CONTRIBU ȚII LA OPTIMIZAREA RE Ţ ELELOR DE CANALIZARE ÎN ... · desf ăşurat ă pe parcursul...

UNIVERSITATEA TEHNICĂ “Gheorghe Asachi” din IA

Facultatea de Hidrotehnică, Geodezie şi Ingineria Mediului

Ing. CRISTIAN-FLORIN SCRIPCARIU

CONTRIBUȚII LA OPTIMIZAREA REŢDE CANALIZARE ÎN SCOPUL CREŞ

SIGURANŢEI ÎN EXPLOATARE

REZUMATUL TEZEI DE DOCTORAT

CONDUCĂTOR DE DOCTORAT: Prof. univ. dr. ing. MIHAIL LUCA

2018

“Gheorghe Asachi” din IAŞI ă,

i Ingineria Mediului

FLORIN SCRIPCARIU

II LA OPTIMIZAREA REŢELELOR PUL CREŞTERII

EI ÎN EXPLOATARE

REZUMATUL TEZEI DE DOCTORAT

UNIVERSITATEA TEHNICA "GHEORGHE ASACHI', DIN lA$l

R E CTO RATU L

CStre

Vd facem cunoscut c5, in ziua de 24.Og.}OLB la ora l2,OO, in Sala de Consiliu a

Facultilii de HidrotehnicS, Geodezie gi lngineria Mediului, va avea loc suslinerea publici a tezei

de doctorat intitulatS:

,,contribulii la optimi zarea relelelor de canalizare in scopul creSterii siguranlei in exploatare"

elaboratS de domnul tNG. SCRIpCARtu CRtsflAN - FLORIN in vederea conferirii titlului Stiintific

de doctor.

Comisia de doctorat este alcituiti din:

1. Prof.univ.dr.ing. Stitescu Florian

Universitatea Tehnici ,,Gheorghe Asachi" din la5i

2. Prof.univ.dr.ing. Luca Mihail

Universitatea Tehnici ,,Gheorghe Asachi" din la5i

3. Prof.univ.dr.ing. Bica loan

Universitatea Tehnicd de Construc!ii Bucure5ti

4. Prof.univ.dr.ing. Robescu Dan Niculae

Universitatea Politehnica din Bucure5ti

5. Conf.dr.ing. Marcoie Nicolae

Universitatea Tehnici ,,Gheorghe Asachi" din laSi

pregedinte

conducitor de doctorat

referent oficial

referent oficial

referent oficial

cu aceastS ocazie v5 invitim s5 participali la suslinerea publicS a tezei de doctorat'

secreffiiversitate,

lng.CriTtina Nagit

(

cA$cAVAL

Scripcariu Cristian - Florin Rezumatul tezei de doctorat

2

MULŢUMIRI

Teza de doctorat prezintă o parte din rezultatele activităţii de studiu şi cercetare desfăşurată în cadrul Şcolii Doctorale a Facultăţii de Hidrotehnică, Geodezie şi Ingineria Mediului din Universitatea Tehnică „Gheorghe Asachi” din Iaşi. De asemenea, teza înglobează o parte din activitatea de proiectare şi cercetare desfăşurată pe parcursul mai multor ani în cadrul unor sisteme de canalizare amplasate în diferite oraşe din România. Cu adâncă consideraţie, Mulţumesc conducătorului ştiinţific, profesorul universitar dr. ing. Mihail Luca pentru viziunea de a vedea în mine un cercetător în domeniul construcţiilor şi instalaţiilor hidroedilitare, pentru conducerea ştiinţifică, încrederea şi sprijinul dat în realizarea acestei lucrări, dar mai ales în orientarea şi îndrumarea ştiinţifică către o serie de direcţii în cercetarea hidraulică a colectoarelor de canalizare mai puţin studiate în acest domeniu. Mulţumesc mult domnului dr.ing. Luca Mihail pentru activitatea domniei sale de profesor, care mi-a insuflat încă din vremea studenţiei dragostea pentru meseria de inginer hidrotehnist, dar şi cea de cercetător, pe care am valorificat-o pe deplin în realizarea acestei teze de doctorat. Adresez mulţumiri profesorilor, membri ai comisiei de doctorat, pentru amabilitatea de a accepta să facă parte din comisie, pentru timpul alocat evaluării acestei lucrări, pentru sugestiile şi recomandările oferite şi nu în ultimul rând pentru aprecierea tehnică şi ştiinţifică a tezei de doctorat. De asemenea, doresc să aduc mulţumiri colectivului de cadre didactice de la Facultatea de Hidrotehnică, Geodezie şi Ingineria Mediului care prin munca lor au contribuit la formarea mea ca inginer şi ulterior m-au sprijinit în realizarea acestei lucrări ştiinţifice. Mulţumesc în mod deosebit domnilor profesori Nicolae Marcoie, Daniel Toma şi Ştefan Popescu pentru sprijinul acordat la realizarea unor etape de cercetare în cadrul tezei de doctorat. Mulţumesc celor care vor dori să lectureze această teză de doctorat şi am speranţa că rezultatele ei vor contribui la îmbogăţirea cu un material ştiinţifice şi tehnic domeniul ingineriei civile şi în special pe cel al managementului reţelelor de canalizare al apelor uzate dotate cu colectoare vizitabile cu secțiuni nestandardizate. Autorul


3

CUPRINS

Introducere .................................................................................................................. 2 ... 7 Cap. 1. Elemente caracteristice privind stadiul actual al reţelelor de canalizare ........... 9 .... 8 1.1. Elemente de analiză privind infrastructura serviciilor publice de canalizare în România................................................................................................... 9 1.2. Sistemele de canalizare din România şi concordanţa cu legislaţia europeană .. 13 1.3. Reţele de colectare a apelor uzate ..................................................................... 16 1.4. Analiza schemelor de canalizare ....................................................................... 20 1.5. Elemente sintetice de analiză a funcţionării sistemelor de canalizare ............... 22 1.6. Starea actuală a reţelelor de canalizare .................................................................. 25 1.6.1. Generalităţi ................................................................................................. 25 1.6.2. Tendinţe generale privind reabilitarea şi modernizarea sistemelor de canalizare ... 26 1.6.3. Direcţii de reabilitare, retehnologizare şi modernizare ............................... 28 1.7. Analiză critică a metodelor de execuţie şi de exploatare .................................. 28 1.7.1. Sistem de canalizare Câmpulung Moldovenesc, judeţul Suceava ............... 28 1.7.2. Sistem de canalizare Flămânzi, judeţul Botoşani ........................................ 29 1.7.3. Sistem de canalizare Tg. Neamţ, judeţul Neamţ ......................................... 30 1.7.4. Sistem de canalizare municipiul Iaşi, judeţul Iaşi ....................................... 31 1.7.5. Sistem de canalizare municipiul Roman, judeţul Neamţ ............................ 33 1.7.6. Sistem de canalizare municipiul Oradea, judeţul Bihor .............................. 33 1.7.7. Sistemul de canalizare a municipiului Cluj – Napoca, judeţul Cluj ............ 34 1.8. Elemente de analiză structurală şi funcţională a sistemelor de canalizare pe plan extern .. 35 1.8.1. Realizarea sistemelor de canalizare în ţările avansate economic ................ 35 1.8.2. Elemente sintetice privind sistemul de canalizare din Germania ................ 35 1.8.3. Elemente sintetice privind sistemul de canalizare din Olanda .................... 37 1.8.4. Elemente sintetice privind sistemul de canalizare din Ungaria ................... 37 1.9. Concluzii şi direcţii de cercetare ....................................................................... 38 Cap. 2. Elemente sintetice privind realizarea şi exploatarea reţelelor de canalizare ....... 41 .. 10 2.1. Caracteristici tehnice ale materialelor utilizate la realizarea reţelelor de canalizare ....... 41 2.2. Debite de calcul în sisteme de canalizare ................................................................. 46 2.3. Elemente de calcul hidraulic la colectoarele de canalizare ............................... 47 . 11 2.3.1. Relaţii de calcul hidraulic la canale ............................................................ 47 2.3.2. Metodica de calcul hidraulic a canalelor cu secţiunea închisă .................... 48 2.3.3. Problemele tip de calcul hidraulic a canalelor cu secţiunea închisă ............ 51 2.4. Elemente de calcul ale mişcării permanente neuniforme graduală variată ........ 52 . 12 2.4.1. Definirea mişcării şi parametri de calcul .................................................... 52 2.4.2. Criterii de recunoaştere a stărilor de mişcare .............................................. 52 2.4.3. Elemente de calcul ale curbelor suprafeţei libere a apei în colectoare ........ 53 2.4.4. Analiza şi calculul mişcării neuniforme rapid variate în canale închise cu forme curbe ........ 56 2.4.5. Mişcarea nepermanentă în canale cu secţiunea închisă .............................. 58 2.5. Calculul hidraulic al colectoarelor de canalizare standardizate......................... 58 2.6. Consideraţii privind variaţia parametrilor secţiunii de curgere la colectoarele de canalizare .. 60 2.6.1. Observaţii la calculul tehnic al colectoarelor de canalizare standardizate .. 60 2.6.2. Parametri hidraulici variabili în secţiunea de curgere a colectoarelor ......... 61 2.6.3. Parametri geometrici variabili în secţiunea de curgere a colectoarelor ....... 63 Cap. 3. Cercetări privind optimizarea hidraulico-funcţională a colectoarelor de canalizare nestandardizate ................................................................................................ 65 .. 12 3.1. Problematica de calcul la colectoarele de canalizare nestandardizate ............... 65 . 12 3.1.1. Consideraţii privind starea actuală a colectoarelor de canalizare vizitabile 65


4

3.1.2. Caracteristici constructive la colectoarele vizitabile nestandardizate ......... 68 3.2. Analiza şi definirea parametrilor de calcul hidraulic la colectoarele de canalizare vizitabile nestandardizate ........................................................................................................ 69 .. 13 3.2.1. Parametri de analiză la colectoarele nestandardizate .................................. 69 3.2.2. Parametri de structurare ai secţiunii la colectoarele nestandardizate .......... 71 3.3. Modelarea matematică a caracteristicilor hidraulice la colectoarele de canalizare cu secţiuni compuse ................................................................................................................ 72 3.3.1. Etapele de analiză ale modelului hidraulico-matematic ................................................ 72 3.3.2. Expresiile analitice pentru cercurile şi dreptele suport ale arcelor de cerc şi segmentelor de dreaptă ............................................................................................ 73 3.3.3. Coordonatele punctelor ce mărginesc cele NA arce de cerc şi segmente de dreaptă .. 74 3.3.4. Expresiile analitice pentru caracteristica hidraulică a tuburilor de canalizare .......... 77 3.4. Analiza şi interpretarea rezultatelor obţinute cu utilizarea programului Profil_Arce_Seg_Dreaptă.m ........................................................................................ 80 .. 14 3.4.1. Scenarii de utilizare ale programului de calcul şi analiză a profilelor de colectoare nestandardizate .................................................................................... 80 3.4.2. Rezultate privind profilul „clopot standardizat” .................................................... 81 3.4.3. Rezultate privind profilul „clopot nestandardizat” ................................................ 85 3.4.4. Rezultate privind profilul nestandardizat „dreptunghi + semicerc” ........................................... 89 3.5. Concluzii ............................................................................................................................ 91 Cap. 4. Studii şi cercetări privind optimizarea hidraulico-funcţională a construcţiilor şi instalaţiilor de pe reţeaua de canalizare .............................................................. 92 .. 15 4.1. Modele de studiu şi baza teoretică de cercetare ................................................ 92 . 15 4.1.1. Identificarea elementelor bazei de studiu şi cercetare ................................. 92 4.1.2. Sinteza noţiunilor teoretice de bază şi relaţii de calcul ............................... 93 4.2. Conceperea unor modele de analiză şi optimizare hidraulică a căminelor de canalizare ... 95 .. 16 4.2.1. Cămin / rezervor cu nivel constant ............................................................. 95 4.2.2. Cămin de racordare simplu ......................................................................... 96 4.2.3. Cămin de racordare cu deversare unilaterală (cameră deversoare) ........... 100 4.2.4. Cămin de racordare cu afluent unilateral .................................................. 106 4.3. Modele de analiză şi calcul pentru conlucrarea colectoarelor de canalizare cu construcţiile de pe reţea ................................................................................................ 109 .. 18 4.3.1. Analiza tipului de mişcare al apei în reţeaua de canalizare .......................................... 109 4.3.2. Modele de analiză şi calcul hidraulic în mişcarea permanentă neuniformă gradual variată în Colectoare – Programul MPGV_Colector.m .................................... 110 4.3.2.1. Ecuaţia diferenţială a mişcării gradual variate în colectoare ............................. 111 4.3.2.2. Condiţii de contur ................................................................................................. 113 4.3.3. Rezultate privind analiza hidraulică a mişcării gradual variate pe colectoarele de canalizare dotate cu construcţii de control şi reglare a curgerii............................... 113 4.3.4. Testul de validare a programului calculator MPGV_Colector.m ............................... 114 4.4. Concluzii ................................................................................................................................ 116 Cap. 5. Studii şi cercetări privind starea structurală şi funcţională a colectoarelor de canalizare vizitabile ....................................................................................................... 118 .. 21 5.1. Baza de studiu şi cercetare .............................................................................. 118 . 21 5.1.1. Selecţia bazei de studiu şi cercetare a colectoarelor de canalizare vizitabile .... 118 5.1.2. Caracteristici geofizice ale amplasamentului obiectivelor cercetate ......... 119 5.2. Caracteristicile structurale şi funcţionale ale Colectorului Principal „Cacaina” ...... 121 .. 21 5.2.1. Analiza parametrilor de amplasament a Colectorului Principal „Cacaina” ... 121 5.2.2. Analiza caracteristicilor structurale ale Colectorului Principal „Cacaina” ... 130 5.3. Caracteristicile structurale şi funcţionale ale Colectorului Principal „De Tranzit” . 131 .. 23


5

5.3.1. Analiza parametrilor de amplasament a Colectorului Principal „De Tranzit”131 5.3.2. Analiza caracteristicilor structurale ale Colectorului Principal „De Tranzit”138 5.3.3. Starea structurală şi funcţională a construcţiei colectorului ...................... 139 5.4. Definirea scenariilor de monitorizare şi optimizare a parametrilor funcţionali ai colectoarelor cercetate ........................................................................... 141 .. 27 5.4.1. Scenarii de funcţionare şi parametri specifici pentru colectorul “Cacaina” ...... 141 5.4.2. Scenarii de funcţionare şi parametri specifici pentru colectorul “De Tranzit” .. 141 5.5. Concluzii ........................................................................................................ 142 Cap. 6. Analiza şi interpretarea rezultatelor simulării numerice a funcţionării Colectorului Principal „Cacaina” .......................................................................... 144 .. 28 6.1. Baza teoretică a modelului hidraulico-matematic de simulare a mişcării nepermanente în colectoare de canalizare .................................................................. 144 .. 28 6.1.1. Ecuaţiile de bază ale modelului hidraulico-matematic ............................. 144 6.1.2. Condiţiile iniţiale şi de contur ale modelului hidraulico-matematic ......... 145 6.1.3. Algoritmul metodei caracteristicilor. Programul Tranzitoriu_Gradual _Variat_Colector ..................................................................................................... 147 6.2. Programul de simulare numerică a mişcării apei în Colectorul Principal „Cacaina” ....... 150 .. 30 6.2.1. Determinarea parametrilor hidraulico-funcţionali de bază caracteristici studiului de caz ....150 6.2.2. Programul de simulare a mişcării nepermanente în colectoare de canalizare ... 150 6.3. Preprocesarea datelor de bază. Scenariu de simulare ...................................... 151 6.4. Rezultatele simulărilor numerice privind mişcarea apei în Colectorul Principal „Cacaina” .......155... 31 6.5. Procedee şi măsuri de optimizare hidraulico-funcţională în scopul creşterii siguranţei în exploatare ............................................................................................... 161 6.5. Concluzii ........................................................................................................ 161 Cap. 7. Analiza şi interpretarea rezultatelor simulării numerice a funcţionării Colectorului Principal „De Tranzit” ................................................................................. 163 .. 33 7.1. Baza teoretică a modelului hidraulico-matematic pentru simularea mişcării nepermanente în colectoare de canalizare .................................................................. 163 7.1.1. Ecuaţiile de bază ale modelului matematic ............................................... 163 7.1.2. Condiţiile iniţiale şi de contur ale modelului hidraulico-matematic ......... 163 7.2. Programul de simulare numerică a mişcării apei în Colectorul Principal „De Tranzit” ... 164 7.2.1. Determinarea parametrilor hidraulico-funcţionali de bază caracteristici studiului de caz ....164 7.2.2. Preprocesarea datelor de bază ............................................................................... 165 7.3. Rezultatele simulărilor numerice privind mişcarea apei în Colectorul Principal „De Tranzit” .166... 34 7.3.1. Rezultatele simulărilor numerice privind mişcarea apei în Colectorul Principal „De Tranzit” – Scenariul I ............................................................................................... 166 .. 34 7.3.2. Rezultatele simulărilor numerice privind mişcarea apei în Colectorul Principal „De Tranzit” Scenariul II ....................................................................................................................178... 35 7.4. Concluzii şi măsuri de optimizare hidraulico-funcţională în scopul creșterii siguranţei în exploatare ................................................................................................ 183 7.5. Analiza conceptelor, tehnologiilor şi materialelor utilizate la reabilitarea colectoarelor de canalizare vizitabile .......................................................................... 185 Cap. 8. Concluzii şi contribuţii personale ........................................................................... 194 .. 39 8.1. Concluzii generale .......................................................................................... 194 . 39 8.2. Contribuţii personale ...................................................................................... 199 . 42 8.3. Perspective viitoare de cercetare ..................................................................... 202 . 45 Bibliografie ............................................................................................................... 203 .. 46 Anexe ...................................................................................................................... 213 .. 48 Activitate ştiinţifică ........................................................................................................................ 223 .. 48


6

INTRODUCERE Teza cu tema „Contribuții la optimizarea reţelelor de canalizare în scopul creşterii

siguranţei în exploatare” a apărut în contextul în care se impune reabilitarea şi modernizarea reţelelor de canalizare în scopul unui management eficient al proceselor de exploatare şi creșterii gradului de siguranţă în exploatare, în situaţii de extrem generate de afluxuri de apă pe durate reduse de timp. Axarea tezei pe analiza tipurilor de mişcare ale apei în colectoare de canalizare vizitabile cu secţiuni standardizate şi nestandardizate, contribuie la îmbogăţirea volumului de cunoştinţe într-un domeniu puţin studiat, dar vital pentru funcţionarea optimă a sistemelor de canalizare. Teza de doctorat doreşte să aducă o serie de contribuţii privind hidraulica colectoarelor de canalizare vizitabile standardizate şi nestandardizate, a corelării formelor de mişcare a apei între colectoare şi construcţiile de pe reţea, a elaborării unor modele hidraulice şi programe pe calculator ce să pună în evidenţă cu precizie ridicată parametri funcţionali în procesul de exploatare. Toate acestea au ca scop optimizarea mişcării apei în colectoare de canalizare vizitabile şi creşterea gradului de siguranţă în exploatare. Teza de doctorat îşi propune să prezinte o serie de metode eficiente şi flexibile de simulare a mişcării apei în colectoare de canalizare vizitabile, cu simulări în diverse scenarii de funcţionare, totul având la bază modele hidraulico-matematice ce descriu mişcarea permanentă şi nepermanentă cu nivel liber în canale cu secţiuni policentrice. Tot odată, teza îşi propune, nu în cele din urmă, să ilustreze modul în care poate fi implementat un algoritm evolutiv de optimizare multi-criterială pentru simularea funcţionării colectoarelor principale de canalizare nestandardizate. Pentru realizarea tematicii s-au elaborat şi implementat următoarele obiective:

- întocmirea unui studiu de documentare ştiinţifică privind stadiul actual şi problemele cu care se confruntă sistemele de canalizare şi în particular colectoarele de canalizare vizitabile;

- elaborarea unui studiu documentar privind parametri hidraulici ai colectoarelor de canalizare vizitabile cu secţiuni standardizate şi nestandardizate;

- realizarea unui studiu documentar privind caracteristicile structurale şi funcţionale a două colectoare principale de canalizare din municipiul Iaşi (Cacaina şi De Tranzit) cu determinarea problematicii de verificare a modului de funcţionare în situaţii de extrem generate de aflux de apă uzată, în special din precipitaţii;

- simularea funcţionării a „Colectorului Principal de canalizare Cacaina” în situaţii de extrem prin utilizarea programelor calculator special realizate în cadrul tezei;

- simularea funcţionării a „Colectorului Principal De Tranzit” în situaţii de extrem prin utilizarea programelor calculator special realizate în cadrul tezei;

- realizarea unor metode de analiză şi programe calculator de simulare a corelării mişcării apei între colector şi construcţiile de pe reţea (cămine, bazine, camere-deversor). Teza de doctorat a fost elaborată în urma unui amplu studiu documentar (circa 228 titluri bibliografice), a cercetărilor în teren pe colectoare de canalizare şi utilizarea de modele hidraulico-matematice pe specificul tipului de mişcare al apei în colectoare. Teza este structurată în opt capitole, bibliografie şi anexe.


7

În capitolul 1 al tezei se prezintă o documentaţie ştiinţifică privind stadiului actual şi de perspectivă al sistemelor de canalizare şi în principal al reţelelor de colectoare de canalizare. Capitolul prezintă principalele probleme ce intervin în exploatarea colectoarelor de canalizare, cu exemple pentru unele sisteme de canalizare din România. De asemenea, sunt analizate critic o serie modalităţi de realizare a reţelelor de canalizare pe plan internaţional. Capitolul 2 realizează o sinteză a celor mai importante materiale de execuţie a colectoarelor de canalizare, precum şi a elementelor de calcul hidraulic necesare pentru abordarea matematică a unor modele de simulare a mişcării apei în secţiuni standard şi nestandardizate de colectoare de canalizare. Capitolul 3 cuprinde o analiză a problemelor de calcul în mişcarea permanentă a colectoarelor de canalizare vizitabile cu secţiunea standardizată, precum şi a celor cu secţiuni policentrice (nestandardizate), cu elaborarea modelului hidraulico-matematic de determinare a parametrilor hidraulici. Aplicarea modelului de simulare se face în baza programului calculator Profil_Arce_Cerc_Seg_Dreapta.m realizat în cadrul tezei. În Capitolul 4 se prezintă modalităţile de optimizare hidraulico-funcţională a mişcării permanente neuniforme a apei în construcţiile amplasate pe colectoarele de canalizare (rezervor/cămin cu nivel constant, cămin de racordare simplu, cămin de racordare cu deversare unilaterală, cămin de racordare cu afluent unilateral, staţii de pompare de alimentare/evacuare), în baza realizării unui model hidraulico-matematic. Modelului matematic i s-a ataşat un program calculator original denumit MPGV_Colector.m, elaborat în mediul de programare MATLAB. În capitolul 5 sunt descrise elementele componente ale bazei experimentale pe care s-au realizat simulările mişcărilor permanente şi nepermanente ale apei uzate în colectoare de canalizare vizitabile standardizate şi nevizitabile. Capitolul prezintă detaliile constructive şi funcţionale ale Colectoarelor Principale „Cacaina” şi „De Tranzit” amplasate în reţeaua de canalizare a mun. Iaşi. Capitolul 6 prezintă cercetările şi rezultatele care au drept scop optimizarea funcţionării „Colectorului Principal Cacaina” în baza simulării numerice a mişcării permanente uniforme şi neuniforme (gradual variate şi rapid variate) şi a mişcării nepermanente pe scenarii de exploatare. Pentru mişcarea nepermanentă s-a realizat un model hidraulico-matematic căruia i s-a ataşat un program calculator pentru aplicare (Tranzitoriu_Gradual_ Variat _Colector.m). Capitolul 7 prezintă cercetările şi rezultatele privind optimizarea funcţionării „Colectorului Principal De Tranzit” în baza simulării numerice a mişcării permanente uniforme şi neuniforme (gradual variate şi rapid variate) şi a mişcării nepermanente pe scenarii de exploatare. Rezultatele cercetării arată prezenţa unor situaţii de risc în funcţionarea colectorului. De asemenea, capitolul prezintă sintetic o serie de tehnologii şi materiale utilizate la reabilitarea colectoarelor de canalizare. Capitolul 8 prezintă concluziile generale ale tezei de doctorat şi contribuţiile autorului. Principala concluzie reliefează importanţa determinării parametrilor geometrici şi hidraulici, precum şi a parametrilor mişcării permanente şi nepermanente la colectoarele de canalizare vizitabile cu secţiuni nestandardizate.


8

Cap. 1. ELEMENETE CARACTERISTICE PRIVIND STADIUL ACTUAL AL REŢELELOR DE CANALIZARE

Acest capitol prezintă unele dintre cele mai importante probleme care afectează în prezent sistemele de canalizare din România şi defineşte o serie de direcţii în care trebuie realizat managementul reţelelor de colectare şi transport al apei uzate în conformitate cu cerinţele prezente în documentele europene. În baza unui studiu documentar, capitolul face o trecere în revistă a tipului de reţele de canalizare utilizate în România, problemele de exploatare actuale şi cerinţele de modernizare. Analiza comparativă cu modul de realizare a reţelelor de canalizare din unele ţări dezvoltate ale lumii arată necesitatea abordării subiectului tezei de doctorat.

1.1. Elemente de analiză privind infrastructura serviciilor publice de canalizare în România

Numărul de locuitori din România deserviţi în anul 2014 de un sistem de alimentare cu apă centralizat a fost de 62,4%, iar de un sistem de canalizare de 47,1% (tabel 1.2), valori mult inferioare ţărilor din Uniunea Europeană. Datele indică o creştere anuală, dar cu o rată sensibil scăzută faţă de cerinţele populaţiei, în special din mediul rural (INS 2015, ARA 2016).

Tabel 1.2. Populaţia deservită cu servicii de canalizare pe total în România, în perioada

2008-2014 (Raport ARA 2016, INS 2015)

Indicator U.M. Anul

2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 PR-SCC Nr. loc. 9.237.821 9.251.627 9.314.022 9.319.223 9.413.027 9.342.026 9.391.503

Acoperire canalizare

% PR 43,0 43,03 43,4 43,52 44,2 46,8 47,1

PR-SCC Populaţia României deservită de un sistem de canalizare centralizat

Fig.1.1. Evoluţia în perioada 2008 – 2014 a numărului de locuitori deserviţi de sisteme de canalizare centralizate (Raport ARA, 2016)


9

Lungimea reţelei de canalizare a crescut în perioada de timp analizată (anii 2008 - 2014) într-un ritm relativ mediu. În anul 2008 existau 20.364,4 km, iar în anul 2014 s-a ajuns la 28.659,5 km, respectiv o creştere de 28,9% (Fig. 1.3). Creșterile lungimii reţelei de canalizare în mediul urban şi în cel rural sunt aproximative egale pe perioada de studiu (Raport ARA 2016).

Fig.1.3. Lungimea reţelelor de canalizare în perioada 2009 – 2014 (Raport ARA, 2016)

1.3.5. Concepte de modernizare ale rețelelor de canalizare

În condiţiile în care reţelele de colectare şi evacuare a apelor uzate trebuie dublate (până la 37.000 - 40.000 km) până în anul 2018, s-au impus următoarele concepte (NP 036-99, NP 035-06):

• separarea totală a reţelei de ape uzate de reţeaua de ape meteorice; toate extinderile de reţea de canalizare s-au adoptat în sistem separativ;

• aplicarea conceptului de reţinere a apelor din ploi la locul de producere (bazine de retenţie, infiltraţii, lucii de apă, bazine integrate);

• dezvoltarea reţelelor vacuumate şi prin pompare, pe baza analizei comparative cu reţelele gravitaţionale;

• folosirea materialelor tip PVC, polietilenă riflată sau PAFSIN care să realizeze o reţea etanşă şi rezistentă la acţiunea agresivă a apelor uzate;

• monitorizarea calităţii apelor uzate preluate în reţelele publice de canalizare;

• refacerea pe baza datelor pluviometrice din ultimii 10 - 20 ani a normelor, standardelor şi metodologiei pentru determinarea debitelor de ape meteorice.

În conformitate cu datele (INS 2015), rezultă în anul 2014 următoarele elemente principale privind situaţia canalizărilor din România: - 311 municipii şi oraşe au sisteme de canalizare; - 760 de comune au un sistem parţial de canalizare; - 658 de reţele de canalizare în total; - 516 reţele de canalizare erau în funcţionare; - 21 de reţele de canalizare sunt conform cerinţelor Directivei 91/271/EEC; - 28.6591 km reţea de canalizare.


10

CAP. 2. ELEMENTE DE CALCUL HIDRAULIC PENTRU SISTEMELE DE ALIMENTARE CU APĂ

În capitolul 2 se realizează o sinteză a celor mai importante materiale de execuţie pentru colectoarele de canalizare, precum şi a elementelor de calcul hidraulic necesare pentru abordarea matematică a unor modele de simulare a mişcării apei în secţiuni standard şi nestandardizate de colectoare de canalizare.

2.1.1. Tipuri de tuburi şi canale pentru colectoarele de canalizare La realizarea colectoarelor de canalizare amplasate în localităţi se

utilizează următoarele tipuri de tuburi (NP 133-2013, GP 127-2014): A. Tuburi din mase plastice: policlorura de vinil plastifiată (PVC) tip

M şi G; PVC gofrat cu mufă; PVC expandat; polietilenă de înaltă densitate (PEID); polipropilenă (PP) etc.

B. Tuburi din materiale clasice de construcţie: beton simplu (BS); beton armat (BA); beton armat precomprimat (PREMO), zidărie de cărămidă, elemente prefabricate din beton etc.

C. Tuburi din materiale plastice compozite: poliester armat cu fibre de sticlă şi inserţie şi răşini epoxidice.

D. Tuburi din materiale vitrifiate – tuburi ceramice E. Tuburi metalice: fontă, fontă ductilă, oţel. F. Tuburi din materiale naturale antiacide: bazalt, gresie ceramică.

2.3. Elemente de calcul hidraulic la colectoare de canalizare

Majoritatea curgerilor cu suprafaţă liberă, existente în cadrul sistemelor de canalizare, sunt de tip nepermanent. Dar, pe intervale relativ mici de timp şi pentru unele situaţii de exploatare a colectoarelor, mişcarea apei poate fi considerată de tip permanent. Relaţia de calcul pentru modelul unidimensional de fluid utilizate la

colectoarele d canalizare sunt următoarele (Luca M., 1998): a – mișcarea permanentă uniformă � = ��√�� (2.3) � = �√�, (a) � = ��√� (b) (2.4)

b - mișcarea permanentă neuniformă graduală variată

− � =�

� �(ℎ)�ℎ��

, (2.15)

c - mișcarea permanentă neuniformă rapid variată

∝��

�

��+ ℎ�� =

∝��

��+ ℎ�� (2.19)

d – mișcarea nepermanentă uniformă


11

0t

A

x

Q=

∂

∂+

∂

∂ (a) iJ

x

h

x

v

g

v

t

v

g−=−

∂

∂+

∂

∂+

∂

∂1 (b) (2.23)

unde: Q este debitul; v - viteza; h – adâncimea apei; A - aria udată; C – coeficientul lui Chezy; R – raza hidraulică; i – panta geodezică a radierului canalului; J – panta hidraulică; K - modul de debit; hG,i – adâncimea centrului de greutate.

a b

Fig. 2.15. Evoluţia saltului hidraulic în colectoare de canalizare cu secţiune circulară: a – cazul h2 < D; b – cazul h2 > D (Luca M., 1998).

2.4. Calculul hidraulic al colectoarelor de canalizare standardizate

Canalele cu secţiune închisă standardizate se calculează hidraulic conform STAS 3051/91 când sunt realizate din materiale clasice, sau rugozitatea lor corespunde valorilor incluse în standard. Transportul apelor uzate impun o viteză minimă în colector de 0,70 m/s (viteza de autocurăţire). Viteza maximă în canal este impusă de natura materialului de realizare (3,0 m/s la beton, gresie, PVC şi 5,0 m/s la beton armat, STAS 3051/91). Panta minimă a radierului la colectoare se recomandă a fi de 0,5%o (Blitz E., ş.a., 1970, Vintilă Şt., ş.a. 1995)

Pentru fiecare profil standardizat, au fost întocmite diagrame de calcul pentru parametrii hidraulici la secţiune plină şi de variaţie a debitului şi vitezei în funcţie de gradul de umplere a secţiunii.

Fig. 2.18. Curbele de umplere parţială pentru profilul Clopot Semicircular standardizat


12

Cap. 3. CERCETĂRI PRIVIND OPTIMIZAREA HIDRAULICO-FUNCŢIONALĂ A COLECTOARELOR DE CANALIZARE

NESTANDARDIZATE Capitolul cuprinde o analiză a problemelor de calcul a colectoarelor de canalizare vizitabile cu secţiunea standardizată, precum şi a celor cu secţiuni policentrice (nestandardizate), cu elaborarea modelului hidraulico-matematic de determinare a parametrilor geometrici şi hidraulici. Modelul hidraulic se aplică cu programul calculator Profil_Arce_Cerc_Seg_Dreapta.m realizat în cadrul tezei. 3.1.1. Consideraţii privind starea actuală a colectoarelor de canalizare vizitabile Colectoarele de canalizare după mărimea lor sunt clasificate astfel: a - colectoare nevizitabile (dimensiuni transversale reduse); b - colectoare vizitabile (dimensiunile secţiunii sunt mari și permit accesul personalului de întreţinere). Colectoarele vizitabile secțiunea sub formă de ovoid, clopot, circulare, mixte etc. Secţiunea transversală a colectoarelor vizitabile poate fi standardizată sau nestandardizată. 3.1.2. Caracteristici constructive la colectoarelor vizitabile nestandardizate O mare parte din colectoarele principale de canalizare existente în România au perioada de exploatare depăşită, sunt degradate prin colmatare şi eroziune şi nu mai asigură parametri de exploatare optimi. Fenomenele de degradare, împreună cu o serie de lucrări de reparaţii şi reabilitare au transformat secţiunile de curgere standardizate în secţiuni nestandardizate.

a

b

Fig. 3.3. Degradarea secţiunii de curgere la colectoarele de canalizare vizitabile; a – colmatare cimentată; b – colmatare în faza de concentrare şi cimentare (Luca M., 2015).

Secţiunile de curgere s-au transformat geometric și în mod progresiv: formele curbe s-au transformat în forme mixte (curbe + linii) (Fig. 3.4).


13

a

b

Fig. 3.4. Schema de transformare a secţiunilor standardizate în secţiuni nestandardizate la colectoarele de canalizare vizitabile; a – secţiune ovoid; b – secţiune clopot (linia albastră-

secţiunea standard; linia roşie-zone de modificare a secţiunii) (Luca M., 2016).

3.2. Analiza şi definirea parametrilor de calcul hidraulic la colectoarele de canalizare vizitabile nestandardizate

3.2.1. Parametri de analiză ai colectoarelor nestandardizate Pe lângă tuburile standardizate din reţelele de canalizare analizate ca studii de caz au fost identificate colectoare executate din tuburi cu profil clopot prezentând un raport dintre dimensiuni nestandardizat (Fig. 3.6), precum şi canale închise cu profil compus dintr-un semicerc şi un dreptunghi realizat prin lucrări de reabilitare (Fig. 3.7).

Fig. 3.6. Profilul clopot cu raportul dintre dimensiuni nestandardizat

Fig. 3.7. Profilul compus dintr-un semicerc inferior şi un dreptunghi superior

Geometria secţiunii poate fi analizată pe sectoare de curbe şi linii

cunoscând coordonatele x, y şi z în secţiunile de calcul. Parametrii secţiunii colectorului se obţin prin măsurători la interior, inclusiv măsurători topografice pentru determinarea pantei radierului (Scripcariu C., F., 2016).

g gD

b

h

BABP

Bg g

b

h

BABP


14

3.4. Analiza şi interpretarea rezultatelor obţinute cu utilizarea programului Profil_Arce_Cerc_Seg_Dreapta.m

3.4.1. Scenarii de utilizare a programului de calcul şi analiză a profilelor de colectoare nestandardizate

Programul Profil_Arce_Cerc_Seg_Dreapta.m a fost utilizat pentru rezolvarea a trei scenarii privind forma geometrică a secţiunii transversale: Scenariul 1 a testat programul pentru profilul „clopot semicircular standard”. Scenariul 2 a determinat parametrii geometrici şi hidraulici pentru profilul tip clopot cu dimensiuni nestandardizate prezentat în fig. 3.6. Scenariul 3 a determinat parametrii geometrici şi hidraulici pentru profilul tip clopot compus dintr-un semicerc inferior şi un dreptunghi superior cu dimensiuni nestandardizate prezentat în fig. 3.7. Scenariile 2 şi 3 au permis obţinerea unei serii de date de bază necesare în simulările numerice din capitolele ce conţin studiile de caz şi analiza conlucrării colectorului de canalizare cu construcţiile de pe reţea. 3.4.3. Rezultate privind profilul tip „clopot nestandardizat” Scenariul 2 a fost rulat cu datele geometrice şi hidraulice aferente profilului clopot nestandardizat (Fig. 3.6), cu dimensiunile reprezentative B/H=2800/2400 mm şi rugozitatea neuniformă pe perimetrul udat redată prin coeficientul k = 74 (n = 1/k = 0,0135).

Fig. 3.13. Caracteristici hidraulico-funcţionale W=fW(h) şi K fK(h) la canalul tip clopot nestandardizat.

Fig. 3.14. Caracteristici de umplere parţială Q/Qp=K/Kp=fQ(h/H) şi v/vp= W/Wp = fv(h/H) la canalul tip clopot nestandardizat.

3.4.4. Rezultate privind profilul nestandardizat „dreptunghi+semicerc”

Canalul policentric închis (Fig. 3.7) are profilul constituit din linii şi curbe astfel: la partea inferioară un semicerc cu raza R1 = D/2 şi centrul O1(0, R1); la partea superioară un dreptunghi cu lăţimea B (B=3,450 m) şi înălţimea Hd; înălţimea totală a profilului este H = D/2+Hd (conf. ec. 3.3), unde Hd = 2,600

0 50 100 150 200 2500

0.5

1

1.5

2

2.5

--K--W

Caracteristicile hidraulico-functionale ale tubului Clopot (semi)circular B= 2800 & H= 2400 mm

z, [m

]

W : [ms-1] & K: [m3s-1]

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.40

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

--Q --v

Caracteristicile de umplere partiala ale tubului Clopot (semi)circular B= 2800 & H= 2400 mm

h/H

, [-

]

v/vp : [-] & K/K

p: [-]


15

m. Profilul compus dintr-un semicerc şi un dreptunghi analizat este complet determinat prin 9 puncte (Fig. 3.7), de coordonate (yC, zC).

Fig. 3.15. Curbe caracteristice B = fB(h), A = fA(h), zG = fzG(h), P = fP(h), Rh = fRh(h) la canalul nestandardizat cu secţiune policentrică.

Fig. 3.14. Caracteristici de umplere parţială Q/Qp=K/Kp=fQ(h/H) şi v/vp= W/Wp = fv(h/H) la canalul tip clopot nestandardizat.

Cap. 4. STUDII ŞI CERCETĂRI PRIVIND OPTIMIZAREA HIDRAULICO-

FUNCŢIONALĂ A CONSTRUCŢIILOR ŞI INSTALAŢIILOR DE PE REŢEUA DE CANALIZARE

4.1. Modele de studiu şi baza teoretică de cercetare Din analiza reţelei de canalizare s-au identificat următoarele tipuri de construcţii şi instalaţii care funcţionează ca un sistem hidraulic cu nivel liber şi/ sau sub presiune: 1° rezervor/ cămin cu nivel constant; 2° cămin de racordare simplu (cu sau fără schimbare/ rupere de pantă; cu sau fără modificarea formei şi/ sau dimensiunile secţiunii transversale a tuburilor/ canalelor); 3° cămin de racordare cu deversare unilaterală; 4° cămin de racordare cu afluent unilateral; 5° staţii de pompare de alimentare; 6° staţii de pompare de evacuare.

a

b

Fig. 4.1. Cămin cu stăvilar şi gură de deversare amplasat pe colectorul din malul râului Bahlui, mun. Iaşi: a – vedere generală a construcţiei şi instalaţiei; b – detaliu privind stăvilarul.

0 2 4 6 8 10 120

0.5

1

1.5

2

2.5

3

--P--A--R

--zG--B

Curbele caracteristice geometrice ale tubului Semicerc & dreptunghi B= 3450 & H= 2600 mm

z, [m

]

B, P, R, zG

: [m] & A: [m2]-0.2 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.20

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

--Q --v

Caracteristicile de umplere partiala ale tubului Semicerc & dreptunghi B= 3450 & H= 2600 mm

h/H

, [-

]

v/vp : [-] & K/K

p: [-]


16

4.2.2. Cămin de racordare simplu

4.2.2.1. Modelul hidraulico – matematic de analiză pentru căminul de racordare simplu Căminele tip „simplu de racordare” (Fig. 4.3) sunt amplasate, în general, în secţiuni centrale ale colectorului, situaţie impusă de una sau mai multe restricţii: 1° - schimbarea pantei radierului; 2° - ruperea de pantă; 3° - schimbarea formei şi/ sau dimensiunile secţiunii transversale a tuburilor/canalelor etc.

a b

c d Fig. 4.3. Schema de analiză şi calcul pentru un cămin de racordare simplu: a - profil

longitudinal; b - vedere în plan (orizontal); c - peretele amonte al căminului; d - peretele aval al căminului; b1, b2 sunt lăţimile porţiunilor I° şi III°; L, l - lungimea şi lăţimea căminului; zR1, zR2 - cotele radierelor porţiunilor I° şi III°; zRC - cota radierului căminului; z1, z2 - cotele nivelului liber al apei pentru porţiunile I° şi III°; zC - cota nivelului liber al apei în cămin.

Prin utilizarea celor trei ecuaţii prezentate anterior s-a elaborat modelul hidraulico-matematic (detaliile sunt prezentate în cap. 4.2.2.,) ce a permis obţinerea unei ecuaţii caracteristice de forma:

( )1 2, , 0Ch h zΛ = , (4.30)

ce reprezintă o ecuaţie în variabilele h1, h2 şi zC. Cota nivelului liber al apei în cămin, zC, în practică poate fi întâlnită una din următoarele două situaţii: - cota zC este monitorizată, deci prezintă o valoare cunoscută, zC = zi; - cota zC nu este monitorizată (absenţa controlului) şi poate fi aproximată astfel:


17

1 2 1 1 2 2

2 2R R

C

z z z h z hz

+ + + += = . (4.31)

Pentru ambele situaţii evidenţiate mai sus, singurele variabile din ecuaţia (4.31) sunt adâncimile h1 şi h2, din care una este cunoscută în funcţie de sensul de parcurgere al axei s la efectuarea calculului hidraulic. 4.2.2.2. Analiza şi interpretarea rezultatelor obţinute cu „Modelul

hidraulico – matematic” pentru căminul de racordare simplu Modelul matematic a fost aplicat pentru un cămin de racordare simplu, caracterizat prin următoarele mărimi geometrice şi hidraulice: tronson amonte CL 2800/2400, cu zR1 = 40,00 m; tronson aval CL 2500/2150 cu zR2 = 39,80 m; cămin de racordare paralelipipedic cu zRC = 38,50 m, L = 3,00 m, l = 6,5 m, (β1 = β2 =1,10; α1 = α2 =1,30). Rezultatele obţinute sunt prezentate în (Tabel 4.1)

Tabel 4.1. Valori determinate pentru mărimile maxamh , max

avh , ( )minam ih Q şi ( )min

av ih Q

Tron- son

Tip tub max maxam avh h

[m] Qi

[m3/s]

2iQ gα ⋅

[m5] BCR [m]

ACR [m2]

3CR CRA B

[m5]

min minam avh h

[m] 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Amon-te C

L

2800

/24

00

2.2448 5,300 3,722 2,798 2,184 3,722 1,049 7,500 7,454 2,755 2,738 7,454 1,249 10,00 13,252 2,653 3,276 13,252 1,447

Aval CL

25

00/

2150

2.0098 5,300 3,722 2,474 2,096 3,722 1,081 7,500 7,454 2,375 2,606 7,454 1,291 10,00 13,252 2,197 3,076 13,252 1,496

b). Procedeul de calcul prezentat mai sus a fost aplicat repetitiv

pentru următoarele valori ale parametrilor funcţionali: { } { } { }1 2 3, , 5.30,7.50,10.00iQ Q Q Q Q∈ = = , ( )( )min max

1 ,am am i amh h h Q h= ∈

şi cu restricţia ( )( )min max2 ,av av i avh h h Q h= ∈ .

Verificarea modelului de calcul s-a realizat prin calcul clasic cu utilizarea graficelor din cap. 3. Cu datele determinate s-au obţinut reprezentările grafice din figura 4.4; punctul de coordonate (ham, hav)Test = (2,00 m, 1,643 m), determinat prin calcul detaliat în secţiunea a) şi evidențiat prin marker-ul „pentagram”, se plasează corect pe curba cu parametrul Q1 = 5,30 m3/s.

Modelul de analiză considerat permite determinarea cu un grad ridicat de precizie a parametrilor hidraulici în căminul de racordare simplu amplasat pe un colector de canalizare, situaţie ce permite un control eficient al parametrilor curgerii cu nivel liber în mişcarea permanentă.


18

Fig. 4.4. Caracteristici hidraulice la căminul de racordare simplu pentru debite Q1<Q2<Q3 (mărimi determinante: tronson amonte CL 2800/2400, cu zR1 =40,00 m; tronson aval CL 2500/2150 cu zR2=39,80 m; cămin paralelipipedic cu zRC=38,50 m, L=3,00 m, l=6,5 m).

În mod asemănător s-au determinat în cap. 4 ecuaţiile hidraulice

caractaristice pentru construcţiile hidroedilitare existente pe traseul colectorului de canalizare.

4.3. Modele de analiză şi calcul pentru conlucrarea colectoarelor de canalizare cu construcţiile de pe reţea

4.3.1. Analiza tipului de mişcare al apei în reţeaua de canalizare Mişcarea apei uzate cu nivel liber în reţeaua de canalizare cu secţiune închisă poate fi de tip nepermanent şi permanent. Regimul de curgere care poate afecta cel mai mult siguranţa în exploatare a sistemelor de canalizare este cel de tip nepermanent (tranzitoriu), fiind de tip lent variabil, fie rapid variabil. Pentru generalizarea tratării colectoarelor principale de canalizare - în toate regimurile de curgere, pentru toate tipurile de secţiuni de colector (standardizate şi nestandardizate) - caracteristicile geometrice şi hidraulico - funcţionale ale acestuia B=fB(h), P=fP (h), A=fA (h), Rh=f Rh (h), zG=fzG (h), W=fW (h) şi K=fK (h) (4.87) au fost considerate prin matricea M, de forma M=[ h B P A Rh zG W K]. (4.88) Matricea M a fost determinată pe baza modelelor matematice şi programului calculator (cap. 3, Anexa 1); elementele matricei M sunt vectori coloană NC – dimensionali, unde NC reprezintă numărul de valori distincte atribuite cuplelor de valori

1 1.2 1.4 1.6 1.8 2 2.2 2.41.3

1.35

1.4

1.45

1.5

1.55

1.6

1.65

1.7

1.75

1.8

ham

,[m]

ha

v ,

[m]

Caracteristicile Caminului de Racordare Simplu pentru debitele Q1 < Q

2 < Q

3 ....

|- Q

3

|- Q

2

|- Q

1

- (h

am,h

av)Test


19

{ } ( ), , , , , , , , 1,2, ,h G Cih B P A R z W K i N= K . (4.89)

4.3.2. Modele de analiză şi calcul hidraulic în mişcarea permanentă neuniformă gradual variată în colectoare – Programul MPGV_Colector.m Colectoarele principale de canalizare funcţionează preponderent în mişcarea permanentă gradual variată. Modelul de calcul hidraulic în mişcarea permanentă gradual variată, serveşte la determinarea condiţiilor iniţiale pentru modelele de calcul în diverse tipuri de mişcări nepermanente. În mişcarea permanentă gradual variată, parametrii hidraulici - debitul Q şi adâncimea h, sau cota z sunt o funcţie numai de coordonata spaţiala uni-dimensională s. Modelul de calcul hidraulic în mişcarea permanentă gradual variată constă din: 1°- ecuaţia diferenţială a mişcării gradual variate; 2°- condiţiile de contur. Ecuaţia diferenţiala de ordinul întâi a mişcării neuniforme gradual variată în canele este cu derivate parţiale, iar pentru a evidenţia această particularitate este transpusă sub forma

( ) d dh h sΨ ⋅ = , (4.93), unde ( )

( )( )

( )

2

3

2

2

1B hQ

g A hh

Qi

K h

α ⋅− ⋅

Ψ =

−

. (4.94)

În literatura de specialitate (Certousov M., D., 1966, Bartha I., 2003, Gh., Carlier M., 1972, Luca M., 1999), ecuaţiile (4.93, 4.94) sunt soluţionate, uzual, cu următoarea condiţie de contur simplă

0 0;s s h h= = (4.95) unde s0 şi h0 reprezintă valori cunoscute pentru coordonata s şi, respectiv, adâncimea h. Problema Cauchy, definită prin relaţiile (4.93) şi (4.95), prezintă următoarea soluţie particulară, explicitată în raport cu variabila s: ( ) ( )0 0s s h h= + Φ − Φ , (4.96)

unde funcţia ( )hΦ are expresia,

( ) ( ) dh h hΦ = Ψ ⋅∫ (4.97)

şi reprezintă o primitivă a funcţiei Ψ (h). Soluția (4.96) este de forma: ( )0 0

s=f , ,s h h s (4.98)

şi poate fi explicitată ulterior în variabila h sub forma ( )1 0 0

s=f , ,h s s h− . (4.99)


20

Pentru simularea mişcării neuniforme gradual variate, conform modelului hidraulico matematic elaborat, s-a realizat programul calculator MPGV_Colector.m (Anexa 2) în mediul de programare MATLAB. Programul permite 4.3.3. Rezultate privind analiza hidraulică a mişcării gradual variate pe colectoarele de canalizare dotate cu construcţii de control şi reglare a curgerii Pentru fiecare construcţie amplasată pe colectorul de canalizare au fost particularizate condiţiile de contur (cap. 4.2), cu formele prezentate în (cap. 4.3.3.1–4.3.3.4), care sunt integrate în programul calculator MPGV_Colector.m. Programul MPGV_Colector.m a fost testat pentru mişcarea apei între două cămine succesive, iar rezultatele au fost comparate cu cele obţinute prin calcule analitice. Programul MPGV_Colector.m în ansamblu urmează să fie validat numai prin măsurători experimentale.

4.3.3.2. Cămin de racordare simplu

Abscisa 0s este reprezentată de coordonata spaţială de referinţă a căminului (de exemplu, coordonata pentru mijlocul căminului), iar relaţia dintre adâncimile în secţiunile amonte, ham, şi, respectiv, aval, hav, ale colectorului – când cota zC este monitorizată sau este aproximată cu relaţia (4.31) – se deduce din ecuaţia (4.30); prin urmare, rezultă următoarele condiţii de contur:

0s s= , ( )am av, 0h hΛ = (4.105)

În funcţie de sensul de parcurgere a axei s la efectuarea calculului hidraulic - în sensul de curgere (din amonte spre aval) sau în sensul opus curgerii (din aval spre amonte) – în ecuaţia (4.105) adâncimea ham este cunoscută şi hav necunoscută, sau, respectiv, adâncimea hav este cunoscută şi ham necunoscută. Alura curbei reprezentative a funcţiei Λ(ham, hav) = 0, pentru o valoare a debitului cunoscută, este redată în diagrama din figura 4.4. 4.3.3.4. Cămin de racordare cu afluent unilateral

Expresia formală a condiţiei de contur, dedusă din ecuaţia (4.86), este următoarea:

s = s0, ( )1 am av, , ( ), ( ) 0zC af Qaf afh h f h f hΛ = (4.106)

unde funcţiile ( )Qaf aff h şi ( )zC aff h sunt redate de ecuaţiile (4.84) şi,

respectiv, (4.85). Cap. 5. STUDII ŞI CERCETĂRI PRIVIND STAREA STRUCTURALĂ ŞI

FUNCŢIONALĂ A COLECTOARELOR DE CANALIZARE VIZITABILE


21

5.1. Baza de studiu şi cercetare Alegerea bazei de studiu şi cercetare a avut în vedere evidenţierea modului de comportare hidraulică şi funcţională a componentelor structurale ale reţelei de canalizare, care ridică probleme deosebite în exploatare. În cercetare s-au ales colectoarele care prezintă dificultăţi în procesul de reabilitare şi modernizare. În această categorie se încadrează colectoarele de canalizare vizitabile, de dimensiuni mari, dotate cu construcţii speciale de derivare sau conectare, modificări de secţiune în exploatare, amplasări de staţii de pompare etc. Pentru studiul teoretic şi experimental s-au selecţionat dintre colectoarele de canalizare ce deserveşte oraşul Iaşi următoarele colectoare:

- Colectorul principal de canalizare „Cacaina”, sau colectorul “C” – realizat în anii 1935 – 1943, amplasat pe Valea Cacaina, este construit pe actualul Bd. C. A. Rosetti (casetă cu dimensiunile 3450/2250 mm) şi pe Bd. T. Vladimirescu (casetă cu dimensiunile 3450/2250 mm). Colectorul C se descarcă în colectorul “D” (Fig. 5.1, Fig. 5.2 şi Fig. 5.3).

- Colectorul “De Tranzit” este construit pe malul stâng al râului Bahlui, în paralel cu colectorul “D”. Colectorul „De Tranzit” are rolul de a transporta debitele suplimentare descărcate de noile cartiere de locuinţe, în special „Alexandru cel Bun”, precum şi de unităţile economice situate pe malul drept al Bahluiului (Fig. 5.2). 5.2. Caracteristicile structurale şi funcţionale ale colectorului principal „Cacaina”

Colectorul principal “Cacaina”, amplasat pe Bd. C. A. Rosetti şi în continuare pe Bd. Tudor Vladimirescu, are primul tronson sub formă circulară (tuuri Dn 700), iar al doilea tronson sub formă dreptunghiulară (3450/2250 mm). Colectorul funcţionează în sistem unitar, cu o serie de probleme în cazul ploilor torenţiale (S.C. Apavital, 2016). Conform figurii 5.3, colectorul principal „Cacaina” prezintă următoarele caracteristici, conexiuni şi construcţii pe reţea:

- sectorul I este format din două sub-sectoare: o subsectorul Ia amplasat pe bd. C.A. Rosetti realizat din tub

circular de beton Dn 700 (Fig. 5.4.a, Fig. 5.5.a); o subsectorul Ib amplasat pe bd. T. Vladimirescu realizat dintr-o

construcţie dreptunghiulară 3450x2250 din beton armat (Fig. 5.4.b, c şi d, Fig. 5.5.b);


22

- colectoare afluente amplasate pe străzile care se racordează la cele două bulevarde, respectiv II, III, IV, V, VII realizate din tuburi standard (circular, ovoid, clopot) şi diverse materiale;

- colectorul de evacuare VI amplasat în malul stâng al râului Bahlui; - cămine pe colectoare: CA1-CA6 - cămin cu alimentare unilaterală;

CD8 – cămin cu deversare unilaterală; - SPE – staţie de pompare de evacuare (cu rol de intervenţie); - acumularea Cârlig (VIII) cu stăvilarul de reglaj (ST).

a

Fig. 5.3. Schema structurală şi funcţională a colectorului principal “Cacaina” (Apavital, 2016)

Fig. 5.4 Relevee foto cu amplasamentul Colectorului Principal „Cacaina” pe Bd. C.A. Rosetti; a - stăvilar amonte colector; b - amplasarea pe Bd. C.A. Rosetti;

Din analiza datelor prezentate în tabelul 5.1 rezultă varietatea formei geometrice a secţiunii transversale a colectorului principal Cacaina pe lungimea sa (circulară, dreptunghiulară, mixtă). Secţiunea de curgere nu mai respectă o formă standardizată ci a trecut la o formă nestandardizată pe o serie de tronsoane.


23

a

b

Fig. 5.7. Cămin cu stăvilar şi gură de deversare amplasat pe colectorul din malul râului Bahlui, mun. Iaşi: a – vedere generală a construcţiei şi instalaţiei; b – detaliu privind stăvilarul.

5.3. Caracteristicile structurale şi funcţionale ale colectorului principal „De Tranzit”

Colectorul principal „De Tranzit” prezintă următoarele caracteristici, conexiuni şi construcţii pe reţea (Fig. 5.8):

- colector principal structurat pe sectoare cu două forme ale secţiunii transversale:

o sectorul I realizat din tub de canalizare tip clopot din beton armat cu dimensiunile Cl 2800/2400, amplasat între Podul de Piatră şi căminul cu deversare laterală CD1 (Fig. 5.9, Fig. 5.10.a, Fig. 5.11.a);

o sectorul 2 realizat din tub de canalizare tip clopot din beton armat cu dimensiunile Cl 2500/2150, amplasat între căminul CD1 şi camera de încărcare CI (Fig. 5.9, Fig. 5.10.b, Fig. 5.11.b);

o sectorul 3 realizat dintr-un colector ovoid din beton armat cu dimensiunea 3x2250/2500, amplasat între camera de încărcare CI şi căminul cu deversare laterală CDF (Fig. 5.9, Fig. 5.10.c, Fig. 5.11.c). - cămine cu deversare unilaterală Cd1, Cd2, CDF; - cămine simple CS1 şi CS2; - cameră de încărcare, CI; - staţia de pompare de alimentare cu ape uzate, SPA, bazinul de aspiraţie,

BA, bazinul de refulare, BR. Parametri constructivi specifici construcţiilor de pe traseul colectorului principal „De Tranzit”, cu evidenţierea caracteristicilor geometrice (cote şi lungimi) şi ai tipului de tub, sunt prezentaţi în (Tabel 5.4).


24

Fig. 5.6.a. Profil longitudinal - colectorul principal “Cacaina” tronson I (SC Eptisa Romania, 2011)

Tabel 5.1. Parametri colectorul principal “Cacaina” în profil longitudinal

Nr. crt. 1 2 3 4 5 6 7 8 Simbol ST CA1_am CA1_av CA2_am CA2_av CA3_am CA3_av CA4_am x, [m] 0 686,25 687,75 738,80 740,30 759,50 761,00 811,75

zr1/2, [m] 41,96 40,07 40,07 39,93 39,93 39,84 39,84 39,60 Nr. crt. 9 10 11 12 13 14 15 16 Simbol CA4_av CA5_am CA5_av CA6_am CA6_av CD8_am CD8_av CD8_dev x, [m] 813,25 1107,50 1109,00 1648,25 1649,75 2112,75 2118,75 2117,75

zr1/2, [m] 39,60 39,14 39,14 38,30 38,30 36,60 36,60 36,60 ST – stăvilar; CA1_am – căminul cu alimentare unilaterală 1, secţiunea amonte; CA1_av – idem, secţiunea aval; CD8_am –căminul cu deversare unilaterală 8, secţiunea amonte; CD8_av – idem, secţiunea aval; zr1/2: zR1 sau zR2, cotele radierelor porţiunilor I° şi III° ale colectorului (Fig. 5.3, Fig. 5.5).


25

Fig. 5.9. Schema colectorului principal “De Tranzit”: B.A. – bazinul de aspiraţie al SPA “Podu de Piatră”; B.R. – bazinul de refulare al SPA “Podu de Piatră”;

CD1, CD2, CDF – căminele cu deversare unilaterală 1, 2 şi, respectiv, final; CS1, CS2– căminele simple 1 şi 2; CI – camera de încărcare; CI_av – idem, secţiunea aval; CDF_am – căminul cu deversare unilaterală final, secţiunea amonte.

Fig. 5.12.a. Profil longitudinal - colectorul principal “De Tranzit” (sursa: SC Eptisa omania, 2011)


26

Fig. 5.12.c. Profil longitudinal - colectorul principal “De Tranzit” (Eptisa Romania, 2011)

Tabel 5.3. Profil longitudinal prin colectorul principal “De Tranzit” Nr. crt. 1 2 3 4 5 6 7 Simbol B.A. B.R_centr B.R_av CD1_am CD1_av CD2_am CD2_av x, [m] 1670,00 1672,00 3370,90 3373,50 4671,40 4674,00

zr1/2, [m] 36,42 35,36 35,36 34,85 34,85 B/H

[mm]

CL 2800/

2400 CL 2800/

2400 CL 2500/

2150 CL 2500/

2150 Nr. crt. 8 9 10 11 12 13 14 Simbol CS1_am CS1_av CS2_am CS2_av CI_am CI_av CDF_am x, [m] 5959,40 5962,00 6046,40 6049,00 7055,90 7062,50 8212,20

zr1/2, [m] 34,30 34,30 34,07 34,07 33,62 33,62 33,10 B/H

[mm] CL 2500/

2150 CL 2250/

1950 CL 2250/

1950 CL 2250/

1950 CL 2250/

1950 3xOV

2250/2500 3xOV

2250/2500 CD1_am – căminul cu deversare unilaterală 1, secţiunea amonte; CD1_av – idem, secţiunea aval; CS1_am – căminul simplu 1, secţiunea amonte; CS1_av – idem, secţiunea aval; CI_am – camera de Încărcare, secţiunea amonte; CI_av – idem, secţiunea aval; CDF_am – căminul cu deversare unilaterală final, secţiunea amonte.

a b

Fig. 5.13. Relevee foto cu amplasamentul Colectorul Principal “De Tranzit” în malul râului Bahlui: a – tronson Pod Roş – Pod TV; b – tronson Pod TV – Pod Metalurgiei.


27

5.4. Definirea scenariilor de monitorizare şi optimizare a parametrilor funcţionali ai colectoarelor cercetate

5.4.1. Scenarii de funcţionare şi parametri specifici pentru colectorul “Cacaina”

Scenariile de simulare pentru Colectorul Principal „Cacaina” au fost: A - Scenarii de descărcare gravitaţională prin căminul deversor CD8 Scenariul I – nivelul râului Bahlui este sub cota radierului camerei

deversoare CD8 B - Scenarii de descărcare prin staţia de pompare “Tudor

Vladimirescu” Scenariul I - nivelul râului Bahlui este peste cota radier a camerei

deversoare CD8 Scenariul II - oprirea staţiei de pompare datorată “căderii de putere” Justificarea propunerii de scenariu pentru studiul de caz Justificarea propunerii de scenariu pentru studiul de caz rezultă din

situaţia că descărcarea apelor prin staţia de pompare “Tudor Vladimirescu” poate deveni periculoasă în situaţia “căderii de putere”. Astfel, scenariul B-II reflectă o situaţie dificilă în funcţionarea colectorului principal „Cacaina”.

5.4.2. Scenarii de funcţionare şi parametrii specifici pentru colectorul “De Tranzit”

Scenariile de simulare pentru Colectorul Principal „De Tranzit” au fost: A - Scenarii de funcţionare a staţiei de pompare “Podu de Piatră” Scenariul I - pornirea staţiei de pompare; Scenariul II - oprirea staţiei de pompare datorată “căderii de putere” B - Scenarii de alimentare şi de descărcare a “Camerei de Încărcare” Scenariul I - creşterea nivelului datorită avariei Staţiei de Epurare Justificarea propunerii de scenariu pentru studiul de caz Am stabilit ca fiind periculos, pentru siguranţa în exploatare,

scenariul de creştere a nivelului în “Camera de Încărcare” datorită avariei Staţiei de Epurare. Acest scenariu presupune:

1°- sunt maxime atât debitul în secţiunea amonte a colectorului “De Tranzit”, max

TzQ =5,3 m3/s, cât şi debitele celorlalte colectoare afluente în

“Camera de Încărcare”: maxDQ =8,61 m3/s, max

&MEQ =8,27 m3/s;

2°- debitul staţiei de epurare se reduce, în regim rapid variabil, de la valoarea maximă max

SEQ =8,40 m3/s la zero – ceea ce conduce atât la

creşterea sarcinii deversorului final, cât şi a nivelului în “Camera de Încărcare”;

3° - hidrograful nivelului în “Camera de Încărcare” este monitorizat continuu, cu baza de timp de 5”.


28

Cap. 6. ANALIZA ŞI INTERPRETAREA REZULTATELOR SIMULĂRII NUMERICE A FUNCŢIONĂRII COLECTORULUI PRINCIPAL CACAINA

6.1. Baza teoretică a modelului hidraulico-matematic de simulare a mişcării nepermanente În colectoare de canalizare

6.1.1. Ecuaţiile de bază ale modelului hidraulico-matematic

Mișcările nepermanente rapid variabile, gradual variabile în colectoarele sistemelor de canalizare pot fi simulate prin modelele matematice complexe constituite din: 1°- ecuaţiile de mişcare; 2°- ecuaţia de continuitate; 3°- condiţii iniţiale; 4°- condiţii de contur (Luca M., 1994). Curgerea nepermenentă în colectoare este modelată matematic prin ecuaţiile Saint Venant. Pentru realizarea modelului hidraulico - matematic s-a utilizat forma diferenţială a ecuaţiilor (Cioc D., 1983): - ecuaţia de continuitate

0h Q

B qt x

∂ ∂+ − =

∂ ∂, (6.1)

unde Q este debitul; q - debitul specific afluent/ defluent; B – lăţimea la suprafaţă a albiei; h – adâncimea apei; x – lungimea; t – timpul; - ecuaţia conservării momentului, forma convergentă (ecuaţia dinamică a undei)

2

0 0f

Q Q hg A S S

t x A xβ ∂ ∂ ∂

+ + + − = ∂ ∂ ∂

, (6.2)

unde S0 este panta fundului albiei; Sf – panta hidraulică; A – aria secţiunii de curgere; β coeficientul lui Boussinesq. Din punct de vedere matematic, ecuațiile (6.1) și (6.2) alcătuiesc un sistem de ecuații cu derivate parțiale, cu variabilele independente timpul, t, şi coordonata spaţială x, iar ca variabile dependente principale - adâncimea apei, h, şi debitul Q. Una din metodele de rezolvare a sistemului de ecuaţii Saint-Venant, cu condiția ca ambele ecuații să fie cvasiliniare în necunoscutele h și Q, este metoda caracteristicilor (Hâncu S., et. al., 1985). Ecuaţia dinamică a undei (6.2) a fost fi transcrisă sub forma:

0)(2

02

2=−+

∂

∂⋅⋅

⋅+

∂

∂+

∂

∂⋅

⋅− SSgA

x

QQ

At

Q

x

hBQ

AgA f

ββ . (6.4)

În cazul cel mai general, un sistem de două ecuații cvasiliniare prezintă următoarea formă


29

11 12 13 14 15

21 22 23 24 25

0,

0,

h h Q Qa a a a a

t x t x

h h Q Qa a a a a

t x t x

∂ ∂ ∂ ∂

∂ ∂ ∂ ∂

∂ ∂ ∂ ∂

∂ ∂ ∂ ∂

+ + + + =

+ + + + =

(6.5)

și este caracterizat prin matricea A, definită astfel:

11 12 13 14 15

21 22 23 24 25

a a a a aa a a a a =

A . (6.6)

Elementele matricei A pot fi determinate în funcţie de coeficienţii ecuaţiilor (6.1) şi (6.4), astfel:

( )11 12 13 14 15

221 22 23 24 25 02

, 0, 1, - 2

0, , 1, , f

a B a a a a qB

a a g A Q a a Q a g A S SA A

ββ

≡ = ≡ ≡ = ⋅ ≡ = − ≡ = ⋅ = −

(6.7)

Se constată că A = A(t, x, H, Q), deci ecuaţiile de ordinul întâi (6.1) şi (6.4), precum şi sistemul (6.5) sunt cvasiliniare. În practică, sistemul de ecuaţii Saint Venant se rezolvă considerând condiţii iniţiale şi de contur adecvate cazului.

6.1.2. Condiţiile iniţiale şi de contur ale modelului hidraulico-matematic

În momentul iniţial, tI , se acceptă ipoteza de mișcare permanentă şi neuniformă (uzual, gradual variată). Astfel, condiţiile iniţiale sunt de forma (6.8) şi pot fi redate numeric prin următoarele triplete: ( )0 0 0, , , cu 1,2, .i i i tIx h Q i N= K , (6.8)

fiind exprimate prin următorii trei vectori NtI - dimensionali: { } { } { }0 0 0 0 0 0, ,i i ix h Q= = =X h Q . (6.9)

Condiţiile de contur pot fi de două tipuri: nedinamice şi dinamice, astfel:

- Condiţiile de contur nedinamice, ca şi cele din mișcarea permanentă graduală variată în funcţie de construcţiile hidroedilitare prezente pe reţea.

- Condiţiile de contur dinamice, redate prin ecuaţii specifice, respectiv:

a - hidrograful nivelurilor în efluent (hidrograful undei de viitură); b - parametri de manevră a vanei unui stăvilar; c - caracteristicile de manevră operaţionale la staţiile de pompare:

Complexitatea modelului matematic, impune ca problemele de curgere în mișcările nepermanente rapid variabile şi gradual variabile în colectoarele reţelelor de canalizare să fie soluţionate numai prin metode numerice, dintre care, cele mai utilizate, datorită eficienţei lor, sunt ( Luca M., 1994, Popescu


30

Şt., 1989): 1° metoda caracteristicilor; 2° metoda diferenţelor finite. La elaborarea modelului hidraulico-matematic s-a ales pentru prima metodă.

Cu algoritmul prezentat în cap. 6.1.3 s-a elaborat programul calculator Tranzitoriu_Gradual_ Variat _Colector.m, program necesar simulărilor numerice pentru mișcarea în colectoarele principale de canalizare. Listingul de utilizare a programului Tranzitoriu_Gradual_

Variat _Colector.m este prezentat în secţiunea de ANEXE.

6.2. Programul de simulare numerică a mişcării apei în colectorul principal „Cacaina”

6.2.1. Determinarea parametrilor hidraulico-funcţionali de bază caracteristici pentru studiul de caz Parametri caracteristici geometrici şi hidraulici ai Colectorului Principal „Cacaina” (Fig. 5.3, Fig.5.8, Tabel 6.1), necesari în simulare, au fost determinaţi prin prelucrarea datelor preluate din profilurile longitudinale, măsurătorile efectuate în teren, şi colectate din documentaţiile tehnice de proiectare (APAVITAL S.A., 2014, Eptisa Romania SA 2011).

Tabel 6.1. Parametrii hidraulico-funcţionali caracteristici pentru Colectorul Principal “Cacaina”

Cămin ST CA1 CA2 CA3 CA4 CA5 CA6 CD8 z1, [m] 43,66 41,82 41,68 41,89 41,35 40,94 40,05 38,35

Q, [m3/s] 4,30 5,40 6,00 6,50 7,40 8,00 8,35 8,35 zC, [m] 43,66 41,82 41,68 41,89 41,35 40,94 40,05 38,35 Zaf , [m] 44,11 41,82 41,84 41,89 41,35 40,94 40,05 38,35

Qaf/d, [m3/s] 4,30 1,10 0,60 0,50 0,90 0,60 0,35 -

z1 = cota nivelului apei în colectorul amonte cămin; Q = debitul colectorului amonte cămin; zC = cota nivelului apei în cămin; Zaf = cota nivelului apei în colectorul afluent, de ordin inferior; Qaf/d = debitul afluent, Qaf, sau debitul deversat, Qd

6.2.2. Programul de simulare a mişcării nepermanente în colectoare de canalizare Mişcarea apei în colectoarele de canalizare vizitabile amplasate în sisteme de tip unitar este de tip nepermanent sub influenţa debitelor meteorice. În general, aceste colectoare sunt proiectate într-o mişcare permanentă. Problematica curgerii în Colectorul principal „Cacaina” a impus analiza şi elaborarea unui program de determinare a parametrilor curgerii nepermanente. Pentru simularea numerică a funcţionării colectorului principal „Cacaina” a fost utilizat un set alcătuit, în principal, din următoarele trei programe calculator: Profil_Arce_Cerc_Seg_Dreapta.m; MPGV_Colector.m şi Tranzitoriu_Gradual_Variat _Colector.m.


31

Programele Profil_Arce_Cerc_Seg_Dreapta.m şi MPGV_Colector.m au fost utilizate în etapa de preprocesare a datelor de bază, iar cu programul Tranzitoriu_Gradual_Variat _Colector.m a fost realizată simularea numerică a funcţionării colectorului „Cacaina” într-un scenariu de mișcare nepermanentă.

6.3. Preprocesarea datelor de bază. Scenariu de simulare Din punct de vedere constructiv şi hidraulico - funcţional, colectorul „Cacaina”, în cea mai mare parte, este un canal închis, cu profil compus dintr-un semicerc şi un dreptunghi (Fig. 3.7). Caracteristicile geometrice şi funcţionale ale acestui colector au fost determinate în subcapitolul 3.4.3 (Fig. 3.15-3.18), utilizând programul Profil_Arce_Cerc_Seg_Dreapta.m – pentru KodT = 4: Semicerc & dreptunghi. Din rularea programului MPGV_Colector.m, au rezultat caracteristicile funcționale ale colectorului „Cacaina” în mișcarea permanentă gradual variată iniţială (Tabel 6.2. şi 6.3., Fig. 6.3. şi 6.4).

6.4. Rezultatele simulărilor numerice privind mşcarea apei în Colectorul Principal „Cacaina”

Simularea numerică a funcţionării colectoarelor principele în mișcări permanente (gradual variate) şi nepermanente (gradual şi rapid variabile) a fost realizată cu programul Tranzitoriu_Gradual_Variat _Colector.m. Deoarece toate cele şase cămine de pe traseul colectorului principal „Cacaina” sunt coaxiale cu colectorul principal, prezentând aceleaşi valori pentru lăţime şi cota radierului ca şi acesta, în colector poate fi acceptată ipoteza de mișcare nepermanentă gradual şi rapid variabilă, iar pe unele tronsoane o mişcare permanentă gradual variată. Din rularea programului au rezultat următoarele date de ieşire, ce definesc funcţionarea colectorului în scenariul de exploatare adoptat:

1° - valorile adâncimii h = h(t,x), pentru 0 ≤ t ≤ 4.496” şi 0 ≤ x ≤ 2.115,75 m. Pentru a obţine o precizie sporită, intervalul pentru x, [0, 2115,75] m, a fost subdivizat prin Nph = 100 puncte de diviziune echidistante, iar pentru intervalul aferent timpului t, [0, 4.496”], au rezultat Npk = 1.200 puncte de diviziune quasi-echidistante. Astfel soluţia h = h(t,x) este redată prin următoarele valori discrete pentru t, x şi h: ( ),, , , cu 1, 2, ., =100 si 1,2, ., 1200i j i j pk pht x h i N j N= = =K K (6.37)

Analiza datelor s-a realizat în trei secţiuni caracteristice situate la distanţa: x ∈ {687,00; 1108,25; 1649,00} (6.39)


32

Fig. 6.5. Graficul de variaţie al adâncimii apei în trei secţiuni amplasate pe Colectorul

Principal „Cacaina”

0500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

1

1.1

1.2

1.3

1.4

1.5

1.6

1.7

1.8

t [s]

h0.7Km

, h1.1Km

, h1.6Km

[m]

--h

0.7

Km

--h

1.1

Km

--h

1.6

Km

Hid

rog

rafu

l ad

ancim

ilo

r in

3 s

ectiuni : h

0.7

Km

max

= 1

.21

m, h

1.1

Km

max

= 1

.71

m, h

1.6

Km

max

= 1

.64

m


33

Tabel 6.8. Coordonatele pentru curba de remuu la momentul iniţial şi înfăşurătoarele adâncimilor extreme din mişcarea nepermanentă (extras)

Nr. crt.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

x, [m]

0 72,96 145,91 218,87 291,83 364,78 437,74 510,70 583,66 656,61

hmin, [m]

0,941 0,941 0,940 0,940 0,939 0,939 0,939 0,939 0,947 0,994

hGV, [m]

0,972 0,972 0,972 0,972 0,972 0,972 0,972 0,974 0,994 1,069

hmax [m]

1,022 1,025 1,029 1,034 1,040 1,047 1,057 1,071 1,102 1,162

Adâncimile extreme (marcate în tabel cu caractere italice aldine) cărora le corespund şi grade de umplere extreme, apar în aceleaşi secţiuni ca şi în mișcarea permanentă gradual variată iniţială: adâncimea maximă hmax= 2,60 m, cu Umax = 1,00 – în secţiunea aval (deci se ajunge la umplerea completă a secţiunii, situaţie defavorabilă funcţionării normale a colectorului); adâncimea minimă hmin= 0,94 m, cu Umin = 0,36 – în secţiunea amonte.

Cap. 7. ANALIZA ŞI INTERPRETAREA REZULTATELOR SIMULĂRII NUMERICE A FUNCŢIONĂRII COLECTORULUI

PRINCIPAL „DE TRANZIT”

7.2. Programul de simulare numerică pentru colectorul „De Tranzit”

7.2.1. Determinarea parametrilor hidraulico-funcţionali de bază caracteristici studiului de caz

Pentru studiul de caz a fost adoptat scenariul justificat propus la pct. 4.3.2. Din monitorizarea hidrografului nivelului în “Camera de Încărcare - CI”, ZCI = ZCI(t), au rezultat următoarele valori extreme ale nivelurilor: min 34.60 mCIZ = şi max 35.80 mCIZ = . (7.1)

Tabel 7.1. Parametrii hidraulico-funcţionali pentru colectorul “De Tranzit” Cămin BA BR CD1 CD2 CS1 CS2 CI CDF z1, [m] - 38,02 37,15 36,40 35,74 37,17 34,63 -

Q, [m3/s] - 5,300 5,300 4,124 3,142 3,142 3,142 - zC, [m] 33,50 38,20 37,13 36,36 35,71 35,49 34,53 34,43 Zaf , [m] - - 35,88 35,80 - - - -

Qaf/d, [m3/s] 5,300 5,300 1,175 0,982 - - - 3,142

z1 = cota nivelului apei în colectorul amonte cămin; Q = debitul colectorului amonte cămin; zC = cota nivelului apei în cămin; Zaf = cota nivelului apei în colectorul afluent, de ordin


34

inferior; Qaf/d = debitul afluent, Qaf, sau debitul deversat, Qd

Simularea funcţionării Colectorului Principal „De Tranzit” s-a realizat în două scenarii de exploatare, astfel: Scenariul I, cu cota apei la intrarea în „Camera de Încărcare” min 34.60 mCIZ = ;

Scenariul II, cu cota apei la intrarea în „Camera de Încărcare” max 35.80 mCIZ = .

Colectorul principal „De Tranzit” fiind alcătuit din tuburi de tip clopot (semi)circular nestandardizat şi echipat cu cămine de racordare simple şi/ sau cu deversare unilaterală - poate fi considerat canal închis, cilindric, cu debitul şi panta constante pe porţiuni. În aceste condiţii, simularea numerică a funcţionării colectorului „De Tranzit” a fost efectuată cu un set alcătuit, în principal, din următoarele două programe calculator: Profil_Arce_ Cerc_Seg_Dreapta.m şi MPGV_Colector.m.

7.3. Rezultatele simulărilor numerice privind mişcarea apei în Colectorul Principal „De Tranzit”

7.3.1. Rezultatele simulărilor numerice privind mișcarea apei în

Colectorul Principal „De Tranzit” – Scenariul I Cu programul MPGV_Colector.m au fost realizate simulările numerice pentru funcţionarea colectorului principal „De Tranzit” în Scenariul I reprezentativ de mișcare permanentă, unde cota nivelului în „camera de încărcare” are valoarea min 34.60 mCIZ = . Toate datele de bază

constructivo - funcţionale ale celor trei tipuri de tuburi de canalizare, CL 2800/2400, CL 2500/2150 şi CL 2250/1950, au fost implementate în programul MPGV_Colector.m prin simpla citire a fişierului de date Caracteristic_hidraulice_Clopot_ semicircular.mat. Datele de intrare I.3 şi I.5, precum şi datele II.3 şi II.4 au fost implementate direct de la tastatură. Din rularea programului MPGV_Colector.m pentru Scenariul I au rezultat următoarele date de ieşire:

1° - valorile adâncimii în mişcarea gradual variată, hGV =hGV(x), pentru 1672 ≤ x ≤ 5959,40 m.

2° - valorile adâncimii normale, hN = hN(x), pentru 1672 ≤ x ≤ 5959,40 m. 3° - valorile adâncimii critice, hCR = hCR(x), pentru 1672 ≤ x ≤ 5959,40 m. 4° - valorile nivelului apei în mişcarea gradual variată, ZGV =ZGV(x), pentru

1672≤x≤5959,40 m. 5° - valorile nivelului normal al apei, ZN = ZN(x), pentru 1672 ≤ x ≤ 5959,40 m. 6° - valorile nivelului apei critic, ZCR =ZCR(x), pentru 1672≤ x ≤5959,40 m.


35

Din analiza datelor obţinute (Tabel 7.2, Fig. 7.7-Fig. 7.13) rezultă următoarele concluzii ce caracterizează starea de funcționare a Colectorului Principal „De Tranzit”:

Tabel 7.2. Rezultatele simulării mişcării apei în Colectorul Principal „De Tranzit” în Scenariul I (cote şi gradul de umplere), pentru cota de intrare min 34.60 mCIZ = (extras)

Nr.crt. 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 x, [m] 3.373,5 3.517,7 3.661,9 3.806,1 3.950,3 4.094,5 4.238,7 4.382,9 4.527,1 4.671,4 ZGV, [m]

37,057 36,997 36,936 36,875 36,813 36,751 36,688 36,625 36,562 36,497

U, [-] 0,7897 0,7879 0,7859 0,7838 0,7815 0,7789 0,7762 0,7732 0,7699 0,7663 ZN, [m]

37,111 37,055 36,998 36,941 36,885 36,828 36,771 36,715 36,658 36,601

ZCR, [m]

36,316 36,259 36,203 36,146 36,089 36,033 35,976 35,919 35,863 35,806

ZCR – cota adâncimilor critice; ZN – cota adâncimilor apei; ZGV – cota adâncimilor apei în mişcarea gradual variată; U – gradul de umplere

- mişcarea apei este reprezentată de o succesiune de curbe ale suprafeţei libere dezvoltate pe fiecare tronson conform condiţiilor iniţiale şi de contur (50 de secţiuni de analiză) (Fig. 7.12);

- gradul de umplere al colectorului variază în limite largi pe lungimea sa; valorile înregistrate în simulare sunt U = 0,519 – 0,709;

- gradul de umplere maxim, Umax = 0,789, se înregistrează în secţiunea 11, iar valoarea acestuia este la limita admisă de standardele în vigoare (U = 0,80 pentru Dn sau H >900 mm (STAS 3051-68, Blitz E., 1970, Manualul de Instalaţii, vol. IS, 2002));

- gradul de umplere minim, Umin = 0,519, se înregistrează în secţiunea 50, iar valoarea acestuia este în limitele admise de funcţionare a colectorului, conform standardelor în vigoare;

- curbele suprafeţei libere formate în mişcarea gradual variată sunt de tip urcător pe tronsonul 1, 3 şi 4 (curbe tip a1, Fig. 7.7, Fig. 7.9 şi Fig. 7.10);

- curbele suprafeţei libere formate în mişcarea gradual variată sunt de tip coborâtor pe tronsonul 2 şi 5 (curbe tip b1, Fig. 7.8 şi Fig. 7.11);

7.3.2. Rezultatele simulărilor numerice privind mișcarea apei în Colectorul Principal „De Tranzit” – Scenariul II

Cu programul MPGV_Colector.m au fost realizate simulările numerice pentru funcţionarea colectorului în Scenariul II pentru cota nivelului în „camera de încărcare” max 35.80 mCIZ = .


36

Fig. 7.12. Reprezentarea grafică a funcţiilor 4° - 6° pe colectorul „De Tranzit” pentru

min 34.60 mCIZ = : ZRC - cota radierului colectorului; ZCR - cota adâncimilor critice; ZN -

cota adâncimilor apei; ZGV - cota adâncimilor apei în mişcarea gradual variată.

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

32

33

34

35

36

37

38

39

--Z

GV

--Z

GV

--Z

CR

--Z

N

--Z

BR

--Z

RC

--Z

CI

Co

lecto

rul "D

e T

ranzit".

Cara

cte

ristici te

hnic

o-f

unctio

nale

x [m

]

ZRC

,ZCR

, ZN, Z

GV [m]


37

Din rularea programului MPGV_Colector.m în Scenariul II au rezultat următoarele date de ieşire:

1° - valorile adâncimii în mişcarea gradual variată, hGV = hGV(x), pentru 1672 ≤ x ≤ 5959,40 m.

2° - valorile adâncimii normale, hN = hN(x), pentru 1672 ≤ x ≤ 5959,4 m. 3° - valorile adâncimii critice, hCR = hCR(x), pentru 1672 ≤ x ≤ 5959,4 m. 4° - valorile nivelului apei în mişcarea gradual variată, ZGV =ZGV(x), pentru

1672≤x≤5959,40 m. 5° - valorile nivelului normal al apei, ZN =ZN(x), pentru 1672≤x≤5959,4 m. 6° - valorile nivelului apei critic, ZCR =ZCR(x), pentru 1672≤x≤5959,4 m.

Funcţiile 1° - 3° au fost reprezentate pe fiecare din cele cinci

tronsoane pentru condiţia de contur max 35.80 mCIZ = în figurile 7.14 - 7.18.

Funcţiile 4° - 6° au fost reprezentate pe toată lungimea colectorului pentru

condiţia de contur max 35.80 mCIZ = în figura 7.19 şi tabelul 7.3.

Din analiza datelor din Tabel 7.3 şi Fig. 7.14. – Fig. 7.19 rezultă următoarele concluzii şi observații ce caracterizează starea de exploatare a colectorului „De Tranzit”:

- mişcarea apei este reprezentată de o succesiune de curbe ale suprafeţei libere dezvoltate pe fiecare tronson conform condiţiilor iniţiale şi de contur (Fig. 7.19);

- gradul de umplere al colectorului „De Tranzit” variază în limite largi pe lungimea sa; valorile înregistrate în simulare sunt U = 0,707 – 1,000;

- gradul de umplere maxim, Umax = 1,00, se înregistrează în secţiunile 35 - 37, iar valoarea acestuia depăşeşte limita admisă de standardele în vigoare (U=0,80 pentru Dn sau H >900 mm (STAS 3051-68, Blitz E., 1970, Manualul de Instalaţii, vol. IS, 2002));

- gradul de umplere minim, Umin = 0,707, se înregistrează în secţiunea 1, iar valoarea acestuia este în limitele admise de funcţionare a colectorului, conform standardelor în vigoare;

- curbele suprafeţei libere sunt de tip urcător pe tronsonul 1, 2, 3 şi 5 (curbă tip a1, Fig. 7.14, Fig. 7.15, Fig. 7.16 şi Fig. 7.18), pentru o stare de mişcare lentă, unde hN > hCR şi i < iCR;

- curba suprafeţei libere pe tronsonul 4 este de tip urcător (curbă tip c1, Fig. 7.17), pentru o stare de mişcare rapidă (supercritică), unde hN4 < hCR4 şi i4 > iCR4; tronsonul 4 are o lungime de 84,00 m şi o pantă de 2,64 %0 (celelalte tronsoane prezintă pante sub 1%0);

- secţiunile de control, care dictează tipul curbei suprafeţei libere şi modul de evoluţie a adâncimii apei sunt constituite de secţiunea camerei de încărcare şi secţiunile de schimbare ale pantei tronsoanelor ce formează


38

colectorul; mişcarea este deosebit de complexă, având în vedere racordarea a cinci tronsoane de canal:

Tabel 7.3. Cote caracteristice şi gradul de umplere max 35.80 mCIZ = (extras)

Nr.crt 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 x, [m] 1.672 1.860 2.204 2.238 2.427 2.615 2.804 2.993 3.182 3.370 ZGV, [m]

38,11 38,03 37,95 37,88 37,81 37,74 37,68 37,62 37,56 37,50

U, [-] 0,707 0,721 0,737 0,755 0,775 0,797 0,819 0,843 0,868 0,894 Nr.crt 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 x, [m] 5.962 5.971 5.980 5.990 5.999 6.008 6.018 6.027 6.037 6.046 ZGV, [m]

36,09 36,09 36,09 36,09 36,09 36,08 36,08 36,07 36,06 36,04

U, [-] 0,956 0,968 0,979 0,991 1,000 1,000 1,000 0,956 0,968 0,979

Fig. 7.14. Reprezentarea funcţiilor 1° - 3° pe tronsonul 1, pentru max 35.80 mCIZ =

- creşterea nivelului în camera de încărcare determină creşterea

gradului de umplere peste limita admisă, inclusiv umplerea completă a colectorului; această situaţie prezentă într-o mişcare graduală variată şi determină evacuarea apei din construcţia de transport; situaţia cea mai defavorabilă se înregistrează pe tronsonul de colector cuprins între secţiunile 35 – 37, respectiv pe penultimul tronson (Fig. 7.19);

- în scenariul analizat, arată că pe traseul colectorului se înregistrează în mod frecvent depăşirea gradului de umplere admis, fapt ce influenţează negativ cotele suprafeţei libere, determinând situaţii de refulare în exterior a apei uzate.

1600 1800 2000 2200 2400 2600 2800 3000 3200 34001

1.2

1.4

1.6

1.8

2

2.2

2.4

--hCR

--hN

--hGV

Colectorul "De Tranzit", Trons. 1. Adancimi caracteristice: hCR

= 1.05 ; hN = 1.54 & h

GV(x), [m]

x [m]

hC

R, h

N, h

GV [m

]


39

Cap. 8 CONCLUZII ŞI CONTRIBUŢII PERSONALE

8.1. Concluzii generale

În cadrul tezei de doctorat au fost create, dezvoltate şi utilizate câteva metode de analiză şi calcul cu scopul de a contribui la optimizarea mişcării neuniforme în colectoare de canalizare cu secţiuni de curgere mari, standardizate şi nestandardizate. Subiectele tratate în teza de doctorat sunt de strică actualitate şi se înscriu în tendinţele de studiu şi cercetare pe plan internaţional. Rezultatele prezentate în teză sunt rodul unei cercetări interdisciplinare, fiind folosite cunoştinţe din următoarele domenii: hidraulică, canalizări, optimizare hidraulică, matematici speciale, informatică, tehnologia lucrărilor de canalizare etc. Studiul colectoarelor de canalizare cu dimensiuni mari prezintă un caracter deosebit de complex, din cauză că secţiunile de curgere se modifică în timp, trecând de la forme geometrice standardizate la forme nestandardizate. Acest aspect presupune din punct de vedere al modelării hidraulice introducerea şi gestionarea unui număr foarte mare de date de natură geometrică, hidraulică şi tehnologică. Realizarea unor programe de analiză şi calcul, rezolvate numeric contribuie la dotarea serviciilor de apă canal cu un material tehnic şi aplicativ, ce optimizează procesul de exploatare a colectoarelor de canalizare vizitabile nestandardizate. Concluziile principalele pot fi sintetizate pe următoarele grupe:

A - Referitor la starea actuală structurală a colectoarelor de canalizare vizitabile:

• În contextul actual de asigurare a serviciilor către populaţie, operatorii serviciilor de apă - canal din România depun eforturi susţinute pentru a se organiza cât mai eficient procesul de exploatare a reţelelor de canalizare în scopul limitării cheltuielilor de întreţinere şi reparaţii.

• Colectoarele de canalizare vizitabile sunt componente indispensabile ale sistemelor de canalizare urbane. După intrarea în funcţiune, colectoarele de canalizare se află într-o continuă exploatare. Factorii din amplasament şi proprietățile fizico-chimice ale apei transportate determină un complex de acţiunii asupra structurii şi secţiunii de curgere.

• Colectoarele de canalizare vizitabile sunt supuse unor grupări complexe de acţiuni determinate de mediul de amplasament, de regimul hidraulic variabil şi variat, de modul de aplicare a lucrărilor de întreţinere şi reparaţii etc. Colectoarele de canalizare vizitabile sunt afectate în mod semnificativ de fenomene de îmbătrânire fizică şi morală.


40

• Colectoarele de canalizare vizitabile sunt afectate de fenomene de degradare structurală manifestate prin eroziuni şi colmatării, care determină modificarea formei geometrice a secţiunii de curgere. De asemenea, lucrările de reabilitare pot determina modificarea formei secţiunii de curgere, situaţie în care aceasta se transformă dintr-o secţiune tip standard în nestandardizată.

B - Referitor la starea actuală funcţională a colectoarelor de canalizare vizitabile:

• Colectoarele de canalizare vizitabile prezintă o funcţionare continuă pe durate mari de timp. În stadiul actual, când cerinţa de apă a crescut, iar regimul hidrologic urban prezintă unele fenomene de extrem, debitele colectoarelor sunt mult mai variabile în timp, cu majorări bruşte, în special în sistemul unitar, fapt ce dereglează funcţionarea colectorului.

• În unele situaţii funcţionale, secţiunea de curgere proiectată pe unele tronsoane ale colectoarelor de canalizare vizitabile nu corespunde cu cea proiectată. În acest caz, parametri hidraulici nu mai sunt determinaţi prin procedeele clasice, situaţie ce impune abordarea unor metode adecvate de calcul, care să considere valoarea corectă a parametrilor actuali de funcţionare.

• Mişcarea apei cu nivel liber într-un colector de canalizare vizitabil este formată, în principal, dintr-o succesiune de mişcări neuniforme gradual şi rapid variate.

• În colectoarele de canalizare vizitabile, perimetrul udat este degradat de acţiunea chimică a apei uzate ce determină eroziuni, situaţie ce creează variaţia rugozităţii, cu influenţe importante asupra valorii debitului transportat şi vitezei de transport.

C - Referitor la modul de conlucrare a colectoarelor cu mediul din amplasament:

• Colectoarele de canalizare vizitabile sunt amplasate într-un mediu subteran care influenţează comportarea acestora în timp, cu acţiuni semnificative asupra siguranţei structurale, stabilităţii procesului de exploatare şi a parametrilor de mediu.

• În perioada de funcţionare, colectoarele de canalizare vizitabile din România au fost supuse la acţiuni diferenţiate provenite din mediul de înglobare, care au afectat integritatea structurală şi modul de funcţionare.

D - Referitor la modul de optimizare a exploatării a colectoarele de canalizare vizitabile:

• Colectoarele de canalizare vizitabile îşi pot modifica în timp parametrii funcţionali (debit, adâncime, grad de umplere, viteză, pantă geodezică etc.), fapt ce implică aplicarea unui proces de optimizare a procesului de exploatare pentru a răspunde la cerinţele impuse de sistemul de canalizare deservit (debite, viteze de spălare, grad de umplere etc.).


41

• Optimizarea procesului de exploatare a colectoarele de canalizare vizitabile poate fi de tip hidraulic, tehnico-economic, etc. La majorarea debitului transportat, prioritară devine optimizarea hidraulică pentru a păstra parametrii funcţionali (grad de umplere şi vitezele de spălare) în limite tehnice acceptabile.

• Modelul de optimizare trebuie să ia în consideraţie parametrii actuali ai secţiunii de curgere, precum şi ai structurii constructive degradate în timp.

• Din analiza scenariului cu impact major asupra siguranţei în exploatare a Colectorului Principal „Cacaina”, evidențiat la cap. 6, şi a parametrilor hidraulico - funcţionali obţinuţi prin rularea programelor calculator elaborate (preprocesarea datelor de bază: Profil_Arce_Cerc_Seg_Dreapta.m, cu fişierul de date Caracteristic_hidraulice_Semicerc _dreptunghi.mat. şi MPGV_Colector.m – pentru generarea condiţiilor iniţiale şi Tranzitoriu_Gradual_Variat _Colector.m – determinarea parametrilor mişcării) au rezultat modurile de funcţionare a colectorului de canalizare în situaţii de variaţie a debitului tranzitat.

• Pentru Colectorul Principal „Cacaina” au fost determinaţi tipul şi parametrii hidraulici pentru condiţiile de contur în următoarele secţiuni: amonte (stăvilarul de acces în colector, cu stavila în poziţie fixă) – rezervor cu nivelul liber variabil şi rezistenţa hidraulică fixă; aval (la debuşarea în camera deversoare CD8) - rezervor cu nivelul liber variabil şi rezistenţa locală la intrarea în camera deversoare; pentru cele şase secţiuni de debuşare a colectoarelor secundare afluente – debit relativ (raportat la debitul din regimul permanent iniţial) afluent variabil.

• Rezultatele numerice obţinute pe colectorul Cacaina, determinate cu programul Tranzitoriu_Gradual_Variat _Colector.m, au fost postprocesate, situaţie în care se pot menţiona următoarele concluzii principale: adâncimea maximă hmax = 2,60 m, cu gradul de umplere Umax = 1,00 apare în secţiunea aval (umplerea completă a secţiunii, situaţie defavorabilă funcţionării normale a colectorului); adâncimea minimă hmin = 2,60 m, cu Umin = 0,36 – în secţiunea amonte.

• Pentru Colectorul Principal „De Tranzit”, rezultate obţinute cu programul MPGV_Colector.m, au fost postprocesate şi astfel au fost obţinute datele numerice (tabel 7.2) şi reprezentările grafice (Fig. 7.7 - 7.13) – pentru condiţia de contur min 34.60 mCIZ = , respectiv, datele numerice

(tabel 7.3) şi reprezentările grafice (Fig. 7.14 -7.19) - pentru condiţia de contur max 35.80 mCIZ Z= = . A rezultat că, pentru max 35.80 mCIZ Z= = , există trei

secţiuni (sect. 35 – 37, tabel 7.3) în care apare, temporal, curgerea sub presiune (Umax = 1,00).

E - Referitor la procesul de reabilitare, retehnologizare şi modernizare a colectoarelor de canalizare vizitabile:


42

• Colectoarele de canalizare vizitabile se degradează în timp, situaţie ce modifică parametrilor structurali şi funcţionali, cu influenţe negative asupra procesului de exploatare.

• În stadiul actual s-au pus la punct tehnologii de reabilitare a colectoarelor de canalizare în funcţie de caracteristicile structurale ale secțiunii de curgere (secţiuni vizitabile şi nevizitabile). Pentru colectoarele de canalizare vizitabile sunt indicate următoarele tehnologii moderne de reabilitare a secţiunii de curgere:

• glisarea unor căptuşelii / conducte în colectorul gazdă (metoda sliplining); • căptuşirea strâns mulată a secţiunii colectorului (metoda close-fit lining); • secţiunea de curgere a colectorului este tratată pe amplasament (cured-

in-place pipe lining CIPP); • pulverizarea unei căptuşelii în secţiunea de curgere (Spray-on Lining) etc. • Remedierea efectelor distructive la colectoarele de canalizare vizitabile

aflate într-o funcţionare continuă implică soluţii complexe şi lucrări de reabilitare mari. În multe situaţii, lucrările de reabilitare tehnologică sunt executate în condiţii extrem de dificile şi necesită timp mare şi investiţii ridicate.

Abordând probleme importante din domeniul hidraulicii aplicate, teza prezintă o serie de rezultate teoretice şi aplicative privind determinarea parametrilor de calcul hidraulic al regimurilor de curgere din colectoarele de canalizare vizitabile. În cadrul lucrării au fost tratate atât probleme legate de mişcările permanente uniforme şi neuniforme, cât şi probleme legate de mişcările nepermanente.

8.2. Contribuţii personale Teza de doctorat “Contribuţii la optimizarea reţelelor de canalizare în scopul creşterii siguranţei în exploatare” prezintă o serie de noutăţi în privinţa abordării problemelor legate de diferenţele care se regăsesc între modul de funcţionare proiectat al colectoarelor de canalizare vizitabile cu secţiunii standard (circular, ovoid, clopot) şi modul de funcţionare în situaţia modificării secţiunii la o formă geometrică nestandardizată.

Activitatea de studiu şi cercetare s-a concretizat printr-o serie de rezultate teoretice şi experimentale cu aplicabilitate la optimizarea regimului hidraulic în colectoarele de canalizare vizitabile. O mare parte dintre rezultate au fost obţinute prin colaborarea cu colectivului de cercetare în care am fost angrenat în aceşti ani. Dar, o mare parte a rezultatelor ştiinţifice şi tehnice pot fi considerate contribuţii proprii. Dintre acestea menţionez următoarele: 1. Contribuţii la analiza stării actuale a colectoarelor de canalizare pentru ape uzate şi meteorice:


43

• Întocmirea unui studiu documentar privind modul de comportare a componentelor structurale ale reţelelor de canalizare şi în special a colectoarelor de canalizare cu căminele aferente, în scopul evidenţierii problemelor speciale sau negative din procesul de funcţionare.

• Analiza sistemică a stării actuale a reţelei de canalizare a apelor uzate şi a apelor pluviale, cu particularizare pe colectoarele de canalizare vizitabile, cu punerea în evidenţă a problematicii de reabilitare şi modernizare, cu aplicaţie directă la Colectorul Principal „Cacaina” şi Colectorul Principal „De tranzit” din municipiul Iaşi.

• Analiza sintetică a caracteristicilor şi parametrilor funcţionali ai colectoarelor de canalizare vizitabile aflate în exploatare pe o perioadă îndelungată, cu evidenţierea transformărilor secţiunilor standard în secţiunii nestandardizate şi influenţa acestei modificări asupra regimului hidraulic. 2. Contribuţii la definirea parametrilor mişcării permanente în colectoarele de canalizare vizitabile nestandardizate pentru ape uzate şi meteorice:

• Analiza parametrilor geometrici şi hidraulicii ai colectoarelor de canalizare vizitabile standardizate, şi în special a celor nestandardizate cu definirea funcţiilor de corelaţie pentru determinarea parametrilor mişcării permanente uniforme şi neuniforme (cap. 3).

• Realizarea unui model matematic generalizat, original, pentru caracteristicile hidraulico - funcţionale ale colectoarelor de canalizare închise tip albie unică, compuse atât din arce de cerc cât şi din segmente de dreaptă, model capabil să considere distribuţia neuniformă a rugozităţii (B = fB(h), P = fP(h), A = fA(h), Rh = fRh(h), zG = fzG(h), W = fW(h) şi K = fK(h)) (cap. 3.3).

• Pentru modelul matematic elaborat la cap. 3.3 s-a întocmit programul calculator Profil_Arce_Cerc_Seg_Dreapta.m – utilizat în preprocesarea datelor de bază necesare simulărilor numerice a funcţionării colectoarelor principale de canalizare cu programele MPGV_Colector.m şi Tranzitoriu_Gradual_Variat _Colector.m

• Verificarea programul calculator Profil_Arce_Cerc_Seg_Dreapta.m pe colectoarele tip standard şi deducerea caracteristicilor şi parametrilor funcţionali pentru două tipuri de colectoare de canalizare nestandardizate, frecvent întâlnite în practică, respectiv clopot nestandardizat şi secţiune policentrică (dreptunghi + semicerc), cu deducerea funcţiilor de corelaţie a parametrilor hidraulici în mişcarea permanentă uniformă (cap. 3.4.2, Fig. 3.12 - 3.14 şi Fig. 3.15-3.17).

3. Contribuţii la definirea caracteristicii hidraulico-funcţionale ale unor tipuri de construcţii aferente colectoarelor de canalizare pentru ape uzate şi meteorice:


44

• Pentru analiza şi optimizarea funcţionării colectorului de canalizare în corelare cu construcţiile aflate pe traseul acestuia (cămine, rezervoare, bazine de aspiraţie etc.) a fost introdusă noţiunea generală de caracteristică hidraulico - funcţională a construcţiilor, ce exprimă dependența dintre parametrii hidrodinamici (adâncime/ nivelul apei, debit/viteză) din secţiunile de intrare şi cele de ieşire ale acestora (Cap. 4).

• Pentru fiecare construcţie de pe colectorul de canalizare, în urma analizei constructive şi funcţionale, s-a elaborat modelul hidraulico-matematic şi s-a determinat caracteristica hidraulică de funcţionare pentru:

o cămin/rezervor cu nivel constant (cap. 4.2.1), o cămin de racordare simplu (cap. 4.2.2), o cămin de racordare cu deversare unilaterală (cap. 4.2.3), o cămin de racordare cu afluent unilateral (cap. 4.2.4).

• Au fost testate caracteristicile hidraulice obţinute prin determinarea parametrilor funcţionali în scopul validării acestora, iar rezultatele obţinute arată viabilitatea modelului hidraulic elaborat şi tot odată, acestea pot fi utilizate la rezolvarea problemelor tehnice de curgere pe colectoare.

• Pentru analiza mişcării permanente neuniforme cu nivel liber în colectoare de canalizare s-a elaborat un model hidraulico-matematic (cap. 4.3.2), pentru care s-a întocmit programe calculator, originale, implementate, ca funcţii utilizator, în programul complex MPGV_Colector.m.

• Pentru determinarea parametrilor mişcării nepermanente în colectoarele de canalizare vizitabile am elaborat un model hidraulico-matematic pentru obţinerea caracteristicilor hidraulice la variaţii rapide de debit (cap. 6.1). Pentru modelul conceput s-a elaborat un algoritm complex, iar în baza acestuia s-a întocmit programul calculator Tranzitoriu_Gradual

_Variat_Colector.m. Programul a fost validat prin rezolvarea numerică a unei aplicaţii specifice colectoarelor principale.

• Realizarea graficelor de determinare a parametrilor geometrici şi hidraulici pentru două secţiuni de colector de canalizare vizitabil nestandardizat (clopot nestandardizat şi secţiune policentrică dreptunghi + semicerc), ce pot fi utilizate la calculul caracteristicilor mişcării apei în situaţii diferite de exploatare.

4. Contribuţii la studiile de caz elaborate pentru colectoare principale de canalizare

• La Colectorul Principal „Cacaina” s-au determinat, prin rularea programelor calculator elaborate, parametri modului de curgere în situaţii complexe de alimentare din amonte şi prin afluenții acestuia, în mişcarea permanentă neuniformă graduală şi rapidă variată, cu evidenţierea situaţiilor,


45

precum şi a secţiunilor în care sunt depăşite gradele de umplere, iar funcţionarea colectorului devine total nesatisfăcătoare.

• La Colectorul Principal „De Tranzit” s-a determinat tipul şi parametrii hidraulici pentru condiţiile de contur în secțiunea aval (la debuşarea în camera de încărcare CI) - rezervor cu nivelul constant şi rezistenţa locală de tipul lărgire bruscă de secţiune la intrarea în camera CI şi s-au selectat două valori constante reprezentative pentru nivel: min 34.60 mCIZ = şi max 35.80 mCIZ Z= = , care

au fost utilizate în programele de analiză a mişcării. • La Colectorul Principal „De Tranzit” s-a determinat modul real de

curgere pe tronsoanele caracteristice, cu definirea succesiunii mişcărilor neuniforme gradual variate şi rapid variate, care au evidenţiat pentru condiţia de contur max 35.80 mCIZ Z= = punerea temporală sub presiune a trei secţiuni de

curgere (Umax = 1,0). Metodele de calcul şi programele pentru calculator propuse contribuie

la majorarea gradului de cunoaştere a regimului hidraulic în colectoarele de canalizare vizitabile cu secţiuni nestandardizate (forme policentrice). O parte din rezultatele cercetărilor teoretice şi experimentale au fost publicate în revistele de specialitate şi în volumele manifestărilor ştiinţifice cu profil hidrotehnic la nivel naţional şi internaţional.

8.3. PERSPECTIVE VIITOARE DE CERCETARE Studiile şi cercetările efectuate în cadrul tezei de doctorat pot fi continuate pe viitor pe următoarele direcţii:

1. Deducerea de modele matematice şi programe calculator pentru caracteristicile hidraulico - funcţionale în mișcarea permanentă, aferente şi altor tipuri de construcţii accesorii din sistemele de canalizare.

2. Simulări numerice a funcţionării colectoarelor principale în alte scenarii de funcţionare, cu considerarea de grade de colmatare; avarii de naturi diferite.

3. Elaborarea de modele matematice pentru curgerea mixtă în colectoare parţial cu nivel liber şi parţial sub presiune

4. Analiza comportării tuburilor, cu bolta curbă, pe domeniul din jurul adâncimii corespunzătoare modulului de debit maxim, domeniu pe care caracteristica de debit la umplere parţială, Q = f(h), nu este biunivocă.


46

BIBLIOGRAFIE (selectivă din 227 de titluri)

Arsenie I. D., Florea M., Niţescu C. Şt., (2002). The hydraulic calculus for parabolic

section culvert in steady uniform regim. “Ovidius” University annals of Constanta, year III-IV, (2002), Series Constructions pp. 223-228.

Bartha I., Javgureanu V., Marcoie N., (2004), Hidraulică, vol. 2, Edit. Performantica, Iaşi. Bartha I., Luca M., Popescu S., Popia A. (1991), Hidraulica. Culegere de probleme,

Rotaprint Inst. Polit. Iaşi. Bartha I., Luca M., Marcoie N., (2007). Hidraulică - Culegere de probleme. Edit.

Performantica, Iaşi. Bătucă D., (1988), Metodă numerică cu elemente finite pentru calculul curgerii permanente

gradual variate din albiile râurilor şi canalelor, Hidrotehnica vol. 33, nr. 10, Bucureşti. Bica I., Gogu C. R., Palcu M., (2010). Current trend and approaches in urban hydrogeology.

Bulet. Ştiinţ. Univ. “Politehnica” Timişoara, tom 55 (69), Fasc. 1, 2, seria Hidrotehnica, p. 55-60. ISSN 1224-6042.

Bica, I., (2002), Protecţia mediului. Politici şi instrumente, Editura H*G*A*, Bucureşti. Blitz, E., (1970), Proiectarea canalizărilor, Editura Tehnică, Bucureşti. Brows, G., Curtis, P., (1993), An Automated Approach to Sanitary/ Combined Catchment

Performance And Precipitation Impact Analysis, Sixth International Conference on Urban Storm Drainage, Proceedings, vol. II, Ontario, Canada.

Carlier M. (1972), Hydraulique générale et appliqueé, Editure Eyrolles, Paris. Cazanescu S., Mărăcineanu F., Tadjer J., (2010). Sewer network design using urbano

Canalis version 7 release 2010. Bulet. Ştiinţ. Univ. “Politehnica” Timişoara, tom 55 (69), Fasc. 1, 2, seria Hidrotehnica, p. 81-86. ISSN 1224-6042.

Certousov M. D., (1966), Hidraulică, Curs special, Edit. Tehnică, Bucureşti. Dimache Al., Mănescu M., (2006), Reţele edilitare. Edit. Matrix Rom, Bucureşti. Fabry G., Peter Al., (2005). Sistem de canalizare prin vacuumare. Proceed. of Conf. “Innovations

in the field of water supply, and sanitation and water”, IWA, ARA, Bucureşti, pp. 473-476. Giurconiu, M., Mirel. I., (1989), Hidraulica construcţiilor şi instalaţiilor hidroedilitare,

Editura Facla, Timişoara. Hapurne T., (2002), Fuzzy control of urban drainage systems, “Ovidius” University

Annals, Constanza, year III-IV, Special Proceedings, Series-Constructions, p. 632-638, ISSN 12223-7221

Hâncu S., Rus E., Dan P., Teodoreanu Gh., (1985), Hidraulică aplicată, Simularea numerică a mişcării nepermanente a fluidelor, Edit. Tehnică, Bucureşti.

Hobjilă V., Luca M., Dumitraş C. (2003), Compendiu privind proprietăţile dinamice ale mediului de înglobare a construcţiilor subterane din beton armat. Edit. Tehn. Ştiinţ. Didact., Cermi, Iaşi.

Hobjilă V., Luca M., (2000). Complemente privind proiectarea şi expertizarea unor tipuri de construcţii hidrotehnice, Edit. CERMI, Iaşi.

Ianculescu, O., ş.a., (2001), Canalizări, Editura MATRIX ROM, Bucureşti. Ionescu D. Gh., (1977). Introducere în hidraulică, Editura Tehnică, Bucureşti. Jaques Jacqueline, Roesner Lee, Yen Michael, Yamaguci Taka (2006), Case Study in the

Rehabilitation of Large, Non Circular Pipes in Los Angeles County. Nord American Society for Trenchless Technology (NASTT) No-Dig, Conference, Nashville, TN.

Kaliţun V., I., Kedrov V., S., Laskov Iu., M., Safonov P., V., (1980). Ghidravlika, vodosnabjenie i kanalizaţia. Mockva Stroizdat.

Kesavan, K., ş.a., (1972). Theoretic models for sewage pipe network analysis, Journal of the Hydr. Div. ASCE, nr. HY2.


47

Kurganov A., M., Feodorov N., F., (1978). Spravocnik po ghidravliceskim rascetam sistema vodosnabjenia i kanalizaţia. Stroizdat, Leningrad.

Luca M., (1994). Hidraulica construcţiilor hidrotehnice, Universitatea Tehnică „Gheorghe Asachi” din Iaşi.

Luca M., (1998). Hidraulică tehnică. Mişcarea permanentă în canale, vol. I, Edit. Tehnopress, Iaşi.

Luca M., Hobjilă V., (1998). Consideration on hydraulic running parameters of hydrotechnical free flow culvert, Proc. The XXVIII IAHR Congress Graz, Austria.

Luca M., (2001). Elements of hydraulic calculus for free level in culverts and aqueducts. Zilele Academice Timişeene, ed. a VII-a, Ed. Politehnica, Univ. “Politehnica” Timişoara, Vol. I, p.118-123.

Luca M., Bartha I., (2005). Expertiza tehnică privind comportarea reţelei de canalizare la inundaţiile din 17-20 aug. 2005 şi cauzele acestora din zona gării mun. Paşcani, jud. Iaşi. Universitatea Tehnică „Gh. Asachi” Iaşi.

Luca, M., Hobjilă, V., (2005). The hydraulic analysis of the Strunga Gallery of the Timişeşti-Iasi aqueduct. Ovidius University Annals of Constructions, Volume 1, number 3, 4.

Luca, M., Tămăşanu F., Luca, Al., L., (2010). The modeling of flow phenomena in the polycentric river beds. Bulet. Ştiinţ. al Univ. “Politehnica” Timişoara, tom 55 (69), Fascicola 1, 2, seria Hidrotehnica, ISSN 1224-6042, p. 105-108.

Luca, M., Tămăşanu, F., Luca, Al., L., (2010), Reabilitarea şi retehnologizarea reţelei de canalizare stradală. A 45-a Conferinţa Naţională de Instalaţii „Instalaţii pentru mileniul trei”, vol. II, Sinaia, p. 305-311.

Luca M., Tamaşanu F., Luca Al., L., (2012). Flow modeling with free level in the polycentric channels. Ovidius University Annals, year XII, Issue 14, series Civil Engine., Constanta, p. 155-162.

Luca M., (2015). Reabilitarea şi modernizarea sistemelor hidroedilitare. Note de curs. Facultatea de Hidrotehnică, Geodezie şi Ingineria Mediului, Universitatea Tehnică “Gheorghe Asachi” din Iaşi.

Luca M., Scripcariu C.F., Luca Al.L., (2016), Consideraţii privind calculul hidraulic al colectoarelor de canalizare vizitabile. A.I.I.R., Conferinţa Tehnico-Ştiinţifică „Instalaţii în construcții şi economia de energie”, Ediţia a XXVI-a, Universitatea Tehnică Iaşi, Edit. Matrix Rom p. 226-233.

Luca M., Creţu F. C., Scripcariu C. Fl., (2017). Consideration on topographic parameters of rehabilitation sewer collectors. RevCAD, Journal of Geodesy and Cadastre, no. 22, „1 Decembrie” University of Alba Iulia, Aeternitas Publishing House Alba Iulia, p. 237-242.

Luca M., Scripcariu C. F., Luca Al. L., (2017). Consideraţii asupra caracteristicii hidraulice a căminelor de pe colectoarele de canalizare vizitabile. Conferinţa Tehnico-Ştiinţifică cu participare internaţională, Ediţia a XXV-a, A.I.I.R, Iaşi, Edit. Matrix Rom, ISSN 2069-1211, p. 226 - 233.

Mirel I., Fabry A., Peter A., Carabeţ A., Stăniloiu C., Olaru I. (2010). Utilizarea sistemelor vacuumate de canalizare pentru colectarea şi evacuarea apelor uzate menajere provenite de pe vatra colectivităţilor rurale. Volumul Conferinţei Tehnico-Ştiinţifice “Dezvoltarea sistemelor de alimentare cu apă şi canalizare în comunităţile rurale” ARA Bucureşti iunie, pp. 69-76.

Pavlović N., Zlatanović S., Popović M., Jelenković V., (2011). Overview of Quality and Quantity Parameters of Wastewater Collected from Belgrade Sewerage System. Aim of Its Rehabilitation and Development, 1st Danube-Black Sea Regional Young Water Professionals Innovations in the Field of Water Supply, Sanitation and Quality Management, p.281-287.

Popescu, Şt., Alexandrescu, O., Leu, D., (1989). Un modèle mathématique le mouvement quasi-permanent, a débit variable, dans les canaux non prismatiques”, 11 pag., Bul. I.P. Iaşi, tomul XXXV (XXXIX).

Robescu D., Lanyi Sz., Robescu Diana, Constantinescu I., (2000). Fluide polifazate Edit. Tehnică, Bucureşti.


48

Safari M.J.S., Aksoy H., Unal N.E., Mohhamadi M., (2016). Self-cleansing Design of Circular Urban Drainage Channels. Conference proceedings “The 3rd International Conference Water Across Time in Engineering Research” June 23-25, 2016 Constanţa, pp. 245-252.

Scripcariu C., Lupuşoru A., (2014). Aspecte privind sistemele de canalizare şi importanţa reabilitării acestora în spaţiul transfrontralier Prut, “Dezvoltarea economico-socială durabilă a euroregiunilor şi a zonelor transfrontaliere”, Vol. XXII, Ed. Tehnopres, Iaşi, pag. 277-286.

Scripcariu C., F., Luca M., (2016a). Considerations on hydraulic rehabilitation of accessible wastewater collectors, RevCAD, Journal of Geodesy and Cadastre, no. 20, „1 Decembrie” University of Alba Iulia, Aeternitas Publishing House Alba Iulia, p. 115-122.

Scripcariu C., F., Luca M., (2016b). Contributions to the hydraulic research of visitable sewage collectors. Bulletin of the Polytechnic Institute from Iaşi, Published by Technical University "Gheorghe Asachi" from Iasi, Tome 62 (66), No. 3-4, 2016, Section Hidrotehnica, Edit. Politehnium, p. 25–34.

Scripcariu C.F., Luca M., (2017). Topographic parameters of rehabilitation sewer collectors. Bulletin of the Polytechnic Institute from Iaşi, Published by Technical University "Gheorghe Asachi" from Iasi, Tome 63 (67), No. 1-2, 2017, Section Hidrotehnica, Edit. Politehnium, p. 81-88.

Sztruhar, D. Et al., (1997), Conjunctive monitoring of a sewer system and receiving waters in a medium sized community, Water Science and Technologgy, vol. 36, nr. 8-9.

Tămăşanu F., (2013). Contribuţii la optimizarea hidraulică şi funcţională a aducţiunilor de apă. Teză de doctorat. Universitatea Tehnică „Gheorghe Asachi” Iaşi.

Tămăşanu, F., Luca, M., Luca, Al.L. (2010): Regimul hidraulic al aducţiunilor de apă. Lucr. Conferinţei Ştiinţifice „Instalaţii pentru construcţii şi confortul ambiental”, Editura Politehnica, Timişoara, pp. 352-360.

Wood, D., Charles C., (1972), Hydraulic Network Analysis Using Linear Theory, Journal of Hydraulic Division, 98, p. 1157-1170.

*** Asociaţia Română a Apei, Raport privind starea serviciilor de alimentare cu apă şi canalizare pe anul 2015. Bucureşti, dec. 2016.

*** Asociaţia Română a Apei, Raport stadiul tehnologic 2016 sisteme de alimentare cu apă şi canalizare, Bucureşti, iunie 2016.

*** NP 133-2013 Normativ privind proiectarea, execuţia şi exploatarea sistemelor de alimentare cu apă şi canalizare a localităţilor. Vol. 2 Canalizări. Ministerul Dezvoltării Regionale şi Administraţiei Publice, Edit. Matrix Rom, Bucureşti, 2013.

*** Ministerul Mediului şi Pădurilor (2010): Manualul naţional al operatorilor de apă şi canalizare.

*** S.C. APAVITAL S.A., Raport tehnic 2016. *** Eptisa, (2015), Asistenţă tehnică pentru Managementul Proiectului şi Supervizarea

Lucrărilor „Extinderea şi reabilitarea infrastructurii de apă şi apă uzată în judeţul Iaşi”- Actualizarea Master Planului.

ANEXE

Anexa 1. Programul calculator Profil_Arce_Cerc_Seg_Dreapta.m. Programul Profil_Arce_Cerc_Seg_Dreapta.m, elaborat în mediul de programare

MATLAB, implementează modelele matematice elaborate în capitolele 3, 4, 6 şi 7. Programul este aplicat pentru determinarea caracteristicilor geometrice şi hidraulico-funcţionale canalelor atât închise (tuburi), cât şi deschise, cu profilul transversal complex, constituit, din punct de vedere geometric, din arce de cerc şi/ sau segmente de dreaptă.


49

Principalele caracteristici, precum şi datele de intrare şi de ieşire ale programului sunt evidenţiate în listingul prezentat în teza de doctorat.

Anexa 2. Programul calculator MPGV_Colector.m

Programul calculator MPGV_Colector.m (Listing 4.3.2.1.), elaborat în mediul de programare MATLAB, implementează modelul matematic de analiză a parametrilor mişcării permanente neuniforme gradual variate în colectoare de canalizare. Programul lucrează împreună cu programul calculator Profil_Arce_Cerc_Seg_Dreapta.m.


Anexa 3. Programul calculator Q_Brusc_ Variabil _Colector.m

Programul calculator Q_Brusc_Variat_Colector.m (Listing 3.2.2.1), elaborat în mediul de programare MATLAB, Rezolvă probleme de verificare a colectoarelor sistemelor de canalizare complexe, în regim nepermanent, rapid variabil, la reducerea instantanee a debitului în secţiunea aval.


Anexa 4. Programul calculator Tranzitoriu_Gradual_Variat _Colector.m

Programul calculator Tranzitoriu_Gradual_Variat _Colector.m, elaborat în mediul de programare MATLAB, rezolvă probleme de verificare a Colectoarelor sistemelor de canalizare complexe, în Mişcarea Tranzitorie (nepermanentă) Gradual Variată.


Activitatea ştiinţifică în cadrul programului de doctorat

Lucrări ştiinţifice publicate (listă selectivă din 16 lucrări)

1. Scripcariu C.F., Luca M., (2017). Topographic parameters of rehabilitation sewer collectors. Bulletin of the Polytechnic Institute from Iaşi, Published by Technical University "Gheorghe Asachi" from Iasi, Tome 63 (67), No. 1-2, 2017, Section Hidrotehnica, Edit. Politehnium, p. 81-88 ISSN 1224-3892.

2. Scripcariu C., F., Luca M., (2016). Contributions to the hydraulic research of visitable sewage collectors. Bulletin of the Polytechnic Institute from Iaşi, Published by Technical University "Gheorghe Asachi" from Iasi, Tome 62 (66), No. 3-4, 2016, Section Hidrotehnica, Edit. Politehnium, p. 25–34, ISSN 1224-3892.

3. Scripcariu C., Lupuşoru A., (2014). Aspecte privind sistemele de canalizare şi importanţa reabilitării acestora în spaţiul transfrontralier Prut, “Dezvoltarea economico-socială durabilă a euroregiunilor şi a zonelor transfrontaliere”, Vol. XXII, Ed. Tehnopres, Iaşi, pag. 277-286, ISBN 978-606-687-111-2.

4. Scripcariu C. Fl., Luca M., (2014). Consideraţii privind reabilitarea colectoarelor de canalizare nevizitabile, Conferinţa Tehnico-Ştiinţifică cu participare internaţională, Ediţia a XXIV-a, A.I.I.R, Iaşi, Edit. Societatea Academică „Matei-Teiu Botez” p. 87-95, ISSN 2069-1211


50

5. Luca M., Creţu F. C., Scripcariu C. Fl., (2017). Consideration on topographic parameters of rehabilitation sewer collectors. RevCAD, Journal of Geodesy and Cadastre, no. 22, „1 Decembrie” University of Alba Iulia, Aeternitas Publishing House Alba Iulia, p. 237-242, ISSN 1583-2279.

6. Luca M., Scripcariu C.F., Luca Al. L., (2016), Consideraţii privind calculul hidraulic al colectoarelor de canalizare vizitabile. A.I.I.R., Conferinţa Tehnico-Ştiinţifică cu participare internaţională „Instalaţii în construcții şi economia de energie”, Ediţia a XXVI-a, Universitatea Tehnică Iaşi, Edit. Matrix Rom p. 226-233, ISSN 2069-1211.

7. Luca Al., L., Lateş Iustina, Scripcariu C.,Fl., Ilie G., (2016). Consideraţii privind pierderile de apă din reţelele de conducte. Conferinţa Tehnico-Ştiinţifică cu participare internaţională, Ediţia a XXVI-a, A.I.I.R, Iaşi, Edit. Matrix Rom, ISSN 2069-1211, p. 218-225.

8. Neculau M., Bartha J., Scripcariu C., (2014). Aspects of wastewater treatment using constructed wetlands, Conferința Tehnico-Științifică ARA “Performanța în serviciile apă-canal”, București pg. 42-47.

9. Luca M., Scripcariu C. F., Luca Al. L., (2018). Consideraţii asupra caracteristicii hidraulice a căminelor de pe colectoarele de canalizare vizitabile. Conferinţa Tehnico-Ştiinţifică cu participare internaţională, Ediţia a XXV-a, A.I.I.R, Iaşi, Edit. Matrix Rom, ISSN 2069-1211, p. 200 - 210.

10. Luca M., Bălan P. R., Ilie G., Scripcariu C., F., (2015). Pollution prognosis in the area of the industrial waste. Buletinul Institutului Politehnic din Iasi, Tomul LXI (LXV), Fasc. 3-4, Secţia Chimie şi Inginerie Chimică, Ed. Politehnium, pp. 63-73.

11. Lupuşoru A., Scripcariu C., Corelaţia dintre metoda de irigare, cultură, sol şi utilizarea eficientă a apei în spaţiul transfrontralier Prut, “Dezvoltarea economico-socială durabilă a euroregiunilor şi a zonelor transfrontaliere”, Vol. XXII, Ed. Tehnopres, Iaşi, pag. 219 - 225, ISBN 978-606-687-111-2.

12. Toma D., Bartha J., Scripcariu C., (2013). Economic and power efficiency of variable speed pump control systems in static load networks, Scientific and Technical Conference - Water Services and the New Energy Challenges, 10-12 iunie, Bucureşti, ISBN-978-606-8284-66-8, pp. 104-115.

13. Trofin F., Eftimie F., Scripcariu C. Fl., (2012). Analysis of the extreme weather events from 23 to 30 June 2010 and their impact on hydro technical works located in northern Moldavia, Achievements and prospects in Hydrotechnical, Geodesy and Environmental Engineering IS – HGIM. Date de contact:

e-mail: tel: 0744688929

CONTRIBU ȚII LA OPTIMIZAREA RE Ţ ELELOR DE CANALIZARE ÎN ... · desf ăşurat ă pe parcursul...

Documents

Transcript of CONTRIBU ȚII LA OPTIMIZAREA RE Ţ ELELOR DE CANALIZARE ÎN ... · desf ăşurat ă pe parcursul...