.

Compresibilitatea variazinvers proporional cu temperatura, salinitatea i presiunea.

La presiuni obinuite, compresibilitatea se manifestdestul de puin.

7/25/2019 CH FULL

2/151


2

Transparena este n general mic, datorit substanelor n disoluie i

microorganismelor ce se opun ptrunderii luminii. Ea depinde de dispersia luminii, de gradul

n care sunt reflectate razele solare i de gradul de absorbie a energiei solare. Deci,

transparena difer de la o regiune la alta, n mod diferit, pe anotimpuri. Lng litoral

transparena este mic din cauza cantitii mari de microorganisme i mluri, iar la larg

depinde de temperaturi salinitate.

La tropice transparena este de 40-60 m, iar la poli de 8-12 m (datorit bogiei de

plancton).

Culoarea depinde de substanele minerale n disoluie, plancton, anotimpuri i condiii

climatice.

La tropice, culoarea apei de mare este albastru-nchis, spre poli verzuie, verde palidi alburiu. Micorarea cantitii de plancton dmrii nuane de albastru.

La unele mri, predominarea unei anumite categorii de elemente n disoluie dnuane

caracteristice: rou, galben ,etc.

Luminiscena se ntlnete pe ntreaga suprafaa Oceanului Mondial i este rezultatul

luminii produse de anumite microorganisme: fotobacterii, noctilluca, meduze, crustacei, etc.

Acest fenomen se observpnla adncimi de 1300 - 1500 m.

Mirosul este dat de elementele din compoziie (clorur de sodiu, hidrogen sulfurat,amoniac etc.), fiind determinat de elementul predominant. Aceastproprietate se manifest

mai mult n bazinele mici, care au comunicaii restrnse cu largul oceanului.

Radioactivitatea se manifestn zonele de contact cu roci radioactive sau n zonele de

vrsare a unor ape radioactive. n general sunt luate n considera ie zonele n care

radioactivitatea depete limita de 3,5 uniti Ma/l.

Greutatea specific este egal cu unitatea (1g/cm3) la temperatura de 4C i la

presiunea de o atmosfer ; variaz n funcie de temperatur n limite relativ mici (0,99831g/cm3 la 20C).

Cldura specific a apei este destul de mare (1 kcal/kg. grd) i de aceea suprafaa

mrilor i oceanelor se nclzete i se rcete diferit, n raport cu suprafaa uscatului.

Conductibilitatea electrica apei de mare este bun, datoritdisocierii aproape totale a

srurilor din compoziie. Ea este direct proporional cu salinitatea, dar este influenat

puternic de temperatur.

7/25/2019 CH FULL

3/151


3

a) Proprieti chimice

Salinitatea reprezint cantitatea tuturor srurilor coninute n apa de mare. Ea se

exprimn grame la litru sau n promile (/oo).

Salinitatea medie a Oceanului Mondial este de 34 /oo

n compoziia chimic a salinitii predomin clorura de sodiu (78%); i clorura de

magneziu (10,9%); celelalte elemente de compoziie au o pondere mai redus; sulfatul de

magneziu (4,7%), sulfatul de calciu (3,6%), sulfatul de potasiu (2,4%) etc.

Variaia salinitii depinde de clim, cureni, aportul apei dulci, etc.: la Ecuator este de

34-35 /oo, la tropice, 36,5-37,5 /oo, n regiunile temperate i nordice pn la 32 /oo. n

anumite regiuni, variaia salinitii pe latitudine este influenatde prezena curenilor marini

i a afluxului de ape continentale. n emisfera sudicsalinitatea este n general mai mare dectn emisfera nordic.

Mrile au salinitate deosebitde aceea a oceanelor, n funcie de legtura pe care o au

cu oceanele , condiiile climatice i condiiile hidrologice. n aceastprivinse deosebesc trei

categorii de mri: cu salinitatea mai mic comparativ cu cea a oceanelor (Marea Baltic,

Marea Alb, Marea Near), cu salinitatea mai mare comparativ cu cea a oceanelor (Marea

Mediteran, Marea Roie) i cu salinitate ce prezintparticulariti (Marea Nordului, Marea

Barentz, Marea Groenlandei, n care n diferite zone, salinitatea este deosebit).n adncime, salinitatea variazpe zone de latitudine: la Ecuator crete pnla 800

100 m; la tropice scade pn la 1000 m; n regiunile temperate este oarecum uniform; n

regiunile polare are o cretere mare pnla 200 m. De la anumite adncimi (1000 2500 m)

salinitatea are valori constante (34,7-34,9/oo).

Salinitatea prezinto mare importani de aceea s-au ntocmit hri cu izohaline (linii

de egalsalinitate) i izohalinobate (linii de egalsalinitate n adncime).

Duritatea este determinatde intensitatea cu care apa de mare corodeazmaterialelecu care vine n contact. Datorit compoziiei sale specifice, acioneaz cu o deosebit

intensitate asupra majoritii metalelor i materialelor ce sunt atacate de acizi i sruri.

Substanele biogene rezult din activitatea organismelor acvatice i se prezint sub

formde coloizi i ioni din grupele azotului, azotitului, amoniului i acidului fosforic.

Microelementele (n numr de 79) se gsesc n cantiti mici, dar au importanpentru

procesele biologice (brom, iod, mangan, litiu cobalt etc.) Extracia lor prezintunele greuti ,

dar merita rmne n studiu.

7/25/2019 CH FULL

4/151


4

d) Proprieti acustice ale apei de mare

Viteza de propagare a sunetului prin ap este condiionatde presiune,temperatur,

densitate, compresibilitate adiabatici cldura specific. Influena hotrtoare este marcat

de variaiile de temperatur i presiune. n regiunile cu latitudini mici i medii, unde

temperatura scade repede cu adncimea, viteza sunetului pe vertical se micoreaz, dar n

acelai timp are loc o mrire a vitezei datoratcreterii presiunii.

Atenuarea sunetului se datoreazpierderii energiei iniiale a acestuia la trecerea prin

straturile de ap. Pierderea de energie la trecerea sunetului prin apeste de 100 ori mai mare

dect n aer. Totui, datoritvitezei mai mari de propagare i densitii mai mari a apei de

mare, distana de sesizare a sunetului este de 1000 ori mai mare n apa marin.

e)

Proprietile optice ale apei de mare

Proprietile optice condiioneaznemijlocit transparena i culoarea apei de mare.

Radiaia atmosfericcare atinge suprafaa apei n parte este reflectatde aceasta, iar

restul, prin refracie, ptrunde n ap, difuzndu-se ori absorbindu-se n straturile de ap.

Refracia radiaiei atmosferice depinde de unghiul de inciden i de refracie. Se

considercpentru nlimi ale Soarelui mai mari de 40 suprafaa neregulata mrii reflect

numai 5% din cantitatea de radiaie atmosferic. Formarea spumei pe suprafaa mrii mrete

gradul de reflecie pnla 40%.Refracia are loc la trecerea radiaiei atmosferice dintr-un mediu mai puin dens (aerul)

ntr-unul mai dens (apa). Valoarea refraciei crete cu salinitatea i scade cu temperatura.

Dependena refraciei de salinitate este evident iar calculul refraciei se face n funcie de

aceasta.

7/25/2019 CH FULL

5/151


5

1.2. TRANSPORTUL DE ALUVIUNI.

STRUCTUR, DEBITE, HIDROMETRIA ADNCIMILOR

Aluviunile sunt particule fine de roci, de diferite forme i mrimi, amestec de origine

mineral sau organic, aflate n suspensie n apele fluviale, rezultate n urma procesului de

eroziune a solului. n sens mai larg aluviunile reprezint materialul provenit din eroziune,

format din ml, nisip i pietri. Dimensiunile componentelor aluviunilor sunt: coloziuni (d 2 mm).

Aluviuni pot fi n suspensie, sau n stare de contact (de fund).

Determinarea aluviunilor se poate face hidraulic sau geotehnic (curbe granulometrice).

a) Debitul solid n suspensie

Debitul solid n suspensie reprezintcantitatea de aluviuni n volum/greutate ce trece

prin profilul transversal n unitatea de timp (s; zi; lun; an);

Debitul solid n suspensie este un parametru cantitativ caracterizat prin concentraie i

tulburen.

Debitul solid corespunztor verticalei este:

=A

O

s dyvg [g/s]

unde B limea oglinzii apei [m]; - concentraia punctual[g/m3ap]; v viteza punctual

pe vertical[m/s]; A adncimea vertical[m].

Debitul solid corespunztor profilului este:

=B

O

s gsdbq [g/s]

Debitul solid total (n timpul) corespunztor debitului lichid Q(t) este echivalent cu

aria hidrografului qs(t) este:

=T

Oss dttqQ )(10

16

Concentraia punctualn Y este:

0;)(

)(>

= y

aAY

YAaq

Z

ay

7/25/2019 CH FULL

6/151


6

unde y concentraia n punctul de la distana Y de fundul albiei; a concentraia cunoscut

la o distana fade fund; Z exponentul determinat experimental.

b)

Debitul solid de fund. Debitul solid ntr-un profil este:

[ ]smgft

pqf = /

100

unde P este greutatea granulelor recoltate [m]; f limea batometrului [m]; t timpul de

recoltare [s].

7/25/2019 CH FULL

7/151


7

1.3. FACTORI CARE INFLUENEAZMODIFICRILE

MORFOLOGICE

ALE BAZINELOR ACVATICE

Factorii care influeniazmodificrile morfologice ale bazinelor acvatice sunt factorinaturali:

- factori geo-morfologici;

- factori climatici;

- factori limitativi ai scurgerilor hidrologice;

- atenuarea albiilor naturale.

i factori antropici:

- construcii hidrotehnice;

- accidente hidrotehnice.

a)Factori naturali

Factorii geo-morfologici

Reeaua hidrografic(RH)

Reeaua hidrografic reprezintun sistem ramificat de vi afluente direct sau indirect

cursului de ap considerat ca element principal al reelei. Dispoziia ramificaiei difer n

funcie de relief i structura geologic i poate fi caracterizat prin anumite elemente

morfometrice referitoare la formaie, profile hidrografice, densitate, ramificaie, etc.

Reelele hidrografice formate la nceputul actualului ciclu geologic au suferit i ele

continue modificri sub aciunea erodrilor i depunerilor de ctre ape, a micrii scoarei

terestre i a erupiilor vulcanice. Elementele morfologice ale reelei hidrografice sunt:

- desimea sau densitatea ramificaiilor:

F

LD =

unde: D este desimea; L - lungimea total a reelei; F - suprafaa de teren pe care se

desfoarreeaua hidrografic.

Existo corelaie ntre "N" (nr. ramificaiilor unei reele) i "n" (nr. reelei):

nN 572,03,2lg =

unde n =1, 2, 3, 4.

Lungimea ramificaiilor reprezint distana desfurat n plan orizontal n km

numerotai de la confluen:L=ln=1++ln=i++ln=n!1+ln=n, cu n(1; N0), (1; Ni)

7/25/2019 CH FULL

8/151


8

Profilul longitudinal reprezint succesiunea cotelor terenului de pe fundul vilor i se

stabilete pe baza hrilor cu curbele de nivel. Profilul transversal difer dup relief i

structurgeologic.

Bazinul hidrografic BH

Bazinul hidrografic, de recepie sau colector reprezint teritoriul de pe care apele

precipitaiilor i cele subterane graviteazi ptrund n ramificaiile reelei.

Geometria suprafeei bazinului hidrografic este neregulati diferit.

Panta medie a suprafeei bazinului hidrografic este:

iFEl

AJ

=

unde: J este panta medie a bazinului hidrografic; F - suprafaa bazinului hidrografic; A -echidistanta curbelor.

Curba hipsometrica bazinului hidrografic dposibilitatea de a estima suprafeele aflate

deasupra unor cote date. Altitudinea medie a bazinului hidrografic se ob ine prin echivalarea

ariei determinate de curba hipsometric cu aria unui dreptunghi avnd ca baz suprafaa

integral a bazinului hidrografic, obinnd altitudinea medie a reliefului ca nlime a

dreptunghiului.

Albia cursurilor de apAlbia, prin definiie, reprezint partea inferioar a unei vi ocupat permanent sau

temporar de curentul de ap provenit din colectarea precipitaiilor atmosferice ale reelei

hidrografice.

Morfologia albiei

- profilul transversal, care n general este alctuit dintr-o parte mai adnc,

numit albia minor, i pri laterale numite lunci, care se acoper cu ap

numai n anumite perioade ale anului;- talvegul reprezint linia adncimilor maxime ale albiei minore din profile

transversale succesive;

- albia majoreste formatdin albia minori lunci;

- profilul longitudinal (reprezentarea grafic n plan transversal a liniei

talvegului i a liniilor suprafeelor libere la anumite asigurri ale debitului) i

traseul n plan; mai sunt prezente aici i gropisau depresiuni,praguri (vaduri)

proeminente i meandre(sinuozitile traseului n plan ale albiei minore).

Elementele hidrografice (profile, situaia n plan) ale unei albii pe un sector dat, pot fi

reprezentate n ansamblu, prin curbe batimetrice. Dinamica albiilor este exprimat prin

7/25/2019 CH FULL

9/151


9

prezena urmtoarelor sectoare: sectorul montan, premontan i de dealuri, sectorul de cmpie

i sectorul de deltcu mai multe brae.

Formaii lacustre i acvifere

Formaiile lacustre cuprind lacuri, bli i mlatini. Apele provin din ploi, zpezi,

scurgeri de suprafasau pe sub suprafa.

Formaiile acvifere sunt depozitele de apsubterann stare de micare sau de stagnare.

Apele provin din percolaia unei pri a precipitaiilor atmosferice i din alimentarea de ctre

cursurile de ap.

Percolaia reprezint strbaterea solului de sus n jos de ctre apa din precipitaii

mpreuncu substanele pe care le conine.

Elementele morfometrice ale lacurilor i blilor sunt:- adncimea;

- lungimea;

- mrimea;

- forma suprafeei oglinzii apei;

- volumul masei de ap.

b) Factorii antropici

Factorii antropici sunt reprezentai de lucrri hidrotehnice i agrosilvice n scopulfolosirii nveliului vegetal al solului sau n scopul folosirii intensive a apelor.

Construcii hidrotehnice

Baraje i lacuri de acumulare

Barajele i lacurile de acumulare sunt constituite transversal pe vile cursurilor de ap,

n scopul acumulrilor unui volum de ap. Acumulri mai mari implic modificri mai

importante cantitativ i n timp n ceea ce privete debitul maxim anual.

Influena lacului de acumulare asupra debitului maxim este (fig.1.3.1):Q4=Q3+Q2debit maxim dupstaie

unde: Q1(t) este hidrograful asigurat corespunztor bazinului hidrografic din amplasamentul

barajului; Q3(t) - debitul diferenei de bazine pnla urmtoarea staie hidrotehnicde la care

ncepe sse producinundaia.

7/25/2019 CH FULL

10/151


10

Fig.1.3.1

ndiguirile longitudinale

ndiguirile longitudinale sunt construite n scopul reducerii suprafeei inundabile a

albiei majore cu potenial agricol, industrial, edilitar. Albia major este limitatprin diguri;debitele pariale care curgeau pe suprafeele aprate de inundaie sunt obligate dupndiguire

s se integreze n debitul corespunztor debitului din seciunea de scurgere dintre diguri;

rezult un surplus de debit ce conduce la o supranlarea a nivelului curentului i la o

dezatermare a undei de viitur.

7/25/2019 CH FULL

11/151


11

1.4. DINAMICA APELOR MARINE

Valurile sunt forme pe care le ia suprafaa apei sub aciunea diferitelor fore careimprim particulelor de lichid micri oscilatorii, predominant verticale, fr a exista un

transport de debit n anumite direcii.

Ele pot fi provocate de impulsuri de presiune datorit n special vntului, de

micarea navelor, de cutremure sau erupii vulcanice submarine.

Vntul se formeaz ca urmare a diferenelor de presiune atmosferic ntre zone

vecine. El se caracterizeazprin direcia din care bate, vitezi frecven.

Fetchulreprezintlungimea pe care trebuie sacioneze vntul pentru a transmite

valurilor energia necesar realizrii nlimii maxime posibile sub aciunea vntului

respectiv. Pentru a-l determina se iau n discuie cele opt direcii principale i direcia celei

mai mari ntinderi de apdin bazinul considerat. n Marea Neagr fetchul atinge 500 km

iar pe oceane cteva mii de km.

Clasificarea valurile marine

Valurile marine se clasificastfel:

- dupmodul de formare (de vnt, de maree);

- dupcaracterul forelor (libere, ntreinute);

- dupvariaia elementelor principale (stabilizate, nestabilizate);

- dupdispunere (de suprafa, interne);

- dupform(bidimensionale, tridimensionale, izolate sau cupol);

- dup raportul lungime i nlime (lungimea mai mic dect

nlimea - scurte, lungimea mai mare dect nlimea - lungi);

- dupforma de propagare:

- n micare (pe orbite circulare sau eliptice);

- n staionare (Clapotis).

Valurile de suprafasunt:

- de vnt;

- hula.

Valurile de vnt sunt valuri de suprafa care se formeaz sub influena forei

tangeniale a vntului i se amortizeazdupncetarea acestuia.

7/25/2019 CH FULL

12/151


12

Valurile de vnt se caracterizeazprin faptul cpanta de sub vnt este mai abrupti

la intensificarea vntului apar creste care deferleaz(dungi de spum).

Valurile de vnt pot fi:

- valuri n dezvoltare ntreinute de aciunea vntului;

- valuri de hul- valuri libere care se propag n afara zonei de furtun sau dup

ncetarea ei;

- valuri mixte.

Valurile n dezvoltare i de hula cror viteza atins 0,85-0,9 din viteza vntuluisunt

considerate valuri stabile sau n regim permanent.

Fenomenul de seicunoscut i sub denumirea de unde lungi, reprezinto oscilaie a

nivelului mrii cu civa zeci de centimetri n intervale de 20-300 secunde, pe ntreagasuprafaa mrii, n jurul unei axe orizontale denumitlinie nodal.

Cauzele micrii de seipot fi: variaii de presiune atmosferic (care se msoar n

mm.Hg.sau milibari), discontinuitatea unor condiii atmosferice, vnt, cutremure sau

fenomene de rezonan ale hulei din largul mrii. Astfel de fenomene s-au nregistrat i n

Marea Neagri chiar n unele lacuri.

Valurile de furtunpot avea de regul, urmtoarele nimi:

- la larg ntre 4... 6m;- la coastntre 5.. .7m;

- la coastele oceanice ntre 6... 11m.;

Elementele valului

Valurile sunt succesiuni de unde caracterizate prin: creast, talpa valului, nlime h,

lungime l, pant, front de atac, perioad,viteza de propagare c. Valorile lungimii, perioadei

i ale vitezei se calculeazcu:

2222

64,056,122

cgcgL ==== pentru

2lh>

cLg

c

g

L64,080,0

22====

56,125,1

22 ===== L

ggLLc

unde g este acceleraia gravitaional.

7/25/2019 CH FULL

13/151


13

Lungimea valurilor se msoardirect cu:

- mira de valuri;

- perspectometrul;

- valograful.

Structura interna valului

Din cercetrile practice i studiile teoretice rezultc particulele antrenate de vnt

se mic pe orbite circulare i eliptice, n plan vertical, perpendicular pe frontul

valului, rezultnd astfel o micare trohoidal.

La coasttraiectoriile se aplatizeazi se turtesc pnla o micare "du-te vino"n apropierea fundului. La larg micarea orbital se transmite spre fund, diametrele

orbitelor micorndu - se cu adncimea. Practic, la2

lh valurile nu se mai resimt

(amplitudinea este de aproximativ 20 de ori mai micdect la suprafa).

Factorii ce influeneazregimul valurilor

Factorii ce influeneazregimul valurilor sunt:

- viteza (fora) vntului;- durata de aciune a vntului;

- lungimea de aciune (fetch);

- variaia vntului i direcia sa;

- adncimea mrii.

Tipuri de valuri

n afarde valurile de vnt i de hul, mai sunt cunoscute:

- undele de furtun, determinate de variaia mare a presiunii atmosferice (la

trecerea ciclonilor extratropicali violeni); n apropierea coastelor pot avea

efecte catastrofale;

- valurile seismice (tsunami), valuri produse de erupii i cutremure de pmnt,

rezultnd deplasri de apce creeazvaluri uriae de lungimi variind ntre 150-

250 km;

- valurile de alunecri ale solului submarin sau al maselor mari de

gheapolar;

7/25/2019 CH FULL

14/151


14

- valuri interne, la limita a dou straturi de densiti diferite, cu amplitudini

pnla 100 m;

- valurile de maree, se suprapun unei maree.

Oscilaiile nivelului mrii

Cauzele oscilaiilor nivelului marii sunt:

- forele anemobarice (vnt, presiunea atmosferic);

- forele cosmice (mareice);

- variaia bilanului hidrologic (aportul apelor fluviale, precipitaii);

n zona costierexistanumite particulariti privind oscilaiile mrii:

- vntul produce aflux-deflux;

- mareea produce flux-reflux;

- variaia presiunii atmosferice produce seie;

- curenii marini, variaia densitii apei, precipitaiile, fenomenul de evaporare

produc influene vizibile.

Oscilaiile nivelului mrii pot fi periodice i neperiodice.

Nivelul mrii poate fi:- instantaneu;

- mediu;

- diurn;

- lunar;

- multianual.

Nivelul zero "0" este un nivel convenional, situat sub cele mai sczute

niveluri posibile. Msurtorile se reduc la acest nivel.Mareea

Mareea reprezintmicarea periodicflux - reflux din mri i oceane care

creeazridicarea i coborrea nivelului apei sub influena forei de atracie a Lunii i a

Soarelui.

Sistemul Pmnt - Lun- Soare are un centru comun de greutate i fore centrifuge

ce tind s deprteze atrii n timp ce atracia reciproc i reine. Fora centrifug este

rezultanta ce produce mareea.

Existmai multe tipuri de maree:

- maree lunar, solar, lunisolar;

7/25/2019 CH FULL

15/151


15

- de sizigii (Luna noui Lunplin) rezultate de culminaiile Lunii i a Soarelui

la meridianul locului;

- de cuadratur(culminaiile superioari inferioarale Lunii la meridianul

locului - primul i ultimul ptrar al Lunii).

Perioada forei mareice a Lunii este de 24h50miar a Soarelui este de 24 h00 m.

Influena Lunii este proeminent, de 2,17 ori mai puternicdect cea a Soarelui.

Dei sistemele mareelor lunarsi solarsunt independente, n naturse combin.

Schimbarea continua poziiilor reciproce Lun, Soare, Pmnt schimbi

direciile de aciune ale foitelor mareice (se adunsau se scad).

Terminologie

Terminologia utilizatn studiul mareelor este:

- nivelul maxim la flux (apa nalt IA ) maree nalt;

- nivelul minim la flux (apa joas JA )maree joas;

- amplitudinea - diferena de nivel: IA - JA ;

- perioada - intervalul de timp dintre doumaree joase/nalte;

- ora mareei nalte/joase;

- durata fluxului/refluxului - intervalul de timp dintre mareea joas/nalti mareea

nalt/joas;

- mareea de sizigii;

- mareea de cuadratur;

- vrsta mareei - ntrzierea produsintre momentul astronomic sizigii si momentul

producerii celei mai nalte maree(variazde la cteva ore la zile; valoarea medie

pe glob este de 35h), anticipeazsau ntrzie momentul culminaiei Lunii;

- ora cotidal- timpul lunar la Greenwitch, ntre momentul trecerii Lunii la

meridianul zero i momentul producerii mareei nalte,

- linie cotidal- linia ce unete aceeai ora cotidalpe glob;

- puncte amfidromice - punctele de, convergenale liniilor cotidale.

Observaie. Oscilaiile neperiodice se calculeaz de ctre organizaiile hidrologice

rezultnd prognoza de maree. Oscilaiile periodice se calculeaz cu ajutorul "Tablelor

de maree".

7/25/2019 CH FULL

16/151


16

Tablele de maree.

Cuprind trei seciuni:

- apele europene, inclusiv Marea Mediteran;

- Oceanul Atlantic i Oceanul Indian;

- Oceanul Pacific i mrile adiacente.

Seciunile au doupri cupriznd:

- porturi principale (standard);

- porturi secundare.

Tablele suplimentare conin interferene mareele neregulate, mareele

regulate, constantele armoniceH i g, argumente astronomice, etc.

a)Porturi principaleTablele se ntocmesc anual:

- indexul alfabetic al porturilor standard;

- table zilnice: ora i naltimea mareei nalte i mareei joase.

b)Diferena de timp i nime pentru prevederea mareelor n porturile secundare

Corecia de timp se referla nlimi medii ale mareei sau la nivelul maxim / minim

al mareei nalte i mareei joase.

Core c ia de n l ime se face n func ie de coef ic ien tu l maree i ise referla patru nlimi:

- nivelul maxim al mareei nalte de sizigii;

- nivelul minim al mareei nalte de cuadratur;

- nivelul maxim al mareei joase de sizigii;

- nivelul minim al mareei joase de cuadratur.

Metoda constantelor nearmonice

Metoda se folosete pentru porturile care nu sunt trecute n table. Pe hri suntnscrise tabele ce conin stabilimentul portului, nlimile medii ale mareelor nalte i ale

celor joase de cuadraturi sizigii. Ora de producere se calculeazcu:

( ) SPSPTTmt EVfji

+++=

[ ] ( ) SPSPTmt EVf

E

V

L

mji ++= 2

unde: T m este timpul mediu la Greenwitch al culminaiei Lunii (din efemerid);

L

mT 2= - corecia pentru (din efemerid, sau se calculeaz); f - numrul fusului

7/25/2019 CH FULL

17/151


17

orar; - longitudinea geografic a locului (n ore si minute); SP - stabilimentul

portului;ASP-corecia stabilimentului (din table, n funcie de timpul fusului tf.

Dacvaloarea stabilimentul portului este necunoscut, ora de producere a

mareei nalte/joase este datde relaiile:

mhtmitmj 126=

( )Mhcvmihszmihszmihmi =

( )Mhcvmjhszmihszmjhmj =

Tablele de maree seciunea a-111 din B.N.A. (Brown 's Nautical Almanac)

Conin urmtoarele informaii:

- ora la producere a mareelor zilnice de diminea(a.m.) i dupamiaza (p.m.)

pentru porturile principale;

- constantele de maree pentru porturile secundare britanice i separat pentru

celelalte:

- constanta de timp (t pentru producerea mareei n portul principal si n

cel secundar Ct;

- adncimea medie a apei (Mean High Water) la sizigii (Sp - spring) i la

cuadraturi (Np - neaps);

- tabelele cu fazele lunii pentru stabilirea diferenelor de zile fade faza

cea mai apropiat.

Curenii de maree

Oscilaiile periodice de nivel produc deplasri orizontale de apsub forma curenilor

periodici - curenii de maree.

La larg variaiile vitezei sunt conforme cu oscilaiile de nivel (viteze maxime

la mareea nalti viteze minime la jumtatea intervalului maree nalt - maree joas. La

coastse produc viteze mai ridicate de peste dounoduri.

La mareea semidiurncurentul de flux acioneazcu trei ore nainte i dupmareea

nalt, iar la curentul de reflux la aproximativ trei ore nainte i dup mareea joas. n

golfuri, estuare, pe funduri mici i neregulate apare un schimb de direcie i de vitez,

funcie de condiiile morfohidrologice locale.

Curenii de maree sunt prezentai n atlase cu valori medii. Pe hri sunt trecui cu

notaii specifice sau tabele: intervalul de timp de la marea nalt, direcie, viteza la sizigii i la

cuadratura.

7/25/2019 CH FULL

18/151


18

Amplitudinea mareelor

Amplitudinea marelor este considerabil, astfel: n Oceanul Atlantic, cele mai

mari valori (Noua Scoie 18m la sizigii, Argentina 12... 14 m, Fran a 12m), Oceanul

Pacific: Alaska 7,6 m, Panama i California 9m, Chile 8m, Oceanul Indian: Nord

Australia 10,5m, Golful Bengal i Golful Arabiei 9...l0m, Oceanul ngheat de Nord n

Marea Alb8,5m, Marea Murmansk 4m.

n portul Constana amplitudinea medie a mareei este de 8.. .9cm.

Curenii marini

Curenii marini sunt micri de translaie ale maselor de apn sens cvasiorizontal.

Ei se caracterizeazprin direcie i vitez.Cauzele apariiei curenilor marini sunt:

- cauze externe: anemobarice (vnt), cosmice (mareea);- cauze interne: distribuia inegalpe orizontala densitii apelor

marine. .

Clasificarea curenilor marini

- dupfenomenele care-i produc:

- cureni de gradient, variaia nivelului sau densitii apei pe orizontal

(componenta orizontaltinde segaleze diferena de presiune

hidrostaticceea ce produce deplasarea apei pe orizontal);- cureni anemobarici,variaia brusca presiunii

atmosferice;

- cureni de densitate, dispunerea inegal a

densitii apei marine pe orizontal;

- cureni dederiv, cauzai de fora tangeniala vntului (temporari i

cvasitemporari);

-

cureni de maree;- cureni de debit, n continuarea fluviilor;

- dupgradul de stabilitate:

- constani;

- periodici (de maree);

- temporari; (neperiodici);

- dupadncimea de dispersie:

- de suprafa;

- de adncime;

- de fund;

7/25/2019 CH FULL

19/151


19

- dupproprietile fizico - chimice:

- cureni calzi, reci, srai, salmatri.

Curenii de convecie

Curenii de convecie sunt provocai de stratificrile de suprafa, au densitate

mare i "cad" spre fund pn la reaezarea normal a maselor de ap. Se

evideniazpe adncimi medii n anotimpul rece pnn apropierea coastei.

Curenii de adncime i de fund

Acetia sunt cureni deosebit de puternici chiar n apropierea fundului. La suprafa,

apele tropicale curg spre poli, rezultnd la nivelul fundului existena unui curent de

compensare de sens invers. Unii cureni de fund pot avea viteze mai mari ca cei de suprafa.

Schema generala curenilor marini

Existo corelare a cudenilor de suprafacu circulaia generala atmosferei

Oceanul Pacific: C.Ec. de Nord, C. Ec. Contrar, C. Kuro_ivo, C. Tsushima, C.

Pacificului de N, C rece al Californiei, C. cald al Alaski, C. Ec. De Nord. etc.

Oceanul Atlantic: C. Ec. De Nord, C. Antilelor, C . Caraibelor, C. Floridei, C.

Golfului, C. rece al Canarelor, C. Atlanticului de N. etc.

Oceanul Indian: C. Ec. De Sud, C. Benguelei, C. musonic de var, C. Madagascarului,

C. Acelor etc.Oceanul ngheat: C. Norvegiei, C. Capului Nord, C. Groenlandei de Est. etc.

Documentaie de navigaie: cri pilot, atlase, hri date despre curenii marini.

Determinri analitice

Curentul de diurn

WA

v =sin

A coeficientul de proporionalitate (0,013 pentru m/s i 0,0247 pentru Nd)

W viteza vntului (m/s) ;

- latitudinea locului

Se inea seama i de abaterea forei Coriolis (spre dreapta emisfera Nord):

- la adncimi mari abaterea este aproximativ 45ofade vnt cnd 5,0D

H

(H - adncimi mari, D- adncimea. de aciune a curentului)

WSm

D =6,6

7/25/2019 CH FULL

20/151


20

- la adncimi mici cnd 0,1 5oH

abatereaD

teoretic , viteza scade cu H i cu

abaterea spirala Ekman (hodograf) de la suprafapnla adncimea D.

Cureni de grandient (pant):

Smgvg 2

sin=

- unghiul de nclinaie a suprafeei apei;

- viteza unghiului de rotaie a Pmntului;

g fora de gravitaie;

- latitudinea.

Cureni de densitate:Calculele se bazeazpe relaii hidrostatice:

P = gh

p presiunea hidrostatic;

- densitatea apei;

h nlimea coloanei de apfade un plan orizontal imer considerat zero

Msurarea curenilor marini

- Msurarea direct: curentometre

curentografe

Curentometrul (morica marin) duptipul clasic Ekman) variante constructive-cadru cu ax vertical de suspensie;

-elice (de plastic sau metal);

-anpenaj;

-mecanism de cuplare decuplare;

-contor de turaii;

-cutia busolei (36 csue)- Viteza curentului funcie de numrul de rotaii n timp.

- Direcia curentului funcie de numrul de bile antimagnetice czute n casetele

dirijate de acul magnetic (media ponderatindicdirecia curentului)

- cu mesager cuplarea contorului concomitent declanarea secundometrului

pentru 300 sec. decuplarea

7/25/2019 CH FULL

21/151


21

Citiri contorH(m)

n2 n1

Distribuia bilelor

25 1242 1041 - -

21

22

1

23

2

24

dd = 230o (220 x 2) + 230 + (240 x 2) 1150o230

5

1150=

Se fac i coreciit

Dndin certificatul de garanie.

Curentograful nregistreaz la anumite intervale de timp viteza i direcia

curentului la un unumit orizont.

Curentografe: mecanice, electronice, radiocurentografe, etc.

Curentograful mecanic (clasic) conine:

- carcasmetalic, cu nchidere etan;

- busolautomatcuplatcu un disc de viteze i un mecanism de orologerie (cu un

sistem de prghii);

- dispozitiv de nregistrare;

- ampenaj;

- elice (antreneazun cuplaj magnetic, evitndu-se axul).

La anumite intervale de timp pe o band de hrtie se imprim indicaia discului

vitezelor i indicaia busolei.

Operaiuni:

- amarare (verific sistemul mecanic, orologerie, ncrcare band, fixarea

intervalului de timp (m, h) etanare)

- lansare (un aparat sau o serie)

- ridicare la bord.

7/25/2019 CH FULL

22/151


22

1.5. Presiunea apei din pori. Sofoziunea

Principiul presiunii efective

Presiunea apei din pori a fost descoperit de K. Terzaghi, fcnd o experien de

laborator n vasul cu acelai nume. Pe fundul vasului s-a aezat un strat de nisip de grosime

micpentru a se putea neglija presiunea ce provine din greutatea proprie. La nivelul median al

stratului de nisip s-a montat un piezometru pentru a se putea urmri variaia apei din vas.

Deasupra stratului de nisip, n vas s-a introdus appe adncimea ha. Presiunea upe faa supe-

rioara stratului de nisip este datde mrimea coloanei de apdin vas:

u=ha

n care este greutatea specifica apei. Meninnd apa la cota ha, stratul de nisip a fost inut

sub observaie, fr a se nregistra o deformaie de tasare msurabil. ndeprtnd apoi

presiunea u i nlocuind-o cu o presiune echivalent provenind dintr-o ncrcare mecanic,

stratul de nisip a suferit o tasare evident. Aceastobservaie experimental l-a condus pe

Terzaghi la descoperirea principiului presiunii efective: dac o roc n stare saturat este

supusunui efort exterior , acesta se descompune n dou pri, una preluatde scheletul

mineral, ', denumitpresiune efectivsau intergranulari alta ,u, preluatde apa din porii

rocii denumitpresiune neutr. Presiunea neutrpoate avea o valoare pozitiv sau negativ.

De exemplu, n zona de ridicare a apei prin capilaritate n teren, presiunea neutrare o valoare

negativ. Cnd presiunea neutrare o valoare pozitiv, ea reprezintpresiunea apei din pori,

denumit deseori i presiune interstiial. Efortul exterior aplicat pe o roc saturat se

descompune, deci, n doupri:

=+u

Presiunea apei din pori nu joacdeci nici un rol n realizarea strii de compactare a

rocilor. Este dovedit, de asemenea, cnici rezistena la forfecare nu depinde de presiunea apei

din pori, ci numai de mrimea efortului efectiv ce acioneazla contactul dintre granule:

=-u

Presiunea apei din pori fiind de naturhidrostaticare aceeai mrime pe orice direcie

n jurul unui punct. Dacamplasamentul unei construcii este alctuit dintr-un teren nisipos, n

care avem un strat acvifer cu nivel liber la adncimea h0, pentru cazul n care vom funda o

construcie sub nivelul hidrostatic, presiunea apei din pori acioneazpe talpa fundaiei ca o

subpresiune avnd expresia:

u=w ha

7/25/2019 CH FULL

23/151


23

Considernd talpa fundaiei ca o membran impermeabil situat la adncimea de

fundare hf, la acest nivel, presiunii p transmisde construcie i se opune presiunea apei din

pori u, care crete odatcu adncimea ha.

Urmrind notaiile, n condiii naturale (nainte de executarea fundaiei) efortul total pe

planul abeste dat de relaia:

= h0 + ha+ wha

n care este greutatea volumica nisipului n stare umed(deasupra nivelului hidrostatic); '

greutatea volumica nisipului n stare inundat(submers); w- greutatea specifica apei.

Greutatea volumicn stare inundatse determincu formula:

=(s-w)(1-n)

n care seste greutatea specific, iar n porozitatea.

Deoarece in formula (4) termenul wha reprezint presiunea apei din pori, efortul

efectiv pe planul abeste:

= h0 +ha

iar efortul total:

=+u

Rolul presiunii apei din pori n formarea alunecrilor de teren

n baza principiului presiunii efective descoperit de Terzaghi n 1920, ecuaia lui

Coulomb elaboratcu circa 150 ani mai nainte, care are expresia:

=tg+ c

devine ecuaia Coulomb- Terzaghi:

= (- u) tg ' + c'

=tg+c

n care este efortul unitar tangenia1 la rupere; - eforul unitar normal la rupere; - unghiul

de frecare interioar; c- coeziunea; '- efortul efectiv unitar tangenial; '- efortul efectiv

unitar normal; ' unghiul de frecare interioar, determinat pe baza presiunilor efective; c'-

coeziunea, determinata pe baza presiunilor efective; termenul u i menine semnificaia de

mai nainte.

Presiunea apei din pori acioneaz perpendicular pe suprafeele de alunecare ce se

formeazn versani i taluze. Este reprezentat un taluz spat n argile cuaternare care cuprind

i un strat acvifer cu nivel liber. Taluzul alunecdupo suprafacilindric-circular. n taluz

se aflun piezometru care intercepteazsuprafaa de alunecare n punctul a. Presiunea apei

din pori in punctul aeste:

7/25/2019 CH FULL

24/151


24

u =wha

unde ha este proiecia pe vertical a echipotenialei ce trece prin a. Presiunea apei din pori

acioneaz n punctul a perpendicular pe suprafaa de alunecare, contribuind la creterea

forelor de alunecare.

Pentru creterea rezervei de stabilitate a versailor i taluzelor, pentru reducerea

subpresiunii ce acioneaz pe fundaiile construciilor, coborrea nivelului apei subterane

reprezint o msura foarte eficient. Calculnd coeficientul de siguran al iazului de

decantare de pe Valea Devei, la cedarea prin alunecare, pentru o nlime a iazului de circa 60

m, a rezultat o rezervde stabilitate foarte mic(< 1,1). Pentru mbuntirea condiiei de

stabilitate s-a luat n considerare coborrea nivelului apei subterane din iaz (ha) pe o

adncime variind intre 1 i 4 m i s-a calculat coeficientul de siguran pentru coborri

succesive ale apei, de cte 1 m fiecare.

Prin coborrea apei subterane se realizeazde fapt reducerea presiunii apei din pori i

deci reducerea forei neutre totale pe suprafaa de alunecare (U). Estimnd reducerea forei

neutre totale la iazul de decantare de pe Valea Devei, pentru coborrile succesive ale apei

subterane de la 1 4 m consideratmai nainte, ntre coeficientul de sigurani reducerea

forei neutre s-a obinut tot o corelaie liniar. n acest caz, pentru fiecare coborre a apei

subterane cu 1 m a rezultat o micorare a forei neutre de circa 150 t/m.1, ceea ce reprezinto

reducere foarte important a forelor alunectoare, ducnd la creterea coeficientului de

siguranla o valoare satisfctoare pentru asigurarea stabilitii.

Presiunea apei din pori este de naturhidrostatic, dar ea poate fi egalsau mai mare

dect presiunea hidrostaticdin cuprinsul stratului acvifer.

Surmrim variaia presiunii apei din pori la doualunecri de teren formate n argile

senzitive de tip quick clay din Scutul Scandinavei. Sub suprafaa de alunecare, presiunea

apei din pori se reduce destul de rapid pn la valoarea presiunii hidrostatice. La aceastalunecare, valoarea maxima presiunii apei din pori, la o adncime dat, este cu circa 1/3 mai

mare dect presiunea hidrostatic considerat n acelai punct. n cuprinsul masei

alunectoare versantul avnd structura naturalderanjat, presiunea geologicnu mai poate fi

preluatdect n parte de scheletul mineral (cea mai mare parte fiind transmisapei), ceea ce

are drept urmare creterea presiunii apei n pori.

Presiunea de filtrare si presiunea hidrostatica apei din fisuri

Presiunea de filtrare a curentului subteran i presiunea hidrostatic a apei din fisurijoacun rol important n examinarea stabilitii terenului de fundare, n meninerea stabilitii

7/25/2019 CH FULL

25/151


25

versailor lacurilor de acumulare, n analiza de stabilitate a taluzelor spate sub nivelul

hidrostatic i n alte lucrri inginereti. Un rol cu totul deosebit l are presiunea de filtrare n

iazurile de decantare din industriile minier, chimici energetic, unde n curgerea subteran

se realizeaz gradieni hidraulici foarte mari, care depesc de 510 ori valorile obinuite din

curgerea naturala.

Presiunea de filtrare depinde de gradientul hidraulic al curgerii subterane i de

greutatea specific a apei. Ea este independent de permeabilitatea mediului filtrant

(Cambefort H., 1971). Ca urmare a aciunii cumulate a mai multor cauze, printre care i

presiunea de filtrare, n versant s-a format o suprafade alunecare.

Presiunea de filtrare acioneaz pe direcia liniilor de curent ale curgerii subterane

contribuind la creterea forelor de alunecare. Ea apare ca un rezultat direct al rezistenei pecare rocile o opun procesului de filtrare. Studiul presiunii de filtrare in iazurile de decantare

ale industriei miniere este o problem de mare actualitate i de larg perspectiv n ara

noastr, avnd n vedere ritmul mare de cretere a industriei miniere i sporirea corespunz-

toare a capacitilor de preparare a minereurilor. In iazurile de decantare presiunea de filtrare

este un factor care poate duce la pierderea stabilitii generale.

n cazul n care curgerea subteran este ascendent, presiunea de filtrare poate s

devinegalsau chiar mai mare dect greutatea volumicn stare inundata rocilor granulare(j '), moment n care granulele de nisip se afla n stare de plutire, terenul i pierde

capacitatea portantiar corpurile care se aflla suprafaa terenului, inclusiv oamenii, se pot

afunda pe 2 - 3 m. latun alt gen de pericol provocat de presiunea de filtrare.

Presiunea hidrostatic a apei din fisurile rocilor stncoase acioneaz pe o direcie

perpendicularpe pereii fisurilor, contribuind la dislocarea masivului. Efectul negativ asupra

stabilitii este sporit de ngheul periodic al apei din fisuri, care dezvoltpresiuni ce depesc

n multe cazuri rezistena rocilor. Exemplificm efectul negativ al presiunii hidrostatice prinalunecarea de mari proporii de pe Valea Vajont (Italia), produsn 1963. Pe aceastvale, cu

trei ani mai devreme s-a terminat construcia unui baraj n arc, cu o nlime de circa 260 m,

fiind cel mai mare baraj n arc din lume la data execuiei lui. n cuprinsul lacului de

acumulare, n octombrie 1963 s-a produs o mare alunecare de teren, cea mai mare catastrof

din istoria construciilor hidrotehnice, n care i-au pierdut viaa circa 2000 de oameni.

Alunecarea a avut loc n calcare fisurate (Malm). Alturi de alte cauze, presiunea hidrostatic

a apei din fisuri a jucat un rol important n producerea procesului de alunecare. Din cercetrilede detaliu ce au fost fcute dupproducerea alunecrii, a rezultat cpresiunea hidrostatica

7/25/2019 CH FULL

26/151


26

dat o rezultant totalde circa 1,8 milioane tone i a acionat pe o suprafade fisuraie de

1,5105m2.

Cote. Adncimi. Planimetrie.

Cota apelor reprezint nlimea apelor unui ru msuratpe vertical ntre etiaj i

nivelul apei la un moment dat.Poate fi exprimatn cm. (pentru navigaie) i n hidrograde i

poate avea valori pozitive, cnd apele sunt peste etiaj i negative cnd apele se gsesc sub

etiaj.

Cota fa de nivelul mrii reprezint distana msurat pe vertical ntre nivelul

rului la un moment dat i linia ce reprezintnivelul mrii, prelungitn mod imaginar pnnpunctul considerat. Fiecare punct de pe un curs de api are cota sa fade nivelul mrii.

Etiajul reprezintnivelul mediu al celor mai sczute ape la fluvii sau ruri, determinat pe baza

observaiilor executate timp de mai muli ani (10-50 ani). Valoarea etiajului se exprimprin

nlimea lui fade nivelul mrii, la fel ca orice cot. El descrete spre vrsare. Creterea i

descreterea apelor se msoar n centimetri sau gidrografe pe scara hidrometric fa de

planul etiajului. n cazuri excepionale, se poate ca apele sscadsub etiaj.

Planimetria se ocupcu elaborarea metodelor pentru determinarea i reprezentarea nplan a poziiilor punctelor trigonometrice i a obiectelor aflate pe sfera terestr.

Hidrogradul este unitatea de msur folosit n hidrografie pentru indicarea

variaiilor nivelului apelor unui fluviu ntr-un anumit sector al rului. Valoarea unui hidrograd

reprezinta zecea parte din distana msuratpe mir, ntre nivelul maxim al apelor i nivelul

minim. Aceastvaloare difer de la un port la altul, innd cont cnivelurile sunt diferite.

Pentru transformarea hidrogradelor n cm. Se folosesc tabele speciale.

7/25/2019 CH FULL

27/151


27

1.6. Aciunea valurilor asupra construciilor subacvatice i hidrotehnice

Valurile de vnt

Valurile de vnt seclasificn valuri:

- n dezvoltare (ntreinute) - sub aciunea vntului;

- libere (de hul) - n afara zonei de furtunsau n interiorul ei,

dupncetarea vntului;

- mixte - din compunerea celor doudevin tridimensionale.

Cnd viteza de propagare a valului este egalcu aproximativ 0,85 0,90 din

viteza vntului atunci ele devin stabile, au un regim permanent.

Cmpul de valuri.

n zona litoral,cmpul de valuri poate fi caracterizat astfel:

- n zona apelor adnci ( h>0,5L);

- n zona adncimii mijlocii (H cr

7/25/2019 CH FULL

28/151


28

Panta taluzului este mult mai pronunat dect a platformei continentale atingnd

uneori chiar 45 .

Spargerea valurilor se face i n faa unor faleze abrupte cu adncimi mari de ap,

care nu permit reflectarea valului astfel apare fenomenul de resac.

Adncimea critic, H c , este adncimea la care se produce prima deferlare a valurilor.

Valurile de hul

Valurile de hulse caracterizeazastfel:

- nlimea 2 h, lungimea 2L i perioada 2T;

- limita medie a valului - orizontalcare mparte hn dou; poriunea de deasupra -

plinul, iar cea de dedesubt - golul;

- adncimile critice la care se produc deferlarea sunt 1,5 < Adcr< 4 h, funcie de

panta i rugozitatea fundului, n condiii obinuiteAdcr2 h.

- la pante foarte mici apar unde secundare; la fel la pante foarte mari i

deferlarea se poate produce la adncimi mai mari dect cele menionate.

Determinarea indirecta elementelor valului

Metodele de prognoz a elementelor valurilor sunt: energetice, analitice/statistice,

empirice, de sintez:

- metoda Sverdrup - Munk - Bretschneider;

- metoda Pierson - Neuman - James;

- metoda Labzowoski (durata vntului - infinit).

Pentru Marea Neagr seconsider urmtoarele relaii ntre elementele

valurilor:

DWh 073,02 = [m]

DWL 073,02 = [m]

n care:L

h= - curbura valului;D - fetchul maxim efectiv [Km].

Pentru spaiile oceanice se consider:

W1,1

1= ;

7/25/2019 CH FULL

29/151


29

n alte zone maritime:

( ) 5,021009,0

1

W+=

n punctul unde energia valului sub aciunea vntului nceteaz,practic

valorile lui C i D sunt:

WC 85,0= ; 230 WD =

DacD < 30 Km, se introduce un factor de corecie WD

eK4,0

1

+= , astfel nct:

DKWh 73,02 =

Alte relaii incomplete de calcul sunt:

Stephenson: 45,15,22 DDh +=

unde:h este n picioare, D n mile marine;

Irribaren: Dh 24,12 = ; 4312 DL=

unde: h este n picioare,D este n kilometri.

Exemplu:n Marea Mediteran, laD = 1000 Km s-au nregistrat valuri de 2 h= 7 m i

perioadde l4s; n Oceanul Atlantic, la D = 4000 km, s-au nregistrat valuri de 2h = 9,5 m

i perioad de 18s; n Mrile Sudului i Oceanul Pacific, la D = 15.000 km s-au

nregistrat valuri de 2 h = 13,0 m i perioad2T= 22s

Hula

Hula este micarea ondulatorie periodica suprafeei mrii dupncetarea furtunii, sau

n afara ei.

Dup teoria orbital (Gerstner) hula este produsul micrii orbitare a

particulelor lichide, fiecare din acestea descriind un cerc (adncimi i ntinderi infinite):

- particulele lichide, avnd centrele de oscilaie pe aceeai orizontal, se gsesc

ntr-un acelai moment pe o curb trohoid (locul geometric al unui punct

situat n interiorul unui cerc care se rostogolete fr alunecare pe o

dreapt);

- n adncime, razele orbitelor descresc dupo lege exponenial.

Cazul I. Adncimi i ntinderi de apinfinite (H >L)

sin0 rXX +=

cos0 ZrZZ = ;

= L

X

T

0

unde: r este raza de rotaie;X, Z - coordonatele curente ale particulelor lichide; - unghiul

7/25/2019 CH FULL

30/151


30

descris de particul (msurat n raport cu verticala); 2T - perioada; 2L - distana dintre

douparticule de fazegal(lungimea de und).

La suprafaa apei:

r = h

unde: 2 h este nlimeavalului;

La adncimea Zo:

r = he-Z

0

Perioada 2T este:

Lg

2

Viteza de propagare c este:

T

Lg

T

Lc ==

Supranlarea nivelului mediu al mrii este:

L

hS

2

2

0

=

Presiunea pe care o suporto pelicul n timpul rotaiei sale (presiunea dinamic)

se calculeazcu:

( ) ZSSZrhL

Zp

ppZD

g

=+==

0022

00

2

unde: 0p este presiunea atmosferic; pg- greutatea specific a lichidului; 0S, 0ZS -

supranlrii de nivel.

Suprafaa plan a centrelor de rotaie a particulelor situat la adncimea 0Z

se calculeazcu:

L

rSZ 2

2

0

=

Cazul II Hcr

7/25/2019 CH FULL

31/151


31

Ecuaiile micrii particulelor de apsunt:

sin0 rxx += ;

cos'0 rZZ = ;

=

L

x

T

t 0

La suprafar' = h i perioada 2T este:

KLg

T 22 = ;

L

HcthK =

Supranlarea nivelului mediu al mrii este:

L

KhS

2

2

0

= ;

L

rrS

Z 2

'

0

=

Presiunea dinamicpe care o suporto particuln timpul rotaiei sale este:

cos

2

2'

22

00

++=

r

K

rLKr

L

KhZ

g

Presiunea variazcu poziia particulei (funcie de cos) fiind maximla creasta de val

i minimla talpa valului.

Cazul III Valurile sparte

Se poate determina suficient de precis aciunea lor asupra construciilor:

a) dacvalul de apropiere (2h, 2L, 2T) deferleazdin cauza adncimii reduse

la o distan mai mare ca L, se poate reface dnd natere la alte valuri de

aceeai 2T:

- nlimea valului de resac2h este:

crH

Hhh 122 =

unde: 2 h1 este valul de apropiere;H - adncimea apei n faa construciei;Hcr- adncimea

critica valului de apropiere.

PentruH

7/25/2019 CH FULL

32/151


32

L = cT

- se presupune c parametrul vertical al construciei este supus

loviturilor de apcu o vitezorizontal:

V=nc+Vs

unde: Vseste viteza de rotaie a particulelor de apla suprafa; n = 0,75:

- presiunea exercitatde val este:

( )

g

VncKp S

2

2+

= ; 7,1=K

- nlimea crestei valului deasupra nivelului apei linitite, se

determininnd seama de expresia cineticcu:

( )g

VncShZ S

2

2

0

+++= ; hS 5,0=

b) dac deferlarea valului se face n imediata vecintate a construciei, pe

berm, datorit nlimii mari a masivului de anrocamente, calculul este

analog.

- presiunea se calculeaz cu elementele valului de apropiere, fr

transformri;

- verificarea la stabilitate a lucrrilor de tip vertical se face larsturnare i la alunecare pe masivul de anrocamente sau cu o parte din

acestea.

Undele staionare

Undele staionare provin din valuri de nlime i lungime constantcare nainteaz

ctre o construcie cu parament vertical (sau cu un taluz avnd panta mai mare de 45), dupo

direcie normalpe frontul acesteia.

Din suprapunerea val incident cu cel reflectat rezulto und staionarde aceeai

perioadi aceeai lungime, nscu o nlime dubldect a valului de origine.

Pentru a nu se produce unde secundare care sderanjeze micarea, construcia pe care

se produce reflectarea valului trebuie saibo lungime de cel puin o jumtate de val.

DacHcr

7/25/2019 CH FULL

33/151


33

Ecuaia traiectoriei particulelor este descrisde:

L

xtg

r

r

xx

ZZ 0'

0

0 =

Ecuaia reprezinto serie de drepte cu nclinri diferite care trec prin punctul de

coordonate O (x0, z0).

Profilul instantaneu este:

''0 cosAxx += ;

'''0 sinAzz +=

n care:

T

trA sin2= ;

T

trA sin2 '' = ;

L

x0'' =

Supranlatrea nivelului mediu la suprafaa apei este:

T

t

L

KhS

22

0 sin2

=

La adncimeaZorezult:

T

t

L

rrS

Z 2

'

0 sin2

=

deci este variabilcu timpul.

Pentru t = T,L

KhSZ2

02= i

L

rrSZ'

02= rezultdeci diferene de patru ori mai

mari ca n cazul valurilor de hul.

Vitezele orizontale ale particulelor lichide sunt:

L

x

T

t

Tr

dt

dx 0coscos2

=

La noduri (x = 0,L,2L,...) i pentru t = 0,T, 2T... se produc vitezele maxime:

T

rv

2max =

Vitezele maxime orizontale (i cele de fund care pot produce afluiri n faa digurilor)

sunt de 2 ori mai mari dect la valurilei obinuite de hul:

- la fund 0' =r (traiectoriile eliptice se transformn linii drepte, orizontale) i:

L

Hsh

hr

f

=

- presiunea pe care o suportparticulele de apn micare:

7/25/2019 CH FULL

34/151


34

L

x

T

tr

K

rz

g

0'0

0 sinsin2

+=

Din relaia de mai sus se pot determina presiuni minime i maxime care au loc

pe peretele vertical al digului pe care se produce reflectarea i la20

Lx = ;

2

3L; ...

- la suprafaa apei:

Khhrr ==' ; 00 = ; 0=

- valorile maxime i minime ale presiunii la fund:

L

Hch

hH

K

rH

g

ppff

220==

- pentru clopotis, adncimea critic4 h.

Valuri n apropierea coastelor

Transformarea elementelor hulei (L, h) datorit variaiilor de adncime produce

fenomenul de refracie a valurilor.

Pentru o plaje imers n pant sub 1:100, cnd HcrL) perpendicular pe direcia de propagare a hulei i mai multe puncte pe linie

1,2,3,...6. Dei arbitrar, ntre puncte este egalcu nL. Duptimpul nT, linia de undva fi

distana nTc = nL , iar punctele considerate n l2,22,...62. Dacde aici ad ncepe s scad,

noile lungimi de und se pot calcula i apar liniile succesive de valuri. Adncimea de

7/25/2019 CH FULL

35/151


35

calcul ntr-un punct oarecare 24poate fi aproximativ ca medie a prismei de naintare, avnd

ca baz un ptrat curbiliniu cu latura L. nlimea valurilor (plecnd) de la ipoteza

corespunztoare energiei) este:

A

Ahh 11=

unde:A1A, sunt perechi de valori succesive ale lungimilor frontului de und(2232- 2333;2333

-

2A3A etc). :

Pentru noile elemente ale valurilor se pot folosi formule empirice:

a) lungimea valurilor:

- pentruH= (0,7 1,0)L

6

11

H

HLL=

- pentruH= (0,2 0,7)L1

4

11

H

HLL=

b) nlimea valurilor:

- pentruH=(0,5 0,7)L1

11

H

Hhh=

Cnd H < 0,2 Li (echivaleaz cu H = (2...4)h1 rezult faptul cadncimile scad sub cele

critice, valul deferleaz. Dacdupdeferlare urmeazo suprafantins(mai mare ca Li),

care spermitformarea de noi valuri, se poate aproxima cu:

11

H

HLL= ;

11

H

Hhh=

Sau se poate admite cdupdeferlare agitaia are caracter complex (val i und

de translaie) cu urmtorii parametrii:

crH

Hhh 1= ; hgc 2= ; ctL=

KL

gh

L

Hcth

L

ghvS

==

Viteza medie orizontal(rezultatdin vitezele de translaie i rotaie) este:

7/25/2019 CH FULL

36/151


36

cn vncv +=

Particule de apcont sse rot pe orbite i viteza celor de suprafava fi:

Unde: n = 0,75 (la pante ale fundului < 26)

Difracia este fenomenul prin care energia valurilor se propag pe ortogonale, pe

creste i se transformde la o linie la alta. Are loc la discontinuiti ale cmpului valurilor

(cap dig, promontorii). Valurile de hul ce ptrund pe gur se destind i se atenueaz

progresiv. nlimea valului propagat este:

+= 40 14,37

122 D

B

b

B

bhh [m]

Unde: h este limea gurii de intrare;B - limea acvatoriului la distanaD de gur; 2h0 -

nlimea valului de larg.

Dacdirecia de propagare a valului n larg face un unghi egal cu 9 cu direcia

de intrare, se introduce un factor de corecie K:

04,01=K (n grade)

Pentru acvatorii nesimetrice se poate folosi formula:

( )Db

bhh

02,006,0122 0

+= [m]

unde: i 21 +=

DacH > Hcri valurile ntlnesc un taluz abrupt sub 90, ele se reflect. Undele

incidente i cele reflectate produc fenomenul de gafraj (fenomen staionar ca i clapotisul).

Prin reflectri succesive, valurile pot ptrunde n bazine adpostite i creaz tulburri

ale maselor de ap.

7/25/2019 CH FULL

37/151


37

1.7. DETERMINAREA NIVELULUI DE REFERINI A NIVELULUI

MEDIU

Nivelul de referinpentru adncimi

Gradul de evideniere a unor elemente cu importanta deosebita pentru navigaie (de

exemplu, pericolele fundului) depinde de poziia planului de raportare a adncimilor. n

funcie de nlimea nivelului instantateu, deasupra unor elemente ale fundului pot exista

adncimi periculoase, cnd mareea este joasi adncimi navigabile, cnd mareea este nalt.

Din aceastcauzalegerea planului de referina pentru adncimi este o problema hidrografic

foarte important.

Planul convenional fat de care sunt raportate pe hrile marine adncimile se

numete nivelul zero al hrii sau zeroul hidrografic al adncimilor (Z.H.).

n privina stabilirii zeroului hidrografic nu existcriterii ndeobte recunoscute. Din

punct de vedere al navigatorului acest plan de referintrebuie sfie situat sub nivelul celor

mai joase maree, astfel nct valorile adncimilor reale snu fie mai mici dect cele de pe

harta.

Zeroul hidrografic al adncimilor este aadar un plan de referina arbitrar a crui

poziie altimetric depinde de influena factorilor hidrometeorologici i de amplitudineamareei.

Pentru mrile fr maree sau cu maree cu amplitudine mic aproape toate statele

folosesc ca nivel de referinal adncimilor nivelul mediu al mrii respective, calculat pe baza

unor msurtori efectuate ntr-o perioadndelungatde ani.

Nu acelai lucru se ntmpl i n mrile cu maree. Neexistnd criterii precise de

stabilire a nivelului de referin,dar innd seama de cerinele navigaiei, diferite state au

adoptat (lund ca bazde calcul nlimile mareelor joase) urmtoarele niveluri de referin:- Rusia, cel mai sczut nivel rezultat din calcule (teoretic) ;

- Anglia, Italia, Germania, Iugoslavia,Canada, Argentina, Indonezia, nivelul mediu

al mareelor joase de sizigii;

- Frana, Spania, Portugalia i Brazilia, nivelul celei mai sczute maree de sizigii ;

- Suedia, S.U.A. (pentru Oceanul Atlantic),Olanda, nivelul mediu al tuturor

mareelor joase;

Nivelul mediu al mrii (nivelul mediu multianual) este media aritmetica unui ir de

niveluri medii anuale. Acest nivel servete i ca plan de referin pentru msurarea

nlimilor.

7/25/2019 CH FULL

38/151


38

n raport cu durata intervalului pentru care se face media, oscilaiile periodice (uneori

chiar i cele neperiodice) se compenseaz reciproc, parial sau total. De exemplu, variaiile

mareice sunt eliminate parial din mediile lunare si aproape total din mediile anuale. O

eliminare completa acestor oscilaii are loc prin prelucrarea unui ir de observaii cu o durata

de 18,6 ani. Modificrile de nivel produse de factorii hidrometeorologici se compenseazbine

prin medierea observaiilor dintr-o perioadde 19-22 ani. Oscilaiile eustatice nu se anuleaz

prin efectuarea mediilor. Din aceasta cauz, valoarea mediei multianuale nu este o mrime

constant, ci variazpe msura acumulrii de noi date, reflectnd tendina generala nivelului

mrii.

Deci, precizia de determinare a nivelului mediu multianual depinde de durata

observaiilor : cu ct irul este mai lung, cu att precizia nivelului mediu obinut este mairidicat.

Durata irului de observaii din care se obine o valoare medie de o anumita precizie

este data de formula :

Pn max

=

n care : max diferena maximdintre nivelul mediu multianual i nivelurile medii anuale;

n - durata irului de observaii, n ani;P precizia de determinare a nivelului mediu multianual.

Valoarea max, pentru fiecare mare, se determinpe baza datelor furnizate de un post

hidrometric cu o perioada de observaii de cel puin 10 an. n prezent, aproape n toate mrile

exista asemenea posturi.

n mrile fr maree (mri n care amplitudinea mareei este mai mic de 50 cm)

nivelul de referinal adncimilor se determinpentru nevoile hidrografice cu o precizie de

+_5...... +_10 cm, iar n mrile cu maree, cu o precizie de +_10..... +_15 cm.Organizarea observaiilor asupra nivelului mrii

a) Reeaua hidrometric

Adncimile msurate se reduc la nivelul zero al hrii pe baza observrii i nregistrrii

variaiilor nivelului mrii n puncte fixe, special amenajate, numite posturi hidrometrice.

Reducerea adncimilor la nivelul de referincuprinde : instalarea posturilor

hidrometrice, executarea observaiilor i inregistrrilor, determinarea nivelului de referini

calculul coreciilor pentru reducerea adncimilor.

n funcie de durata i de scopul observaiilor asupra nivelului, deosebim doutipuri

de posturi hidrometrice : permanente i temporare.

7/25/2019 CH FULL

39/151


39

Posturile temporare se instaleazn sectoarele de sondaj aflate n afara razei de aciune

a posturilor permanente. Aceste posturi funcioneaznumai n perioada lucrrilor i servesc

pentru reducerea adncimilor la nivelul zero stabilit. Poziia (cota) nivelului de referinla

posturile temporare se transmite de la posturile permanente.

Posturile permanente nregistreazcontinuu nivelul mrii i furnizeazdate pentru

determinarea nivelului de referina i pentru corectarea adncimilor msurate.

b) Distana dintre posturile hidrometrice

Distana de aciune a unui post hidrometric se stabilete astfel nct diferena dintre

nivelurile instantanee simultane existente la post i n cel mai ndeprtat punct al raionului

deservit de postul respectiv snu influeneze negativ poziia adncimilor.

Pentru reducerea formulei de calcul a distanei de aciune a unui post hidrometric sefolosete figura 17,n care este reprezentat profilul vertical dintre posturile A i B.

Fig. 17. Distana de aciune a posturilor hidrometrice

Notnd cu ZA si ZB nlimile nivelurilor instantanee simultane deasupra nivelurilor

medii ale posturilor respective, D - distanta dintre posturi, r - distana de aciune a postului

hidrometric i cu - diferena admisibilntre nivelul existent la post i cel de la limita sa de

aciune, se obine:

ZB ZA/= D / r,

de unde :

r = (/ ZB ZA)D.

Practic precizia adncimilor nu este afectat cnd = / 2 (-precizia de citire a

adncimilor).Ca urmare, formula va cpta forma :

r = [/ 2 (ZB - ZA)]D.

Distana admisibilntre posturi (d = 2r) va fi :

Dad = (/ ZB-ZA)D

7/25/2019 CH FULL

40/151


40

Diferena (ZB-ZA) reprezintvaloarea maximdintre nivelurile simultane observate la

posturile hidrometrice ntr-o perioadde cel puin 15 zile favorabile sondajelor.

Dacn raionul lucrrilor nu existposturi permanente se recomandca posturile noi

sa fie amplasate unele fade altele la urmtoarele distane :

-70-100 km, n sectoarele de litoral n care linia coastei are sinuoziti mici i

adncimile cresc uniform ;

-50-70 km, n sectoarele cu coasta puin dantelati cu ntinsuri mari ;

-30-40 km, n sectoarele de litoral cu bi i golfuri numeroase, precum i n zona

deltelor.

Pe baza celor artate se apreciaz c sondajele din zona noastr de litoral pot fi

asigurate pe deplin cu date despre nivel dacn afara posturilor Constana, Sulina i Mangaliase mai instaleazposturi temporare n punctele Sf. Gheorghe, Periteasca i grindul Chituc.

n mrile cu maree, distana limit dintre posturile hidrometrice se determin cu

aceleai formule, cu deosebirea cdiferena (ZB - ZA) se calculeazcu ajutorul constantelor

armonice ale undelor principale de maree.

c) Amplasarea posturilor hidrometrice

Locul de amplasare a unui post hidrometric trebuie s ndeplineasc urmtoarele

condiii :- coasta din sectorul su sfie stabili snu aibo pantprea abrupt;

- n tot sectorul s existe adncimi suficient de mari pentru a nu deforma variaiile

nivelului ;

- locul de instalare a postului sfie aprat de vnturile i valurile predominante, s fie

ferit de deteriorrile produse de nave i sa fie situat n apropierea reelei nivelmentului de stat

i a punctelor populate.

Cele mai favorabile locuri pentru instalarea posturilor hidrometrice sunt bile micicare comunic liber cu marea. n bile nguste i lungi, n bile care comunic cu marea

printr-o trecere ngust i puin adnc, n strmtori i n golfuri, oscilaiile nivelului sunt

deformate.

n lipsa unor locuri de instalare favorabile se pot folosi bile de tipul lagunelor,

instalnd postul n imediata apropiere a cordonului litoral, la distantct mai micde mare.

Posturile hidrometrice aflate n interiorul gurilor de vrsare a unui fluviu sau ru se

dubleazcu o mirauxiliarinstalatn mare la o astfel de distan, nct debitul rului snu

influeneze nivelul la mir. Ambele mire se leagntre ele prin nivelment geometric.

7/25/2019 CH FULL

41/151

7/25/2019 CH FULL

42/151


42

Mira vertical continu (fig.19) se fixeaz de obicei pe pereii construciilor

hidrotehnice (chei, debercader, etc.),iar dac nu exist posibiliti de fixare direct, mira se

monteazpe un pilot.

Mira fragmentatpe piloi n scarse utilizeazn sectoarele maritime cu funduri cu

panta lini cu variaii mari de niveluri. Postul constdin mai muli piloi cu plci de mir

dispui pe un aliniament perpendicular pe direcia coastei (fig.20).

Plcile se monteazin aa fel nct intre indicaiile a doufragmente de mirvecine s

existe o suprapunere de circa 20 cm, pentru a evita discontinuitile cauzate de eventuala

tasare a solului. Toi piloii sunt racordai prin nivelment geometric la reperele postului.

Fragmentele de mirale unui post se numeroteazdinspre mal spre ap.

Numrul piloilor i lungimea fragmentelor de mir se stabilesc n funcie de pantaprofilului i de amplitudinea variaiilor nivelului.

Fig. 20. Mira fragmentata pe piloi.

Mira mobil pe piloi este format, ca i n cazul precedent, dintr-o serie de piloi

dispui pe un aliniament perpendicular pe linia coastei, pe care se va instala pe timpulobservrii nivelului mira propriu-zis. Piloii sunt racordai la reperul postului prin nivelment

geometric. Cota fiecrui pilot se consider partea sa superioar (cuiul din capul pilotului).

Diferena dintre cotele a doi piloi alturai nu trebuie sa depeasc1 m. Se recomand ca

piloii sa nu iasdeasupra fundului cu mai mult de 30 cm. Msurtorile de nivel se executcu

o mirlungde 1 1,5 m, latde 6 8 cm si groasde 1,5 2 cm. Captul inferior al mirei

este prevzut cu o armtura metalic pentru a se aeza bine pe piloi.

Maregrafele sunt aparate care nregistreazautomat variaiile nivelului apei. Ele pot ficu flotor i de presiune (de fund).

7/25/2019 CH FULL

43/151


43

Maregraful cu flotor (fig.21) se compune, n principiu, din urmtoarele pri :

- tubul metalic (1) prevzut n partea inferioarcu orificii prin care circulapa (se

monteazn poziie verticalpe pereii construciilor hidrotehnice sau pe piloi) ;

- mecanismul de transmitere a oscilaiilor nivelului, alctuit dintr-un flotor (2) i o

contragreutate (5) aflate n balans prin intermediul scripetelui (4) i cablului (3) ;

- mecanismul de nregistrare, format din cilindrul (6) (pe care este nfurat o

diagram) i o perni (7), care prin intermediul scripetelui (8), al cablului

nedeformabil (9) i al contragreutii (10) preia micrile scripetelui (4) ;

- mecanismul de orologerie (11),care micuniform cilindrul (6).

Fig. 21. Maregraf cu flotor.

7/25/2019 CH FULL

44/151


44

Construciile maregrafelor cu flotor se deosebesc ntre ele dup poziia cilindrilor

(orizontalsau vertical) i dupfelul cum este acionat cilindrul (prin sistemul de transmitere

a oscilaiilor sau prin sistemul de orologerie). Mecanismul de orologerie poate asigura o

durat de funcionare de o zi, o sptmn sau o lun. Scara de nregistrare a variaiilor se

stabilete n funcie de amplitudinea oscilaiilor nivelului mrii i poate fi cuprinsntre 1 : 1

i 1 : 30. Modificarea scrii se realizeaz prin schimbarea raportului de transmisie dintre

scripei.

n unele cazuri, instalarea unui maregraf cu flotor necesitconstruirea unui puspecial

care s comunice cu marea. Dup felul n care se realizeaz legtura ntre pu i mare

deosebim doufeluri de puuri: cu tub orizontal i cu sifon. Indiferent de construcie, fundul

puului trebuie sse afle cu cel putin1 m mai jos dect cel mai sczut nivel al apei, iar gura sfie cu 1 m mai sus dect cel mai nalt nivel al mrii.

Puul cu tub de legturorizontal (fig.22) este indicat pentru coasta cu panta repede si

cu ape adnci. Se compune din puul vertical propriu-zis (1) cu pereii cptuii cu zidrie sau

beton i dintr-un tub de legtura (2) dispus orizontal. Deasupra puului se aflo cabindin

lemn, metal sau zidrie pentru protecia aparatului.

Fig. 22. Put cu tub de legtura orizontal.

Puul cu sifon (fig.23) este indicat pentru coasta cu pantlin. Se compune din puul

propriu-zis i o eavcare face legtura cu marea. Un capt al evii coboar n pu, pn n

apropierea fundului, iar celalalt capt iese n mare. n punctul superior de curbura evii se

fixeazun dispozitiv pentru evacuarea aerului din sifon.

7/25/2019 CH FULL

45/151


45

Toate posturile hidrometrice dotate cu maregrafe cu flotor sunt prevzute i cu mire

hidrometrice de control instalate pe pereii construciilor hidrotehnice sau pe peretele puului.

Maregraful de presiune (de fund) se utilizeazpentru msurarea variaiilor nivelului n

sectoarele de sondaj aflate n afara razei de aciune a posturilor hidrometrice costiere.

Funcionarea acestui aparat se bazeaz pe nregistrarea variaiilor de presiune produse de

variaiile de nivel.

Fig.23. Pucu sifon.

n zonele de larg variaiile nivelului mrii se pot determina i cu ajutorul sondei

ultrason cu nregistrator. Procedeul este simpluconstn msurarea continua adncimii petimp calm de ctre o navancoratpe un fund neted.

e) Reperele postului hidrometric

Orice post hidrometric este prevzut cu minimum dourepere : unul de bazi unul de

control.

Reperul de bazservete pentru stabilirea cotei absolute a poziiei iniiale a zeroului

mirei i pentru verificarea cotei reperului de control.Ca repere de baz se folosesc reperele

nivelmentului de stat aflate n raionul postului. Dac n zona de amplasare a postului

hidrometric nu existrepere ale reelei de stat se instaleazrepere de perete (fig.24) sau de sol

(adncime) (fig.25), care sreziste ct mai mult timp.

7/25/2019 CH FULL

46/151


46

Locul de amplasare a noilor repere trebuie scorespundurmtoarelor cerine:

- sse gseascdeasupra celui mai nalt nivel posibil ;

- sfie accesibile pentru legare de reeaua de nivelment ;

- terenul de amplasare sfie alctuit din roci dure i stabile (pentru reperele de sol) ;

- cldirile i construciile snu sufere tasri (pentru reperele de perete).

Reperele de control servesc la verificarea stabilitii pe vertical a instalaiei

hidrometrice. Ele se amplaseazmai sus dect cel mai nalt nivel al apei i la o asemenea

distande post, nct cota zeroului mirei sse determine printr-un numr minim de staii.Ca

repere de lucru se folosesc mrci metalice sau buloane ncastrate n cldiri, construcii

hidrotehnice i stnci, repere de sol din eav de metal, piloi i pri proeminente ale

diferitelor construcii.

7/25/2019 CH FULL

47/151


47

Racordarea reperelor la reeaua de nivelment se face astfel :

- cota reperului de baz (n funcie de cota reperului de nivelment) se obine printr-o

drumuire dus i ntors de nivelment geometric de precizie ;

- cota reperului de lucru se determina n funcie de cota reperului de baz, printr-o

drumuire dublde ordinul IV.

Zeroul mirei sau reperele piloilor se racordeazla reperul de lucru prin drumuri duble

de nivelment tehnic. Aceastoperaie se executori de cte ori apare vreo ndoialcu privire

la stabilitatea instalaie.

f)

Executarea observaiilor

La toate posturile hidrometrice nlimile nivelului se citesc fatde un plan orizontal

numit plan de bazal instalaiei. La posturile cu miri la maregrafe planul de bazcoincidecu planul gradaiei zero al mirei, la posturile hidrometrice pe piloi cu plci planul de bazal

fiecrui fragment trece prin gradaia inferioara plcilor, iar la posturile cu piloi frplci

prin capul pilotului respectiv.

Observaiile asupra nivelului se executastfel :

- n mrile fra maree i n mrile cu maree cu amplitudine mai micde 50 cm se fac 2-4

observaii pe zi, repartizate uniform n timpul unei zile (dacn timp de o ornivelul variaz

cu mai mult de 10 cm, observaiile se fac la fiecare or) ;- n mrile cu maree cu amplitudine mai mare de 50 cm, citirile se fac la fiecare or, iar

n jurul momentelor de producere a mareelor nalte sau joase (cu 30 minute nainte i dup

momentul respectiv),la fiecare 10 minute.

Momentele de observare a nivelului marii se marcheaz cu precizie de 1-2 minute.

Precizia de citire a nivelului este de 1 cm, iar cnd aceast condiie nu poate fi ndeplinit,

precizia poate fi de 2 cm. Cnd marea este calmse face o singurcitire, iar cnd marea este

agitat se fac 2-3 serii de observaii, fiecare serie constnd n doucitiri (una n momentulcreterii maxime i alta n momentul scderii minime), apoi se ia media lor.

La posturile hidrometrice cu maregraf nivelurile nregistrate ar trebui scoincid ca

valoare cu nivelurile observate la mira de control. Controlul nregistrrilor se face prin citirea

simultan a nivelului la mir i pe maregram (la nceputul i la sfritul

nregistrrii).Momentele respective se marcheazpe maregramprin semne de control, sub

care se noteazora i nlimea nivelului citit la mir.

Dacn sectorul postului hidrometric nu existstaii meteorologice, la orele standard

se executi observaii asupra presiunii atmosferice, elementelor vntului i agitaiei mrii.

7/25/2019 CH FULL

48/151


48

Prelucrarea nivelurilor

a) Reducerea nivelurilor la planul zero al graficului.

Nivelurile de citire la posturile hidrometrice sunt raportate la planul de baz (planul

0 ) al mirei. Poziia acestui plan nu este fix, suferind modificri cauzate de deplasarea pe

verticala ansamblului mir-postament.Ca urmare, n mersul curbei de variaie a nivelului vor

aprea discontinuiti, care pot fi eliminate numai prin utilizarea unui plan de referin fix

numit planul 0 al graficului. Acest plan este situat, de regul, sub planul de baz al

postului hidrometric sau poate coincide cu poziia iniiala acestui plan (planul 0 al mirei

sau al ultimului fragment de mir).

Ambele planuri 0 mira i 0 grafic sunt cotate fat de reperul de baz.

Diferena dintre cota planului 0 al mirei (pilotului) la un moment dat (Z0m) i cota planului 0 al graficului (Z0g) reprezintcorecia (Z0) pentru reducerea nivelurilor instantanee la

planul de referin:

Z0= Z0m Z0g.

Valoarea coreciei Z0se determina periodic pe baza msurtorilor nivelmetrice.

b) Prelucrarea nivelurilor instantanee

n practicse cunosc doucazuri de prelucrare a nivelurilor instantanee:

- prelucrarea nivelurilor msurate cu mira hidrometric;- prelucrarea nivelurilor msurate cu maregraful ;

n primul caz, prelucrarea constn reducerea nivelurilor instantanee la planul 0 al

graficului, aplicnd formula:

Z = Zm+ Z0,

unde : Z nivelul instantaneu redus la zeroul graficului;

Zm nivelul instantaneu citit la mir;

Z0 corecia pentru reducerea nivelurilor la planul 0 al graficului.n al doilea caz, prelucrarea nivelurilor const n corectarea citirilor nlimii i a

momentelor de citire. Corecia n nlime Z (fig. 26) este egal cu suma algebric dintre

corecia pentru reducerea nivelurilor la planul 0 grafic i corecia pentru punerea de acord a

citirilor maregraf-mira control (Zc):

Z = Z0 + Zc,

Corecia Zceste data de relaia :

7/25/2019 CH FULL

49/151


49

Zc= ZmZf,

n care Zmsi Zfsunt indicaiile mirei, respectiv maregrafuluin momentul controlului.

Fig. 26. Calculul nivelurilor instantanee la maregraf

Dac se constat c Zc variaz n funcie de nlimea nivelului se vor executa

observaii de control orare i pe baza acestora se va ntocmi un grafic de corecii, raportnd pe

ordonatvalorile Zci pe abscisorele.

nlimea nivelului instantaneu fatde zeroul graficului va fi :

Z = Zf+ Z.

Corecia de timp se determina astfel :

- pe baza notrilor de control de pe maregrama se calculeaztimpul in care sistemul de

orologerie al maregrafului a luat-o nainte sau a rmas n urma (T = A-0), unde :

A ora indicatde ceasul de control ;

0 ora citit pe maregram; semnul minus arat c ora maregrafului

este nainte, iar semnul plus, ca oreste in urm) ;

- cunoscnd durata unei nregistrri complete n ore (N), se calculeazmarja orar a

maregrafului (K = T /N) ;

- corecia de timp pentru fiecare oreste datde relaia: t = nK (n fiind timpul n ore

ntre ora oficialpentru care se face citirea nivelului i momentul nceperii nregistrrii) ;

- adunnd algebric cu semn schimbat corecia t cu ora n pentru care a fost calculat,

se obine momentul de pe maregrama care corespunde orei oficiale.

c) Calculul nivelurilor medii

n mrile fra maree nivelul mediu zilnic se calculeazpentru 2-4 observaii executate

la ore fixe, iar in mrile cu maree, pentru cele 24 de observaii orare (media aritmetic).

7/25/2019 CH FULL

50/151


50

La posturile hidrometrice cu mirse folosesc observaiile executate la orele standard

din ziua respectiv. Dacn timpul unei zile s-au executat mai multe msurtori de niveluri la

intervale de timp variabile, media zilnica se va calcula prin metoda grafo-analitic. Prin

interpolare se construiete curba de variaie a nivelului, folosind toate observaiile din ziua

respectiva i dup aceea se extrag din grafic nivelurile orare, urmnd s se fac media lor

aritmetic.

La posturile hidrometrice cu maregraf se utilizeaz, de regul, indiferent de caracterul

oscilaiilor mrii, toate nivelurile instantanee orare extrase din maregram. Observaiile

eronate se corecteazprin interpolare. n acest scop, pe baza datelor existente, se construiete

curba de variaie zilnica nivelului, reprezentnd pe abscisorele i pe ordonata nlimile

nivelului. Apoi, trasnd prin interpolare curba de variaie, se elimin erorile de citire sivariaiile accidentale.

Nivelul mediu lunar se calculeaz ca medie aritmetic a nivelurilor medii zilnice.

Mediile zilnice lips din timpul unei luni se completeaz prin metoda corelaiei. Valorile

maxime si minime lunare se extrag din toate nivelurile instantanee din timpul lunii respective.

Nivelurile medii anuale i multianuale se deduc n mod analog nivelului mediu anual.

Cu ajutorul datelor obinute se ntocmesc diferite grafice de variaie a nivelului apei.

7/25/2019 CH FULL

51/151


60

2.CONSTRUCIA PORTURILOR I A BAZINELOR PORTUARE

2.1. ELEMENTE DE CONSTRUC

IE A PORTURILOR

I A

BAZINELOR PORTUARE

1.COFRAJE PENTRU LUCRRI DE BETON I BETON ARMAT.

Rolul pe care l ndeplinesc lucrrile de beton i beton armat n cadrul lucrrilor de

construcii hidrotehnice are o deosebit importandeoarece acestea contribuie la realizarea

structurii construciei indiferent de destinaia acesteia.

Executarea lucrrilor de beton i beton armat monolit presupune realizarea unor fazedintr-o succesiune determinat:lucrri de cofraje i armturi, prepararea i transportul

betonului proaspt, pregtirea pentru betonare a suprafeelor, punerea n oper i tratarea

ulterioara betonului turnat.

Cofrajele ndeplinesc un rol nsemnat n realizarea lucrrilor de beton i beton armat,

att prin delimitarea formei elementului care trebuie executat ct i prin ponderea important

pe care o au n consumul de manoperi n costul total al lucrrilor de beton.n funcie de

modul de confecionare i reutilizare, cofrajele se pot clasifica n:

- cofraje fixe- realizate la faa locului,

- cofraje demontabile-executate din panouri i elemente ajuttoare de inventar,

asamblate i demontate cu ocazia fiecrei turnri,

- cofraje mobile-la care cofrajul, ntreg sau mprit n elemente ajuttoare, se

deplaseazi ia poziii succesive necesare turnrii,

- cofraze speciale-de cauciuc, absorbante, etc.

1.1. COFRAJE FIXE

Cofrajele fixe sunt cofrajele care se executdin lemn la faa locului, n zone n care nu

pot fi utilizate alte tipuri de cofraje: zona dispozitivelor de etanare, zona lamelor de

egalizare, zona de trecere a conductelor prin suprafaa cofrat, de trecere a armturilor,

ghidajelor etc.

n cazul executrii monolite a canalelor colectoare se utilizeazde asemenea pentru

cofrarea bolii, cofraje fixe. Aceste cofraje necesit mult manoper i comsum mare de

material lemnos. De cte ori este posibil, se recomand nlocuirea lor cu cofraje tip sau

reducerea ct mai mult a suprafeelor cofrate.

7/25/2019 CH FULL

52/151


61

Cofraje fixe se utilizeaznsfra putea fi nlocuite la cofrarea unor forme spaiale

complicate, cu grad redus de repetare cum sunt racordurile de intrare la goliri i prize,

planeul camerei spirale i cotul aspiratorului centralei etc.

1.2. COFRAJE DEMONTABILE

Cofrajele demontabile sunt alctuite din panouri a cror refolosire depinde de calitatea

materialelor ntrebuinate.

n afarde panouri, cofrajele demontabile mai folosesc dispozitivele de aliniere i de

aprindere, moaze, grinzi sau popi de susinere, diferite elemente de legtur etc., care n

general, constituie elementele de inventar cu un grad mare de refolosire.

Cele mai utilizate sisteme de cofraje demontabile, sunt descrise n continuare:

1.2.1. Cofraje demontabile din panouri de cherestea.

Cofrajele din panouri de cherestea sunt tipizate (panouri de tip A pentru cofrarea

elementelor lungi i nguste, panouri de tip B i C pentru cofrarea elementelor de suprafa

mare: plci, ziduri de sprijin, fundaii etc.),

Pentru a se asigura o folosire ct mai ndelungat, panourile de cofrare vor fi curate de

resturile de beton dupfiecare decofrare, vor fi reparate eventualele degradri i vor fi unse

pe faa care vine n contact cu betonul cu o emulsie parafinoas. nainte de prima folosire,

panourile vor fi unse pe toate feele lor. Depozitarea panourilor, atunci cnd ele nu se

folosesc, se va face n poziie orizontalpe suprafeele perfect plane, lsnd interspaii ntre

panouri pentru a da posibilitatea de a circula aerul.

1.2.2. Cofraje demontabile din panouri de placaj.

O folosire mai eficienta materialului lemnos se obiine p

CH FULL

Documents

Transcript of CH FULL